沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、第一章 ICE61850標(biāo)準(zhǔn)1.1概述IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)不僅給變電站自動(dòng)化系統(tǒng)提供最完備的通信標(biāo)準(zhǔn)，而且能夠?qū)?shù)字化變電站應(yīng)用技術(shù)做好最大的支撐。IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)還運(yùn)用到給變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)所處理的對(duì)象建立了一致的模型，這個(gè)操作主要是根據(jù)該通信標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行的；而且在整個(gè)過(guò)程中還需要采用相關(guān)的技術(shù)和接口，主要有面向?qū)ο蠹夹g(shù)和抽象服務(wù)通信接口（Abstract Communication），而且該接口是不依賴系統(tǒng)所具有的網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)的，同時(shí)還應(yīng)用了GOOSE（Generic Object Oriented Substation Event），它是針對(duì)通用對(duì)象的，傳輸實(shí)時(shí)性要求高的事件；使用X

2、ML文檔對(duì)裝置數(shù)據(jù)內(nèi)容和結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述；提出SCL(Station Configuration Language)語(yǔ)言描述變電站配置。目的是實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的無(wú)縫連接，達(dá)到“即插即用”， “一個(gè)世界、一種技術(shù)、一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)”是工業(yè)控制通信所追求的最終目標(biāo)。變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能除控制、監(jiān)視和保護(hù)3大功能外，還包括變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的維護(hù)功能，即系統(tǒng)組態(tài)、通信管理和軟件管理等功能。采用變電站自動(dòng)化系統(tǒng)可以把原本分隔的控制、保護(hù)、監(jiān)視、通信和測(cè)量等裝置以合適的形式進(jìn)行集成，由少量多功能智能電子設(shè)備（Intelligent Electronic Device，IED)組成自動(dòng)化系統(tǒng)，通過(guò)站內(nèi)的通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息共享

3、，可使信號(hào)電纜大為減少，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。這樣既提高了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，又改善了可靠性。因此，變電站集成和自動(dòng)化已成為電力行業(yè)降低安裝、維護(hù)和運(yùn)行成本的有效途徑。在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)集成過(guò)程中面臨的最大障礙是不同廠家的IED，甚至同一廠家不同型號(hào)的IED 所采用的通信協(xié)議和用戶界面的不同，因而難以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫集成和互操作。因?yàn)樾枰~外的硬件（如規(guī)約轉(zhuǎn)換器）和軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)IED 互聯(lián)，還要對(duì)用戶進(jìn)行培訓(xùn)，這在很大程度上削弱了變電站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)和意義。因變電站自動(dòng)化系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)功能之外，還應(yīng)具備互操作性、可擴(kuò)展性和高可靠性等性能。這在以往系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)過(guò)程中通常是被忽視的?；ゲ僮餍?，即同一廠家或不同廠家的多個(gè)

4、IED要具有交換信息并使用這些信息進(jìn)行協(xié)同操作的能力。設(shè)備的互操作性可以最大限度地保護(hù)用戶原來(lái)的軟硬件投資，實(shí)現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品集成?？蓴U(kuò)展性，這就要求系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)都盡可能采用模塊化設(shè)計(jì)方法，方便未來(lái)的系統(tǒng)擴(kuò)展，同時(shí)要求通信接口標(biāo)準(zhǔn)化，系統(tǒng)具有開(kāi)放性。高可靠性，系統(tǒng)應(yīng)具有冗余結(jié)構(gòu)，特別是作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)通道的通信系統(tǒng)和人機(jī)界面的監(jiān)控主站應(yīng)具有互相獨(dú)立的冗余配置。在故障情況下，冗余的通信系統(tǒng)和監(jiān)控主站應(yīng)該可以在系統(tǒng)不停止工作的情況下進(jìn)行熱切換，以保證系統(tǒng)執(zhí)行相應(yīng)的保護(hù)和自動(dòng)控制任務(wù)。IEC 在充分考慮上述變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能和要求，特別是互操作性要求的基礎(chǔ)上，制定了變電站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)

5、與系統(tǒng)的通信標(biāo)準(zhǔn)體系¾¾IEC61850 標(biāo)準(zhǔn)。它采用分層分布式體系、面向?qū)ο蟮慕＜夹g(shù)，使得數(shù)據(jù)對(duì)象的自描述成為可能，為不同廠商的IED 實(shí)現(xiàn)互操作和系統(tǒng)無(wú)縫集成提供了途徑。1.2 IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容在 20 世紀(jì)90 年代初，歐洲和美國(guó)同時(shí)開(kāi)展了這方面的研究工作，并制定了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)2,3。為了避免兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)沖突，在IEEE 和IEC 的共同協(xié)調(diào)下，IEC 決定以UCA 2.0 數(shù)據(jù)模型和服務(wù)為基礎(chǔ)，將UCA 的研究結(jié)果納入IEC 標(biāo)準(zhǔn)，建立世界范圍的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)¾¾IEC 61850，并于1999 年3 月提出了委

6、員會(huì)草案版本。IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)草案主要包括的系列文檔如圖1 所示。就概念而言，IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)草案主要圍繞以下4 個(gè)方面展開(kāi)：（1）功能建模從變電站自動(dòng)化通信系統(tǒng)的通信性能（PICOM）要求出發(fā)，定義了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能模型（Part 5）。（2）數(shù)據(jù)建模采用面向?qū)ο蟮姆椒?，定義了基于客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型（Part 7-3/4）。（3）通信協(xié)議定義了數(shù)據(jù)訪問(wèn)機(jī)制（通信服務(wù)）和向通信協(xié)議棧的映射，如在變電站層和間隔層之間的網(wǎng)絡(luò)采用抽象通信服務(wù)接口映射到MMS（IEC 61850-8-1）。在間隔層和過(guò)程層之間的網(wǎng)絡(luò)映射成串行單向多點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸網(wǎng)絡(luò)（IEC61850-

7、9-1）或映射成基于IEEE 802.3 標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程總線（IEC 61850-9-2）（Part 7-2，Part 8/9）。（4）變電站自動(dòng)化系統(tǒng)工程和一致性測(cè)試定義了基于XML（Extensible Make up Language的結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言（Part 6），描述變電站和自動(dòng)化系統(tǒng)的拓?fù)湟约癐ED 結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。為了驗(yàn)證操作性，Part10 描述了IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)一致性測(cè)試。 1. 2.1 IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)的本質(zhì)內(nèi)涵作為下一代變電站的無(wú)縫通信標(biāo)準(zhǔn)， IEC 61850 充分借鑒了變電站通信、計(jì)算機(jī)、工業(yè)控制等領(lǐng)域的長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn) 5 。在IEC 61850 鮮明技術(shù)特點(diǎn)的背后，

8、是IEC61850 與以往變電站通信標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)質(zhì)性差別， 而理解IEC 61850 的本質(zhì)是應(yīng)用IEC 61850 的基礎(chǔ)。IEC 61850 是變電站自動(dòng)化通信標(biāo)準(zhǔn)， 通信標(biāo)準(zhǔn)的本質(zhì)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)雙方快速準(zhǔn)確的理解相互傳達(dá)與接收到的邏輯信息命令， 并正確執(zhí)行命令。由于各設(shè)備生產(chǎn)商生產(chǎn)的智能電子設(shè)備， 可能采用不同的芯片、不同的硬件架構(gòu)、不同的嵌入式系統(tǒng)， 它們組成了一個(gè)復(fù)雜的異構(gòu)環(huán)境系統(tǒng)， 所以變電站中設(shè)備之間的通信是一個(gè)復(fù)雜的分布式信息交互問(wèn)題。變電站設(shè)備要實(shí)現(xiàn)互操作實(shí)際就是解決如何在異構(gòu)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的問(wèn)題。IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)制定的思路與以往IEC 60870 等標(biāo)準(zhǔn)在解決信息表達(dá)與

