PS 6000+说明书2.01D - 图文

国 电 南 自

PS6000

数字化变电站自动化系统

2.01D版

＋

国电南京自动化股份有限公司 GUODIAN NANJING AUTOMATION CO.，LTD

V2.01D版本声明

PS6000+数字化变电站系统适应于常规变电站和数字化变电站，本版本为突出数字化变电站应用的内容，略去了常规变电站应用的内容，另外加入了数字化变电站的概述。

* 技术支持 电话：（025）83537220 传真：（025）83537201

2

目 录

1. 数字化变电站概述 ................................................................................................................... 1

1.1. 背景 ............................................................................................................................... 1 1.2. 数字化变电站定义 ....................................................................................................... 2 1.3. 数字化变电站特点 ....................................................................................................... 2 1.4. 数字化变电站的优势 ................................................................................................... 3 2. PS 6000+数字化变电站自动化系统简介 ................................................................................ 6

2.1. 系统特点 ....................................................................................................................... 6 2.2. 系统架构 ....................................................................................................................... 7 2.3. 设备简介 ....................................................................................................................... 9 2.4. 系统演示 ..................................................................................................................... 12

＋

2.5. PS6000系统典型应用方案 ...................................................................................... 15 3. 产品说明 ................................................................................................................................. 24

3.1. PS 6000+自动化系统（监控） .................................................................................. 24 3.2. PSX 600U通信服务器 ............................................................................................... 30 3.3. VSCL 61850配置工具 ............................................................................................... 33 3.4. PSL 600UF系列线路保护装置 ................................................................................. 34 3.5. PSL 621UF系列高压线路保护测控装置 ................................................................. 43 3.6. PSL 630UF断路器保护装置 ..................................................................................... 49 3.7. PSB 681UF母线保护装置 ......................................................................................... 55 3.8. PST 671UF变压器保护装置 ..................................................................................... 61 3.9. PSC 641UF电容器保护测控装置 ............................................................................. 67 3.10. PSL 641UF线路保护测控装置 ................................................................................. 73 3.11. PSL 642UF线路保护测控装置 ................................................................................. 79 3.12. PSP 641UF备用电源自投装置 ................................................................................. 85 3.13. PST 642UF变压器保护测控装置 ............................................................................. 91 3.14. PSR 660UF系列综合测控装置 ................................................................................. 97 3.15. PSIU 600系列智能终端 .......................................................................................... 103 3.16. PSW 618智能工业以太网交换机 ........................................................................... 109

3

数字化变电站概述

1. 数字化变电站概述

1.1. 背景

随着嵌入式系统及通信技术的飞速发展，目前基于32位微处理器和以太网通信的变电站自动化系统已被普遍采用。微机保护和变电站自动化系统的成功运用极大地提高了变电站运行的可靠性，也显著地减少了原本繁重的操作检修任务。

然而，伴随我国经济的快速腾飞，现阶段电力公司仍然面临着人员规模跟不上变电站建设维护要求的重要矛盾。并且，虽然微机保护极大地简化了继电保护进线，但是继电保护屏柜对外的接线仍然非常繁杂，到开关场以及屏柜间的连接电缆往往达到数百根之多，根据事故分析统计报告，这些电缆接线方面的问题占了所有责任事故中的很大部分。

当前，嵌入式高速网络通信为变电站的下一步技术变革指明了方向。IEC制订了变电站网络通信的最新IEC 61850国际标准，在此标准中，不仅运用了最新的网络通信和信息建模技术，而且给出了依靠通信来传输TA、TV采样值以及开入开出信息的智能一次设备接口的标准。IEC将变电站设备依据所处地位划分为变电站层、间隔层和过程层3个层次，并在IEC 61850标准中首次将以太网通信引入过程层，整体描绘出了未来变电站从一次设备（主变、开关、TA、TV等）向上到整个变电站全面数字化的美好蓝图。

在采用了网络通信技术以后，数字化变电站将基本取消一二次设备间大量的连接电缆，保护和测控等间隔层设备依靠网络获取一次电流电压等实时数据，也依靠网络实现间隔间以及和变电站层的信息交换，光缆取代了电缆，数字代替了模拟，将大幅度简化各类装置结构和外部连接，解决现阶段电缆连接无法自检等不可靠问题，并能依托更好的信息化和自动化提高效率，预计将在电力系统引发类似于微机保护替代传统保护的又一次技术变革。

