数字化变电站调试流程.docx
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数字化变电站调试流程.docx
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数字化变电站调试流程
数字化变电站调试
流程
编写:
刘芳浪
日期:
2011-7-16
目录
1本文简介1
1.1本文说明1
2数字化相关概念1
2.1数字化相关名词1
2.261850介绍2
2.2.1IEC61850是什么2
2.2.2IEC61850标准的服务2
2.2.3IEC61850标准分类2
2.2.4IEC61850特点2
3数字化网络结构3
3.1网络结构3
3.1.1网络结构:
3
3.1.3本站网络结构4
4调试前工作准备5
4.1全站组网5
4.1.1MMS网络搭建(电口)5
4.1.2GOOSE网络搭建(光口)5
4.2查找并阅读相关资料6
4.3准备调试工具6
4.3.1硬件设备6
4.3.2软件6
4.4全站参数分配7
4.4.1间隔层装置7
4.4.2过程层装置7
4.4.3过程层交换机7
4.4.4站控层设备7
4.5划分VLAN7
4.6交换机参数设置8
4.6.1罗杰康交换机设置方法8
4.7获取模型文件10
4.7.1外厂家设备模型文件获取10
4.7.2我们自己保护、测控、操作箱及MU等设备模型文件获取10
4.7.2.110
4.7.2.210
4.8全站通讯设备参数设置13
4.8.1外厂家设备参数设置13
4.8.2我们自己设备参数设置13
4.8.2.1测控13
4.8.2.2保护14
4.8.2.3低压装置14
4.9数字化测控、保护、智能终端、MU介绍、光功率、IEDNAME命名14
4.9.1测控CSI200EA介绍14
4.9.2高压保护(CSC100系列)介绍14
4.9.3智能终端介绍15
4.9.4合并单元MU介绍15
4.9.5低压保护介绍16
4.9.6光功率问题16
4.9.7IEDNAME的命名原则16
4.10模型文件查看16
5监控后台制作及调试17
5.1监控补丁17
5.2监控制作17
5.2.1模型文件17
5.2.2新建工程17
5.2.3增加电压等级18
5.2.4增加间隔19
5.2.5增加保护、测控、直流系统装置(入库)19
5.2.6增加智能终端、MU装置(不入库):
可以在测控间隔基础上再增加20
5.2.7过程层GOOSE配置22
5.2.8虚端子连接23
5.2.9间隔层即MMS层GOOSE订阅发布25
5.2.10导出虚端子27
5.2.11低压部分制作27
5.3间隔层通讯调试31
5.3.1启动通讯子系统具备的条件31
5.3.2通讯子系统调试31
5.4与外厂家通讯出现的问题32
5.4.1许继问题32
5.4.2南自问题32
5.4.3深圳南瑞32
6装置调试33
6.1测控装置调试。
33
6.1.1下传装置配置。
33
6.1.2SV板配置文件说明及下传34
6.1.2.1SV文件解析34
6.1.2.2SV文件下装(PiiLink工具使用方法)35
6.1.3MASTER板配置文件说明及说明36
6.1.3.1测控MASTER包含的文件36
6.1.3.2测控MASTER包含的文件sys.cfg文件解析37
6.1.3.3测控MASTER包含的文件CSI200E_220_20A1.cid文件解析37
6.1.3.4测控MASTER包含的文件sys_go_CSI200E_220_20.cfg文件解析38
6.1.3.5CSI200E_220_20A1.cid和sys_go_CSI200E_220_20.cfg文件下装39
