750 千伏智能变电站交换机组网模式
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发布者：殷红霞 吴丁辉 王帅 轩冉冉
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时间：2014年6月26日 11:23
750 千伏智能变电站交换机组网模式
文/ 殷红霞 吴丁辉 王帅 轩冉冉
先进、可靠、高速、集成、低碳、环保是智能化变电站智能
设备的最为显著的特点。其基本要求就是全站信息数字化、通信
平台网络化、信息共享标准化，自动完成信息采集、测量、控制、
保护、计量和监测等基本功能，
并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、
协同互动等高级应用。本论文通过介绍交换机组网模式及其在 750
千伏智能变电站中的结合应用，更进一步阐述了交换机在智能变
电站中发挥的巨大作用。
【关键词】智能变电站 交换机 高级应用 组网模式
1 智能化变电站概述
这几年智能化技术的迅猛式发展，使新疆电网基于 IEC 61850 标准的智能化变电站建设
越来越多， 截止日前全疆共有 4 座 750 千伏智能化变电站。目前 750 千伏智能化变电站采
用的基本上配置了配置站控层、间隔层和过程层 3 层结构，同时构建了 MMS、GOOSE 及
SV 三种网络。随着对 IEC 61850 标准研究和应用的深入以及国内各厂商基于 IEC 61850 标
准产品的丰富，特别是智能一次设备中更多的整合二次设备的功能，利用先进的以太网交换
机组网模式及信息传播技术，使智能化变电站各层之间的网络结构更加坚固、可靠及高效。
本文描述的 750 千伏烟墩智能化变电站含1台主变、4个750千伏出线间隔（烟沙Ⅰ线、
烟沙Ⅱ线、烟天Ⅰ线、烟天Ⅱ线）、2 组线路高抗和 4 组低抗。750kV 采用 3/2 断路器接线，
本期安装 27 台罐式 SF6 断路器。220kV 采用双母线运行方式，本期共 8 个间隔。66kV 采
用单母线接线，本期安装 6 台磁柱式 SF6 断路器。
2 智能化变电站自动化系统网络结构及组网模式
2.1 智能化变电站自动化系统网络结构
750 千伏烟墩智能化变电站自动化系统网络在逻辑功能上由站控层网络、间隔层网络、过程层网络组成。
2.1.1 站控层网络
通过相关网络设备与站控层其他设备通信，与间隔层网络通信。逻辑功能上，覆盖站
控层的数据交换接口、站控层与间隔层之间数据交换接口。承载信息为 MMS 报文。
2.1.2 间隔层网络
通过相关网络设备与本间隔其他设备通信、与其他间隔设备通信、与站控层设备进行
通信。间隔层网络部分，逻辑功能上，覆盖间隔内的数据交换、间隔层与站控层之间数据交
换、间隔层之间（根据需要）数据交换接口。传输信息为 MMS 报文和 GOOSE 报文。
2.1.3 过程层网络
通过相关网络设备与间隔层设备通信。过程层网络与站控层、间隔层网络完全独立。逻
辑功能上，覆盖间隔层设备与过程层设备数据交换接口。传输信息为 SV 报文和 GOOSE报文。
2.2 智能化变电站自动化系统组网模式
2.2.1 站控层和间隔层网络组网模式
站控层是变电站自动化系统的监控和管理中心，是全站的中枢神经。750 千伏烟墩智
能化变电站全站统一设置站控层 MMS 网，采用 100M 星形双网结构，双网双全工、互为热
备用方式。站控层 A 网和站控层 B 网，两个网段物理上相互独立，站控层设备，如服务器、
后台监控机、远动机等，通过两个独立的以太网控制器接入站控层双网。
间隔层网络采用 100M 星形双网结构。间隔层交换机通过单模光纤与站控层交换机级
联，传输信息为 MMS 报文。监控系统内各装置间相互传输的联闭锁信息以 GOOSE 报文形
式在 MMS 网上传输。
2.2.2 过程层网络组网模式
750 千伏烟墩智能化变电站过程层网络同样采用双星形结构，并按站内电压等级分成不
同网段。主要组网原则如下：
（1）全站最终规模分成 750kV、220kV
两个电压等级的过程层网络相互独立，该组网方式增强了网络的可靠性，缩小了故障检修的影响范围。
（2）750kV 电压等级过程层网络采用星形双网结构，GOOSE 和 SV 独立设置。
（3）220kV 电 压 等 级 过 程 层 网 络 为GOOSE 和 SV 共网设置，采用星形双网结构。
（4）66kV 不再设置 GOOSE 和 SV 网络，
GOOSE 和 SV 报文采用点对点方式传输；主变低压侧 GOOSE 和 SV 报文接入中压侧过程层网络。
3 智能化变电站过程层组网模式优化
为实现开关量与采样值的实时、可靠传输，间隔层设备与过程层设置之间可以是点对
点方式光纤连接，也可采用光纤以太网网络方式。本站最初提出了两种不同的过程层组网模式。
3.1 过程层组网模式一
采用 750kV 过程层 GOOSE 与 SV 分网、220kV 过程层 GOOSE 与 SV 共网，保护采用
直接采样、直接跳闸方式。考虑到采样测量值和跳闸命令是过程层网络通信中的两类非常重
要的信息，而保护装置又是非常重要的间隔层设备，为确保此两类信息传输的可靠性与实时
性，故将保护装置的采样值及跳闸命令采用点对点传输方式实现，即“直采直跳”，采样值
及跳闸命令通过直连光纤传输，不通过网络传输，其余装置则分别通过 GOOSE 网与 SV 网
传输相关信息。
3.2 过程层组网模式二
采用 GOOSE 网、SV 分网、IEEE1588 对时网共网，保护网络采样、网络跳闸方式。
该组网模式在设备可靠的前提下，为了在最大程度上实现过程层的信息共享、节约资源，
GOOSE、SV报文、IEEE1588对时网共网传输。采取过程层 GOOSE 与 SV 统一组网的模式时，
间隔层及过程层所有设备均分别通过统一设置的过程层网络传输相关 GOOSE 信息及 SV 信
息。GOOSE 与 SV 共网模式可以在最大程度上实现信息共享。
3.3 过程层组网模式比较
根据设备厂家提供的技术参数及指标可知，以上两种组网模式均可实现。考虑到智能
化变电站自动化系统网络的重要性，且结合当前的技术发展成熟程度与应用的经济性，
750 千伏烟墩智能化变电站采用了组网模式一方案，即 750kV 过程层 GOOSE 与 SV 分网、
220kV 过程层 GOOSE 与 SV 共网，保护采用直接采样、直接跳闸方式。
4 结束语
智能化变电站已成为新疆电网以及国家电网的必然发展趋势，其技术的成熟性和稳定
性对超高压电网的发展起着决定性的作用，而最关键的技术就是交换机组网模式技术，所以
之后的重点探究方向应该侧重于交换机组网模式上来，进一步推动智能化变电站技术稳步地向前发展。
作者简介殷红霞（1976-），女，大学本科学历，现为
国网新疆电力公司检修公司工程师，从事超高压电网电气试验工作。
吴丁辉（1987-），男，工学学士，现为国网新疆电力公司检修公司助理工程师，从事超高压电网
继电保护及自动化运行维护工作。
王帅（1988-），男，工学学士，现为国网新疆电力公司检修公司助理工程师，从事超高压电网继电保护及自动化运行维护工作。
轩冉冉（1989-），女，工学学士，现为国网
新疆电力公司检修公司助理工程师，从事超高压电网变电运行维护工作。
作者单位国网新疆电力公司检修公司 新疆维吾尔自治区阜康市 831500