1

数字化变电站概述

1.2. 数字化变电站定义

数字化变电站是指信息采集、传输、处理、输出过程完全数字化的变电站，基本特征为设备智能化、通信网络化、运行管理自动化等。

1.3. 数字化变电站特点

1.3.1. 一次设备智能化

采用数字输出的电子式互感器、智能开关（或配智能终端的传统开关）等智能一次设备。一次设备和二次设备间用光纤传输数字编码信息的方式交换采样值、状态量、控制命令等信息。

1.3.2. 二次设备网络化

二次设备间用通信网络交换模拟量、开关量和控制命令等信息，取消控制电缆。

1.3.3. 统一信息模型和通信协议

所有信息按统一标准建模，并按统一的通信协议标准传输，实现不同设备和不同功能的信息共享。

另外，变电站站内信息数字化、标准化，在IEC 61850到主站的标准确立以后，调度端将可完全访问变电站的所有信息。除了传统的实时数据外，调度端还可以直接导入变电站模型乃至主接线图，并能获得在线监测、设备台帐等运行管理信息。

1.3.4. 运行管理自动化

整合监控、远动、五防、在线监测等功能，新增自动故障分析系统和程序化控制系统等高级应用功能，提升自动化水平，减少运行维护的难度和工作量。

2

数字化变电站概述

1.4. 数字化变电站的优势

1.4.1. 信息共享降低投资

数字化变电站的所有信息采用统一的信息模型，按统一的通信标准接入变电站通信网络。变电站的保护、测控、计量、监控、远动、VQC、在线监测等系统均从同一个通信网络接收电流、电压和状态等信息以及发出控制命令，不需为不同功能建设各自的信息采集、传输和执行系统，减少了软硬件的重复配置及为此而增加的投资。

传统变电站由于各种功能采用的通信标准和信息模型不尽相同，二次设备和一次设备间用电缆传输模拟信号和电平信号，各种功能需建设各自的信息采集、传输和执行系统，增加了变电站的复杂性和成本。

1.4.2. 减少设备更新扩建等成本

变电站的设备间信息交换均按照统一的IEC 61850标准通过通信网络完成，变电站在扩充功能和扩展规模时，只需在通信网络上接入新增符合国际标准的设备，无需改造或更换原有设备，保护用户投资，降低变电站全生命周期成本。

数字化变电站的各种功能的采集、计算和执行分布在不同设备实现。变电站在新增功能时，如果原来的采集和执行设备能满足已能新增功能的需求，可在原有的设备上运行新增功能的软件，不需要硬件投资。

1.4.3. 简化二次接线

数字化变电站的一次设备和二次设备间、二次设备之间均采用计算机通信技术，一条信道可传输多个通道的信息。同时采用网络通信技术，通信线的数量约等于设备数量。因此数字化变电站的二次接线将大幅度简化。

1.4.4. 提升采样精度

数字化变电站采用输出数字信号的电子式互感器，电流电压信号只在源头进

3

数字化变电站概述

行唯一的高精度模数转换，数字化的电流电压信号在传输到二次设备和二次设备处理的过程中均不会产生附加误差，提升了保护系统、测量系统和计量系统的系统精度。

例如采用0.2级的TA和TV，传统变电站由于电缆和电表带来的附加误差，计量系统总误差在±0.7％的水平。而数字变电站计量系统的误差仅由TA和TV产生，可达到±0.4％的水平。

1.4.5. 提高信号传输的可靠性

数字化变电站的信号传输均用计算机通信技术实现。通信系统在传输有效信息的同时传输信息校验码和通道自检信息，一方面杜绝误传信号，另一方面在通信系统故障时可及时告警。

数字信号可以用光纤传输，取消了传统TA、TV的大功率输入回路，从根本上解决抗干扰问题。

传统变电站一次设备和二次设备间直接通过电缆传输没有校验信息的信号，当信号出错或电缆断线、短路时都难以发现。而且传输模拟信号难以使用光纤技术，易受干扰。

1.4.6. 避免传统互感器固有问题

数字化变电站采用电子式互感器，没有传统互感器固有的TA断线导致高压危险、TA饱和影响差动饱和、CVT暂态过程影响距离保护、铁磁谐振、绝缘油爆炸、六氟化硫泄漏等问题。

