智能變電站SMV通訊介紹

1、SMV通訊(tngxn)介紹共四十四頁SMV介紹采樣同步模型中的SMV裝置(zhungzh)如何實(shí)現(xiàn)SMVSMV報(bào)文SMV軟壓板SMV品質(zhì)對裝置的影響主要(zhyo)內(nèi)容2共四十四頁什么是SMV? Sampled Measured Value采樣測量值，也稱為SV (Sampled Value),一種用于實(shí)時(shí)傳輸數(shù)字采樣信息的通信服務(wù) 從發(fā)展歷史(lsh)來說，SMV的發(fā)展先后經(jīng)歷： IEC60044-8，IEC61850-9-1，IEC61850-9-2 目前主要采用IEC61850-9-2，IEC60044-8 SMV介紹(jisho)3共四十四頁IEC 60044-7 : Instrum

2、ent transformers Electronic voltage transformersIEC 60044-8 : Instrument transformers Electronic current transformersIEC 61850-9-1IEC 61850-9-2 : Communication networks and systems in substations Part 9-2:Specific Communication Service MappingUCA 9-2 LE : Implementation guide for digital interface t

3、o instrument transformers using IEC 61850-9-2相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)發(fā)展4共四十四頁IEC60044-8是國際電工委員會為電子式互感器專門制定的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，點(diǎn)對點(diǎn)光纖串行數(shù)據(jù)接口采用IEC69870-5-1的FT3格式，故常稱之為FT3格式傳輸(chun sh)延時(shí)確定可以采用再采樣技術(shù)實(shí)現(xiàn)同步采樣硬件和軟件實(shí)現(xiàn)簡單通道傳送瞬時(shí)標(biāo)幺值固定12通道IEC60044-85共四十四頁為了滿足變電站更加靈活的需求，國網(wǎng)公司在Q/GDW441-2010智能(zh nn)變電站繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)范對60044-8所定義的通用幀格式從12通道擴(kuò)展到22通道，一般稱之為

4、擴(kuò)展FT3格式擴(kuò)展(kuzhn)FT36共四十四頁IEC61850-9-2：是國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)IEC 61850-9-2：特定通信服務(wù)映射(SCSM) 中所定義的一種采樣(ci yn)值傳輸方式，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接口傳輸延時(shí)不確定無法準(zhǔn)確采用再采樣技術(shù)硬件軟件比較通用，但對交換機(jī)要求極高硬件和軟件實(shí)現(xiàn)都將困難不同間隔間數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)間不確定，不利于母差、變壓器等保護(hù)的數(shù)據(jù)處理通道傳送一次瞬時(shí)值IEC61850-9-27共四十四頁 為了滿足變電站更加可靠的需求，合并單元不再依賴時(shí)鐘源進(jìn)行同步，國網(wǎng)公司在Q/GDW441-2010智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)范定義(dngy)了點(diǎn)對點(diǎn)9-2的方式，具體技術(shù)要求如

5、下：合并單元應(yīng)輸出電子式互感器整體的采樣響應(yīng)延時(shí)，額定延時(shí)時(shí)間不大于2ms。采樣值發(fā)送間隔離散值應(yīng)小于10S.通道延時(shí)需要在采樣數(shù)據(jù)集中作為一路通道發(fā)送。IEC61850-9-2（點(diǎn)對點(diǎn)）8共四十四頁 數(shù)據(jù)同步是指二次設(shè)備需要的采樣數(shù)據(jù)是在同一時(shí)間點(diǎn)上采的，即采樣數(shù)據(jù)的時(shí)間同步，以避免相位和幅值產(chǎn)生誤差。在電力系統(tǒng)中精確時(shí)間同步是十分重要的，它廣泛應(yīng)用于繼電保護(hù)、故障測距、故障分析、自動(dòng)控制以及電度采集等方面，例如一般的傳輸線路保護(hù)，時(shí)間同步精度應(yīng)在4S以內(nèi)。對于電磁式互感器輸出的模擬信號不存在這個(gè)問題，而電子式互感器輸出的數(shù)字信號就必須含有時(shí)間信息。解決(jiju)時(shí)間同步問題有插值計(jì)算和使

