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摘要：IEC61850是智能变电站的网络传输协议标准，用于处理IED配合等方面的问题。本文将对IEC61850在智能变电站中的应用进行分析，包括基于IEC61850的网络配置和自动化系统布置等。在此基础上，探讨基于IEC61850的智能变电站二次系统检修技术，主要分析了智能组件检查、整组检查等方法。
关键字：IEC61850标准；智能变电站；二次系统；检修技术
前言：智能变电站是智能电网的基本组成部分，采用先进的传感技术和网络交换技术，自动化程度不断提高。目前IEC61850是智能变电站公认的网络传输协议，主要用以解决变电站内部的IED配合问题，针对用户实际情况建模，采用分层次映射进行通讯，并采用统一的操作质量，构建整体一致的通信平台。IEC61850的应用可以弥补传统变电站二次检修技术的不足，促进标准检修流程的实施，为电网稳定运行提供保障。
一、IEC61850在智能变电站的应用
（一）IEC61850标准的主要内容
IEC61850系列标准是由国家电工委员会制定的变电站自动化系统标准，涵盖变电站的所有通信接口，为智能变电站的设计、开发和维护等各个环节提供指导。IEC61850提供了变电站自动化控制、监视、及继电保护等功能，在技术上具有显著优势，能够满足各功能平台的实时信息传递需求。基于IEC61850的标准网络配置包括站控层网络、过程层网络和采样网络。其中，站控层网络连接间隔层与站控层设备，主要支持监控系统及保护装置的信息传输。过程层网络连接智能开关与间隔层设备，数据内容主要是开关和刀闸的开入开出数据。采样网络连接间隔层设备，数据内容主要是间隔层设备的采样数据，包括电压电流等[1]。
（二）IEC61850的应用
IEC61850定义了数据命名、设备行为、自描述特征以及配置语言，在智能变电站中的应用可以解决设备的互操作问题和协议转换问题。IEC61850标准是目前最完善的自动化标准协议，可以为智能变电站的自动化系统设计、运行及维护提供全方位指导。采用IEC61850标准可以有效提升变电站的自动化技术水平，确保系统的平稳运行，满足智能变电站建设的集中监控要求。基于IEC61850标准的智能变电站采用分级分层结构，主要包括站控层、过程层和间隔层，实现变电站运行控制，检测及保护等主要功能。基于IEC61850的二次系统检修主要包括设备验收、模型测试、后台测试、权限维护、运动测试等功能[2]。
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二、基于IEC61850的智能变电站二次系统检修技术
（一）状态监测技术
状态监测是变电站二次系统检修的基本功能，主要对设备运行状态和使用寿命进行分析。状态监测功能的主要技术设备包括交流测量系统、通信接口系统、数字量判断系统和屏蔽接地系统等。检查内容包括信号系统回路的绝缘是否良好、测量模块功能是否正常、数字量判断结果是否准确等。通过状态监测技术的应用，为系统功能的正常发挥提供保障。一般采用自我诊断技术进行状态监测，实现对变电站设备的实施状态监测。检查内容主要包括电源模块、编码等。常规保护设备由继电器和电缆组成，数量较多，而且比较分散。因此一般分两条线并行进行检测工作，一条线使用现有监测技术，另一条线加强设备管理，提高设备检测效率，为二次系统检修提供支持。
（二）智能组件检修技术
智能组件检修技术主要分为三个方面：（1）合并单元测试，与合并单元同步进行精度测试，建立同步时钟测试仪与被测合并单元时钟的连接接口，使其进入同步状态，误差应控制在±1μs范围内，利用时钟同步测试仪检测合并单元时钟信号；（2）智能终端测试，包括GOOSE报文的响应延时和SOE的分辨率测试等。其中，GOOSE报文的响应延时测试采用光数字几点保护测试仪，GOOSE报文到继电器节点的动作时间应小于7ms。SOE的分辨率测试利用2个不同的开关量信号，对输出时间的时标差进行检查，应满足2ms分辨率要求；（3）VLAN配置测试，利用VLAN标记报文检测交换机的VLAN设置，从各个网口进行报文输入，检查其他端口输出的报文是否与VLAN配置一致；（4）网络报文分析测试，采用网络网络报文分析装置对报文进行识别，分析报文是否正确和完整，包括GOOSE报文、MMS报文、采样值报文等。
（三）整组检修技术
进行单独组建检测后，还要将所有保护装置连接起来进行整组检测，校验合闸过程中的装置动作情况。首先对每套保护袋的模拟断路器进行整组实验，保护传动完成后，模拟各种故障。基于IEC61850的整组检测的内容主要包括：（1）检查保护装置之间的配合情况，检查装置动作行为；（2）检查断路器状态；（3）对故障录波数据和网络记录数据等监控信息进行检查；（4）对智能终端、保护装置以及SV虚端子的连接状况进行检查。在检查过程中，如果GOOSE报文中的检修位未与装置检修压板状态保持一致，则发出检修不一致警报。在实际检验过程中，要发出实际动作信号，然后对信号进行逐个验收，不能同时核对两个以上的信号。借助传输通道的远方跳闸试验等，要与传输通道检验同时进行，可以与线路对侧保护同时进行故障保护行为检测。
结束语：综上所述，IEC61850标准是目前国内通用的智能变电站网络通讯标准，基于IEC61850标准进行二次系统状态检测，可以提高系统检修效率，为系统的稳定运行提供保障。通过状态检测技术的应用，可以实时掌握二次系统保护装置的运行状态，通过智能组件检修和整组检修技术的应用，可以为二次系统检修的全面性提供保障。
参考文献：
[1]曾星星. 智能变电站二次系统状态评价方法研究[D].重庆大学,2015.
[2]郑煜. 基于IEC61850智能变电站数据分析关键技术研究[D].华北电力大学,2014.
论文作者:谢杰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/20
标签：变电站论文; 智能论文; 报文论文; 系统论文; 标准论文; 技术论文; 状态论文; 《电力设备》2017年第25期论文;