同时，由于新技术的采用，电子式互感器将大量节约铁芯、铜线等金属材料，在高电压等级和传统互感器相比具有明显的经济性。

1.4.7. 避免电缆连接导致的易发问题

数字化变电站二次设备和一次设备之间使用绝缘的光纤连接，电磁干扰和传输过电压没有影响到二次设备的途径，而且也没有二次回路两点接地的可能性。由于取消了TV、TA的100V/5A回路，屏柜间除了通信线外只需要装置电源连线，

4

数字化变电站概述

彻底避免交直流系统误碰的可能。

传统变电站的二次设备与一次设备之间仍然采用电缆进行连接，电缆感应电磁干扰和一次设备传输过电压可能引起的二次设备运行异常，在二次电缆比较长的情况下由电容耦合的干扰可能造成继电保护误动作。尽管电力行业的有关规定中要求继电保护二次回路一点接地，但由于二次回路接地点的状态无法实时检测，二次回路两点接地的情况近期仍时有发生并对继电保护产生不良影响，甚至造成设备误动作。

1.4.8. 解决设备间的互操作问题

数字化变电站的所有智能设备均按统一IEC 61850标准建立信息模型和通信接口，设备间可实现无缝连接。IEC 61850的信息采用完善的自解释机制，在不同设备厂家在由于设备功能差别而进行了各自信息扩展时也能保证互操作性。

传统变电站的不同生产厂家二次设备之间的互操作性问题至今仍然没有得到很好地解决，主要原因是二次设备缺乏统一的信息模型规范和通信标准。为实现不同厂家设备的互连，必须设置大量的规约转换器，增加了系统复杂度和设计、调试和维护的难度，降低了通信系统的性能。

1.4.9. 进一步提高自动化水平

数字化变电站的采用智能一次设备，所有功能均可遥控实现。通信系统传输的信息更完整，通信的可靠性和实时性都大幅度提高。变电站因此可实现更多、更复杂的自动化功能，提高自动化水平。一次设备、二次设备和通信网络都可具备完善的自检功能，可根据设备的健康状况实现状态检修。在数字化变电站的基础上，还可以开发出完全实用化的故障自动分析及程序化操作软件。

传统变电站由于通信系统传输信息的完整性、实时性和可靠性有限，许多自动化技术只能停留在试验室里，难以工程应用。

5

PS 6000+数字化变电站自动化系统简介

2. PS 6000+数字化变电站自动化系统简介

变电站一次设备智能化、二次设备信息化已成为当今电力系统的技术潮流，为此国电南京自动化股份有限公司全新设计了PS6000＋数字化变电站自动化系统。该系统采用先进的IEC 61850、IEC 61970等国际标准，二次设备组成了单纯的数字信息处理系统且和一次的能量环节解耦，符合技术演进趋势并在长时期内保护用户投资，满足可持续发展要求。

PS6000＋总结了数千套PS 6000产品的成功应用经验，始终以电力系统的安全稳定性及继电保护的可靠性为宗旨，基于先进的计算机软硬件、自动控制、传感器和光纤网络通信技术，充分融合了电子式互感器（也称为光电式互感器）、继电保护、测控、当地监控和远动等主要功能，能够最大限度地满足电力系统安全、稳定和高效运行的要求。

PS6000＋提供了数字化变电站完整解决方案，在应用于非智能一次设备的常规变电站时，整体性能也能获得很大提升。

2.1. 系统特点

1) 全面的数字化变电站解决方案

PS6000＋包含电子式互感器、智能终端、专用交换机、高低压继电保护、测控、远动、监控等设备和各种工具软件包，提供各电压等级数字化变电站解决方案，满足系统集成要求。

2) 采用IEC 61850标准，模型、信息、功能一体化配置

系统采用具有优良的互操作性和开放性IEC 61850国际标准，依托建模优势，在信息流的基础上优化各种功能（如VQC、一体化五防、程序化控制等），基于统一的SCL工具网络化配置，达到模型与功能的完美组合。 3) 光纤取代电缆，简化接线，提高安全可靠性

间隔层设备通过光纤与一次设备传输采样值和开关量，间隔间使用以太网

6

PS 6000+数字化变电站自动化系统简介

GOOSE水平通信实现间隔联闭锁、母差失灵保护、过负荷联切等功能，少量光纤取代大量信号和控制电缆，降低施工成本并大大改善电磁兼容环境。 4) 跨平台系统设计，最优软硬件配置

一套代码适用于Windows、Linux、Unix系统，并可实现混合平台应用，根据用户需求灵活选择软硬件资源配置，充分优化系统的可靠性、易用性、经济性等各项指标。