9、傳輸問(wèn)題方面相比上存在著根本的區(qū)別， 主要是借鑒了近些年來(lái)計(jì)算機(jī)解決異構(gòu)環(huán)境領(lǐng)域的常用的ASN. 1， XML 等技術(shù)來(lái)解決變電站中的信息交互問(wèn)題， 因此IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)的本質(zhì)可以理解為是解決變電站中異構(gòu)環(huán)境下數(shù)據(jù)交換問(wèn)題的一個(gè)實(shí)現(xiàn)方案。IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)充分綜合了ASN. 1 與XML 兩種技術(shù)的各自優(yōu)勢(shì)， 利用A SN. 1 的二進(jìn)制編碼信息傳輸效率優(yōu)勢(shì)， 用它作為主要的實(shí)時(shí)信息交互通信方式， 利用XML 直觀與帶自描述特性在XML 1. 0 版本的基礎(chǔ)上推出了變電站配置語(yǔ)言SCL， 用于描述變電站系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與智能電子設(shè)備的能力及定義通信參數(shù)等。如圖1 所示。W2G 組織提出

10、了要將MMS 映射到XML，采用XML 技術(shù)來(lái)代替MMS 協(xié)議中的ASN. 1 編碼，所以ASN. 1 與XML 兩者正在不斷的相互借鑒發(fā)展。1.3 IEC61850 技術(shù)特點(diǎn)分析IEC 61850 規(guī)約體系完善， 相對(duì)于基于報(bào)文結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)規(guī)約， 應(yīng)用面向?qū)ο蠹夹g(shù)的IEC 61850 有明顯的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。( 1) 系統(tǒng)分層技術(shù): IEC 61850 明確了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu): 變電站層、間隔層和過(guò)程層以及各層之間的接口意義。將由一次設(shè)備組成的過(guò)程層納入統(tǒng)一結(jié)構(gòu)中， 這是基于一次設(shè)備如傳感器、執(zhí)行器的智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。( 2) 面向?qū)ο蟮慕＜夹g(shù): 為了實(shí)現(xiàn)互操作性， IEC618

11、50 標(biāo)準(zhǔn)采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)， 建立統(tǒng)一的設(shè)備和系統(tǒng)模型， 采用基于XML 的SCL 變電站設(shè)備通信配置語(yǔ)言來(lái)全面的描述設(shè)備和系統(tǒng)， 提出設(shè)備必須具有自描述功能。自描述、自診斷和即插即用的特性， 極大方便了系統(tǒng)的集成， 降低了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的工程費(fèi)用。( 3) 抽象服務(wù)通信接口技術(shù): IEC 61850 為實(shí)現(xiàn)無(wú)縫的通信網(wǎng)絡(luò)， 提出抽象通信服務(wù)接口( ACSI) 4 ， 接口技術(shù)獨(dú)立于具體的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議， 與采用何種網(wǎng)絡(luò)無(wú)關(guān)， 可充分適應(yīng)TCP/ IP 以及現(xiàn)場(chǎng)總線等各類通信體系， 而且客戶只需改動(dòng)特定通信服務(wù)映射( SCSM) ， 即可完成網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換， 從而適應(yīng)了電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜多樣的特點(diǎn)。

12、 1.3.1 IED 設(shè)備之間的互操作性IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)之所以能夠被制定出來(lái)，其中最重要的原因是為了使得設(shè)備間具備互操作性，甚至是互換性，這些設(shè)備指的是存在于變電站內(nèi)的各種各樣的智能IED設(shè)備。有了IED設(shè)備的互操作性（interoperability）,可以使得軟硬件投資的用戶得到最好的保護(hù)和照顧，另外，不同的商家之間的產(chǎn)品存在著一定的差異性，在這樣的操作下可以使得不同的產(chǎn)品之間實(shí)現(xiàn)集成，同時(shí)，IED設(shè)備所具備的這種性能還可稱為：“來(lái)自同一廠家或不同廠家的IED之間交換信息，和正確使用信息協(xié)同操作的能力”。從確定性方面進(jìn)行考慮，語(yǔ)言表述上是否明確就是所謂的互操作性，而針對(duì)性與確定性二者

13、是分不開(kāi)的，但就針對(duì)性來(lái)說(shuō)，它更多的是在應(yīng)用領(lǐng)域中被強(qiáng)調(diào)，若以IEC61850標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，這種針對(duì)性是面向變電站自動(dòng)化領(lǐng)域的。它所涉及的不僅關(guān)系到語(yǔ)言的表述問(wèn)題，而且還與相關(guān)的保護(hù)操作有關(guān)。比如那些“模擬量”、“信號(hào)量”、“電壓”、“電流”這樣的表述則是屬于前一種情況，而類似于“距離一段出口”這樣的表述則是屬于后者的情況。我們根據(jù)信息語(yǔ)義中的偏序關(guān)旭來(lái)探討，不同的約定層次在是能夠以相對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象含義的逼近程度來(lái)闡述的。同時(shí)也表示了用于互操作的信息之間是否相對(duì)應(yīng)，在語(yǔ)義層面上，他們針對(duì)性和互操作性兩者之間存著著正關(guān)系，互操作性對(duì)于語(yǔ)義約定的層次也是有一定的要求的，太低的層次是無(wú)法實(shí)現(xiàn)互操作性的，就

14、像最早時(shí)候采用的通信協(xié)議。另一方面，對(duì)于語(yǔ)義的確定性我們還需要考慮一定的環(huán)境和背景，環(huán)境條件一定要能夠保證自動(dòng)化的順利進(jìn)行，諸如相應(yīng)的表述上，應(yīng)該對(duì)某一方面進(jìn)行闡明，但是在確定性方面它是不合格的，不能滿足互操作性的要求，因?yàn)橄瘛耙欢纬隹凇边@樣的表述在語(yǔ)義上存在著二義性。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)中給出了一些針對(duì)IED的測(cè)試方法，包括一致性測(cè)試和性能測(cè)試。前者屬于“證書(shū)”測(cè)試，后者屬于應(yīng)用測(cè)試。二者方法所要達(dá)到的目的也是不同的，如果想知道IED能否達(dá)到特定的標(biāo)準(zhǔn)，就必須應(yīng)用一致性測(cè)試的方法，而性能測(cè)試的方法則是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行一次全面的檢測(cè)，通過(guò)這樣的檢測(cè)了解系統(tǒng)在運(yùn)行方面能否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)保護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用

15、測(cè)試，來(lái)了解系統(tǒng)“四性”是否一定達(dá)到了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。必須模擬保護(hù)系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)情況，包括系統(tǒng)中電網(wǎng)的運(yùn)行情況和通信網(wǎng)絡(luò)情況，而且在這樣的保護(hù)系統(tǒng)中的所有程序和操作都采用數(shù)字化的，其中構(gòu)成保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)備主要包括新型互感器、合并單元、交換機(jī)和數(shù)字式保護(hù)。另外，不同測(cè)試其完成的主體也是不同的，前者主要由授權(quán)機(jī)構(gòu)來(lái)完成，而后者則是由個(gè)體用戶負(fù)責(zé)的。常規(guī)和數(shù)字化變電站系統(tǒng)都應(yīng)用了一致性測(cè)試和應(yīng)用測(cè)試，但是二者在數(shù)字化變電站系統(tǒng)中的聯(lián)系卻更為密切。一般來(lái)說(shuō)，后者是要以前者作為基礎(chǔ)和條件的。一個(gè)產(chǎn)品，首先要經(jīng)過(guò)一致性測(cè)試，才有足夠的資格進(jìn)行應(yīng)用測(cè)試，這樣的資格指擁有構(gòu)成應(yīng)用系統(tǒng)的條件。但是有些產(chǎn)品，雖然已經(jīng)通過(guò)

16、了前一個(gè)測(cè)試，而且也擁有一定的能力可以進(jìn)行系統(tǒng)的構(gòu)建，但是在應(yīng)用測(cè)試的時(shí)候，卻無(wú)法達(dá)到要求，這種情況還是比較常見(jiàn)的。它主要是由繁雜的IEC61850標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)異常情況下其性能的未知性和一些系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性的高要求造成的，則海洋的系統(tǒng)有保護(hù)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等。一個(gè)產(chǎn)品通過(guò)了應(yīng)用測(cè)試就一定通過(guò)了一致性測(cè)試，但是反過(guò)來(lái)未必成立。正因?yàn)槿绱耍瑢?duì)于數(shù)字化變電站，在構(gòu)建的過(guò)程中，絕對(duì)不允許忽視其中的任何一種測(cè)試，由其要注重對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用性能的測(cè)試工作。測(cè)試過(guò)程中，一致性測(cè)試是IEC61850標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的最后一步，它包括了靜態(tài)一致性測(cè)試和動(dòng)態(tài)一致性測(cè)試兩種測(cè)試，為了使得產(chǎn)品能夠符合標(biāo)準(zhǔn)對(duì)一致性所提出的要求，必須進(jìn)行靜態(tài)

