Electrical Engineering and Automation December2015, Volume 4, Issue 4, PP.66-68
A Process Layer in Smart Substation Link Break Diagnosis Method Based on Logical Connection Diagram Jiping Qin, Jianmin Wang, Daocheng Zhou, Zhelin Deng State grid Jiangxi electric power company maintenance branch, Nanchang 330096, China
Abstract The smart substation is introduced to the process layers. It is responsible for the data acquisition and switch controls of the whole station by SV and GOOSE both of which belong to the network of process layers. So the reliability and real-time performance in this aspect are highly required. Link interruption is a common fault in the process of fiber loop. In order to guarantee the safety and reliability of power grid, it is prerequisite to quickly determine the specific location of link break and promptly deal with it. This paper proposes a diagnosis method for link interruption based on logical connection diagram. Keyword: Smart Substation; Link; Physical Connection Diagram; Logical Connection Diagram
一种智能变电站过程层链路中断诊断方法 秦纪平，汪建敏，周道城，邓哲林 国网江西省电力公司检修分公司，江西 南昌 330096 摘 要：智能变电站引入过程层的概念，过程层网络包括 SV 网和 GOOSE 网，负责全站数据采集和开关控制，其可靠性 和实时性要求很高。链路中断是光纤回路中常见故障。为了保证电网安全可靠性运行，快速确定链路中断的具体位置并 及时处理是非常必要的。本文提出了一种基于逻辑连接图的过程层链路中断诊断方法。 关键词：智能变电站；链路；物理连接图；逻辑连接图
引言 为了实现信息共享，智能变电站应用光纤代替电缆来实现间隔层设备与一次设备之间的连接，形成了过 程层网络[1]，过程层网络包括采样值回路和 GOOSE 开关量回路，采样信息、开关控制信息、开关位置信息 均通过光纤来传输。因此光纤通信的正确性直接影响到设备正常运行。在光纤链路中断后如何快速准确的定 位到故障位置并及时处理是非常必要的。 文献[2]详细分析了智能变电站 GOOSE 通信终端的原因，文献[3]提出了一种概率统计的过程层网络中断 诊断方法，文献[4]提出了一种基于故障特征模型算法快速定位网络通信故障的方法。本文提出了一种基于过 程层设备逻辑连接图的光纤链路中断诊断方法。
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智能站与传统站信息交互方式的区别 传统站中，采样信息、开关控制信息、开关位置信息均是以模拟量方式通过控制电缆进行传输。智能站
中这些信息均是以报文方式通过光纤进行传输的。与电缆回路相比，光纤回路具有传输容量大和链路故障告 警功能。现在智能站主要是采用“传统互感器+合并单元”和“传统开关+智能终端”的方式。 智能站中过程层网络链路中断告警由接收侧装置进行判断。在接收报文的允许生存时间的 2 倍时间内没 有收到下一帧 GOOSE 报文时判断为 GOOSE 链路中断，发告警信息；接收侧装置根据丢帧数来判断 SV 链 - 66 www.ivypub.org/eea
路情况，当每周波丢帧超过 3 帧判断 SV 链路中断，发告警信息。
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物理连接图和逻辑连接图 物理连接是指物理装置之间的通信链路。物理连接图是用来表示各装置之间的物理连接关系图。反映的
是变电站中间隔层设备与过程层设备之间实实在在的物理连接关系。物理连接图可以通过设计院的蓝图获得。 逻辑连接是指逻辑节点之间的通信链路。逻辑连接图是用来表示各逻辑设备之间的连接关系图。存在逻 辑连接关系的设备之间不一定存在直接的光纤连接。逻辑连接图可以通过解析 SCD 文件获得。