5) 并行实时库克隆技术，实现站控层功能整合

采用面向应用的并行实时库克隆以及图模库一体化、1+N冗余等技术，将监控、远动及保护信息管理系统有机整合，避免信息重复输入，简化工程实施和维护。

6) 不依赖采样同步源，确保继电保护可靠性

合并器完成电压和电流同步，输出IEC 61850-9-1方便间隔内互联，而跨间隔保护采用IEC 60044-8/FT3协议再插值同步，全站继电保护不依赖于集中同步源，不存在同步源丢失导致大范围保护失效的风险。 7) 间隔独立、双重化保护独立，利于运行维护和检修

按照面向间隔的原则合理划分网络和一二次设备，双重化或主备分开的保护独立组屏，屏柜界限清晰，屏间信号具备软硬件隔离点，方便设备的运行维护和检修。

2.2. 系统架构

PS6000＋的设备按站控层、间隔层和过程层划分，具体如下：

1) 站控层：监控系统（含监控、一体化五防、VQC和保护信息管理等功能）、

远动通信服务器；

2) 间隔层：保护装置、测控装置、安全稳定装置、备自投等自动装置； 3) 过程层：电子式互感器、智能终端（用于开关和变压器智能化）。

7

PS 6000+数字化变电站自动化系统简介

此外还包括IEC 61850系统配置器、变电站专用以太网交换机、规约转换器（接入其它厂家非IEC 61850装置）等配套的软件和设备。

PS6000＋的通信系统按IEC 61850标准构建，逻辑通信接口如图 2.：

?·?????? (NCC)7|?1ü. A ?ê?·t?? ?μ±???2? |?1ü. B 91,6 ????/μ￥?a2? ±￡?¤. 1,63????8 ????. 3 ±￡?¤ ?·??±￡?¤ 24,5 1y ì3 ?ó?ú24,5 ′??D?÷?·??±￡?¤ y31ì2? ?′D?a?t ???1éè±?

图 2.2.1变电站自动化系统功能层和逻辑接口

图 2.中各逻辑接口定义如下：

① 间隔层和变电站层之间保护数据交换；

② 间隔层与远方保护（不在IEC 61850标准范围内）之间保护数据交换； ③ 间隔层内数据交换；

④ 过程层和间隔层之间PT和CT瞬时数据交换（尤其是采样）； ⑤ 过程层和间隔层之间控制数据交换； ⑥ 间隔和变电站层之间控制数据交换； ⑦ 变电站层与远方工程师办公地数据交换；

⑧ 间隔之间直接数据交换，尤其是像联锁这样快速功能； ⑨ 变电站层内数据交换；

⑩ 变电站（装置）和远方控制中心之间控制数据交换。 按此逻辑接口构建实际网络如图2：

8

PS 6000+数字化变电站自动化系统简介

变电站层设备变电站层设备站控间隔层网络100M/10M交换以太网间隔层设备间隔层设备间隔1间隔层设备间隔2...间隔层设备间隔N母差等跨间隔的间隔层设备过程层网络100M交换以太网100M交换以太网100M交换以太网100M交换以太网各种连线颜色示例：蓝色线：双绞线以太网过程层设备互感器间隔1开关间隔1互感器间隔2开关间隔2...+

互感器间隔N开关间隔N黑色线：光纤以太网绿色线：光纤（FT3协议）图 2.2.2 PS 6000组网方式

PS6000＋通信网络物理上分为两层，其一为站控间隔层网络，其二为过程层网络。图 2.2.2.2中接口①、⑥和⑨工作在站控间隔层网络，接口④和⑤工作在过程层网络，接口③和⑧的涉及保护功能的部分工作在过程层网络，接口③和⑧的其它部分工作在站控间隔层网络。电子式互感器用点对点光纤向间隔层设备传输采样值。

PS6000的站控间隔层网络可采用双绞线以太网或光纤以太网，过程层网络采用光纤以太网，推荐采用简单可靠的星型拓扑结构。站控间隔层网络和传统的自动化系统一样，可通过双网热备用或双网双工方式冗余提高通信可靠性；而过程层网络则视为继电保护的一部分，需根据保护配置原则进行冗余，在双网时应采用双网双工无延时切换以满足保护跳闸要求。