6、用公共時(shí)鐘脈沖同步兩種方法。合并(hbng)單元的采樣同步9共四十四頁插值法10對于插值法，要求合并單元提供采樣的傳輸延時(shí) ，保護(hù)測控設(shè)備通過減去延時(shí)還原站內(nèi)實(shí)際采樣時(shí)刻，然后通過插值算法通過非同步樣本(yngbn)點(diǎn)來計(jì)算同步樣本(yngbn)點(diǎn)（適用于點(diǎn)對點(diǎn)方式9-2和44-8）共四十四頁時(shí)鐘(shzhng)同步法11對于利用公共時(shí)鐘脈沖的同步方法，各合并單元必須有時(shí)鐘輸入，并具備依照時(shí)鐘輸入信號(xnho)給定的時(shí)間狀態(tài)取得同步樣本（適用于組網(wǎng)方式9-2）共四十四頁ICD中的SMV信息（合并(hbng)單元部分）12合并單元的訪問點(diǎn)定義為 M1，合并單元 LD的 inst名為“MU”（來

7、自智能變電站繼電保護(hù)規(guī)范）SV發(fā)送信息配置在dsSV中，一般位于M1中的LN0中IEC61850-9-2推薦配置到DO，IEC60044-8應(yīng)配置到DA（主要原因是兩者的品質(zhì)放在不同的地方，9-2通道排列采用(ciyng)幅值+品質(zhì)，44-8采用品質(zhì)統(tǒng)一放在狀態(tài)字，通道排列只有幅值）9-2通道延時(shí)一般放在dsSV中的第一通道中，44-8 幀格式中有通道延時(shí)因而不需要。共四十四頁ICD中的SMV信息（保護(hù)(boh)測控部分）13保護(hù)裝置的訪問點(diǎn)定義為 M1，LD的 inst名為“SVLD” （來自智能變電站繼電保護(hù)規(guī)范）保護(hù)裝置的每個(gè)采樣值接收(jishu)，對應(yīng)一個(gè)SVIN前綴的TCTR或 T

8、VTR；雙A/D 采樣數(shù)據(jù)在同一邏輯節(jié)點(diǎn)中實(shí)現(xiàn)共四十四頁CID中的SMV信息(xnx)（合并單元增加SMVCB）14 保留ICD中所有的SMV信息通過SCD工具新建控制塊產(chǎn)生，一般位于MU的LN0中（目前很多廠家認(rèn)為在ICD中應(yīng)該包含控制塊信息） 對比：SCD新建參數(shù)具有唯一性和規(guī)律性，依靠讀取ICD獲取控制塊信息不具有這樣的優(yōu)點(diǎn)。如果要求提供的ICD需要控制塊信息，可以通過SCD創(chuàng)建GOOSE控制參數(shù)和通信信息導(dǎo)出后提供給集成(j chn)廠家，同時(shí)也需要注意自己制作SCD時(shí)，要?jiǎng)h除ICD里面控制塊信息及連線信息。共四十四頁CID中的SMV信息（合并單元(dnyun)增加通訊信息）15 通過

9、SCD工具在commuication分配組播地址產(chǎn)生SMV建議(jiny)取值范圍要求:01-0c-cd-04-00-00 到 01-0c-cd-04-01-FF（一般國內(nèi)現(xiàn)場對此不作要求）APPID 建議范圍0 x4000-0 x7FFF44-8為串口協(xié)議，以上信息雖然在SCD可以配置，但是實(shí)際不需要共四十四頁CID中的SMV信息（保護(hù)(boh)測控增加Inputs）16 通過SCD工具連線后產(chǎn)生，連線信息即為Inputs，一般位于LN0最后一個(gè)DO之后Inputs 由外部ExtRef 和 intAddr 構(gòu)成，相當(dāng)于將內(nèi)部信號與外部信號一一關(guān)聯(lián)通過Inputs 可以知道其連線信息的級別(j