17、一致性測(cè)試。其中最要包含了對(duì)MICS、PICS、PIXIT，它們對(duì)應(yīng)的中文名稱為模型實(shí)現(xiàn)一致性聲明服務(wù)實(shí)現(xiàn)一致性聲明、服務(wù)實(shí)現(xiàn)額外信息一致性聲明。動(dòng)態(tài)一致性測(cè)試是想要對(duì)產(chǎn)品是否能夠達(dá)到產(chǎn)品一致性聲明的要求，這種測(cè)試主要是針對(duì)產(chǎn)品的行為，包括產(chǎn)品的通信和接口環(huán)節(jié)。進(jìn)行該種測(cè)試之前要嚴(yán)格設(shè)置一套方案，它所包含的內(nèi)容有測(cè)試用例、測(cè)試環(huán)境、測(cè)試步驟，而且這樣的一套方案是需要根據(jù)一定的產(chǎn)品資料和標(biāo)準(zhǔn)來(lái)制定的，由測(cè)試機(jī)構(gòu)完成。通過(guò)一致性測(cè)試，它所測(cè)試的結(jié)果并不能對(duì)產(chǎn)品的功能和性能做出相關(guān)的判斷，它只是給出了產(chǎn)品關(guān)于通信和接口環(huán)節(jié)在一致性方面是否能夠達(dá)到產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)要求。對(duì)一個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通常需要觀察其

18、所能運(yùn)行的各種功能或性能是否能夠達(dá)到設(shè)計(jì)的目標(biāo)，而性能測(cè)試（performance）所提供的就是一種對(duì)于IED進(jìn)行的測(cè)試，它需要以應(yīng)用性能要求為基礎(chǔ)。通過(guò)性能測(cè)試，可以對(duì)系統(tǒng)的性能做出相應(yīng)的評(píng)估。一般來(lái)說(shuō)，性能測(cè)試包括兩個(gè)環(huán)節(jié)，一個(gè)是關(guān)于適應(yīng)性的，主要是在當(dāng)前所處的條件下，觀察所測(cè)試的產(chǎn)品或系統(tǒng)的工作狀態(tài)是否正常，其中最常用到的測(cè)試方式是EMC測(cè)試；另一個(gè)環(huán)節(jié)是為了保證系統(tǒng)能夠符合設(shè)計(jì)性能的要求，如測(cè)控裝置的功能性試驗(yàn)、保護(hù)裝置的動(dòng)態(tài)模擬測(cè)試等。1.4基于IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)的變電站內(nèi)通信系統(tǒng)框架模型作為變電站自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，IEC 61850 主要強(qiáng)調(diào)面向?qū)ο蟮慕：蛯?duì)基于客

19、戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的應(yīng)用數(shù)據(jù)交換的定義。一典型變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的通信系統(tǒng)框架模型如圖4 所示。（1）物理層/數(shù)據(jù)鏈路層選擇以太網(wǎng)作為通信系統(tǒng)的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的主要原因是以太網(wǎng)在技術(shù)和市場(chǎng)上已處于主流地位。另外，隨著快速以太網(wǎng)、G-比特以太網(wǎng)技術(shù)逐步成熟，對(duì)變電站自動(dòng)化應(yīng)用而言，網(wǎng)絡(luò)帶寬已不再是制約因素，由沖撞引起的傳輸延時(shí)隨機(jī)性問(wèn)題已淡化。曾有一種觀點(diǎn)，認(rèn)為因以太網(wǎng)具有載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)（CSMA/CD）的本質(zhì)，其對(duì)“實(shí)時(shí)”信息傳輸造成延遲的隨機(jī)性無(wú)法預(yù)測(cè)，因而不能滿足實(shí)時(shí)系統(tǒng)的需要。因?yàn)閮蓚€(gè)或多個(gè)以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)同時(shí)訪問(wèn)共享的傳輸介質(zhì)局域網(wǎng)（LAN）時(shí)會(huì)造成數(shù)據(jù)沖突，此時(shí)所有沖突的節(jié)點(diǎn)會(huì)按退避算法

20、（backoffalgorithm）隨機(jī)延遲一定的時(shí)間，然后試圖重新訪問(wèn)介質(zhì)，以獲得介質(zhì)的訪問(wèn)權(quán)。這樣就無(wú)法確切地估計(jì)沖突節(jié)點(diǎn)所需的隨機(jī)等待時(shí)間，因而有可能造成“實(shí)時(shí)”信息傳輸無(wú)效。為了定性地說(shuō)明這一問(wèn)題，美國(guó)電力研究院（EPRI）對(duì)此進(jìn)行了研究，在特定的“最惡劣”情形下對(duì)比了以太網(wǎng)和12M 令牌傳遞Profibus 網(wǎng)的性能。研究結(jié)果表明，通過(guò)交換式HUB 連接的10M以太網(wǎng)完全能夠滿足變電站自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信“實(shí)時(shí)”性的要求，并且以太網(wǎng)快于12M 令牌傳遞Profibus 網(wǎng)絡(luò)。（2）網(wǎng)絡(luò)層/傳輸層選擇事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的 TCP/IP 協(xié)議作為站內(nèi)IED 的高層接口，實(shí)現(xiàn)站內(nèi)IED 的Intran

21、et/Internet 化，使得站內(nèi)IED 的數(shù)據(jù)收發(fā)都能以TCP/IP 方式進(jìn)行。這樣，監(jiān)控主站或遠(yuǎn)方調(diào)度中心采用TCP/IP 協(xié)議就可以通過(guò)廣域網(wǎng)（WAN）甚至Internet 獲得變電站內(nèi)的數(shù)據(jù)。同時(shí)，采用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)訪問(wèn)方式可以保證站內(nèi)IED 具有良好的互操作性。（3）應(yīng)用層選擇制造報(bào)文規(guī)范（MMS）5作為應(yīng)用層協(xié)議與變電站控制系統(tǒng)通信。所有IED 中基于IEC 61850建立的對(duì)象和服務(wù)模型都被映射成MMS 中通用的對(duì)象和服務(wù)，如數(shù)據(jù)對(duì)象的讀、寫(xiě)、定義和創(chuàng)建以及文件操作等。MMS 對(duì)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)定義的支持，使該數(shù)據(jù)自描述成為可能，改變了傳統(tǒng)的面向點(diǎn)的數(shù)據(jù)描述方法。因數(shù)據(jù)本身帶有說(shuō)明，故

22、傳輸可不受預(yù)先定義的限制，簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)管理和維護(hù)工作。以太網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)和 MMS 結(jié)合，加之IEC 61850的應(yīng)用描述，是將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)變成開(kāi)放系統(tǒng)的一可能實(shí)現(xiàn)的途徑。1.5 IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)在牽引供電系統(tǒng)的應(yīng)用 2.1 牽引變電所自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)鐵路牽引供電系統(tǒng)廣泛采用的變電所自動(dòng)化系統(tǒng)是在2000年左右成型的微機(jī)型綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。目前的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)存在以下幾個(gè)主要問(wèn)題：(1)使用大量的控制電纜，提高了系統(tǒng)建設(shè)成本，增加了運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。(2)間隔層設(shè)備之間不能共享信息，造成硬件設(shè)備重復(fù)配置，提高了系統(tǒng)的復(fù)雜性和建設(shè)成本。(3)不同廠家的設(shè)備不能直接互換，系統(tǒng)開(kāi)放性、可擴(kuò)展性和可維護(hù)性

