IEC工程继电保护模型解读PPT课件.ppt
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1、IEC 61850工程继电保护应用模型解读主要内容q概述q建模原则qGOOSESV模型和实施规范q双网冗余q检修处理机制q故障报告格式q数据名称规范qLN、DO、DA示例概述qIEC 61850标准:变电站通信网络和系统(Communication Networks and Systems in Substations)它规范了变电站内智能电子设备(IED)之间的通信行为和相关的系统要求,标准不仅覆盖通信,而且也覆盖了工程工具的质量特性、质量管理措施和配置管理,是一种新的变电站自动化的设计、工程、维护、运行方法准则。qIEC 61850的范畴限于互操作性而不是互换性。qIEC 61850标准体
2、系:概述概述qIEC 61850模型的树状层次:PHD-LD-LN-DO-DA概述qIEC 61850模型的详细信息结构:概述qIEC 61850模型中各类信息的表达:o时标:采用UTC时间格式,带有时间的品质o品质:包括合法、测试、溢出、故障、老数据等o信号:包括动作、告警、异常、遥信、压板等 可以采用单点,双点方式,带有绝对时标和品质o测量:包括遥测、保护模拟量等 可以采用浮点或整型数,在模型里有比例系数可以配置,带有绝对时标和品质o报告上送方式:信号一般采用带缓存方式(BRCB),测量一般采用非缓存方式(URCB)触发选项:dchg、qchg、dupd、intg、GI概述qIEC 618
3、50模型中各类信息的表达:o遥控:包括遥控、压板、复归等 定义了四种遥控类型,除了复归采用类型3-增强型直控外,其他采用类型4-增强型执行前选择遥控方式,另外两种类型为:类型1-常规型直控(不判关联状态,复归)、类型2-常规型执行前选择(压板选择)o定值:包括保护定值、测控定值、参数定值等 可以采用浮点、整型时间(61850中时间以毫秒为单位,tmms 秒tms)、整型、状态型、字符型(国网规范中扩展,用于被保护设备数据类型里面)等o定值区:在定值控制块中定义,区分编辑定值区和运行定值区,定值区从1开始o录波:采用COMTRADE格式,直接读取文件概述qIEC 61850中的逻辑节点类列表:符
4、号逻辑节点组逻辑节点数目AAutomatic Control 自动控制4CSupervisory Control 监控5GGeneric Function Reference 通用功能引用3IInterface and Archiving 接口和存档4LSystem Logic Nodes 系统逻辑节点2MMetering and Measurement 计量和测量8PProtection Functions 保护功能28RProtection Related Functions 与保护相关的功能10SSensors and monitoring 传感器,监视4TInstrument Tran
5、sformer 仪用互感器2XSwitchgear 开关设备(隔刀地刀)2YPower Transformer 电力变压器和相关功能4ZFurther(power system)Equipment 其他(电力系统)设备15概述q常用逻辑节点:名称名称用途用途CSWICSWI开关控制器开关控制器GGIOGGIO通用过程通用过程I/OI/OMMXUMMXU测量测量PDIFPDIF差动保护差动保护PDISPDIS距离保护距离保护PSCHPSCH保护配置保护配置PTOCPTOC过流保护过流保护PTOVPTOV过压保护过压保护PTRCPTRC保护跳闸保护跳闸PTTRPTTR过负荷保护过负荷保护PTUFP
6、TUF低周保护低周保护概述q常用逻辑节点:名称名称描述描述RBRFRBRF失灵保护失灵保护RDRERDRE故障录波故障录波RFL0RFL0故障定位故障定位RRECRREC重合闸重合闸RSYNRSYN同期、检同期同期、检同期XCBRXCBR断路器断路器XSWIXSWI刀闸刀闸TCTRTCTR电流互感器电流互感器TVTRTVTR电压互感器电压互感器概述q公共数据类规范o状态信息的公共数据类规范:SPS、DPS、INS、ACT、ACD、SEC、BCRo测量值信息的公共数据类规范:MV、CMV、SAV、WYE、DEL、SEQ、HMV、HWYE、HDELo可控状态信息的公共数据类规范:SPC、DPC、I