10、bi)是DO還是DA，一般要求DO對DO,DA對DA,9-2連線推薦DO對DO,44-8都是DA對DA.共四十四頁SCD的SMV信息與CID是一樣的，也是包含ICD本身具有的SMV輸入，輸出信息和通過SCD工具配置產(chǎn)生(chnshng)的SMVCB,Inputs,通訊信息SCD 是所有CID的集合，CID的SMV信息從SCD中獲取SCD、CID的SMV信息國內(nèi)裝置及后臺一般不讀取，但是錄波器，記錄儀，測試儀可能會讀取SCD文件(wnjin)中的SMV信息17共四十四頁依然通過解讀goose.txt來完成的9-2的發(fā)送和接收9-2的注意點(diǎn)：一般采用獨(dú)立板卡完成SMV接收與發(fā)送，從發(fā)展先后，依次使

11、用(shyng)過1126,1137,1136,(4126,4137,4136),目前主要使用1136（4136） 根據(jù)硬件平臺所屬是1000系列還是4000系列，以后還有omap平臺4138。過程層板卡中下載goose.txt（必須）和strap.txt(可選)GOOSE和SMV 一般在一塊板卡均可實(shí)現(xiàn)PCS裝置如何(rh)實(shí)現(xiàn)9-218共四十四頁1136的目前有兩個(gè)程序序列：采樣組網(wǎng)與采樣點(diǎn)對點(diǎn)程序。采樣組網(wǎng)與采樣點(diǎn)對點(diǎn)使用了完全相同的應(yīng)用層接口(ji ku)。分為兩個(gè)程序序列的原因：組網(wǎng)與點(diǎn)對點(diǎn)的處理邏輯相差非常大，而1136的片內(nèi)空間資源非常稀缺，組網(wǎng)與點(diǎn)對點(diǎn)程序無法同時(shí)放在片內(nèi)空間，

12、只好對組網(wǎng)與點(diǎn)對點(diǎn)作為不同的元件進(jìn)行獨(dú)立管理。對1136的ABC板子的同一功能的支持是同一套61850庫程序（包括采樣、GOOSE、1588、GMRP等），鏈路層應(yīng)用程序與接口完全相同，僅連接了不同的FPGA程序（AC為LX25程序、B為LX16程序），生成了不同的HEX程序。以上是指接收側(cè)程序，接收側(cè)分組網(wǎng)和點(diǎn)對點(diǎn)，對于發(fā)送側(cè)程序組網(wǎng)和點(diǎn)對點(diǎn)程序是相同的4136程序不進(jìn)行區(qū)分1136的程序(chngx)19共四十四頁1123等板卡完成44-8的發(fā)送和接收早期44-8采用標(biāo)準(zhǔn)12通道，板卡不需要配置文本，采用固定的通道格式(g shi)，接收側(cè)按固定通道取舍，擴(kuò)展FT3提出之后，就存在通道的映

13、射關(guān)系，現(xiàn)在一般都是要下載配置goose.txt大部分變電站44-8主要用于合并單元間的通訊，如母線合并單元與線路合并單元，一般的兩側(cè)裝置有默認(rèn)的goose.txt，可能也沒有問題通的上，但是建議44-8的goose.txt也通過SCD連線來完成44-8的goose.txt不支持Fiber No的填寫，TX 全部發(fā)送一樣，RX口由程序來定義是什么功能PCS裝置如何(rh)實(shí)現(xiàn)44-820共四十四頁9-2報(bào)文21共四十四頁9-2基于發(fā)布/訂閱的數(shù)據(jù)模型，接收方應(yīng)嚴(yán)格檢查(jinch) MAC,AppID、Svid ,通道個(gè)數(shù)，等參數(shù)是否匹配；擴(kuò)展FT3沒有以上要求，一般只要兩邊都整定成相同波特率

14、，相同通道數(shù)目，就可以通上。SMV接收(jishu)匹配原則22共四十四頁9-2雙網(wǎng)接收(jishu)機(jī)制23先到數(shù)據(jù)(shj)先處理，后到數(shù)據(jù)(shj)丟掉共四十四頁具體參考智能變電站調(diào)試手冊 SV相關(guān)報(bào)警全部在鏈路層實(shí)現(xiàn)，包括A網(wǎng)鏈路出錯(cuò)，B網(wǎng)鏈路出錯(cuò)，SV數(shù)據(jù)出錯(cuò)、MU數(shù)據(jù)無效，MU失步，MU退出狀態(tài)(zhungti)異常，MU檢修狀態(tài)異常，通道抖動(dòng)異常，延時(shí)變化異常等9-2的各種( zhn)報(bào)警含義24共四十四頁如何判斷SMV斷鏈？ 數(shù)據(jù)超時(shí)、解碼出錯(cuò)、采樣計(jì)數(shù)器出錯(cuò)做“或”處理，然后：延時(shí)10個(gè)采樣點(diǎn)報(bào)警，報(bào)警之后展寬1S返回。如何判斷SMV A網(wǎng)，B網(wǎng)？1126（4126）通過(t