23、較差。(4)目前牽引供電系統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)大多采用IEC 608705104規(guī)約作為控制站和被控站之間的通信規(guī)約。由于沒(méi)有對(duì)各種實(shí)際對(duì)象進(jìn)行建模和描述，各個(gè)廠商按照各自不同的理解進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得不同系統(tǒng)之間互操作性比較差。2.2采用IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)需要解決的問(wèn)題 2.2.1 電子式互感器的應(yīng)用傳統(tǒng)電磁式互感器存在磁滯飽和問(wèn)題，并且電纜連接方式存在抗干擾性差、精確度低等缺點(diǎn)，而數(shù)字化電子式互感器在低壓部分通過(guò)光纖輸出數(shù)字信號(hào)提供給二次設(shè)備，具有抗電磁干擾能力強(qiáng)、頻率響應(yīng)范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，是互感器的發(fā)展方向。提高電子式互感器的可靠性對(duì)數(shù)字化變電所技術(shù)的推廣具有決定性作用。對(duì)于低電壓等級(jí)，目前電子式互感

24、器的技術(shù)優(yōu)勢(shì)不明顯，而且各個(gè)間隔間的電流和電壓信號(hào)基本上不需要在多個(gè)間隔層設(shè)備之間共享，因此不必對(duì)電流和電壓信息進(jìn)行數(shù)字化處理后再以IEC 61850(或者IEC 600448)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行傳輸。對(duì)于低電壓等級(jí)，可以仍采用常規(guī)互感器，或者采用低功率輸出的新型互感器并與就地安裝的間隔層設(shè)備相配合，間隔層設(shè)備采用數(shù)字化接口支持IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)。2.2.2智能化一次設(shè)備數(shù)字化牽引變電所內(nèi)的智能化一次設(shè)備主要包括數(shù)字化開(kāi)關(guān)和變壓器等，其信號(hào)回路和操作驅(qū)動(dòng)回路采用微處理器和光電技術(shù)設(shè)計(jì)，常規(guī)的強(qiáng)電模擬信號(hào)和控制電纜被光電數(shù)字信號(hào)和光纖代替。當(dāng)前，智能化一次設(shè)備還處于實(shí)驗(yàn)室研究和理論論證階段，國(guó)內(nèi)外均沒(méi)

25、有成熟產(chǎn)品應(yīng)用的報(bào)道?？紤]到鐵路牽引供電系統(tǒng)原有傳統(tǒng)一次設(shè)備的改造難度，通過(guò)在互感器和開(kāi)關(guān)上加裝智能采集終端及智能控制終端裝置，實(shí)現(xiàn)模擬量數(shù)字化傳輸和開(kāi)關(guān)、刀閘的數(shù)字化操作。其中，智能終端裝置針對(duì)單個(gè)電流互感器、電壓互感器或斷路器設(shè)計(jì)，由智能采集裝置根據(jù)系統(tǒng)同步脈沖完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將數(shù)據(jù)通過(guò)光纖送至合并單元，合并單元通過(guò)高速光纖再將時(shí)標(biāo)一致的電壓和電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給各保護(hù)測(cè)控單元。2.2.3 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)選型間隔層設(shè)備安裝在開(kāi)關(guān)柜上，仍采用電纜傳輸模擬信號(hào)的方式實(shí)現(xiàn)與互感器和開(kāi)關(guān)的信息交換。為避免不同特點(diǎn)的數(shù)據(jù)相互之間的影響，系統(tǒng)可采用監(jiān)控層網(wǎng)絡(luò)、過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)和模擬數(shù)據(jù)傳送網(wǎng)絡(luò)三網(wǎng)分離策略。監(jiān)控層網(wǎng)絡(luò)

26、數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是突發(fā)性強(qiáng)、數(shù)據(jù)量大，傳送實(shí)時(shí)性要求不高；過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)量不大，具有突發(fā)性，傳輸要求可靠數(shù)據(jù)量特別大，呈周期性，傳輸?shù)囊笫菍?shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、可靠性都要非常高，延時(shí)需要確定。三網(wǎng)相互獨(dú)立，分工明確，確保整個(gè)牽引變電所系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定2.2.4 既有變電所改造過(guò)渡策略隨著數(shù)字化變電所新技術(shù)的積極研究并逐步推廣應(yīng)用，IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)將得到廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的既有變電所將需要進(jìn)行過(guò)渡改造以支持IEC61850標(biāo)準(zhǔn)。但對(duì)于低壓既有變電所如果完全改造成采用電子式互感器，可能導(dǎo)致成本高昂，在變電所升級(jí)的過(guò)程中，變電所一般從經(jīng)濟(jì)利益的角度出發(fā)首先改造二次設(shè)備，采取更為先進(jìn)的技術(shù)與通信第

27、二章 智能變電站2.1 智能變電站網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)智能變電站可分為站控層、間隔層、過(guò)程層，站控層和間隔層之間的網(wǎng)絡(luò)為MMS網(wǎng)，間隔層和過(guò)程層之間的網(wǎng)絡(luò)為GOOSESMV 網(wǎng)(統(tǒng)稱為過(guò)程層網(wǎng)絡(luò))1。目前智能變電站大多采用星形網(wǎng)絡(luò)，基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1 智能變電站組網(wǎng)方案圖1所示的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，MMS網(wǎng)用于站控層設(shè)備和間隔層設(shè)備的信息交換，主要是監(jiān)視間隔層設(shè)備和控制信息，可靠性要求較低，但數(shù)據(jù)量相對(duì)較大_1 ；GOOSE網(wǎng)主要用于過(guò)程層設(shè)備的跳閘、保護(hù)之間的信息交互、開(kāi)關(guān)刀閘等開(kāi)關(guān)量信息的采集4 ；SMV 網(wǎng)用于傳輸電子式互感器所產(chǎn)生的模擬量。智能變電站的信息數(shù)據(jù)量龐大，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?、?shí)時(shí)性要求很

28、高。智能化變電站是指采用先進(jìn)的傳感器、信息、通信、控制、智能等技術(shù)，以一次設(shè)備參量數(shù)字化和標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化信息平臺(tái)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)變電站實(shí)時(shí)全景檢測(cè)、自動(dòng)運(yùn)行控制、與站外系統(tǒng)協(xié)同互動(dòng)等功能，達(dá)到提高變電可靠性、優(yōu)化資產(chǎn)利用率、減少人工干預(yù)、支撐電網(wǎng)安全運(yùn)行，可再生能源“即插即退”等目標(biāo)的變電站。在智能變電站中，電子式互感器或OPT、OCT被廣泛采用；變壓器、斷路器、電容器、避雷器等一次設(shè)備預(yù)裝了大量的傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、跟蹤一次設(shè)備的狀態(tài)。智能變電站的概念是隨智能電網(wǎng)的概念提出來(lái)的。從其提出時(shí)間及內(nèi)容上看智能變電站是建立在數(shù)字化變電站的基礎(chǔ)之上，并增加了許多新的內(nèi)容，諸如一次變壓器、斷路器、電容器、避

29、霄器、GIS等設(shè)備的在線檢測(cè)以及設(shè)備狀態(tài)可視化、智能評(píng)估告警及分析決策、故障信息綜合分析決策、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與優(yōu)化控制、站域控制、廣域測(cè)量等高級(jí)功能.智能變電站系統(tǒng)可分為：自動(dòng)化子系統(tǒng)、計(jì)量子系統(tǒng)、在線檢測(cè)子系統(tǒng)、高級(jí)應(yīng)用子系統(tǒng)。智能變電站具有數(shù)字化變電站的所有特點(diǎn)。智能變電站是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的必備條件。只有在變電站實(shí)現(xiàn)智能化以后，才有可能實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的自診斷、自協(xié)調(diào)、自恢復(fù)，才有可能實(shí)現(xiàn)真正意義的智能電網(wǎng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自愈。智能電網(wǎng)的建設(shè)需要兩個(gè)重要基礎(chǔ)來(lái)支撐：一個(gè)是智能一次設(shè)備狀態(tài)的動(dòng)態(tài)管理功能(自檢測(cè)、自診斷)，另一個(gè)是智能變電站與高級(jí)調(diào)度中心之間的互動(dòng)協(xié)同。2.2 智能變電站過(guò)程層基本需求 2.2