6.1.4测控GOOSE板包含的文件说明及下传40
6.1.4.1测控GOOSE板包含的文件sys.cfg文件解析40
6.1.4.2CSI200E_220_20A2.cid和sys_go_CSI200E_220_20.cfg文件解析41
6.1.5小结41
6.1.6测控其他定值设置41
6.1.7测控PLC42
6.2保护装置调试(以CSC101B为说明)42
6.2.1保护设置42
6.2.2保护GOOSE板包含的文件及解析42
6.2.3保护MSATER板包含的文件sys_go_CSC101B_220_83.cfg解析44
6.2.4CSC101B_220_83A1.cid44
6.2.5、保护各个文件下装小结。
44
6.3智能终端调试45
6.3.1智能终端介绍45
6.3.2智能终端单体调试46
6.3.2.1配置及下装46
6.3.2.2IP地址设置及相关定值设置46
6.2.2.3下装文件50
6.3.3智能终端文件下传小结50
6.3.4问题分析50
7工具使用52
7.1CSPC:
下传*.ini文件,需要打补丁52
7.2Ethereal工具的使用53
7.3IEC61850客户端工具56
7.4四方GOOSE显示工具57
8装置升级58
8.1测控、保护SV板升级58
8.2CPU升级59
8.3管理板升级61
8.4智能终端goose板BSP升级61
8.4ShowWave.exe工具的使用64
9本站出现的问题66
9.166
9.266
9.366
9.466
9.566
9.666
9.766
9.866
9.966
9.1067
9.1167
9.1267
9.1367
9.1467
9.1567
9.1667
9.1767
1本文简介
1.1本文说明
Ø本文简单介绍了数字化变电站调试方法,本站遇见的问题,由于数字化技术一直在发展进步中,可能很多地方今后将有所变动,所以本文仅作调试参考之用。
受自身技术水平限制,书中肯定存在一些问题及错误,还望大家指教。
Ø调试数字化变电站(特别是作为集成商)需要首先对全站的网络结构以及工作内容有一个清晰的概念,知道该做什么,怎么做。
2数字化相关概念
2.1数字化相关名词
Ø模型:
相当于我们常规站的模板一样,各个厂家都按照61850的规则来做(常规站是按照我们自己CSC2000规约做的)。
这项工作对于外厂家设备模型文件由外厂家提供,如果是我们自己的,可以向公司技术支持索取。
Ø智能终端:
即是操作箱,配置了MASTER板--GOOSE通讯,通过光纤上GOOSE交换机,走GOOSE报文;开入板--开关刀闸等硬接点开入即是原来测控的功能;开出板--遥控出口、跳闸出口等;直流板--采集温度也是原来测控的功能;从GOOSE板—GOOSE直接跳闸,走GOOSE报文。
Ø直跳:
保护发跳闸令后由自己的光纤口通过光缆直接发到智能终端的从GOOSE板光纤口,没有经过GOOSE交换机的,这种跳闸俗称“直跳”。
Ø直采:
光PT、光CT采集数字量后通过光缆发给MU(合并单元),MU再把数字量由自己的光纤口直接发到各个装置(如测控、保护、电度表)的光纤口,没有经过GOOSE交换机的,这种采集俗称“直采”。
ØIEDNAME:
即是智能设备名称,61850通讯时,通讯子系统是依据这个IEDNAME来和每个装置通讯的,所以全站的每个设备IEDNAME都是唯一的,不相同的。
ØMU:
合并单元的简称,也就是一次设备电压电流量经过光CT、PT转化后,发到合并单元,合并单元再发给各个装置(保护、测控、电度表)。
ØMAC地址:
GOOSE报文需要用到这个地址,每个设备都有自己的MAC地址,都是唯一的,这样就好比给每个装置编好号一样,一起上GOOSE网后就可以互相识别谁是谁了。
