講座2(功能要求和裝置模型)

1、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能通信要求和裝置模型成都引眾數(shù)字設(shè)備有限公司成都引眾數(shù)字設(shè)備有限公司變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能功能：由變電站自動(dòng)化系統(tǒng)（SAS）執(zhí)行的任務(wù)，這些功能完成變電站設(shè)備及其饋線的監(jiān)視、控制和保護(hù)。此外還包括一些系統(tǒng)維護(hù)功能功能和接口的邏輯分配：如圖2-1所示，SAS的功能邏輯上被分配到了三個(gè)不同的層面，然后通過(guò)110邏輯接口連接圖圖2-1 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)功能層和邏輯接口變電站自動(dòng)化系統(tǒng)功能層和邏輯接口變電站自動(dòng)化系統(tǒng)功能層和邏輯接口功能和接口的物理分配：邏輯功能分層模型是抽象層面上的模型，在物理上并不要求完全嚴(yán)格的一致，因此邏輯功能結(jié)構(gòu)映射為物理設(shè)備結(jié)構(gòu)有多種方法。同時(shí)，邏輯接口也

2、可以采用不同的方法映射到物理接口。實(shí)際上目前的大部分變電站中由于技術(shù)上的限制并沒(méi)有出現(xiàn)獨(dú)立的過(guò)程層，過(guò)程層的功能由間隔層裝置完成。隨著電子式電流，電壓互感器以及智能開(kāi)關(guān)技術(shù)的發(fā)展，在未來(lái)的數(shù)字化變電站中，過(guò)程層功能從間隔層設(shè)備中分離已成為一種趨勢(shì)。傳統(tǒng)變電站與數(shù)字化變電站結(jié)構(gòu)圖比較變電站自動(dòng)化系統(tǒng)功能的分類系統(tǒng)支持功能系統(tǒng)配置和維護(hù)功能運(yùn)行和控制功能就地過(guò)程自動(dòng)化功能分布自動(dòng)化支持功能分布過(guò)程自動(dòng)化功能功能分解（邏輯節(jié)點(diǎn)LN）在功能分層的基礎(chǔ)上，為滿足功能自由分布和分配的需要，所有功能被進(jìn)一步分解成邏輯節(jié)點(diǎn)（LN），這些LN可被分配到一個(gè)或多個(gè)智能電子設(shè)備（IED）中，每個(gè)LN完成一個(gè)子功能，

3、多個(gè)LN之間可通過(guò)通信鏈路形成邏輯連接。兩類特殊邏輯節(jié)點(diǎn)由于一些通信數(shù)據(jù)不涉及任何功能，僅僅與物理裝置本身有關(guān)，因此邏輯設(shè)備中必須包括LPHD這個(gè)特殊節(jié)點(diǎn)來(lái)描述裝置本身的物理性能；除LPHD外，邏輯節(jié)點(diǎn)中還必須包含描述邏輯設(shè)備公共數(shù)據(jù)及各種控制塊的特殊節(jié)點(diǎn)LN0。圖圖2-2 邏輯節(jié)點(diǎn)與邏輯連接概念邏輯節(jié)點(diǎn)與邏輯連接概念邏輯節(jié)點(diǎn)和邏輯連接概念通用功能分解為邏輯節(jié)點(diǎn)的實(shí)例 由三個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)組成的保護(hù)功能一些典型邏輯節(jié)點(diǎn)舉例保護(hù)邏輯節(jié)點(diǎn)邏輯節(jié)點(diǎn)邏輯節(jié)點(diǎn)61850說(shuō)明和注解說(shuō)明和注解距離保護(hù)PDIS PDIS 所檢測(cè)到由故障引起的阻抗變化。阻抗特性在復(fù)阻抗平面上是一閉環(huán)曲線。距離保護(hù)范圍正常分為若干段，