30、.1 電源變電站中一般采用直流電源，交換機(jī)需要適應(yīng)變電站的電源供電方式。在智能變電站中，1臺(tái)交換機(jī)連接多個(gè)間隔，1臺(tái)交換機(jī)的電源故障將導(dǎo)致多個(gè)間隔的網(wǎng)絡(luò)中斷，所以交換機(jī)需要提供雙電源。雙電源可同時(shí)運(yùn)行、均衡負(fù)載，也可采用主備運(yùn)行切換方式。當(dāng)采用主備運(yùn)行切換方式時(shí)，應(yīng)保證主備電源切換期間交換機(jī)的正常運(yùn)行。 2.2.2 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延常規(guī)變電站的保護(hù)跳閘信號(hào)通過(guò)電纜傳送，實(shí)時(shí)性好，而智能變電站的保護(hù)裝置先形成GOOSE跳閘命令報(bào)文，再經(jīng)過(guò)交換機(jī)傳送給智能終端。其中交換機(jī)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延是影響跳閘命令傳輸時(shí)間特性的一個(gè)重要因素，存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延越小，GOOSE跳閘的實(shí)時(shí)性就越好?？紤]到目前的交換技術(shù)水平，交

31、換機(jī)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延在100 吞吐量時(shí)應(yīng)該小于4“s。對(duì)于光纖交換機(jī)，減小光模塊的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延是減小交換機(jī)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延的一個(gè)途徑。2.2.3 溫度范圍智能變電站的部分過(guò)程層設(shè)備需要就地安裝，例如智能終端往往需要安裝在開(kāi)關(guān)旁邊。隨著過(guò)程層設(shè)備的就地化，過(guò)程層交換機(jī)往往也需要戶外就地安裝。中國(guó)幅員廣闊，南北溫度差異大，低溫對(duì)交換機(jī)的影響一般不大，但是交換機(jī)在高溫下運(yùn)行時(shí)，其相關(guān)元器件的老化速度會(huì)加快，嚴(yán)重影響其性能和使用壽命。交換機(jī)必須采用適當(dāng)?shù)臒o(wú)風(fēng)扇自冷散熱技術(shù)，使得交換機(jī)能夠在一40 +85 的溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)期可靠地工作。交換機(jī)的散熱技術(shù)一般從2方面著手，一是降低元器件功耗，另一個(gè)是增加散熱面積2.2

32、.4 吞吐量 智能變電站過(guò)程層數(shù)字化后，過(guò)程層網(wǎng)上傳輸報(bào)文的字節(jié)長(zhǎng)度各有不同，例如不同間隔的跳閘GOOSE報(bào)文、SMV報(bào)文中，任意一幀丟失均可能導(dǎo)致保護(hù)工作異常，從而嚴(yán)重影響保護(hù)動(dòng)作的可靠性，進(jìn)而影響整個(gè)電網(wǎng)的安全。因此，要求交換機(jī)必須對(duì)有效長(zhǎng)度(641 518 B)內(nèi)的所有報(bào)文吞吐量達(dá)到100 。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文流量達(dá)到上限時(shí)，不能出現(xiàn)因交換機(jī)吞吐量達(dá)不到100 而引起報(bào)文丟失，避免因某一字節(jié)長(zhǎng)度報(bào)文出現(xiàn)丟包而影響變電站的可靠運(yùn)行。2.2.5 強(qiáng)電磁干擾下的零丟包技術(shù)在變電站中，正常和異常運(yùn)行狀況下都會(huì)產(chǎn)生和遭受各種電磁干擾，例如高壓電氣設(shè)備和低壓交直流回路內(nèi)電氣設(shè)備的操作、短路故障所產(chǎn)生的瞬變過(guò)

33、程，電氣設(shè)備周圍的靜電場(chǎng)和磁場(chǎng)、雷電、電磁波輻射、人體與物體的靜電、放電等5。這些電磁干擾會(huì)對(duì)交換機(jī)通信數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)產(chǎn)生影響，導(dǎo)致交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)的報(bào)文中某些字節(jié)出錯(cuò)，使得鏈路層的CRC校驗(yàn)出錯(cuò)，從而丟失整幀報(bào)文。報(bào)文丟失會(huì)導(dǎo)致模擬量采樣出錯(cuò)、開(kāi)關(guān)量丟失、跳閘延時(shí)，影響變電站的可靠安全運(yùn)行。交換機(jī)可采用全封封閉機(jī)箱、分區(qū)接地、電源干擾抑制、電路板按電壓等級(jí)分區(qū)、信號(hào)線屏蔽等抗EMC干擾技術(shù)，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)EMC干擾下的零丟包技術(shù)，以滿足過(guò)程層數(shù)字化的需求 。2.2.6 環(huán)網(wǎng)自愈時(shí)間在環(huán)網(wǎng)架構(gòu)的物理鏈路上，交換機(jī)構(gòu)成1個(gè)環(huán)；在邏輯鏈路上，其中1臺(tái)交換機(jī)的1個(gè)端口處于“block”狀態(tài)，數(shù)據(jù)流不能通過(guò)，從而在邏輯

34、上構(gòu)成非環(huán)鏈路。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)故障時(shí)，交換機(jī)之間的環(huán)網(wǎng)架構(gòu)發(fā)生改變，交換機(jī)需要能探測(cè)到網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的改變，并能夠重新構(gòu)建新的邏輯鏈路。在智能變電站中 環(huán)網(wǎng)故障自愈的時(shí)間應(yīng)盡量短，并且最好實(shí)現(xiàn)零丟包。交換機(jī)一般采用快速生成樹(shù)協(xié)議(RSTP)實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)自愈，但是標(biāo)準(zhǔn)的RSTP環(huán)網(wǎng)故障后恢復(fù)的時(shí)間較長(zhǎng)，很難滿足智能變電站的需求。一般情況下，智能變電站用交換機(jī)針對(duì)智能變電站的應(yīng)用采用自己的環(huán)網(wǎng)自愈技術(shù)，就目前的技術(shù)水平而言，其自愈時(shí)間應(yīng)該小于2 mshop。2.2.7 組播流量控制和優(yōu)先級(jí)智能變電站中，本間隔的保護(hù)測(cè)控裝置往往只關(guān)心本間隔的數(shù)據(jù)(如線路保護(hù))，而GOOSE報(bào)文和SMV報(bào)文都是組播發(fā)送，如不進(jìn)行

35、控制，交換機(jī)會(huì)將此類報(bào)文向其所有端口轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)絡(luò)上會(huì)增加許多不必要的組播流量，極大地浪費(fèi)帶寬。因此，智能變電站內(nèi)組播流量控制十分必要。交換機(jī)可以采用虛擬局域網(wǎng)(VLAN)技術(shù)將相關(guān)的裝置劃分在同一VLAN里，限制組播的轉(zhuǎn)發(fā)范圍；或者采用動(dòng)態(tài)組播管理協(xié)議(GMRP)動(dòng)態(tài)對(duì)組播數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，控制組播數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)端口。2種方式都可減少網(wǎng)絡(luò)上不必要的組播流量。另外，交換機(jī)也需要支持優(yōu)先級(jí)技術(shù)，保證重要數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性。2.2.8 網(wǎng)絡(luò)安全控制智能變電站的采樣值、跳閘、聯(lián)閉鎖等重要信息全部通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸。因此，交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)必須提供更高的安全控制策略，如目前常用的基于靜態(tài)MAC或8021Xl8 的網(wǎng)絡(luò)安全控制策略，二

