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500kV电压等级智能变电站网络结构入门向学习说明

2021年08月04日 10:53--浏览 · --点赞 · --评论
若是苏晴月
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       作为入门向说明,本身并没有对专业名词有很深的解说也没有特意写的很准确很专业尽量以能看懂为前提,主要目的是能建立起一个清晰的脉络以及有一个基本概念,对于一些常见的问题解决途径有一些认识。更多的还得结合现场实际手动绘制一张网络结构图来获得更清晰的认识。

站内网络结构主要分为光纤网络和网线网络,下面也按此分类来说明

第一部分 基本名词解释

衰耗:光纤是载体,一头发一个光,另一头收一个光,收光的一方通过检测收到光的质量来判断这个光的衰耗,衰耗值(单位db)达到一定数值就认为是传输过来的数据误差太大完全不能用或者用了极有可能造成错误判断,为了保险起见就报这个光路衰耗大或者光纤故障或者光纤终端,衰耗越小越好。

多模/单模:由于光是在光纤内通过不断的反射进行传输的,多模就是可以通过折射多个光路,单模就是只能折射一种光路,以下是多模和单模优缺点。

多模:因为能容纳多种光路,它的传输容量大,但是光的折射次数多以及各种不同波段的光相互影响会导致传输距离不够长,所以多用于站内GOOSE和SV传播,正好适应它们传输量大但是距离短的特点,一般以橙色光纤颜色作为区分。

单模:只传输一种光路,光路折射小,没有相互影响,所以能将简单的信号传输很远的距离,特别适合站内保护的光纤通道,所以站内的光纤通道都是单模通道,一般以黄色光纤作为区分。

SV:电流电压的数字量表示,将站内CT、PT传输的电流电压模拟量转换产生。注意,SV带是时标的,像母线保护、主变保护这种需要将多个电流量、电压量进行合并计算的装置,对SV要求很高,如果SV数据里面的延时过大,导致两组数据之间波峰和波谷处于一个时间段就极有可能保护误动作。所以新接入SV在接入前都要做合并单元同源试验,目的是检测模拟量输入后转换成数字量的延时值,延时越低越好。

GOOSE:除了电流电压以外所有数值的数字量表示,将站内的除了CT、PT以外的模拟量转换产生,全部统称为GOOSE,区别于SV对时间没有很高的要求。

订阅:电气回路两头的线芯都是一一对应接在端子排上,光纤虚回路不同于电气回路,它一般是多对一的关系,发送方将所有数据全方位发送出去,接收方根据配置文件要求只收取其中一部分数据,这个选择性收数据一般称之为订阅。那么换言之,如果接收方订阅设置错误,光路是不会通的,所以问题更多的出在接受方而不是发送方。

间隔层/过程层/站控层:就是一个个小型局域网,一个间隔的数据汇聚在一起大家各自根据需要收发,这样一个集散中心就是间隔层,对应硬件就是各个间隔屏柜的交换机,相当于快递里面的武汉市汉阳区分部,汉阳区就是一个间隔。

同样的,多个同样电压等级的间隔层数据汇聚在一起的集散中心就是过程层,它是站控和间隔之间的缓冲和对接作用,对应硬件就是各个小室里面一定会有的交换机屏里面的交换机,相当于快递里面武汉市快递集散中心,各个区的快递或发送或接受都在这个集散中心汇总。

最后各个电压等级和其他公用间隔的数据最后上送至站内综合服务器,对应硬件就是主控楼计算机室中站控层交换机屏,这个就是最终的集散中心,也就是所谓的站控层,相当于快递华中总部集散中心这样。