7、NC、BSC、ISCo可控模拟信息的公共数据类规范:APCo状态定值的公共数据类规范:SPG、ING(整性)o模拟定值的公共数据类规范:ASG、CURVE(定值曲线)o描述信息的公共数据类规范:DPL、LPL、CSD概述q常用CDC类名称名称定义定义SPSSPS单点单点DPSDPS双点状态双点状态INSINS整数状态整数状态ACTACT保护动作保护动作ACDACD方向保护动作信息方向保护动作信息SPGSPG单点定值单点定值INGING整型定值整型定值ASGASG模拟量定值模拟量定值概述q常用CDC类名称名称定义定义SPSSPS单点单点DPSDPS双点状态双点状态INSINS整数状态整数状态AC
8、TACT保护动作保护动作ACDACD方向保护动作信息方向保护动作信息SPGSPG单点定值单点定值INGING整型定值整型定值ASGASG模拟量定值模拟量定值概述qIEC 61850如何通信:ACSI抽象通信服务接口与SCSM特定通信服务映射 将模型中定义的信息,根据ACSI规定的交互过程按照SCSM规定的通信报文进行收发概述q应用模型规范制定的意义o本标准严格遵循IEC 61850 标准,是IEC 61850 标准的细化和补充,规范了IEC 61850 标准中不明确的部分。o本标准统一了IEC 61850 标准应用的数据类型定义,避免因各制造厂商数据类型不统一引起的数据类型冲突,避免因各种数据
9、类型支持不同导致的实施困难。o本标准统一了几种典型类型的设备所包含的逻辑节点的列表,对于一个包含多个虚拟设备的装置,该装置的各个虚拟设备应参照对应类型的设备的逻辑节点列表进行建模。o本标准以Q/GDW 161-2007、Q/GDW 175-2008 为基础扩充了各种保护所包含的逻辑节点和逻辑节点中的数据对象。o本标准对GOOSE 和SV 的模型、配置和传输等方面进行了规范q建模原则原则qIEC 61850定义的模型交互过程SSDICD系统组态工具SCD装置实例组态工具IEC61850装置CID全站系统配置文件一次系统配置文件装置模板配置文件装置实例配置文件装置实例组态工具系统组态工具原则q 配
10、置原则o按照工程远景规模配置实例化的DOI,ICD 文件中应包含中文的“desc”描述和dU 属性;ICD 文件,由装置制造厂商提供给系统集成厂商,该文件描述了IED 提供的基本数据模型及服务,但不包含IED 实例名称和通信参数。ICD 文件应包含模型自描述信息。如LD 和LN 实例应包含中文“desc”属性,实例化的DOI 应包含中文“desc”属性。ICD 文件应包含版本修改信息,明确描述修改时间、修改版本号等内容。ICD 文件中定值相关数据属性如“units”、“stepSize”、“minVal”和“maxVal”等宜采用动态配置。后台宜支持动态配置和静态配置两种方式。采用静态配置时,
11、某些保护定值的范围大小随额定值会变化,因此在确定保护的额定值后,装置厂商应及时调整ICD 文件静态配置信息,保证静态配置信息的正确性。原则q 配置原则oSCD 文件及其配置工具应能完成GOOSE、SV 等信号连接信息的配置;SCD 文件,为全站统一的数据源,该文件描述了所有IED 的实例配置和通信参数、IED 之间的通信配置以及变电站一次系统结构,以及信号联系信息,由系统集成厂商完成。SCD 文件应包含版本修改信息,明确描述修改时间、修改版本号等内容。SSD 文件,描述了变电站一次系统结构以及相关联的逻辑节点,最终包含在SCD 文件中oCID 文件由装置制造厂商使用装置配置工具根据SCD 文件
12、中与特定的IED 的相关信息自动导出生成。CID 文件和其他配置信息的下载应自动确认装置处于检修状态。原则qIED应用模型规范:物理设备建模原则 一个物理设备,应建模为一个IED对象。该对象是一个容器,包含server对象,server对象中至少包含一个LD(逻辑设备)对象,每个LD对象中至少包含3个LN对象:LLN0、LPHD、其他应用逻辑接点。装置模型ICD文件中IED名应为“TEMPLATE”。实际系统中的IED名由系统配置工具统一配置。qIED应用模型规范:服务器(Server)建模原则 Server描述了一个设备外部可见(可访问)的行为,每个server至少应有一个访问点(Acces