15、nggu)VLAN標(biāo)簽來判斷，小的為A,大的為B1136（4136）通過Fiber No來判斷，小的為A,大的為B變量名？ 按SMVCB 控制塊報(bào)警，一個(gè)控制塊對應(yīng)A,B網(wǎng)兩個(gè)報(bào)警： BXX.smv_rx_9_2.smp_link_a_err_0 BXX.smv_rx_9_2.smp_link_b_err_0 鏈路異常(ychng)報(bào)警25共四十四頁如何判斷插值出錯(cuò)報(bào)警？ 插值出錯(cuò)標(biāo)志，然后：延時(shí)10個(gè)采樣點(diǎn)報(bào)警，報(bào)警之后(zhhu)展寬1S返回變量名？ 按SMVCB 控制塊報(bào)警，一個(gè)控制塊對應(yīng)一個(gè)報(bào)警： BXX.smv_rx_9_2.smv_data_err_0 插值出錯(cuò)(ch cu)報(bào)警2

16、6共四十四頁什么是時(shí)鐘同步丟失報(bào)警？合并單元(dnyun)自己檢測到其丟失時(shí)鐘同步信號，并通知保護(hù)裝置:延時(shí)10個(gè)采樣點(diǎn)報(bào)警，報(bào)警之后展寬1S返回。 變量名？ 按SMVCB 控制塊報(bào)警，一個(gè)控制塊對應(yīng)一個(gè)報(bào)警： BXX.smv_rx_9_2.smp_sync_err_0時(shí)鐘(shzhng)同步丟失報(bào)警27共四十四頁什么是數(shù)據(jù)(shj)無效報(bào)警？ 讀取數(shù)據(jù)幀中的無效標(biāo)志位，然后：延時(shí)10個(gè)采樣點(diǎn)報(bào)警，報(bào)警之后展寬1S返回變量名？ 按SMVCB 控制塊報(bào)警，一個(gè)控制塊對應(yīng)一個(gè)報(bào)警： B0X.smv_rx_9_2.smp_data_disable_0數(shù)據(jù)(shj)無效報(bào)警28共四十四頁什么是退出異常

17、(ychng)報(bào)警？ 有流退出SV軟壓板變量名？ 按SMVCB 控制塊報(bào)警，一個(gè)控制塊對應(yīng)一個(gè)報(bào)警： BXX.smv_rx_9_2.smp_quit_err_0退出(tuch)異常報(bào)警29共四十四頁什么是通道延時(shí)異常報(bào)警？ 保護(hù)上電后，接入的MU通道延遲非0時(shí)間直接確認(rèn)，延時(shí)通道發(fā)生變化或通道延時(shí)超過3ms，置通道延遲變化，瞬時(shí)(shn sh)告警, 若連續(xù)10s該數(shù)據(jù)延遲時(shí)間恢復(fù)原來的通道延遲時(shí)間，插值恢復(fù)正常，告警返回變量名？ 按SMVCB 控制塊報(bào)警，一個(gè)控制塊對應(yīng)一個(gè)報(bào)警： BXX.smv_rx_9_2.smv_delay_time_err_0通道延時(shí)異常(ychng)報(bào)警30共四十四