4、由特定特性表示（如正向IIV 段，反向I 段）差動(dòng)保護(hù)PDIF 差動(dòng)繼電器是一種保護(hù)繼電器。該繼電器工作依據(jù)兩個(gè)電流或某些其它電氣量的百分比、相角或其它電氣量差值監(jiān)視控制邏輯節(jié)點(diǎn)邏輯節(jié)點(diǎn)邏輯節(jié)點(diǎn)61850說(shuō)明和注解說(shuō)明和注解開(kāi)關(guān)控制器控制由XCBR和XSWI說(shuō)明的任意裝置CSWI 開(kāi)關(guān)控制邏輯節(jié)點(diǎn)處理所有來(lái)自運(yùn)行人員、自動(dòng)控制功能的開(kāi)關(guān)操作命令，檢查控制命令權(quán)限，監(jiān)視命令執(zhí)行，若命令非正常結(jié)束，給出報(bào)警。有需要的話，該邏輯節(jié)點(diǎn)還將解除聯(lián)鎖、同期檢查、自動(dòng)重合等聯(lián)鎖功能-全站和/或-間隔層CILO 1）間隔層開(kāi)關(guān)設(shè)備聯(lián)鎖2）變電站層開(kāi)關(guān)設(shè)備聯(lián)鎖接口、日志和存檔邏輯節(jié)點(diǎn)邏輯節(jié)點(diǎn)61850說(shuō)明和注解

5、說(shuō)明和注解操作員接口-間隔層當(dāng)?shù)乜刂?變電站層控制IHMI 1）間隔層前面板操作員接口，用于配置和就地控制；2）變電站層就地操作員接口，用于變電站操作人員辦公地。存檔IARC 存檔用作長(zhǎng)期歷史數(shù)據(jù)存檔和查閱，正常為變電站層變電站全局服務(wù)計(jì)量和測(cè)量邏輯節(jié)點(diǎn)邏輯節(jié)點(diǎn)61850說(shuō)明和注解說(shuō)明和注解測(cè)量（運(yùn)行用）MMXU從TA 和TV 采集電流和電壓，計(jì)算電流、電壓有效值，并通過(guò)所采集電流、電壓采樣值計(jì)算功率。這些值正常用于運(yùn)行目的，如功率監(jiān)視、管理、屏幕顯示、狀態(tài)估計(jì)等，且具有這些功能所要求的精度。計(jì)量（商用）MMTR 從TA 和TV 采集電流和電壓，并通過(guò)所采集的電流、電壓采樣值計(jì)算電能（積分值）

6、。計(jì)量正常用于計(jì)費(fèi)，具有所要求的精度，開(kāi)關(guān)裝置和變電站部分邏輯節(jié)點(diǎn)邏輯節(jié)點(diǎn)61850說(shuō)明和注解說(shuō)明和注解邏輯節(jié)點(diǎn)“斷路器”包含所有種類斷路器，即能夠切斷短路電流的開(kāi)關(guān)XCBR 交流斷路器是一種在正常條件下閉合或切斷交流電路的裝置。該裝置也用于在故障或緊急條件下切斷交流電路邏輯節(jié)點(diǎn)“開(kāi)關(guān)”覆蓋所有不能斷開(kāi)短路電流的開(kāi)關(guān)種類XSWI 線路刀閘是一種用于交流或直流電路中斷、切斷負(fù)荷或隔離電路的開(kāi)關(guān)（IEEE89）。儀用互感器邏輯節(jié)點(diǎn)邏輯節(jié)點(diǎn)61850說(shuō)明和注解說(shuō)明和注解 電流互感器TCTR 每相一個(gè)實(shí)例。裝在每相儀用互感器中不同物理裝置可能分配有34 個(gè)這樣實(shí)例。電壓互感器TVTR 每相一個(gè)實(shí)例。裝