13、sPoint)。所有访问点,应在同一个ICD文件中体现。(注:访问点以S、G、M描述)MMS goose svqIED应用模型规范:逻辑设备(LD)建模原则 逻辑设备建模原则,应把某些具有公用特性的逻辑节点组合成一个逻辑设备。LD不宜划分过多,保护功能宜使用一个LD来表示。SGCB控制的数据对象不应跨LD,数据集包含的数据对象不应跨LD。原则qIED应用模型规范:逻辑设备(LD)建模原则逻辑设备的划分宜依据功能进行,按以下几种类型进行划分:o公用LD,inst 名为“LD0”;o测量LD,inst 名为“MEAS”;遥测量o保护LD,inst 名为“PROT”;o控制LD,inst 名为“CT
14、RL”;o保护测控过程层访问点的LD,inst 名为“PI”;(或scld)o智能终端LD,inst 名为“RPIT”;o录波LD,inst 名为“RCD”;o 合并单元LD,inst 名为“MU”。注:若装置中同一类型的LD 超过一个可通过添加两位数字尾缀,如MU01、MU02。原则qIED应用模型规范:逻辑节点(LN)建模原则o需要通信的每个最小功能单元建模为一个LN对象,属于同一功能对象的数据和数据属性应放在同一个LN对象中。LN类的数据对象统一扩充。o如果标准与国网规范中没有定义或不是IED自身完成的最小功能单元应选用通用LN模型(GGIO或GAPC),或按照本标准的原则扩充qIED应
15、用模型规范:逻辑节点、数据对象、数据属性类型定义o尽量使用本规范和标准已定义的类型。o如需扩充应符合命名规范:制造厂商前缀_类名_(其他后缀)o扩充信号和定值的命名空间为“SGCC:2009”,在装置的ICD模型的dataNs中应标明;统一扩充的数据用E表示,ESG为国网标准化中定义的定值,EO为各厂家统一规范的自定义定值,也为可选项。原则qIED应用模型规范:取代模型o装置模型中的所有支持输出的数据对象如遥测、遥信等,应支持取代模型和服务。数据对象中应包含数据属性subEna、subVal、subQ、subID;当数据对象处于取代状态时,送出的该数据对象的q 中取代位应置1;原则q实例化建模
16、:LN实例化原则o按功能划分LN实例。o保护功能软压板在LLN0 中统一加Ena 后缀扩充,。保护功能软压板与硬压板,采用逻辑与的关系。oGOOSE 出口软压板与传统出口硬压板设置点一致,按跳闸、合闸、启动重合、闭锁重合、沟通三跳、启动失灵、远跳等重要信号在PTRC 和RREC 中统一加Strp 后缀扩充出口软压板,从逻辑上隔离这些信号的输出。o常规交流测量使用MMXU 实例,单相测量使用MMXN 实例,不平衡测量使用MSQI 实例;o标准已定义的报警使用模型中的信号,其他的统一在GGIO 中扩充;告警信号用GGIO 的Alm上送,普通遥信信号用GGIO 的Ind 上送;原则q实例化建模:LN
17、实例化建模要求o一个LN 中的DO 若需要重复使用时,应按加阿拉伯数字后缀的方式扩充;oDOI 实例配置如遥测系数、遥控超时时间等应支持系统组态配置;o保护的启动信号建模应遵循如下要求:启动信号Str 应包含数据属性“故障方向”,若保护功能无故障方向信息,应填“unknown”值;装置的总启动信号映射到逻辑节点PTRC 的启动信号中;IEC 61850 标准要求每个保护逻辑节点均应有启动信号,装置实际没有的可填总启动信号,也可不填;对于归并的启动信号,如后备启动,可映射到每个后备保护逻辑节点的启动信号上送,也可放在GGIO 中上送;o 跳闸逻辑节点PTRC 的动作信号Op 是PTRC 产生跳闸
18、信号Tr 的条件,保护功能逻辑节点与断路器逻辑节点XCBR 之间应有逻辑节点PTRC。o保护装置应包含PTRC 模型实例,PTRC 中的Str 为保护启动信号,Op 为保护动作信号,Tr为经保护出口软压板后的跳闸出口信号。原则q实例化建模:保护定值建模o保护定值要求按照统一扩充。保护定值应按面向LN 对象分散放置,一些多个LN 公用的启动定值和功能软压板放在LN0 下;o定值单采用装置ICD 文件中定义固定名称的定值数据集的方式。装置参数数据集名称为dsParameter,装置参数不受SGCB 控制;装置定值数据集名称为dsSetting。客户端根据这两个数据集获得装置定值单进行显示和整定。参
19、数数据集dsParameter 和定值数据集dsSetting 由制造厂商根据定值单顺序自行在ICD 文件中给出;o保护当前定值区号按标准从1 开始,保护编辑定值区号按标准从0 开始,0 区表示当前不允许修改定值。原则q实例化建模:故障录波与故障报告模型o故障录波应使用逻辑节点RDRE 进行建模。保护装置只包含一个RDRE 实例,专用故障录波器可包含多个RDRE 实例,每个RDRE 实例应位于不同的LD 中;o保护装置录波文件存储于COMTRADE 文件目录中,波形文件名称为:IED 名_逻辑设备名_故障序号_故障时间,其中逻辑设备名不包含IED 名,故障序号为十进制整数,故障时间格式为年月日