目标MAC地址和源MAC地址,相对于一个装置而言的,MAC源地址类似网卡功能,从源地址发送到目标地址,所以目标MAC地址还是装置本身的。
ØVLANID:
为了减轻交换机通讯压力,可以通过给装置划分VLAN的方法避免,防止网络风暴。
比如给220KV所有测控VLAN划成3,那么VLANID就是3,这样这些测控可以互相接收以及发送信息而不能接收到以及发送给其他VLAN不是3的装置。
说白了就是划成不同的团体。
Ø数据集:
即是数据的集合,就是把一个装置的所有信号分成几个小块,一个小块包含一些装置信息,所有小块组合才是这个装置的完整信息。
2.261850介绍
2.2.1IEC61850是什么
IEC61850是要一种公共的通信标准,通过对设备的一系列规范化,达到全站的通讯统一,IEC61850不是一个规约。
2.2.2IEC61850标准的服务
IEC61850标准的服务实现主要分为三个部分:
MMS服务、GOOSE服务、SMV服务。
MMS服务用于装置和后台之间的数据交互;GOOSE服务用于装置之间的通讯;SMV服务用于采样值传输。
三个服务之间的关系:
在装置和后台之间涉及到双边应用关联,在GOOSE报文和传输采样值中涉及多路广播报文的服务。
双边应用关联传送服务请求和响应(传输无确认和确认的一些服务)服务,多路广播应用关联(仅在一个方向)传送无确认服务。
如果把IEC61850标准的服务细化分,主要有:
报告(事件状态上送)、日志历史记录上送、快速事件传送、采样值传送、遥控、遥调、定值读写服务、录波、保护故障报告、时间同步、文件传输、取代,以及模型的读取服务。
2.2.3IEC61850标准分类
IEC61850-8-1映射到MMS和ISO/IEC8802-3(MMS)。
IEC61850-9-1通过单向多路点对点串行通信链路采样值(9-1)。
IEC61850-9-2通过ISO/IEC8802-3传输采样值(9-2)。
IEC61850-9-2le通过ISO/IEC8802-3传输采样值(9-2le)。
2.2.4IEC61850特点
1)采用了面向对象的数据建模技术
IEC61850标准采用面向对象的建模技术,定义了基于客户机/服务器结构数据模型。
每个IED包含一个或多个服务器,每个服务器本身又包含一个或多个逻辑设备。
逻辑设备包含逻辑节点,逻辑节点包含数据对象。
数据对象则是由数据属性构成的公用数据类的命名实例。
从通信而言,IED同时也扮演客户的角色。
任何一个客户可通过抽象通信服务接口(ACSI)和服务器通信可访问数据对象。
2)数据自描述
该标准定义了采用设备名、逻辑节点名、实例编号和数据类名建立对象名的命名规则;采用面向对象的方法,定义了对象之间的通信服务,如获取和设定对象值的通信服务、取得对象名列表的通信服务、获得数据对象值列表的服务等。
面向对象的数据自描述在数据源就对数据本身进行自我描述,传输到接收方的数据都带有自我说明,不需要再对数据进行工程物理量对应、标度转换等工作。
由于数据本身带有说明,所以传输时可以不受预先定义限制,简化了对数据的管理和维护工作。
3)网络独立性
IEC61850标准总结了变电站内信息传输所必需的通信服务,设计了独立于所采用网络和应用层协议的抽象通信服务接口(ASCI)。
在IEC61850-7-2中,建立了标准兼容服务器所必须提供的通信服务的模型,包括服务器模型、逻辑设备模型、逻辑节点模型、数据模型和数据集模型。
客户通过ACSI,由专用通信服务映射(SCSM)映射到所采用的具体协议栈,例如制造报文规范(MMS)等。
IEC61850标准使用ACSI和SCSM技术,解决了标准的稳定性与未来网络技术发展之间的矛盾,即当网络技术发展时只要改动SCSM,而不需要修改ACSI。