＋

2.3. 设备简介

2.3.1. 站控层设备

PS6000＋监控软件和PSX610远动通信服务器全面支持IEC 61850通信标准，可直接接入符合IEC 61850通信标准的各种智能电子设备（IED）。

PS6000＋监控软件和PSX600U远动通信服务器采用一体化数据库配置方式，生成监控数据库的同时即可完成对远动通信服务器的数据库、功能及逻辑的配置，提高了系统维护效率。

9

PS 6000+数字化变电站自动化系统简介

PS6000＋监控系统软件采用跨平台技术，可满足不同用户和不同等级厂站的要求。系统可以平滑的运行于不同硬件平台（服务器、工作站、PC机）及各种操作系统（Unix、Linux、Windows）之上，并支持Oracle、Sybase、MySQL、SQL Server等主流商用数据库，为用户提供各种最优的软硬件解决方案，同时保持系统的功能、界面、操作和维护的一致性。

PSX643规约转换器实现IEC 61850和其它现有主流变电站通信规约之间的规约转换，使系统可接入非IEC 61850标准的IED。

2.3.2. 间隔层设备

2.3.2.1. 软硬件平台

间隔层设备的软硬件对数字化变电站的实施非常重要。PS 6000+数字化变电站自动化系统中的“U”系列保护测控装置，采用了Freescale公司最新PowerPC高性能低功耗通信处理器为主CPU，并在其上构建了完全配置化的逻辑图执行引擎和IEC 61850数字化变电站软件平台。PS 6000+的保护、测控等各产品无需修改传统应用积累的核心算法和逻辑，仅通过工具软件少量修改软硬件配置即可实现GOOSE开入开出和采样值输入，确保软件可靠性。

数字化变电站取消了间隔层装置上的所有交流及开入开出插件，装置只需要少量的几块CPU插件完成数字化信息处理，因此完全可实现装置硬件统一及各电压等级的保护测控一体化。间隔层装置的MMI插件负责人机界面及对站控间隔层网络的通信接口，对下管理若干块数字化CPU插件，运行不同的软件以实现各种保护、测控以及分散录波等功能。 2.3.2.2. 站控/间隔层通信接口

间隔层设备的站控/间隔层通信接口为2～3个100M以太网（可选装光纤接口或电口），满足IEC 61850对通信带宽的要求。

间隔层设备通过该接口与站控层设备交换运行及配置信息。

间隔层设备间的间隔联闭锁信息交换也通过该接口用GOOSE报文实现。

10

PS 6000+数字化变电站自动化系统简介

2.3.2.3. 过程层通信接口

间隔层设备配置2～4个相互独立的100M光纤以太网接口用于过程层通信，各通信口分别用于输入采样值或传输GOOSE报文，且主CPU双网也可设置为同时支持两种功能。母差、变压器保护等设备另外配置多个IEC 60044-8的FT3协议的光纤口，用于跨间隔采样值的同步传输。

过程层总线上GOOSE报文用于间隔层设备与智能终端之间的信息传输，也用于间隔层设备间如失灵启动等涉及保护功能的信息传输。

GOOSE用双网时，GOOSE报文同时在两个网口发送。GOOSE用双网时，接收的GOOSE报文，如果从另一网口已收到相同GOOSE报文序列号的报文，则过滤掉该报文。

2.3.2.4. 采样值同步

PS6000＋过程层的采样值传输方式，不需要各合并器间采样同步，可取消同步信号源。

PS6000＋的母差保护、变压器保护等跨间隔设备采样值来自多个合并器，用传输延时固定IEC 60044-8的FT3协议，通过插值再采样算法同步来自各个合并器的采样值，因此不需要各合并器间采样同步。

线路保护所需的数据来自本间隔，采用IEC 61850-9-1点对点光纤以太网传输。由于合并器完成了电压和电流采样值的同步，保证距离和方向元件无额外的同步要求，但光纤纵差保护需要与对侧同步采样，保护装置需获取采样的实际时间。不经过交换机的点对点以太网通信传输延时平均值稳定，偶尔有约200us的跳变，经平滑处理后保护装置的同步误差小于20us，完全满足纵差保护的要求。

如果线路一侧为数字化变电站，另一侧为常规站，光纤纵差保护在数字化侧补偿电子式互感器的和常规互感器的延时差。

11

PS 6000+数字化变电站自动化系统简介

2.3.3. 过程层设备

2.3.3.1. 电子式互感器

110kV及以上电压等级的互感器采用数字输出的电子式互感器。 35kV及10kV电压等级的互感器采用小信号模拟输出的电子式互感器。 2.3.3.2. 智能终端

现阶段尚无高电压等级的智能化断路器、隔离开关和变压器，因此需在这些非智能设备的端子箱内安装智能终端以实现智能化。智能终端用电缆连接非智能设备的输入、输出，用光纤与控制室内的间隔层设备交换信息。

