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名词解释:智能箱变的“三层三网”及“对时系统”【发表日期:2019-03-12 15:13:00】

名词解释:智能箱变的“三层三网”及“对时系统”:


1、智能箱变“三层”:


(1)、智能箱变自动化系统站控层设备包括:监控主机、数据通信网关、数据服务器、综合应用服务器、操作员站、工程师工作站、PMU数据集中器和计划管理终端等;


(2)间隔层设备包括:继电保护装置、测控装置、故障录波装置、网络记录分析仪、及稳控装置等;


(3)过程层设备包括:合并单元、智能终端、智能组件等。


2、智能箱变“三网”:


箱变网络在逻辑上可分为:站控层网络、间隔层网络、过程层网络。全站通信采用高速工业以太网组成。


站控层网络是间隔层设备和站控层设备之间的网络,实现站控层内部以及站控层和间隔层之间的数据传输;(上图接口1/3/6/9)


过程层网络是间隔层设备和过程层设备之间的网络,实现间隔层设备和过程层设备之间的数据传输。(上图接口4/5)


间隔层设备之间的通讯,在物理上可以映射到站控层网络,也可以映射到过程层网络。(上图接口8)


(1)站控层网络:


站控层网络设备包括站控层中心交换机和间隔交换机。站控层中心交换机连接数据通信网关机、监控主机、综合应用服务器、数据服务器等设备间隔交换机链接间隔内的保护、测控和其他智能电子设备。间隔交换机与中心交换机通过光纤连成同一物理网络。上期提到过,站控层和间隔层之间的网络通信协议采用MMS,故也称为MMS网。网络可通过划分VLAN(虚拟局域网)分割成不同的逻辑网段,也就是不同的通道。


(2)过程层网络:


过程层网络包括GOOSE网和SV网。


GOOSE网用于间隔层和过程层设备之间的状态与控制数据交换。GOOSE网一般按电压等级配置,220kV以上电压等级采用双网,保护装置与本间隔的智能终端之间采用GOOSE点对点通信方式。


SV网用于间隔层和过程层设备之间的采样值传输,保护装置与本间隔的合并单元之间也采用点对点的方式接入SV数据。也就是我们常说的“直采直跳”。关于直采、网采、直跳、网跳的概念我们在后面再详细介绍。


3、智能箱变的“对时系统”:


智能站自动化系统中另一个重要的组成部分就是对时系统:


(1)对时系统由主时钟、时钟扩展装置、对时网络组成;


(2)主时钟采用双重化配置,支持北斗导航系统(BD)、GPS系统、地面授时信号,其中优先采用北斗导航系统;


(3)时钟同步精度优于1µs;


(4)站控层设备与时钟同步一般采用简单网络时间协议(SNTP)方式,经站控层网络对时报文接受对是信号;


(5)间隔层和过程层一般采用IRIG-B码、秒脉冲对时方式。


下图为根据某220kV智能箱变的自动化系统简化的结构示意图,方便大家了解:


箱变自动化系统简化结构图.jpg


箱变自动化系统简化图


IEC61850标准提出的箱变的三层功能结构。其中提到逻辑接口可以采用几种不同的方法映射到物理接口,一般逻辑接口1、3、6、9映射到站控层中,逻辑接口4、5映射到过程层中。间隔之间的通信接口8可以映射到任何一种或者同时映射到两种。具体的解说看下图:


智能箱变的三层三网形象示意图.jpg


智能箱变的三层三网形象示意图


接口1:间隔层和站控层之间交换保护数据;


接口3:间隔层内交换数据;


接口4:过程层和间隔层之间交换瞬时采样数据;


接口5:过程层和间隔层之间交换控制数据;


接口6:间隔层和箱变层之间交换控制数据;


接口8:间隔层之间交换数据;


接口9:站控层之间交换数据;


智能箱变的三网.jpg


智能箱变的三网


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