1 项目背景
随着数字化变电站的关键技术的不断完善和飞速发展，相对于传统变电站，数字化变电站拥有着质变的优点和更加可靠的稳定性。数字化变电站的技术和特性会让数字化变电站成为将来发展的趋势，所以研究数字变电站的主要技术和理论特征也显得意义非凡。
2 数字化变电站二次网络的主要技术
2. 1 数字化变电站的定义
数字化变电站是以变电站一、二次设备为数字化对象，以高速网络通信平台为基础，通过数字化信息进行标准化，实现信息共享和互操作，并以网络数据为基础，采用智能化策略实现测量监视、保护控制、信息管理等自动化功能的新型变电站［1］。数字化的功能就是将传统变电站的遥测、遥信、遥控等
信号，由过去的模拟信号直接转换为数字信号，并建立与之相适应的通信网络和系统。具体是指数字化变电站的一次设备和网络化二次设备按过程层、间隔层、站控层三层结构体系分层构建［2］。
2. 2 数字化变电站的结构与组成
从结构上来说，数字化变电站可以分为站控层、间隔层和过程层，站控层内部以及间隔层与站控层之间通过网线通信来交换事件和状态数据。站控层包括主机、操作员站、五防主机、远动装置等。间隔层内部的保护、测控装置以及间隔层与过程层( 一次设备) 之间通过GOOSE 信号交换控制和状态数据; 过程层与间隔层之间交换采样值数据SMV。间隔、过程层中的GOOSE信号相当于传统变电站系统中的遥信和遥控信号，过程层向间隔层传送的采样值SMV则相当于传统变电站的遥测信号，这两部分合起来就相当于传统变电站中二次回路部分［3］。
2. 3 主要原件简介
2. 3. 1 合并单元(MU)
合并单元是数字化变电站中一个新的电子装置，同时也是保证整个电站可靠运行的核心部件之一。合并单元是过程层的关键设备，它是专门针对输出的二次电流、电压而引进的新原件，其主要功能是数据(SMV) 合并与分发，同步后的电流、电压和固定延时被组合到一个数据组上按标准( IEC61850) 要求输出，可以点对点，也可以上交换机［4］。
SMV 是Sampled Measured Value 的缩写，实际为采样测量值，也称为SV( Sampled Value) ，是一种用于实时传输数字采样信息的通信服务。可以理解为传统二次电流、电压测量采集模拟量的替代，是传统遥测的升级。SMV 被合并单元( MU) 采集，合并后输出。
2. 3. 2 智能终端
智能终端实现信息采集、传输、处理和控制的智能化电子装置，作为数字化变电站的主要设备，主要完成间隔内设备的位置信号、告警信息和远程控制。并通过GOOSE将数字信息上传上间隔层，同时接受间隔层设备和过程层设备的GOOSE命令［5］。GOOSE 即 Generic Object Oriented Substation Event
( 通用面向对象的变电站事件)，GOOSE是传统遥信和遥控的数字化替代品，智能终端采集GOOSE信息合并后输出。
2. 4 数字化变电站二次网络的构架
数字化变电站二次网络有着显著变化，传统遥信、遥测和遥控所需采集的模拟数据量不再采用常规电缆作为传输媒介，而是用光纤作为代替。其信号源为电子式互感器将一次信号采集后直接转变为数字信号，通过光纤被合并单元和智能终端采集［6］。
3 某集团110kV中心站的调试的关键技术分析
110 kV 中心站简介:110kV中心站于2012年8 月建成并投运成功。各类数据从源头实现数字化，真正实现信息集成、网络通信、数据共享;智能化变电站的一、二次设备进行高度的整合与集成。
3. 1 IEC61850
IEC61850 是国际标准组织发布的*新的变电站自动化系统标准，目的为统一变电站自动化通信系统，提高通信系统的稳定性、集成性和扩展性。对整个电力系统统一建模，定义了变电站配置描述语言(SCL)，使得IED能够进行自我描述，而且这个描述信息能够被系统和其它IED提取和解析［7－8］。SCD 全称为变电站配置描述，SCD文件是用来说明一个数字化变电站内各个孤立的IED(智能电子设备)是整合成为功能完善的变电站白动化系统的文件。
3. 2 数字化变电站继电保护调试流程
智能变电站中的核心文件SCD是整个变电站的**数据源，为保证数据的同源性，所有信号描述修改都是在SCD中进行的。
此次试验使用的是昂立F66D测试仪，一般步骤为
( 1) 接线:由于南瑞集团装置一般采用的是B03的1136直采，所以将连接线接装置的直采和测试仪相接。
( 2 ) 测 试 仪和 PC 的联机: 计算机设置固定IP132. 168. 253. 97，在测试仪中设置IP192. 168. 253. 231。
( 3) 信息配置:UI通道输出选择“数字量9－2”，PT，CT变比参照实际定值进行修改。
( 4) 导入SCL文件:选择相应的装置，下载到测试仪中，如配置正确，则开始试验，配置不正确，返回检查。如图1所示。
3. 2 数字化变电站继电保护关键问题的研究