同一间隔的断路器和隔离刀闸共用一个智能终端。

变压器智能终端采集变压器的非电量、中性点刀闸位置、温度和档位等信息，控制变压器的档位、风扇和中性点刀闸。

220kV间隔智能终端和主变各侧开关配置双重化的智能终端，以满足保护双重化要求。

智能终端逻辑上是一次设备的一部分，在系统中仍被视为过程层设备。

2.4. 系统演示

为了演示和研究数字化变电站的关键技术，国电南自在实验室搭建了PS6000＋演示系统。演示系统包含了典型数字化变电站的三层设备，包括一个220kV线路间隔、一个变压器间隔和一个220kV母差间隔，可测试PS 6000+系统的关键性能指标。为清晰起见，装置及网络未进行双重化，整个系统如图2.4.1所示。

在不使用升流器加大电流的情况下，微机保护测试仪输出的电流电压量由合并器直接采集。类似传统保护试验，用微机保护测试仪输出故障电流电压，模拟各类光纤故障，通过监视智能开关的跳合闸及后台显示情况，可考核整个系统的同步精度、动作正确性、整组动作时间以及异常情况下的告警和闭锁情况。典型测试内容如下：

1) 测试光纤纵差保护、变压器保护和母差保护在额定穿越电流下的差流、

12

PS 6000+数字化变电站自动化系统简介

动作门槛精度和典型故障时整组动作时间。

2) 给变压器保护加故障电流，保护动作后故障电流不收回，测试失灵保护

动作情况。

3) 给所有保护加区外故障电流，断开合并器到保护的光纤，保护应无误动

情况。

4) 断开任何一条光纤，保护应告警。

监控计算机远动通信服务器1PSL603U线路保护电能表PSL603U线路保护母差保护（含失灵）主变保护母差交换机交换机交换机线路间隔合并器智能终端操作回路智能终端操作回路智能终端操作回路智能终端合并单元PT合并器高压侧合并单元中压侧合并单元操作回路对侧电流本侧电流开关量电压开关量中电流开关量开关量各种连线颜色示例：红色线：控制和信号电缆继电保护测试仪高电流蓝色线：双绞线以太网黑色线：光纤以太网绿色线：光纤（FT3协议）继电保护测试仪低电流

图2.4.1测试系统图

13

PS 6000+数字化变电站自动化系统简介

使用升流器产生大电流可验证完整的电子式互感器系统，此时的测试系统如图2.4.2所示，主要用它来考核光纤纵差保护在故障和穿越电流下的动作行为。

监控计算机远动通信服务器1PSL603U线路保护电能表PSL603U线路保护母差保护（含失灵）主变保护母差交换机交换机2交换机线路间隔合并器智能终端操作回路智能终端操作回路智能终端操作回路智能终端合并单元PT合并器高压侧合并单元采集头中压侧合并单元操作回路对侧电流本侧电流开关量电压升流器开关量中电流开关量开关量电源变压器继电保护测试仪高电流继电保护测试仪低电流 图 2.4.2含采集器的测试系统

14

PS 6000+数字化变电站自动化系统简介

2.5. PS6000系统典型应用方案

2.5.1. 220kV双母线接线方案

类似于传统变电站，220kV线路、变压器及母线均采用主后一体双重化配置方案。针对数字化技术特点，PS 6000+所设计的方案中遵循如下原则：

1) 互感器满足保护双重化要求：220kV电子式电流互感器采用完全独立的

双保护线圈和双采集器，配合主控室双合并器实现继电保护采样环节双重化。

2) 点对点采样值传输：合并器使用单向多点以太网或串行FT3协议发送采

样数据至保护、测控、计量等设备，各装置独立处理。

3) 间隔合并器含PT切换功能：母线电压采样设置专用PT合并器，以

IEC60044-8/FT3形式输出母线电压及PT刀闸位置信号至间隔合并器，间隔合并器接收GOOSE开关量完成电压切换。

4) GOOSE组网：采用面向间隔的星形过程层网络方案，按间隔配置交换机

并组于保护屏上，220kV通过双网及双智能终端实现彻底的保护双重化，便于检修和维护。

图2.5.1给出了220KV进线间隔网络示意图。完全独立的合并器以IEC61850-9-1的形式输出采样值至线路保护装置、测控装置、电度表等设备，保护装置和测控装置以IEC 61850 的GOOSE报文的形式通过相互独立的网络交换机与智能终端交互，交互信息包括断路器跳合闸控制命令，刀闸位置，断路器状态等。智能终端双重化配置，对应断路器的双跳圈。间隔层的保护装置、测控装置以双网的形式与后台及远动交互，从过程层到主控层均实现了冗余。

