一种实用的IEC61850过程总线结构分析

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1、湖南电力第32卷第3期HUNANELECTRICP0WER2012年6月doi：10．3969／j．issn．1008·0198．2012．03．011一种实用的IEC61850过程总线结构分析阳林峰，荀吉辉，薛玮，李大公(1．湖南省湘电试验研究院有限公司，湖南长沙410004；2．湖南省电力公司科学研究院，湖南长沙410007)摘要：本文介绍一种实用的IEC61850—9—2过程总线构架，适用于变电站的保护和控制。这种结构能较好的解决交流输入采样同步和数据共享两大问题，对于促进智能变电站的实现有一定的参考意义。关键词：过程总线；合并单元(MU)；IEC61850—9—2；数据共

2、享；采样同步中图分类号：TM312文献标识码：B文章编号：1008．0198(2012)03—0036—03AnalysisonapracticalprocessbusarchitectureofIEC61850YANGLin-feng，XUNJi．hui，XUEWei，LIDa．gong(1．HunanXiangdianTest＆ResearchInstituteCo．，Ltd，Changsha410004，China；2．HunanElectricPowerCorporationResearchInstitute，Changsha410007，China)Abstract：T

3、hepaperintroducesapracticalarchitectureof1EC61850-9-2processbuswhichissuitabletoprotectionandcontrolofsubstation．Itsolvetwotechnicalproblemsofsamplingsynchronizationanddatasharing．Thisarchitecturecouldbeareferenceofsmartsubstation．Keywords：processbus；merglngunit；IEC61850-9-2；datasharing；sampl

4、ingsynchronizationIEC61850国际标准在世界各地已得到大量推据通过交换机组成以太网，光纤传输到lED。MU广，是智能变电站应用的基础¨。要求每周波采样80个点用于保护，每周波采样IEC61850标准中采样值传输采用过程总线的256个点用于电力质量或高分辨录波。方式。现有的过程总线结构为IEC61850—9—2组网方式]，达到采样数据的信息共享。然而实际应用中由于数据流量、合适的结构体系、可靠性、时间同步、数据共享、可维护性、可测试性．可升级性等一系列问题，采用组网方式传输数据的模式还在进一步的探讨实践之中，不宜大规模推广应用。本文提出了一个实用的过程总线结构

5、体系，此结构符合IEC61850—9—2标准并基于变电站拓扑规律，适用于变电站的保护和控制，能较好地解决数据共享和交流输入采样同步这两大关键技术难点。图1过程总线组网结构1现有的过程总线结构这种采样值数字化、网络共享化的方式所面临目前常用的IEC61850—9—2组网结构如图1所的第一大问题是数据共享引起的网络传输延时和网示引，合并单元(MU)采集TA，TV和开关量状络流量问题，IEC61850—9—2和GOOSE报文编码态信息并进行数字化处理，合并单元(MU)的数格式非常复杂，解码计算量大，实时采样数据信息收稿日期：2012-01-17·36·第32卷第3期阳林峰等：一种实用的

6、IEC61850过程总线结构分析2012年6月量庞大，尤其母差、变压器保护等需接收多个合并IEC61850—9—2规约，GOOSE通讯遵循IEC61850—单报文的IED，所要求的处理能力非常高。处理不8—1规约。这些数字内核完全隔离、相互独立，共当，则会出现电流或电压数据信息延时、堵塞或丢享具有高度出错保护设计的输出输入硬件平台。失的情况，这对于继电保护来说是不能接受的。一所有的电／光缆都采用军用或航用等级的电子般变电站若少于20个IED，通过合理的优化可以产品元件，预先配置接口，便于布置与更换。在户避免上述情况发生，但对于一些大型的变电站IED外光缆中包含了1根双芯铜缆为合并

7、单元(MU)超过50个，上述问题会变得较为突出。提供电源，同时也为开关站内相关设备节点输入提第二大问题是时间同步，包括同一站内不同间供电源(如断路器辅助节点，瓦斯告警节点等)。隔MU的同步、线路两侧不同站的MU同步等问光纤交叉连接板用来安放和固定户外光缆并作题。如差动保护需要接收多个MU的数据，同步误为中转站，通过户内光缆与IED相连，同时给相差要求1s以内。目前常见的做法是通过时钟源应的合并单元(MU)提供电源。光缆之间的连接装置的PPS给MU对时，虽然能满足同步误差1Ixs使