数字化变电站相对传统变电站有着较大的变化，在二次系统中，继电保护对安全性和可靠性要求很好，因此研究二次系统中，做好防范措施，也就显得十分有必要。
3. 2. 1 保护硬压板
传统保护装置的保护压板分为软压板和硬压板，两种压板部分功能重叠，硬压板数量较多，而数字站的保护装置只有“检修状态”和“遥控操作”两个硬压板，其他功能整合到装置内部的功能软压板中，“检修状态”压板构建了数字化变电站的继电保护装置检修的主要防护措施。“检修压板”投入后，该装置与其他装置虽然还有信息上的交换，但是却不能判定为真实数据，因为在交换数据的SV和GOOSE的报文中统一添加了一个检修位置(TEST数据)，用来区分其他信息。“检修状态”硬压板的投入，就使得该装置与其他装置相互隔离，只有投入“检修状态”的装置之间，才能够利用和共享各类信息，形成一个小集体。“检修状态”的作用一是所有装置(保护测量装置、合并单元、智能终端)发出的SV，GOOSE数据带检修标志，其接收到的SV，GOOSE数据检修标志与本装置一致时才有效; 二是各个间隔装置之间通过SV 交换机和GOOSE 交换机收到的信息，其检修标志与本装置一致则有效，否则无效。
因为检修时投入了“检修状态”压板，这就要求测试仪在模拟数据时也要加上带有检修位置，这样才能够通信。
3. 2. 2 保护软压板
保护软压板是保护装置联系外部接线的桥梁和纽带，关系到保护的功能和动作出口能否正常发挥作用。数字化变电站各个装置之间信息都是通过交换机共享的，所以就要求在调试一个间隔的设备时，不能影响到其他的间隔。所以如何正确地投退功能软压板就显得十分重要。在110kV中心站的调试准备阶段，调试人员分析了可能造成母线差动保护装置和备自投保护装置及其他无关装置误动作的各种情况，分类总结并实践，取得了满意的效果。以母线差动保护装置PCS915 为例:( 1) 在母线差动保护装置内将调试间隔的功能投入软件板退出，母差保护装置不再接受该装置的任何功能性信息，而不影响当母差保护本身的功能; (2) 在母线差动保护装置内调试间隔的SV接受软压板退出，使母差保护装置不再接受任何关于该间隔的数据量信息; (3) 在母线差动保护装置内调试间隔的GOOSE接受软压板和GOOSE发送软压板退出，不再对该间隔发送任何命令。这样就将待调试的装置与母线差动保护装置彻底的隔离，不会因调试而造成母差保护装置误动作。
3. 2. 3 传动试验
在保护和智能终端的检修状态相同时，保护跳闸命令才可以使智能终端的出口动作，正常运行时保护和智能终端都不投入检修压板;保护和智能终端一起做传动试验时，双方的检修压板均投入。
4 某集团110kV 中心站I 抵心线调试实例
4． 1 确认停电间隔I抵心线
分别在I抵心线保护测量装置、母线差动保护装置、综自后台上确认I抵心线确无负荷，开关位置为分位，安全措施均已做好。通过查线，确认I抵心线的SV和GOOOSE网络构架和支路编号。
4． 2 投入检修状态硬压板
分别投入I抵心线保护测量装置、合并单元、智能终端的检修状态硬压板。
4． 3 退出功能软压板
因I抵心线为110kV线路，故没有投入起失灵保护功能，如有起失灵保护功能，在此要将其退出;退出母线差动保护装置内有关I抵心线三个功能软压板，分别是: I抵心线间隔投退软压板、I抵心线GOOSE发送软压板和I抵心线GOOSE接受软压板。
4． 4 记录保护定值
记录I抵心线保护定值、在拔掉直采光纤之前查看变比信息和通道延迟。
4． 5 查看光纤接口
分别确认I抵心线保护装置所对应的直采、直跳接口是否与室外合并单元、智能终端相对应。
4． 6 仪器接线
将PC与测试仪用网线连接并设置IP地址，用光纤接入I抵心线保护装置上的直采接口。
4． 7 测试仪软件的设置
分别在测试仪软件上设置IP地址、信号配置、系统配置、IEC61820 的 SCL 文件配置，设置通道延迟和检修状态位置。
4． 8 开始试验
5 总结
( 1) 数字化变电站变电站的信息采集、传输、处理、输出过程全部数字化，本文分析了数字化变电站的二次网络构架和IEC61850 的特点和原理，为数字化变电站奠定了通讯的理论和实例依据。系统分析了数字化变电站建设的理论，并且把理论运用到实际的中，加强了数字化变电站理论与实际工程之间的联系，具有较强的指导作用。
( 2) 数字保护测试仪转换的数字信号基于IEC61850标准的通信传输至继电保护装置，本次调试工作使用昂立F66D数字测试仪进行测试保护装置的调试，利用数字化继电保护测试仪来测试保护装置保护功能学习，对将来的数字变电站的继电保护校验工作有着指导意义。
( 3) 目前国内数字变电站技术仍然处于不断探索和发展阶段，变电站调试时变电站的重要组成部分，对变电站的稳定、安全运行起着非常重要的作用，传统的调试方法并不能满足数字变电站的要求，通过对110kV数字变电站的技术分析比较，在原有传统变电站的调试技术基础上，总结和探索出一套科学、合适的调试方法，对将来数字化变电站的建设和推广应用有着重要的意义。