＋

15

PS 6000+数字化变电站自动化系统简介

图2.5.1 220KV间隔网络示意图

16

PS 6000+数字化变电站自动化系统简介

图2.5.2给出220KV主变间隔网络拓扑图。各电压等级的过程层网络在主变间隔处有交汇点，主变交换机通过VLAN划分确保各电压等级子网彼此独立，主变各侧操作箱连相应的VLAN端口，但变压器保护测控装置所连接的端口跨多个VLAN，满足操作各侧开关的要求。另外，各电压等级VLAN还和相应电压的母差公共交换机连接，一方面可以让母差失灵保护跳同电压主变开关，另一方面主变后备保护可以跳高中低压的母联。

220kV配置双智能终端配合双跳圈实现完全的双重化，主变中低压侧智能终端具有背靠背的双网口连接两套保护。

测控装置主变保护1至母差交换机1主变保护2至母差交换机2至110kV GOOSE网主变交换机1至35kV GOOSE网主变交换机2至110kV GOOSE网110KV侧智能终端35KV侧智能终端220KV侧智能终端1220KV侧智能终端2图 2.5.2 220KV主变间隔网络示意图

根据这些原则和组网方案，图2.5.3给出了设备和保护功能配置。

17

产品说明

3.5. PSL 621UF系列高压线路保护测控装置

3.5.1. 适用范围

PSL 621UF系列高压线路保护测控装置提供全线速动的纵联保护、后备距离保护、相间过流及零序过流保护、三相一次重合闸功能等成套保护，同时集成线路间隔单元的测控功能。适用于110kV及以下电压等级线路。应用领域覆盖电力、水利、交通、石油、化工、煤炭、冶金等行业。

PSL 621UF系列高压线路保护测控装置不仅适用于常规传统模拟互感器及强电开入开出应用场合，更是新一代全面支持数字化变电站的保护装置。装置在过程层能与IEC 61850-9-1或IEC 60044-8（FT3）输出的电子式互感器接口，并通过GOOSE网络或点对点光纤实现开入开出，而对变电站层可采用IEC 61850或DL/T 667-1999（IEC 60870-5-103）进行通信。

3.5.2. 功能配置

型号 PSL 621UF(中性点直接接地) PSL 626UF(中性点非直接接地) 基本型 三段相间距离； 三段接地距离； 四段零序方向保护； 三相一次重合闸； 加速保护； 过负荷； 二段TV断线过流保护； 负序距离保护； 双回线相继速动； 不对称故障相继速动； 断路器失灵启动； 低压减载； 低周减载； 43

PSL 623UF(过流保护) 接地距离改为二段； 四段零序方向过流保护去除； 三段相间过流（可经复压闭锁）； 四段零序； 加速保护； 充电保护； 产品说明

双母线电压切换回路； 单断路器操作回路； 故障测距； 电铁线路； 手合准同期(可选)； 反时限零序和相过流(可选)； 慢速重合闸(可选)； 四段距离(可选)； PSL 622UF C(后缀) D(后缀) T(后缀) 纵联方向 带测控功能 纵联差动保护 T接线差动保护 × × 3.5.3. 技术特点

PSL621UF系列高压线路保护测控装置以距离保护、零序保护和三相一次重合

闸为基本配置。PSL 623U线路保护装置以电流保护、零序保护和三相一次重合闸为基本配置。此两个装置都集成了电压切换和三相操作厢，适用于110kV输配电线路。

装置采用统一的EDP02硬件平台，其优点在于可以相同的硬件结构实现不同

的保护功能。即基于该平台开发的保护装置，在交流量、开入量、开出量等外部输入输出，和数据处理、通讯处理方面具有相同的原理，只需少许改变装置输入输出端子定义，就可实现不同的保护功能。