18、頁什么是通道抖動(dòng)異常報(bào)警？ 告警采用權(quán)重(qun zhn)統(tǒng)計(jì)方式，當(dāng)本點(diǎn)抖動(dòng)時(shí)間大于10us時(shí)，累計(jì)計(jì)數(shù)器加上本次抖動(dòng)時(shí)間，計(jì)數(shù)器加到4000后不再增加并報(bào)警，當(dāng)本點(diǎn)抖動(dòng)時(shí)間小于10us時(shí)，累計(jì)計(jì)數(shù)器開始減小1，報(bào)警返回方式按照抖動(dòng)完全正常之后1S后返回設(shè)計(jì)；變量名？ 按SMVCB 控制塊報(bào)警，一個(gè)控制塊對應(yīng)一個(gè)報(bào)警： BXX.smv_rx_9_2.smv_rx_delta_err_0 通道抖動(dòng)(dudng)異常報(bào)警31共四十四頁什么是SMV內(nèi)部配置文件出錯(cuò)？ strap與goose配置文件SMV部分不匹配或出錯(cuò)，合并單元通道(tngdo)數(shù)24,點(diǎn)對點(diǎn)的程序goose.txt沒有拉延時(shí)也會

19、報(bào)此信號出錯(cuò)；配置修改正確后復(fù)歸變量名？ 一塊板卡對應(yīng)一個(gè)報(bào)警 B0X.smv_rx_9_2.strap_cfg_errSMV內(nèi)部(nib)配置文件出錯(cuò)32共四十四頁什么是本地同步丟失？ 同步脈沖：本裝置中的主SV插件（主SV插件通過參數(shù)B0X.smv_rx_9_2.smv_pps_type = 1選擇）連續(xù)失去兩幀同步脈沖或守時(shí)失敗時(shí)置位，連續(xù)收到三幀正確同步脈沖之后返回 一般的，只有線路縱差保護(hù)PCS931，PCS943在組網(wǎng)程序(chngx)才開放這個(gè)報(bào)警變量名？ 一塊板卡對應(yīng)一個(gè)報(bào)警 B0 x.smv_rx_9_2.local_sync_err本地同步(tngb)丟失33共四十四頁什么

20、是SMV告警總？ 包括A網(wǎng)鏈路出錯(cuò)，B網(wǎng)鏈路出錯(cuò)，SV數(shù)據(jù)出錯(cuò)、MU數(shù)據(jù)無效，MU失步，MU退出狀態(tài)(zhungti)異常，MU檢修狀態(tài)異常，通道抖動(dòng)異常，延時(shí)變化異常等的或輸出；所有告警都消失后復(fù)歸變量名？ 一塊板卡對應(yīng)一個(gè)報(bào)警 BXX.smv_rx_9_2.bjj_sum 多用于合成裝置的SMV告警總。SMV告警(gojng)總34共四十四頁SMV接收軟壓板 一般必須開放，有多少SMVCB 接收就對應(yīng)多少個(gè)SMVCB接收軟壓板，SMVCB接收軟壓板退出，不判斷該SMVCB的斷鏈信息，SMV相關(guān)數(shù)據(jù)始終不參與計(jì)算變量名？ 一個(gè)(y )控制塊對應(yīng)一個(gè)(y )接收軟壓板 BXX.smv_rx_9

21、_2.rx_ena_0SMV接收(jishu)軟壓板35共四十四頁只接收才存在單雙網(wǎng)的說法，發(fā)送沒有單雙網(wǎng)的說法SMV A/B網(wǎng)控制軟壓板 控制A/B網(wǎng)接收投入。0-退出，1-投入； 一般的A網(wǎng)投入隱含，B網(wǎng)投入更名為雙網(wǎng)投入，用來控制是單網(wǎng)方式(fngsh)還是雙網(wǎng)方式(fngsh)。變量名？ B0 x.smv_rx_9_a_ena B0 x.smv_rx_9_b_enaSMV單網(wǎng)、雙網(wǎng)36共四十四頁P(yáng)CS931PCS915PCS978討論(toln)各裝置軟壓板的設(shè)計(jì)37共四十四頁 9-2品質(zhì)(pnzh)主要包括無效，檢修，失步（僅組網(wǎng)程序中考慮）9-2品質(zhì)因素(yn s)對裝置的影響38