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链路中断的诊断与分析 发生光纤链路中断故障，首先要收集链路中断故障信息[3]，包括监控后台告警信息、光字牌和链路二维
表[4]，装置告警信息和指示灯。根据收集的故障信息，结合物理连接图和逻辑连接图，确定链路中断发生的 具体位置。然后根据引起链路中断的具体原因进行处理。 下面以一实例进行诊断和分析。马回岭 500kV 智能变电站 220kV 马杨线保护、测控、智能终端、合并 单元均报 GOOSE 断链。首先检查监控后台有“220kV 马杨线 B 套测控接收智能终端 GOOSE 断链”，“马 杨线 B 套保护接收智能终端 GOOSE 断链”，“马杨线 B 套合并单元 GOOSE 断链”，“马杨线 B 套智能终 端 GOOSE 断链”。检查马杨线 B 套保护、测控、合并单元、智能终端 GOOSE 异常指示灯点亮。检查过程 层 GOOSE B 网交换机“马杨线 B 套智能终端 GOOSE 组网光纤接口指示灯熄灭。监控后台链路二维表如下 所示： 表 1 链路二维表 发送
接收 保护 测控 合并单元 智能终端
保护 —— —— ● ○
测控 —— —— ● ○
合并单元 ● ● —— ○
智能终端 ● ○ —— ——
结合逻辑联系图，由智能终端收到保护装置的发送的 GOOSE 信号，可以知道智能终端和保护之间的 GOOSE 点对点回路正常；由合并单元能与保护和测控之间的链路正常，可以判断保护到合并单元 SV 点对 点回路正常、合并单元 SV 组网和 GOOSE 组网回路正常、测控 SV 组网和 GOOSE 组网回路正常；根据保护、 测控、合并单元均收不到智能终端的 GOOSE 发送的信号且智能终端收不到测控的 GOOSE 发送信号，可以 判断智能终端 GOOSE 组网回路发生断链故障。
图 1 逻辑联系图
从物理联系图中可以清晰的看出断链故障发生在智能终端到 GOOSE 交换机之间的光纤回路上。该回路 路径是智能终端→智能控制柜光纤配线架→保护屏光纤配线架→交换机。引起链路中断的原因主要有装置失 电、装置通信板卡损坏、光纤断开、装置端口损坏、交换机失电、交换机端口损坏、光纤头污染、光纤接触 不良。对光纤进行测试正常，可以判断是交换机端口损坏导致断链故障的。更换交换机光口链路恢复正常。 - 67 www.ivypub.org/eea
图 2 物理联系图
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结论 根据链路中断告警信息，结合设备之间的物理连接图和逻辑连接图，综合诊断推到过程层链路中断故障
的故障点。快速确定链路中断的具体位置的关键在于熟悉装置之间交互的具体信号和通信方式。该方法简单、 可靠、有效，将有助于快速定位通信故障点，保障二次回路的可靠运行。
REFERENCES [1]
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LIU Yanmin, WU Xuefeng, NI Wei, ZHANG Jianfang. Probing to Cause of GOOSE Interruption in Digital Substation. Electric Engineering, 2013, (8): 6-8
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GE Liqing, ZHAO Guangyuan, YANG Fan, WEN Jifeng, LIU Qing. “Research on the Secondary Circuit Fault Diagnosis Methods.” Smart Grid, 2014, (06): 121-124
[4]
XU Weiguo, ZHANG Liang, JIN Naizheng. “Comunication Condition Monitoring and Fault Analysis Smart Substation Network.” ZheJiang Electric Power, 2012, (04): 8-10
【作者简介】 1
秦纪平（1983-），男，汉族，硕士研
2
汪建敏（1986-），男，汉族，硕士研究生，工程师，电力
究生，工程师，继电保护与控制，研究
系统及其自动化，研究生。Email: wjian1105@163.com
生。Email: qinjiping@126.com
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周道城（1977-），男，汉族，学士，工程师，继电保护与
控制，本科。Email: zddcc2000@sina.com 4
邓哲林（1988-），男，汉族，硕士研究生，工程师，继电
保护，本科。Email: dengzhelin120@163.com
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