3数字化网络结构
3.1网络结构
3.1.1网络结构:
目前数字化变电站采用的结构基本上都是三层两网。
三层:
站控层、间隔层、过程层;
两网:
GOOSE网、MMS网。
3.1.2网络结构解析
Ø站控层:
设备包括主站设备,如监控主机、监控备机、工程师站、远动机、故障录波、网络分析仪、信息子站等。
Ø间隔层:
设备包括保护、测控、电度表、直流、UPS、电度采集器等。
Ø过程层:
设备包括合并单元、智能终端、光/电CT、PT、智能机构等。
ØMMS网:
保护、测控等设备与监控通讯的网络,走61850协议。
设备包括保护、测控、监控、故障录波等。
ØGOOSE网:
合并单元、智能终端通过光纤上GOOSE交换机,同时保护、测控也上了GOOSE网,进行信息交换。
GOOSE网相当于取代了原来常规站测控、保护的电缆接线工作。
连接设备包括MU、智能终端、测控、保护、网络分析仪、故障录波器等。
Ø注意:
10KV目前没有走单独的GOOSE网,走的是GOOSE/MMS合一的网络,即是在一个交换机中,既有GOOSE报文又有MMS报文,而不像高压部分GOOSE和MMS是单独分开的。
ØMU与互感器:
目前规约为私有协议。
3.1.3本站网络结构
江西吉安220KV澄江变电站网络结构和上面图示基本上是一致的,三层两网,低压部分MMS和GOOSE共网,跳闸方式为直跳,采样方式为直采。
由于本站跳闸和采样没有走GOOSE网,所以VLAN划分就很简单了,全站可以划分成1个VLAN或者一个电压等级划分一个VLAN。
保护装置采集开关刀闸位置以及闭锁重合闸等信息通过直跳口采集,线路保护与母差保护的失灵通过GOOSE网,智能终端相关信息到测控通过GOOSE网,主变跳母联开关通过GOOSE网(遵循跳本间隔通过直跳,跨间隔跳闸通过组网口跳),MU告警等信息到测控以及MU采集刀闸位置通过GOOSE网。
测控、保护、智能终端、MU、都上GOOSE网同时还要给故障录波及网络分析仪用。
4调试前工作准备
4.1全站组网
4.1.1MMS网络搭建(电口)
和常规站一样,只是网络协议是61850,这个网线布局和制作由我们自己完成。
Ø全站各个保护、测控装置A/B网->A/B网交换机。
Ø监控后台A/B网->A/B网交换机。
Ø远动装置A/B网->A/B网交换机(远动CSC1320除了留1个插件给调度用,其他插件都放网线到交换机)。
Ø故障录波/信息子站/GPS装置等A/B网->A/B网交换机,这块工作让相应厂家自己完成。
4.1.2GOOSE网络搭建(光口)
找到设计院的图纸,其中有一张是过程层的交换机分配图,已经定义好了哪个光口接哪个装置,严格按照图来组GOOSE网。
这项工作以后应该都是由施工单位来完成的,但是我们自己要清楚GOOSE网应该要接哪些装置的哪些光口。
Ø保护装置GOOSE插件第一个光口->交换机:
获取开关/刀闸位置,以及和母差交换信息。
订阅的详细信息看设计院给的虚端子图。
Ø测控装置GOOSE插件第一个光口/第二个光口->交换机:
获取开关刀闸位置及硬接点信号、遥控开关刀闸等、操作箱和MU的一些告警等信号;如果GOOSE和SV共一个板子且SV也走网络的话另外一个作用是获取电压电流量。
订阅的详细信息看设计院给的虚端子图。
ØMU->交换机:
获取开关/刀闸位置,以便MU电压切换;发布自身告警等信息。
Ø智能终端MASTER板第一个光口/第二个光口->交换机:
上送开关量以及测控遥控,发布自身告警等信息。
Ø网络分析仪->交换机:
记录各个上了GOOSE网装置的GOOSE报文及间隔层装置的MMS报文。
Ø故障录波器->交换机:
获取自己需要的各个装置GOOSE信息。
4.2查找并阅读相关资料
Ø与装置相关的说明书、调试大纲、调试宝典。