36、者均可提供精確到端口粒度的網(wǎng)絡(luò)安全，可從源頭上杜絕網(wǎng)絡(luò)侵害隱患。2.3 交換機(jī)的整體方案2.3.1組網(wǎng)方式設(shè)計(jì)智能變電站用交換機(jī)需要支持星形網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)等多種組網(wǎng)方式。支持星形網(wǎng)時(shí)，交換機(jī)需要提供1個(gè)千兆光纖端口，用于主交換機(jī)和從交換機(jī)之間級(jí)聯(lián)；支持環(huán)網(wǎng)時(shí)，需要提供2個(gè)千兆光纖端口，以構(gòu)成環(huán)網(wǎng)。因此，交換機(jī)一般支持2個(gè)千兆光纖端2.3.2硬件方案交換機(jī)的硬件架構(gòu)分為數(shù)據(jù)交換模塊和管理模塊2部分。數(shù)據(jù)交換模塊負(fù)責(zé)交換機(jī)的基本的數(shù)據(jù)交換處理，支持16個(gè)百兆光纖端口、2個(gè)千兆光纖端口，采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)模式工作，緩存空間應(yīng)不小于6 MB，存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)小于4 s。管理模塊實(shí)現(xiàn)交換機(jī)的管理、配置、調(diào)試以及交換機(jī)的

37、高級(jí)應(yīng)用功能。管理模塊和數(shù)據(jù)交換模塊之間通過(guò)PCI連接。2.3.3軟件方案(1) 軟件架構(gòu)該交換機(jī)的軟件整體結(jié)構(gòu)分為操作系統(tǒng)、系統(tǒng)抽象層(SAL)、交換模塊的操作接口層(Switch API)、基本功能模塊、高級(jí)功能模塊、配置管理模塊、日志告警模塊等幾部分(2) 操作系統(tǒng)、SAL、API模塊綜合考慮系統(tǒng)穩(wěn)定性、高效性和可擴(kuò)展性等因素，采用了嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。SAL提供通用的系統(tǒng)函數(shù)封裝接口，使得上層的應(yīng)用程序與操作系統(tǒng)無(wú)關(guān)，確保程序具有良好的可移植性，為今后CPU 或操作系統(tǒng)升級(jí)提供了良好的可擴(kuò)展性。Switch API封裝了應(yīng)用功能對(duì)交換模塊的操作，包括修改端口屬性、讀寫(xiě)交換芯片各寄

38、存器等，為上層應(yīng)用提供了簡(jiǎn)明清晰的操作手段。增加該層使得上層應(yīng)用程序獨(dú)立于交換芯片而存在，便于上層應(yīng)用程序的改進(jìn)和移植，提高了可擴(kuò)展性。(3)日志告警模塊記錄交換機(jī)內(nèi)部的日志和告警，為其他各模塊提供產(chǎn)生日志和告警的接口，產(chǎn)生的日志和告警存儲(chǔ)在Flash盤中，斷電后不丟失?？梢酝ㄟ^(guò)FTP將日志告警信息上傳到電腦后再瀏覽，也可在操作界面(web，Telnet，CLI)菜單中瀏覽。(4) 配置管理模塊該模塊負(fù)責(zé)所有參數(shù)的顯示、配置，可以通過(guò)Web，Telnet，CLI(命令行界面)對(duì)交換機(jī)進(jìn)行訪問(wèn)和維護(hù)，以滿足在不同場(chǎng)合和條件下用戶對(duì)交換機(jī)配置和管理的需要。(5) 基本功能模塊該模塊主要包括對(duì)端口模

39、式、屬性的控制管理。通過(guò)改變Switch和物理層(PHY)芯片上相關(guān)寄存器的內(nèi)容設(shè)置端口的各項(xiàng)屬性，以適應(yīng)應(yīng)用需求。該模塊接收來(lái)自配置管理模塊的功能控制命令，設(shè)置PHY芯片和Switch芯片的工作模式。同時(shí)該模塊與日志告警模塊接口，對(duì)常規(guī)配置操作和系統(tǒng)運(yùn)行異常等情況進(jìn)行記錄。(6 )高級(jí)功能模塊該模塊提供管理型交換機(jī)的各項(xiàng)高級(jí)應(yīng)用功能，包括環(huán)網(wǎng)管理、數(shù)據(jù)隔離、鏈路冗余、流量分類控制、端口安全、流量遠(yuǎn)程監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)、對(duì)時(shí)、多播報(bào)文管理等。該模塊接收來(lái)自配置管理模塊的功能控制命令，設(shè)置PHY芯片和Switch芯片的工作模式。同時(shí)該模塊與日志告警模塊接口相連，對(duì)常規(guī)配置操作和各項(xiàng)高級(jí)功能在運(yùn)行過(guò)程中的

40、異常情況或重要事件進(jìn)行記錄。該模塊內(nèi)部各模塊為平行關(guān)系，獨(dú)立運(yùn)行，可以獨(dú)立打開(kāi)和關(guān)閉2.4 智能變電站過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)通信報(bào)文智能變電站過(guò)程層設(shè)備在一定程度上與數(shù)字化變電站相同，主要涉及電子式電壓互感器(EVT)、電子式電流電壓互感器(ECVT)、合并單元、智能操作箱(智能開(kāi)關(guān))等典型設(shè)備。對(duì)此，典型的報(bào)文主要有多播采樣值(MSV)報(bào)文和通用面向?qū)ο笞冸娬臼录?GOOSE)跳閘報(bào)文2類，個(gè)別采用IEEE1588標(biāo)準(zhǔn)l2 對(duì)時(shí)的變電站還存在IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)對(duì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)。智能變電站的采樣報(bào)文主要依據(jù)IEC 600447標(biāo)準(zhǔn) 、IEC 600448標(biāo)準(zhǔn) 、IEC 6185091 (以下簡(jiǎn)稱“91標(biāo)準(zhǔn)”)

41、、IEC 6185092標(biāo)準(zhǔn)l6(以下簡(jiǎn)稱“92標(biāo)準(zhǔn)”)。早期建設(shè)的數(shù)字化變電站以采用91標(biāo)準(zhǔn)居多，但此標(biāo)準(zhǔn)目前已經(jīng)被IEC廢除，因此，92標(biāo)準(zhǔn)成為今后采樣數(shù)據(jù)組網(wǎng)的唯一報(bào)文格式。92標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)文以靈活、便捷的方式能夠滿足工程的要求，已經(jīng)得到推廣，但對(duì)設(shè)備整體性能要求較高，早期實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備來(lái)說(shuō)還有難度，但隨著產(chǎn)品的升級(jí)完善，當(dāng)前二次設(shè)備廠家的產(chǎn)品都能夠支持92標(biāo)準(zhǔn)。而IEC 600447和IEC 600448標(biāo)準(zhǔn)目前也仍然被保留使用，主要是為了滿足智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)范7中保護(hù)裝置“直采直連”的要求，合并單元以直連的方式采用IEC 600447和IEC600448標(biāo)準(zhǔn)的格式給保護(hù)裝置傳輸采樣數(shù)

42、據(jù)。 智能變電站的跳閘網(wǎng)絡(luò)主要是指GOOSE網(wǎng)，其實(shí)現(xiàn)原理和方式與當(dāng)前數(shù)字化變電站完全相同，僅保護(hù)跳閘按照智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)范的要求采用直跳的方式，即網(wǎng)絡(luò)直連。針對(duì)采用IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)對(duì)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)，過(guò)程層組網(wǎng)還涉及IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)對(duì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)無(wú)須單獨(dú)組建，僅需要依附在MSV 網(wǎng)或GOOSE跳閘網(wǎng)上即可；無(wú)須增加額外的電氣連接，但支持對(duì)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)主時(shí)鐘需單獨(dú)提供，而且交換機(jī)也必須支持IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)對(duì)時(shí)功能。2.5 智能變電站過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥^(guò)程層組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c間隔層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相同，可分為星形網(wǎng)絡(luò)、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)、總線形網(wǎng)絡(luò)3種主要方式?？偩€形網(wǎng)絡(luò)可靠性最低，網(wǎng)絡(luò)延遲大，造價(jià)最