20、_时分秒_毫秒,如20070531_172305_456。监控后台与保护信息子站等客户端应同时支持二进制和ASCII 两种格式的COMTRADE 文件;o保护装置故障简报功能通过上送录波头文件实现,保护整组动作并完成录波后,通过报告上送故障序号FltNum 和录波完成信号RcdMade,录波头文件放置于装置的COMTRADE 目录下,o文件名按录波文件名要求实现,客户端通过文件读取服务获得录波头文件,解析出故障简报信息。录波头文件统一采用XML 文件格式,具体文件格式见附录E;o专用故障录波器包含多个RDRE 实例的情况下,每个RDRE 的录波文件、故障简报存储目录为LDLD 名COMTRAD
21、E。原则q服务实现原则o关联服务:支持同时与不少于12个客户端建立连接;通讯故障检出时间不大于1分钟;各客户端使用的报告实例号使用预先分配方式。监控3-4子站5-8o数据读写服务。o报告服务:数据集在ICD文件中定义,可在SCD中增减,不要求动态创建和修改;支持IntgPd和GI;支持客户端在线设置OptFlds和TrgOp。o数据集:装置ICD 文件中应预先定义统一名称的数据集,并由装置制造厂商预先配置数据集中的数据。测控装置预定义下列数据集:a)遥测(dsAin)b)遥信(dsDin)c)故障信号(dsAlarm)d)告警信号(dsWarning)e)通信工况(dsCommState)f)
22、装置参数(dsParameter)g)GOOSE 信号(dsGOOSE)原则q服务实现原则o数据集:保护装置预定义下列数据集:a)保护事件(dsTripInfo)b)保护遥信(dsRelayDin)c)保护压板(dsRelayEna)d)保护录波(dsRelayRec)e)保护遥测(dsRelayAin)f)故障信号(dsAlarm)g)告警信号(dsWarning)h)通信工况(dsCommState)i)装置参数(dsParameter)j)保护定值(dsSetting)k)GOOSE 信号(dsGOOSE)l)采样值(dsSV)m)日志记录(dsLog)原则q服务实现原则o数据集:在数据
23、集过大或信号需要分组的情况下,可将该数据集分成多个以从1 开始的数字作为尾缀的数据集,如需要多个GOOSE 数据集时,GOOSE 数据集名依次为dsGOOSE1、dsGOOSE2、dsGOOSE3。o报告:BRCB 和URCB 均采用多个实例可视方式。遥测类报告控制块使用无缓冲报告控制块类型,报告控制块名称以urcb 开头;遥信、告警类报告控制块为有缓冲报告控制块类型,报告控制块名称以brcb 开头。测控装置预配置下列报告控制块:a)遥测(urcbAin)b)遥信(brcbDin)c)故障信号(brcbAlarm)d)告警信号(brcbWarning)e)通信工况(brcbCommState)
24、原则q服务实现原则o报告保护装置预定义下列数据集:a)保护事件(brcbTripInfo)b)保护压板(brcbRelayEna)c)保护录波(brcbRelayRec)d)保护遥测(urcbRelayAin)e)保护遥信(brcbRelayDin)f)故障信号(brcbAlarm)g)告警信号(brcbWarning)h)通信工况(brcbCommState)o控制服务:压板、遥控采用增强型控制,复归采用增强型直控,档位采用普通直控;应初始化相关参数(ctlModel、sboTimeout 等)。o取代服务:GOOSE 服务中ACT 类型的动作信号,不应支持取代。原则q服务实现原则o定值服务
25、:“远方修改定值”软压板只能在装置本地修改。“远方修改定值”软压板投入时,装置参数、装置定值可远方修改。“远方切换定值区”软压板只能在装置本地修改。“远方切换定值区”软压板投入时,装置定值区可远方切换。定值区号宜放入遥测数据集,供远方监控。“远方控制压板”软压板只能在装置本地修改。“远方控制压板”软压板投入时,装置功能软压板、GOOSE 出口软压板可远方控制。o文件服务:COMTRADE 文件应包含在根目录下的“COMTRADE”文件目录内。COMTRADE 文件包含以hdr,cfg 和dat 为后缀的文件。装置事件、遥测以外需要记录的日志信息(含遥控记录、定值设置等)存入文本文件,文件存放在
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