Ø我们公司设计的白图,了解本站的需求。
Ø厂家提供的组屏设计图纸。
Ø设计院提供的虚端子图。
Ø仔细阅读技术协议,了解用户协议的需求。
Ø查找相关数字化资料,如四方公司IEC61850工程技术手册、IEC61850工程制作录、数字化变电站调试入门等学习资料。
4.3准备调试工具
4.3.1硬件设备
Ø以太网线。
ØCSC187G光电转换器,俗称“光猫”。
ØSC-ST、SC-SC光纤跳线。
ØCPU升级线,开入开出板升级线。
Ø笔记本自带串口或者USB转串口。
ØCSI200E测控下逻辑线。
4.3.2软件
ØFlashfxp:
登陆X86监控后台下载和上传文件
ØTools61850工具:
需要加密狗,间隔层装置调试,GOOSE报文解析和模拟goose报文。
ØJFZManager工具:
智能终端调试软件。
ØFTP工具:
下载和上传带操作系统装置的文件。
ØPiiLink工具:
下载和上传不带操作系统装置的ini文件。
ØCSPC工具:
给间隔层装置SV板下传ini配置文件。
ØXMLSpy工具:
查看模型文件及SCD文件。
ØEthereal工具:
截取MMS和GOOSE报文用。
(截取MMS报文时,将计算机防火墙关闭)
Ø四方GOOSE显示工具:
查看GOOSE报文中信息点的状态,也可直观显示模拟量。
ØUltraEdit工具:
编辑及查看文本文件。
ØUFLA32R工具:
CPU板升级。
ØFlashSta工具:
开入开出板、GOOSE板升级。
ØCSI200Emanage:
测控配置工具及测控建模工具。
ØJFZ600ConfigManage:
智能终端配置工具。
ØShowWave:
采样波形查看工具
Øvxworks-监视master125或com850:
录CAN网报文
4.4全站参数分配
4.4.1间隔层装置
Ø统计全站各个电压等级的保护、测控装置线路名称、厂家、装置型号。
Ø分配全站各个电压等级保护、测控装置的VLANID(从3开始)、APPID(可以和VLANID一致)、MAC地址(01-0C-CD-01-00-XX,01-0C-CD-01一致,每个装置的后两位不一样00-XX)、IP地址(192.168.1/2.X)、IEDNAME(全站唯一)。
Ø分配全站各个电压等级测控装置GOOSE地址(192.168.11/21.X)这个GOOSE地址外厂家的保护及我们自己保护不需要分配。
Ø全站信息用EXCEL表格做好。
4.4.2过程层装置
Ø统计全站各个电压等级MU、智能终端装置的线路名称、厂家、装置型号。
Ø分配全站各个电压等级MU、智能终端装置的VLANID(从3开始)、APPID(OPST/IN/SELF/从GS1/从GS2/从GS3)、MAC地址(01-0C-CD-01-XX-XX)、IEDNAME(全站唯一)。
Ø分配全站各个电压等级的智能终端装置主GOOSE地址(192.168.3/4.X)和从GOOSE地址(192.168.5/6/7/8/9/10.X)。
Ø分配全站各个电压等级的MU采样MAC地址、APPID及到GOOSE网上的MAC地址、APPID。
4.4.3过程层交换机
Ø统计全站各个电压等级的交换机,并对各个交换机划分VLAN。
Ø分配各个交换机的IP地址。
4.4.4站控层设备
Ø统计好全站主站设备。
Ø给监控分配IP地址、报告实例化号。
Ø给子站分配IP地址、报告实例化号(如果子站不和监控网共网就不需要)。
Ø给故障录波器分配IP地址、IEDNAMME(如果故障录波器不和监控网共网就不需要)。
Ø给远动分配好IP地址及报告实例号。
4.5划分VLAN
Ø如果交换机只有GOOSE报文的话,可以每个电压等级划分1个VLAN或者全站划分为1个VLAN,因为GOOSE报文不大,不会造成交换机的信息阻塞或网络风暴。