这样做的目的可以分门别类的处理光纤回路,不会导致某一个环节光纤扎堆的现象,而且另一个优点是越往上数据越集中。

网采/直采:有的数据是典型的一对多,比如母线电压,如果全部采用点对点光纤连接的话那么母线电压对应的合并单元需要的光口非常多,不便于数据传输,所以一般将这种信号经过电转光后对接到过程层的交换机上,所有需要这个信号的间隔,按照AB网各自只需要引一个到各自间隔层即可,极大的降低了光纤回路量,缺点是万一母线合并单元的这一个光模块出现故障会影响到整个网络接收方。

有的数据不需要一对多的连接,更看中连接的准确和可靠性,以及便于后期检修形成明显断开面,这种需求往往采用直采方式,即“从发送方某个端口--尾纤--熔纤盒--光缆--对侧熔纤盒-对侧尾纤--接收方某个端口”这样一个单一的通道连接,甚至部分直连只需要“从发送方某个端口--尾纤--接收方某个端口”这样更加简洁的连接方式,中间不存在其他装置能订阅。

所以光纤理解成水管的话,弯折或者挤压导致通道不畅就会极大增加衰耗,这个故障是光路的接收方报出的,而不是发送方。

特殊情况:如果发送方相连的所有支路全部且同时报光纤中断(故障),那么这种特殊情况下就是发送方发送光出现了问题,可能是装置失电或死机,光模块失效,电气回路故障等。

光纤网络

1、首先基本概念是:光纤是替代原有站内电缆的,它并不是凭空产生的新东西,更多是替代性质,也就是说原有二次回路的功能没有任何的减少和更改只是通过光纤这个性质替代了。

2、由于光纤本身容易断裂、断链、衰耗过大,所以针对光纤的这个故障性质,为每一个光路设置了一个接收检测,只要接收的光信号不好达到一定要求,就会报光纤故障或终端,这是光纤不同于电气回路多出来的检测信号部分。

3、A套装置对应光纤A网,B套装置对应光纤B网,每套装置所有数据量又分为SV和GOOSE,以上四种类型两两组合就是站内所有信号的组成类型。

4、光纤回路从两头看,一方面,从各个智能控制柜、保护装置、测控、公用设备源源不断的将自身生产的信号往外发送要么直接发到对侧装置叫直连,要么发送到各个交换机让接收方随用随取。另一方面,接收方严格根据回路和功能要求选取接收到的信号,有针对性的从直连光纤或者交换机选择需要的数据。所以,光回路最大的特点是发送和接收之间没有一个绝对的联系,大家都是各取所需各负其职,一切取决于功能和回路要求。

5、对于区分网采或直采:

原则上母线保护对各个间隔直采SV值,直跳各个终端,以保证故障时保护动作的可靠性,其他回路比如保护跳令、失灵开入以网采为主,符合一对多的数据要求。

同样的,各个线路间隔、主变间隔直采自己间隔SV值,直跳自己的终端,也是为了保证故障时保护动作的可靠性。

220kV的母联分段因为接受跳闸的间隔很多,各种失灵回路也很多,所以他们接收其他间隔的一般都是网采网跳的形式。

母线电压或者母线刀闸的位置信号一般也为网采

网线网络

一般称之为MMS网,和光纤网络是彼此独立的存在,不像光纤信号覆盖范围广,MMS网络只限于保护和测控装置,各个小室的每台保护和每台测控装置分别引出AB网的网线接入各个小室的MMS网络屏,各个小室的MMS网络屏再通过光纤汇集到主控楼计算机室的综合服务器屏或者数据屏(每个站名称不一样)。

61850规约的站一般都是网线连接(智能变电站就是61850规约站),一般只需要AB网两根网线。特殊情况下,如果小室有单独的子站分屏,每个保护装置额外多一个子站网线。

103规约下由于各个厂家的协议互不想通,所以假设后台是许继的话,只有保护是许继的才能直接通过网线互通,其他厂家数据得通过双绞线经规约转换器转换后才能被后台所识别。

网线网络简单理解为用于收集软报文。

以下是我绘制的网络结构图,可以作为参考

某间隔网络结构图
某间隔整体网络布置


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