22、共四十四頁 品質(zhì)因素(yn s)對PCS931的影響39SV數(shù)據(jù)無效對保護(hù)的影響保護(hù)電壓數(shù)據(jù)無效顯示無效采樣值，處理同保護(hù) TV 斷線，即閉鎖與電壓相關(guān)的保護(hù)（如距離保護(hù)） ，退出方向元件（如零序過流自動(dòng)退出方向） ，自動(dòng)投入 TV 斷線過流等保護(hù)電流數(shù)據(jù)無效閉鎖保護(hù)（差動(dòng)、距離、零序過流、TV 斷線過流、過負(fù)荷）啟動(dòng)電流數(shù)據(jù)無效啟動(dòng)板 24V 正電源開放的條件切換到保護(hù)電流通道計(jì)算的結(jié)果，即在此情況下啟動(dòng)板根據(jù)保護(hù)電流通道的數(shù)據(jù)自主判斷啟動(dòng)，這樣可以有效避免保護(hù)板由于程序問題而導(dǎo)致的誤動(dòng)作。當(dāng)啟動(dòng)電流通道數(shù)據(jù)無效或啟動(dòng)電流檢修警時(shí)，不影響保護(hù)板的程序，保護(hù)板的程序保持不變。啟動(dòng)電壓數(shù)據(jù)無效沒

23、有影響，僅用于與保護(hù)電壓互校，互校不一致閉鎖全部保護(hù)同期電壓數(shù)據(jù)無效當(dāng)重合閘檢定方式與同期電壓無關(guān)時(shí)（如不檢重合） ，不報(bào)同期電壓數(shù)據(jù)無效。當(dāng)同期電壓數(shù)據(jù)無效時(shí)，閉鎖與同期電壓相關(guān)的重合檢定方式（如檢同期） 。即處理方式同同期 TV 斷線。SV數(shù)據(jù)失步（僅對組網(wǎng)有影響）對保護(hù)的影響電壓或電流任一失步電壓MU和電流MU任一失步，處理同保護(hù)PT斷線，即閉鎖與電壓相關(guān)的保護(hù)（如距離保護(hù)），退出方向元件（如零序過流自動(dòng)退出方向），自動(dòng)投入PT斷線過流。同期電壓失步當(dāng)重合閘檢定方式與同期電壓無關(guān)時(shí)（如不檢重合） ，不報(bào)同期電壓數(shù)據(jù)失步。當(dāng)同期電壓數(shù)據(jù)失步時(shí)，閉鎖與同期電壓相關(guān)的重合檢定方式（如檢同期）

24、。即處理方式同同期 TV 斷線。檢修(jinxi)不一致處理同無效共四十四頁 品質(zhì)因素(yn s)對PCS978的影響40SV數(shù)據(jù)無效對保護(hù)的影響任意側(cè)相電流數(shù)據(jù)無效僅閉鎖差動(dòng)保護(hù)及本側(cè)過流保護(hù)，如果整定用自產(chǎn)零序情況下閉鎖該側(cè)相對應(yīng)零序過流保護(hù)段任意側(cè)零序電流數(shù)據(jù)無效僅閉鎖該側(cè)整定為外接零序的零序過流保護(hù)段任意側(cè)間隙電流數(shù)據(jù)無效僅該側(cè)閉鎖間隙零序過流保護(hù)任意側(cè)電壓數(shù)據(jù)無效閉鎖該側(cè)零序過壓保護(hù)，該側(cè)所有與電壓相關(guān)的判據(jù)自動(dòng)不滿足條件，復(fù)壓元件可以通過其他側(cè)起動(dòng)，方向過流自動(dòng)退出檢修不一致(yzh)處理同無效SV數(shù)據(jù)失步對保護(hù)的影響任一側(cè)相電流數(shù)據(jù)失步閉鎖差動(dòng)保護(hù)，如果本側(cè)采用和電流作為后備保護(hù)電流時(shí)同時(shí)閉鎖后備保護(hù)任意側(cè)外接零序電流數(shù)據(jù)失步對保護(hù)行為無影響任意側(cè)間隙電流數(shù)據(jù)失步對保護(hù)行為無影響后備保護(hù)中的電流和電壓相對失步時(shí)方向元件不滿足條件共四十四頁 品質(zhì)因素(yn s)對PCS915的影響41SV數(shù)據(jù)無效對保護(hù)的影響母線電壓數(shù)據(jù)無效顯示無效采樣值，不閉鎖保護(hù)并開放該段母線電壓支路電流數(shù)據(jù)無效顯示無效采樣值，閉鎖