电力工程师职称论文发表浅析数字化变电站网络架构设计(2)
对于变压器和母线保护间隔，具备独立的GOOSE交换机和SV交换机。如图3：
2.3.2 过程层设备
过程层设备包括过程层设备主要包括：智能单元和合并单元。
2.3.2.1 合并单元(MU)、互感器
合并单元通过ST接口输入850nm的串行光信号，标准配置为：6路采集器输入数据(IN1-IN6)、2路合并单元数据(SR1-SR2)、1路同步信号(SYN)。也可以根据需要改为接收最多9路采集器输入(不需要外接合并单元和同步的场合)。合并单元的CPU模件按照IEC60044-8标准对处理后数据打包，通过ST接口(ST1、ST2)输出两路850nm的光纤串行数据到其它合并单元或数据集中器;按照IEC61850-9-1标准对处理后数据打包，通过ST接口(ET1、ET2、ET3)输出三路1310nm的光纤以太网数据到二次设备。
合并单元的输出接口可以根据需要经过EXT模件进行扩展，扩展数目根据工程需要定;合并单元的交流模件可以根据工程需要进行裁减，当前能够接收的模拟通道数为8路(可以扩充到12路)。合并单元经过COM模件接收4路DC220V硬节点开入信号或4路GOOSE遥信点，同时输出4路开出信号。
电子式互感器接入安装于就地智能操作柜的合并单元，合并单元就地安装，数据传输至本间隔交换机。如图4：
2.3.2.2 智能操作箱
智能操作箱是智能一次设备的组成部分，主要通过GOOSE报文实现开关/刀闸控制、开关/刀闸状态上送等功能。智能操作箱包括GOOSE插件用于收发GOOSE信息;开入开出插件用于信息与GOOSE插件之间的交换;直流插件用于温度的测量。GOOSE插件有2个GOOSE光纤接口用于与间隔层设备通信和1个测试电以太网接口。
2.4 一次设备层
一次设备包括开关设备和电子式互感器，郭家屯变电站开关设备仍然是常规设备没有采用智能开关设备，互感器采用了国际先进水平的电子式互感器，下面对电子式互感器做简要介绍。
电子式互感器是建设数字化变电站的决定性设备，起着至关重要的作用。电子式互感器具备体积小、重量轻;具备数字接口，便于和数字设备连接;不含铁芯，消除了磁饱和、铁磁谐振等问题;暂态特性好，测量精度高，频率响应范围宽;绝缘性能好，造价低等优点。在性能要求和通信标准上电子式互感器遵循IEC60044-7/8和IEC61850-9-1/2标准。根据标准中的描述，电子式互感器是具有模拟量电压输出或数字量输出，供频率15Hz～100Hz的电气测量仪器和继电保护装置使用的电流电压互感器。可见电子式互感器的功能、应用范围和传统互感器是完全一致的，区别在于输出量，是可供二次设备直接使用的模拟电压信号或数字量，例如，电子式电流互感器模拟量输出标准值为22.5,150,200,225mV(测量用)和4V(保护用)，数字量输出标准值为2D41H(测量用)和01CFH(保护用)，而传统电流互感器输出为电流信号，这直接导致了包括设备铭牌参数在内的一系列的不同，例如电子式互感器可以根据需要通过软件设定变比，而不再使用传统形式如600/300/5来定义。
电子式互感器的精度等级与常规互感器差别不大。以电流互感器为例，测量用CT的标准精度为0.1,0.2,0.5,1,3,5级，供特殊用途的为0.2S和0.5S级;保护用CT的标准精度为5P，10P，和5TPE，其中5TPE的特性考虑短路电流中具有非周期分量的暂态情况，其稳态误差限值与5P级常规CT相同，暂态误差限值与TPY级常规CT相同。电子式互感器工作原理图5所示：
3 总结：
通过对郭家屯数字化变电站的网络架构设计的分析我们可以得出以下结论：变电站计算机监控系统基于IEC61850通信协议构建; 全站配置微机型保护、测控等智能设备,信息的处理实现数字化;采用了电子式互感器,采样值就地数字化后以光纤送给各二次设备,实现了采样信息采集、传输的数字化; 保护、测控设备的跳合闸控制命令直接以数字编码形式通过光纤传送到智能终端,实现了控制命令输出、传输的数字化; 一次设备的开关量信号通过智能终端就地数字化后通过光纤上送给二次设备,二次设备的开关量输出同样以数字信号通过光纤下到智能终端对开关进行控制,实现了开关量信息的采集、传输、输出数字化。通过对数字化变电站网络架构的分析，实现数字化变电站的技术创新。
参考文献：
1.高翔.数字化变电站应用展望[J].华东电力, 2006
2. 罗承沐，张贵新，王鹏.电子式互感器及其技术发展现状团.电力设备，2007
3. 李九虎,郑玉平,古世东,须雷.电子式互感器在数字化变电站的应用[J].电力系统自动化, 2007
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