Ø如果GOOSE交换机有SV报文的话,VLAN划分就比较复杂了,需要把每个间隔的MU划分成1个VLAN,MU与测控、保护等的VLAN也要划分设置好。
4.6交换机参数设置
4.6.1罗杰康交换机设置方法
Ø按照已经划分好的交换机VLAN,设置交换机参数。
Ø用一头是网口另外一头是光口的线,用超级终端连接交换机,选择好网卡(可以自动获取);插在交换机前面的调试网口上,波特率57600,8,1,无;用户名和密码都是admin登陆。
Ø登陆后,键盘上下键移动,以下见图片:
ØVLAN选项
Ø查看本交换机的VLAN
Ø增加本交换机的VLAN
Ctrl+z:
帮助,Ctrl+i:
插入,Ctrl+l:
删除
Ø查看并修改交换机IP
Ø交换机改名称
Ø设置各个光口的VLAN及属性。
属性为truck时表示本光口可以接收别的设置为truck口的VLAN信息及能把本光口的信息发送给其他设置为truck的光口;Edge表示本光口只能接收设置为其他Edge的光口。
Tagged:
打上标签。
回车即可修改各个光口属性。
注意,如果一个站有多个VLAN的话,需要注意设置各个口的属性为truck还是Edge,没设置好会导致有关系的间隔间不能正常联系交换信息。
4.7获取模型文件
根据统计好的全站需要通讯设备,找到相应的模型文件。
4.7.1外厂家设备模型文件获取
比如外厂家保护设备、直流设备等,模型文件找相应厂家要。
4.7.2我们自己保护、测控、操作箱及MU等设备模型文件获取
4.7.2.1我们自己保护、操作箱及MU等设备模型文件:
向公司技术支持或者研发索取。
4.7.2.2我们自己测控模型文件:
需要自己根据实际需要建立模型。
Ø使用工具CSI200Emanage,版本要求4.0以上的。
Ø打开工具,找到“装置配置”,按照测控装置的实际配置,配置好开入板,开出板,直流/温度板,这三个是测控实际的硬件。
交流板目前用4U3I就可以了,母线可以用8U,已经取消了交流板,这个是虚拟出来的;GOOSE板选1块就行。
Ø图1
图1
Ø图2
图2
(注:
GOOSE板数量最多选1,用不到GOOSE就选0)
Ø图3
图3
(注:
GOOSE开入板数量最大为3个,1个包含96路开入,一般1个测控2个GO开入CPU足够了;GO直流CPU最大2个,1个含32路直流量,一般1个足够用;GO档位CPU用1个就行,不涉及分相调压的话,如果分相调压就选3个)。
Ø图4
图4
(注:
点击IEC61850建模或F9,出现上图界面。
这个显示的是装置配置后的信息,为了增加遥控对象号,可以在GO开入板1增加开关刀闸的遥控对象,从4开始;然后可以在无返回的遥控中多加一些遥控对象号,作为操作箱复归等不需要返回位置的遥控)
Ø图5
图5
(注:
点击高级配置,出现上图)
1)同期功能要勾上,勾上并不是说装置才有了同期功能,而是说到时后台会报出有关同期的报文(在高级配置)。
2)如果有顺控功能,一定要勾上顺控(在高级配置里),没有不勾。
3)间隔层/过程层接受GOOSE数量以及转发过程层告警/事件数量可以自己改,满足要求就行,这些数值是我改后的,点击“恢复默认值”可以看默认值是多少。
4)其他选项可暂时不管。
Ø图6
图6
(注:
点击导出GOOSE模型,出现上图,目前“高级”中采用默认值不管,在“常用”中,如果是数字化站,那么“是否导出虚端子”、“GOSV是否合一”、“导出双访问点文件”、“导出虚端子Ref”这四个都要选上。
如果常规61850站,只要选“是否导出虚端子”、“GOSV是否合一”这两个,即是默认的。
)
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