7、在每相儀用互感器中不同物理裝置可能分配有34 個(gè)這樣實(shí)例。邏輯節(jié)點(diǎn)應(yīng)用的基本實(shí)例 通用自動(dòng)化功能、斷路器控制和電壓控制功能實(shí)例變壓器控制和保護(hù)邏輯節(jié)點(diǎn)組合在一個(gè)物理裝置中PICOM的概念PICOM（通信信息片)用于描述兩個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)間、給定邏輯連接且具有給定通信屬性的信息交換。PICOM的屬性包括：數(shù)據(jù)：表示信息的內(nèi)容和功能類型：描述數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)性能：數(shù)據(jù)允許傳輸時(shí)間、數(shù)據(jù)完整性及數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ɑ蛟蜻壿嬤B接，包括邏輯源和邏輯接收終點(diǎn)邏輯節(jié)點(diǎn)和相關(guān)PICOM按PICOM源對(duì)PICOM進(jìn)行定義PICOM標(biāo)識(shí)和類型分配PICOM類型表報(bào)文性能要求基本時(shí)間要求事件時(shí)間定義傳輸時(shí)間定義通信性能類控制和保護(hù)

8、性能類P1典型應(yīng)用于配電線間隔或其它要求較低的間隔。性能類P2典型應(yīng)用于輸電線間隔或用戶未另外規(guī)定的地方。性能類P3典型用于輸電線間隔，具備滿足同步和斷路器分合時(shí)間差的最好性能。計(jì)量和電能質(zhì)量性能類M1用于具有0.5級(jí)（IEC62053-22）和0.2 （IEC60044-8）級(jí)精度計(jì)費(fèi)計(jì)量，最高5次諧波性能類M2用于具有0.2級(jí)（IEC62053-22）和0.1（IEC60044-8）級(jí)精度計(jì)費(fèi)計(jì)量，最高13次諧波性能類M3用于電能質(zhì)量計(jì)量，最高40次諧波報(bào)文類型和性能類類型1：快速報(bào)文，該類型的報(bào)文一般包含數(shù)據(jù)、命令或簡(jiǎn)單報(bào)文等簡(jiǎn)單二進(jìn)制編碼。接收智能電子設(shè)備IED 在正常情況下接收到該報(bào)

9、文后，由接收該類型報(bào)文的相關(guān)功能以某種方式立即響應(yīng)。類型1A“跳閘”：跳閘是變電站中最重要的快速報(bào)文。因此，與其它快速報(bào)文相比，該報(bào)文具有較多需求要求。保護(hù)功能間聯(lián)鎖、聯(lián)跳（intertrip）和邏輯識(shí)別可能有同樣性能要求。對(duì)性能類P1，總傳輸時(shí)間應(yīng)在半個(gè)周期內(nèi)，即定義10ms對(duì)性能類P2/3，總傳輸時(shí)間應(yīng)小于1/4 周期，定義3ms類型1B：所有其它快速報(bào)文對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)與過(guò)程相互作用比較重要，但與跳閘報(bào)文相比，有較少需求要求性能類P1，總傳輸時(shí)間應(yīng)小于等于100ms性能類P2/3，總傳輸時(shí)間應(yīng)在一個(gè)周期內(nèi)，定義20ms類型2-中速報(bào)文：這類報(bào)文產(chǎn)生的時(shí)刻非常關(guān)鍵，而傳輸時(shí)間則不那么重要。該報(bào)文中包含一個(gè)發(fā)送方設(shè)置的時(shí)標(biāo)，在正常情況下，經(jīng)過(guò)內(nèi)部時(shí)間延遲，接收方作出響應(yīng)，依據(jù)報(bào)文中的時(shí)標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，此類報(bào)文的傳輸時(shí)間應(yīng)小于100ms類型3-低速報(bào)文：這種類型包括了需要時(shí)標(biāo)的復(fù)雜報(bào)文，用于慢速自動(dòng)控制功能、傳輸事件記錄、讀取或改變?cè)O(shè)定點(diǎn)的值，還有系統(tǒng)數(shù)據(jù)一般顯示。此類報(bào)文的傳輸時(shí)間應(yīng)小于500ms類型4-原始數(shù)據(jù)報(bào)文：該報(bào)文類型包含數(shù)字化傳感器和數(shù)字互感器的輸出數(shù)據(jù)， 與傳感器技術(shù)無(wú)關(guān)類型5 文件傳輸功能：該類型報(bào)文用于傳輸，