43、低；星形網(wǎng)絡(luò)可靠性較低，網(wǎng)絡(luò)延遲最小，造價(jià)適中；環(huán)形網(wǎng)絡(luò)可靠性較高，網(wǎng)絡(luò)延遲較大，但造價(jià)也最高。從以前國(guó)內(nèi)數(shù)字化變電站工程的建設(shè)情況來(lái)看，大多數(shù)變電站在組網(wǎng)時(shí)選擇了星形結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)性能和造價(jià)的最優(yōu)化。目前在高電壓等級(jí)的變電站中，也多采用星形網(wǎng)絡(luò)。2.6 智能變電站過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)智能變電站過(guò)程層通信涉及數(shù)字化采樣，即電子式互感器和合并單元的使用，同時(shí)也涉及GOOSE網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)，即智能操作箱或智能開(kāi)關(guān)的使用。從一定程度上看，過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)涉及全站的數(shù)據(jù)源和開(kāi)關(guān)的控制，對(duì)全站的穩(wěn)定運(yùn)行起著重要作用。因此，有必要對(duì)其組網(wǎng)方式進(jìn)行詳細(xì)討論，并挑選最安全可靠、最經(jīng)濟(jì)的組網(wǎng)方式來(lái)保證現(xiàn)場(chǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)前涉及的組

44、網(wǎng)方式主要有以下幾種。 2.6.1 MSV直連和GOOSE直連此方式的實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)變電站的電纜連接方式極為類似，區(qū)別是當(dāng)前的直連(也稱點(diǎn)對(duì)點(diǎn))全部更換成光纜連接，即MSV 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)與跳閘點(diǎn)對(duì)點(diǎn)類似設(shè)備直連，不經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的方式。MSV 和GOOSE的實(shí)現(xiàn)原理及方式保持不變，其結(jié)構(gòu)示意 圖1 MSV直連和GOOSE直連結(jié)構(gòu)此方式雖然能夠保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，但是采樣值?shù)據(jù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)共享，直連需要智能電子設(shè)備(IED)同時(shí)提供多個(gè)網(wǎng)絡(luò)電接口或光接口，增加了設(shè)備的成本，而且設(shè)備發(fā)熱量大，光纜用量也較大。若合并單元或智能操作箱徹底下放到一次設(shè)備，此方式還可采用；但若進(jìn)行集中配置，例如典型的組屏配置，則無(wú)形

45、中增加了光纜的連接數(shù)量，此方式就不適合。 2.6.2 MSV直連和GOOSE組網(wǎng)此方式MSV 采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，但通過(guò)網(wǎng)絡(luò)方式跳閘，與跳閘點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相比，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)化，并具有較高的自動(dòng)化程度。圖2 MSV直連和G0OSE組網(wǎng)結(jié)構(gòu)采用此方式實(shí)現(xiàn)MSV 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，仍然無(wú)法實(shí)現(xiàn)采樣的數(shù)據(jù)共享，但過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)跳閘有利于節(jié)省光纜連接，實(shí)現(xiàn)GOOSE網(wǎng)跳閘，這符合IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)對(duì)GOOSE的使用要求，也符合智能開(kāi)關(guān)設(shè)備接收GOOSE網(wǎng)跳閘命令的趨勢(shì)。今后若開(kāi)關(guān)設(shè)備進(jìn)行智能化升級(jí)改造，GOOSE網(wǎng)能滿足這一要求，這正體現(xiàn)了IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)通用性和可擴(kuò)展性的特點(diǎn)。 2.6.3 MSV組網(wǎng)

46、和G0OSE直連此方式僅涉及MSV網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)，有利于MSV 網(wǎng)的數(shù)據(jù)共享圖3 MSV組網(wǎng)和GOOSE直連結(jié)構(gòu)此方式主要出現(xiàn)在早期數(shù)字化變電站建設(shè)階段，由于GOOSE網(wǎng)跳閘的性能和可靠性還未得到廣泛推廣，初期數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)就著重于電子式互感器的應(yīng)用，因而多關(guān)注于MSV數(shù)據(jù)網(wǎng)的構(gòu)建。在當(dāng)前智能變電站建設(shè)階段，此方式大多會(huì)應(yīng)用于傳統(tǒng)變電站的升級(jí)改造 2.6.4MSV組網(wǎng)和GOOSE組網(wǎng)此方式完全符合IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)對(duì)過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)通信的要求。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。圖4 MSV組網(wǎng)和GOOSE組網(wǎng)結(jié)構(gòu)此方式中，過(guò)程層MSV組網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)全站數(shù)據(jù)的共享，跳閘GO0SE組網(wǎng)也能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)跳閘，因此，符合變電

47、站自動(dòng)化發(fā)展方向，也滿足智能變電站組網(wǎng)的要求。但此方式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所需要的交換機(jī)數(shù)量較大，尤其是雙重化冗余配置的方式需求量會(huì)翻倍，投資巨大，全站二次設(shè)備大部分投資都花在購(gòu)置交換機(jī)上，因?yàn)楫?dāng)前同時(shí)滿足電磁兼容要求和IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)要求的交換機(jī)型號(hào)不多，同時(shí)，采樣和GOOSE網(wǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性要求更高，這就對(duì)交換機(jī)的性能提出了較高的要求，而滿足這一要求的產(chǎn)品價(jià)格都很昂貴，因此，當(dāng)前采用此方式的變電站投資都相當(dāng)大。目前數(shù)字化變電站已有較多此類工程實(shí)例，有一定的工程經(jīng)驗(yàn)。采用此方式的設(shè)備數(shù)據(jù)同步大多采用IRIGB碼對(duì)時(shí)。 2.6.5 MSV。GOOSE和IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)對(duì)時(shí)共

48、網(wǎng)此方式和上述方式基本相同，僅對(duì)時(shí)方式有區(qū)別?？紤]到IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)對(duì)時(shí)精度小于1 s，這一對(duì)時(shí)精度能夠滿足變電站所有領(lǐng)域的要求；同時(shí)，IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)，無(wú)需額外的線路連接，提高了全站設(shè)備對(duì)時(shí)的可靠性，也能節(jié)省投資。為此，采用IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)對(duì)時(shí)方式在變電站得到了有效推廣和應(yīng)用。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。圖5 MSV，GO SE和IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)對(duì)時(shí)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)采用此方式對(duì)網(wǎng)絡(luò)及其交換機(jī)的要求更高，需要支持IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)對(duì)時(shí)功能，并且對(duì)過(guò)程層設(shè)備也提出了更高的要求，裝置的網(wǎng)絡(luò)芯片不僅需要支持IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)對(duì)時(shí)功能，還需要具有更高的處理能力，此方式下

49、百兆網(wǎng)絡(luò)已顯得有些不足，千兆網(wǎng)絡(luò)是此方式的最佳途徑。但如此會(huì)涉及所有過(guò)程層設(shè)備的升級(jí)和換代，不僅在技術(shù)上需要進(jìn)行有效升級(jí)，而且會(huì)增加設(shè)備投資，從而導(dǎo)致全站建設(shè)成本的提高；另外，支持IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)對(duì)時(shí)的交換機(jī)也需進(jìn)行開(kāi)發(fā)，當(dāng)前滿足此類要求的交換機(jī)僅有幾款，而且都是新產(chǎn)品，價(jià)格昂貴，穩(wěn)定性和可靠性還需工程驗(yàn)證，目前在一些試點(diǎn)站中發(fā)現(xiàn)主鐘的對(duì)時(shí)報(bào)文經(jīng)過(guò)交換機(jī)后會(huì)有上百毫秒的修正延時(shí)，遠(yuǎn)超過(guò)規(guī)定的要求，而且出現(xiàn)的頻率較高，因此，交換機(jī)總體性能仍需進(jìn)一步提高?？傮w上看，IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)對(duì)時(shí)是一個(gè)系統(tǒng)化的工作，需要IED、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和變電站主時(shí)鐘的支持以及合理的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等，只有各個(gè)環(huán)節(jié)都

50、支持且相互有效配合，其小于1 s的對(duì)時(shí)精度要求才能達(dá)到。當(dāng)前浙江大侶110 kV變電站、遼寧朝陽(yáng)馬山220 kV變電站、llO kV金南變電站等都采用此方式，作為技術(shù)性的嘗試和探索已經(jīng)積累了一定的工程經(jīng)驗(yàn)。但此方式需對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分，工作量較大，雖然較為先進(jìn)，但總體運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性還有待進(jìn)一步檢驗(yàn)，建議待技術(shù)成熟和積累豐富運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)后再推廣應(yīng)用。2.6.6 混合組網(wǎng)混合組網(wǎng)方式是結(jié)合上述幾種方式、根據(jù)實(shí)際工程的運(yùn)用靈活進(jìn)行調(diào)整的一種組網(wǎng)方式。在此介紹一種保護(hù)采樣和跳閘點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，其余通過(guò)組網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示。圖6 智能變電站保護(hù)設(shè)備組網(wǎng)結(jié)構(gòu)此方式主要考慮保護(hù)裝置安全可靠性的要求

