[精选]IEC61850工程继电保护应用模型的详细解读.pptx
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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 模型和实施标准q 双网冗余q 检修处理机制q 故障报告格式q 数据名称标准qLN、DO、DA 例如概述q IEC 61850标准:变电站通信网络和系统 munication Networks and Systems in Substations 它标准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。q IEC 61850的范畴限于互操作性而不是互换性。q IEC 6
2、1850标准体系:概述概述o IEC 61850模型的树状层次:PHD-LD-LN-DO-DA概述q IEC 61850模型的详细信息结构:概述q IEC 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、G
3、I概述q IEC 61850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、字符型国网标准中扩展,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 TRADE格式,直接读取文件概述q IEC 61850 中的逻
4、辑节点类列表:概述q常用逻辑节点:概述q常用逻辑节点:概述q公共数据类标准o 状态信息的公共数据类标准:SPS、DPS、INS、ACT、ACD、SEC、BCRo 测量值信息的公共数据类标准:MV、CMV、SAV、WYE、DEL、SEQ、HMV、HWYE、HDELo 可控状态信息的公共数据类标准:SPC、DPC、INC、BSC、ISCo 可控模拟信息的公共数据类标准:APCo 状态定值的公共数据类标准:SPG、ING 整性o 模拟定值的公共数据类标准:ASG、CURVE 定值曲线o 描述信息的公共数据类标准:DPL、LPL、CSD概述q常用CDC类概述q常用CDC类概述q IEC 61850如何
5、通信:ACSI抽象通信效劳接口与SCSM特定通信效劳映射 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应用模型标准制定的意义o 本标准严格遵循IEC 61850 标准,是IEC 61850 标准的细化和补充,标准了IEC 61850 标准中不明确的局部。o 本标准统一了IEC 61850 标准应用的数据类型定义,防止因各制造厂商数据类型不统一引起的数据类型冲突,防止因各种数据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
6、。o 本标准以Q/GDW 161-2007、Q/GDW 175-2023 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标准q 建模原则原则q IEC 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
7、供的基本数据模型及效劳,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,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o SCD 文件及其配置工具应能
8、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o CID 文件由装置制造厂商使用装置配置工具根据SCD 文件中与特定的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q IED应用模型标准:物理设备建模原则 一个物理设备,应建模为一个IE
9、D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。q IED应用模型标准:效劳器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AccessPoint。所有访问点,应在同一个ICD 文件中表达。注:访问点以S、G、M 描述MMS goose svq IED应用模型标准:逻辑设备LD建模原则 逻辑设备建模原则,应把某些具有公
10、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q IED应用模型标准: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“CTRL;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
11、为“MU。注:假设装置中同一类型的LD 超过一个可通过添加两位数字尾缀,如MU01、MU02。原则q IED应用模型标准: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 如果标准与国网标准中没有定义或不是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q IED应用模型标准:逻辑节点、数据对象、数据属性类型定义o 尽量使用本标准和标准已定义的类型。o 如需扩充应符合命名标准: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
12、“SGCC:2023,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 为各厂家统一标准的自定义定值,也为可选项。原则q IED应用模型标准: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,应支持取代模型和效劳。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: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。o GOOSE
13、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实例化建模要求o 一个LN 中的DO 假设需要重复使用时,应按加阿拉伯数字后缀的方式扩充;o DOI 实例配置如遥测系数、遥控超时时间等应支持系
14、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,假设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
15、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
16、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 TRADE 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_ 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
17、 两种格式的 TRADE 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 TRADE 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效劳获得录波头文件,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 TRADE。原则q效劳实现原则o 关联效劳: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
18、报告实例号使用预先分配方式。监控3-4 子站5-8o 数据读写效劳。o 报告效劳:数据集在ICD 文件中定义,可在SCD 中增减,不要求动态创立和修改;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。测控装置预定义以下数据集: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ds mState f 装置参数dsParameter g GOOSE 信号dsGOOSE 原则q效劳实现原则o 数据集:保护装置预定义以
19、下数据集: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ds mState 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效劳实现原则o 数据集:在数据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
20、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。测控装置预配置以下报告控制块: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brcb mState 原则q效劳实现原则o 报告 保护装置预定义以下数据集:a 保护事件brcbTripInfo b 保护压板brcbRelayEna c 保护录波brcbRel
21、ayRec 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brcb mState o 控制效劳: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 取代效劳:GOOSE 效劳中ACT 类型的动作信号,不应支持取代。原则q效劳实现原则o 定值效劳:“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
22、,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 文件效劳:TRADE 文件应包含在根目录下的“TRADE 文件目录内。TRADE 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,文件存放在根目录下,文件名为devicelog.txt,通过文件效劳上传。o 日志效劳:保护装置运行时,LogEna 属性应自动设置为True;q GOOSE/SV 模型和实施标准GOOSE/SVq建模配置:o
23、GOOSE 输出数据集应支持DA 方式;讨论 送品质位o SV 输出数据集应支持DO方式,FCD 中包含instMag.i 和q 属性;o GOOSE、SV 输入输出信号为网络上传递的变量,与传统屏柜的端子存在着对应的关系,为了便于形象地理解和应用GOOSE、SV 信号,将这些信号的逻辑连接点称为虚端子;o GOOSE、SV 发送数据集中的信号为装置的输出虚端子;o GOOSE 输入虚端子在以“GOIN 为前缀的GGIO 逻辑节点实例中定义DO信号,DO信号与GOOSE 外部输入虚端子一一对应,通过该GGIO 中DO的描述和dU 可以确切描述该信号的含义,作为GOOSE 连线的依据。装置GOO
24、SE 输入进行分组时,采用不同GGIO 实例号来区分;o 采样输入虚端子在以“SVIN 为前缀的GGIO 逻辑节点实例中定义DO信号,其余要求同GOOSE 虚端子。GOOSE/SVq建模配置:o 在SCD 文件中每个装置的LLN0 逻辑节点中的Inputs 局部定义了该装置输入的GOOSE/SV 连线,每一个GOOSE/SV 连线包含了装置内部输入虚端子信号和外部装置的输出信号信息,虚端子与每个外部输出信号为一一对应关系。Extref 中的IntAddr 描述了内部输入信号的引用地址,应填写与之相对应的以“GOIN/SVIN 为前缀的GGIO 中DO信号的引用名,引用地址的格式为“LD/LN.
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