51、，盡量避免因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)故障而導(dǎo)致保護(hù)功能失效。此方式在智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)范中有明確的定義，亦即：除了保護(hù)裝置外，其余的測(cè)控、網(wǎng)絡(luò)分析、錄波等設(shè)備仍然采用組網(wǎng)的方式實(shí)現(xiàn)。雖然如此，但此方式對(duì)過(guò)程層和間隔層設(shè)備仍然提出了較高的要求，合并單元、智能操作箱等都需要增加多個(gè)光接口以滿足直連和組網(wǎng)的需求，目前設(shè)備光接口至少需要8個(gè)，母線保護(hù)、備自投保護(hù)等跨間隔的設(shè)備需要的光接口更多。目前，針對(duì)此方式組網(wǎng)所需要的設(shè)備還處于升級(jí)改造或開(kāi)發(fā)中，智能變電站第一批試點(diǎn)的一些變電站已經(jīng)按照此方式進(jìn)行設(shè)計(jì)建設(shè)，第一批試點(diǎn)工程中已有部分產(chǎn)品投入運(yùn)行?，F(xiàn)以500 kV 等級(jí)變電站(500 kV22o kV35 kV)為例

52、，除了保護(hù)裝置的采樣和GOOSE通過(guò)光纜直接連接外，其他500 kV和220 kV電壓等級(jí)設(shè)備的MSV 網(wǎng)和GOOSE網(wǎng)都可以單獨(dú)組網(wǎng)，其中MSV 網(wǎng)和GOOSE網(wǎng)都可采用星形網(wǎng)絡(luò)，由于220 kV及以上等級(jí)變電站保護(hù)雙套冗余，為避免相互影響，2套設(shè)備獨(dú)立組網(wǎng)。當(dāng)500 kV母線采用32接線方式時(shí)，過(guò)程層交換機(jī)按串配置。對(duì)于35 kV 電壓等級(jí)的間隔，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。若采用保護(hù)測(cè)控一體化設(shè)備并且下方有開(kāi)關(guān)，可采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式進(jìn)行組網(wǎng)；若采用保護(hù)測(cè)控體化設(shè)備但組屏建設(shè)，則可以分別組建MSV 網(wǎng)和GOOSE網(wǎng)或MSV，GOOSE和IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)對(duì)時(shí)共網(wǎng)(也有稱為“三網(wǎng)合一”)。但此方

53、式投入較大，對(duì)于35 kV等級(jí)GOOSE網(wǎng)可采用站控層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。全站對(duì)時(shí)方式可采用較為成熟的IRIGB碼對(duì)時(shí)，也可嘗試在各電壓等級(jí)的MSV 網(wǎng)和GO0SE網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)對(duì)時(shí)，只需通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與主時(shí)鐘連接即可，但要求設(shè)備和交換機(jī)都需支持IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)?？傮w看來(lái)，混合式組網(wǎng)方式既滿足了國(guó)家電網(wǎng)公司相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的需求，同時(shí)也在提高保護(hù)安全性和可靠性的基礎(chǔ)上滿足了全站信息數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)化的要求，將成為今后智能變電站建設(shè)的主要組網(wǎng)方式。2.7 過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的過(guò)濾過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)著全站數(shù)據(jù)采集以及設(shè)備狀態(tài)信息、二次設(shè)備保護(hù)、控制信號(hào)的傳輸工作，其性能的好壞直接影響到全站運(yùn)行

54、的穩(wěn)定性和可靠性。為了有效降低交換機(jī)的負(fù)荷，提高網(wǎng)絡(luò)的安全性，增加網(wǎng)絡(luò)管理的靈活性，方便網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)、IED的調(diào)試和變電站的擴(kuò)建，在過(guò)程層物理網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)確定后需要進(jìn)行報(bào)文過(guò)濾，即從大量的網(wǎng)絡(luò)報(bào)文中接收需要的報(bào)文并摒棄不需要的報(bào)文。目前，過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)常用的報(bào)文過(guò)濾技術(shù)有VLAN (虛擬局域網(wǎng))和基于通用屬性注冊(cè)協(xié)議(generic attribute registration protocol，GARP)多播注冊(cè)協(xié)議(GMRP)2種，以下對(duì)其進(jìn)行技術(shù)比較分析。2.7.1VLAN 的應(yīng)用對(duì)于MSV和GOOSE單獨(dú)組網(wǎng)的方式，為了減少交換機(jī)各端口轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的數(shù)量，減少網(wǎng)絡(luò)阻塞，提高報(bào)文傳輸?shù)目煽啃院蛯?shí)時(shí)性，

55、需對(duì)組網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行VLAN的劃分。對(duì)于采用MSV 網(wǎng)、GOOSE網(wǎng)和IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)對(duì)時(shí)共網(wǎng)的方式，由于多種報(bào)文共存，更需要進(jìn)行報(bào)文過(guò)濾，亦可避免主時(shí)鐘接收其他非IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文。 VLAN 技術(shù)是目前數(shù)字化變電站中應(yīng)用最廣的報(bào)文過(guò)濾技術(shù)，因?yàn)樗簧婕霸O(shè)備本身，只需對(duì)交換機(jī)進(jìn)行配置即可，具體原理可參考文獻(xiàn)9。但是，該方式對(duì)交換機(jī)的配置較為繁瑣，增加了現(xiàn)場(chǎng)施工和維護(hù)的復(fù)雜性，一旦網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有調(diào)整就必須重新劃分VLAN，工作量較大。為此，另一種較為靈活的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議GMRP得到了應(yīng)用。2.7.2 GMRP的應(yīng)用GMRP是基于GARP的一個(gè)多播注冊(cè)協(xié)議，用于維護(hù)交換機(jī)中的多播注冊(cè)信息，其原理

56、可參考文獻(xiàn).這種信息交換機(jī)制確保了同一交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有支持GMRP的設(shè)備維護(hù)的多播信息的一致性，特別適合智能變電站中基于訂閱I布機(jī)制的MSV92采樣值、GOOSE 信息傳輸。與VLAN 相比，GMRP不需要對(duì)交換機(jī)進(jìn)行繁瑣配置，僅需交換機(jī)支持GMRP功能，方便了變電站的改擴(kuò)建，有效降低了運(yùn)行維護(hù)的難度?？傮w上看，VLAN 的實(shí)現(xiàn)僅需在交換機(jī)上進(jìn)行配置，不涉及設(shè)備本身的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)相對(duì)容易，但是在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化或調(diào)整后，VI AN 必須重新劃分，使用和維護(hù)工作量較大。而GMRP雖涉及設(shè)備和交換機(jī)，但是其實(shí)現(xiàn)方式更加靈活，能夠靈活地滿足工程建設(shè)和維護(hù)的需要。第三章 10KV架空導(dǎo)線截面選擇及校驗(yàn)架空線是軟導(dǎo)體，架空線的選擇主要是截面選擇，而架空線路的型號(hào)則視具體情況而定。架空線路一般用裸導(dǎo)線，其結(jié)構(gòu)型式主要有單股線、多股絞線、鋼芯鋁絞線、擴(kuò)徑導(dǎo)線、空心導(dǎo)線、分裂導(dǎo)線幾種。常用架空線的型號(hào)、規(guī)格，由材料、結(jié)構(gòu)的漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母在寫(xiě)表示，額定載流截面積（mm2）和鋼線部分額定截面積（mm2）等幾部分組成，字母含義為：T銅L鋁G鋼J多股絞線LH鋁合金F防腐型等。本線路設(shè)計(jì)采用LGJ型架空線，含義為機(jī)械強(qiáng)度為普通型的鋼芯鋁絞線。配電裝置中軟導(dǎo)線的選擇，應(yīng)根據(jù)（環(huán)境溫度、日照、風(fēng)速、