3.5.4. 电气参数和技术指标

3.5.4.1. 额定参数

序号 1 2 3 4 名称 直流电源 交流电压 交流电流 额定频率 额定电气参数 220V或110V(订货请注明)，允许工作范围：(80％～110％)额定直流电压 100/3V (额定电压Un) 5A或1A(额定电流In，订货请注明) 50Hz 44

产品说明

5 同期电压 100V 或100/交流电流回路 6 过载能力 交流电压回路 直流回路 7 功率消耗 交流电压回路 交流电流回路 操作回路触点闭合容量 信号回路触点闭合容量 信号回路触点关断容量 通信接口模件的输入状态量电平 9 状态量电平 GPS对时脉冲输入电平 开入模件输入状态量电平 3V(有重合闸时使用，保护自适应) 2 倍额定电流，连续工作； 10倍额定电流，允许16s； 50倍额定电流，允许1s； 1.2倍额定电压，连续工作； 1.4倍额定电压，允许10s； 正常时，不大于40W； 跳闸时，不大于50W； 不大于 0.5VA/相(额定电压时) 不大于 0.5VA/相(In＝5A时) 不大于 0.3VA/相(In＝1A时） 直流220V 1100W(不断弧) 直流220V 1100W（不断弧） 直流220V 60W 24V 24V 220V或110V 8 触点容量 3.5.4.2. 保护技术性能

序号 1 2 3 名称 采样回路精确工作范围 模拟量测量精度 整组动作时间 主要技术指标 相电压： 0.2 V～70V 同期电压：0.3 V～120V 电流： 0.04In～30In 误差：不超过±5%。 快速距离：近处10ms 距离I段 (0.7倍整定值)动作时间：小于20ms，典型值不大于15ms 相间电流突变量起动元件：整定范围0.04～5A 零序电流辅助起动元件：整定范围0.04～200A 不超过5% 暂态超越不大于5%的最小整定二次侧阻抗值为0.01Ω(短路残压大于0.5V) 金属性故障时，不超过±2%。 检同期元件角度误差：小于±3度 4 5 6 7 8 起动元件 暂态超越 最小整定阻抗(不包括因装置外部原因造成的误差) 测距误差(不包括因装置外部原因造成的误差) 自动重合闸

3.5.4.3. 测控技术性能

序号 名称 电流、电压：±0.2％ 功率、功率因数：±0.5％ 1 模拟量测量 频率： ±0.01Hz； 电压、电流准确测量范围：（0.2%～120%）额定值 频率准确测量范围：45 Hz～55Hz 2 脉冲输入允许宽度 ≥10ms 45

主要技术指标 产品说明

3 4 5 6 7 8 事件顺序记录（SOE）分辨率 ＜1ms 遥控动作成功率 上传数据响应时间 最小整定阻抗(不包括因装置外部原因造成的误差) 测距误差(不包括因装置外部原因造成的误差) 自动重合闸 100% ＜1s 暂态超越不大于5%的最小整定二次侧阻抗值为0.01Ω(短路残压大于0.5V) 金属性故障时，不超过±2%。 检同期元件角度误差：小于±3度 3.5.4.4. 过载能力

交流电流回路： 2 倍额定电流，连续工作，

10 倍额定电流，允许16s， 40 倍额定电流，允许1s；

交流电压回路： 1.5×100V电压，连续工作。

3.5.4.5. 装置平均无故障工作时间（MTBF）

≥50000h。

3.5.4.6. 绝缘性能

绝缘电阻、介质强度、冲击电压均满足电力行业标准DL/T 478-2001的要求。 3.5.4.7. 电磁兼容性能

通过GB/T 14598.14－1998（idt IEC 60255-22-2: 1996）标准规定的4级试验 通过GB/T 14598.9－2002（idt IEC 60255-22-3: 2000）标准规定的3级试验 通过GB/T 14598.10－1996（idt IEC 60255-22-4: 1992）标准规定的4级试验 通过GB/T 14598.13－1998（eqv IEC 60255-22-1: 1988）标准规定的3级试验 通过GB/T 17626.5（idt IEC61000-4-5:1995）标准规定的4级试验 通过GB/T 17626.6－1998（idt IEC61000-4-6:1996）标准规定的3级试验 通过GB/T 17626.8－1998（idt IEC61000-4-8:1993）标准规定的4级试验 通过GB/T 17626.9－1998（idt IEC61000-4-9:1993）标准规定的4级试验 通过GB/T 17626.10－1998（idt IEC61000-4-10:1993）标准规定的5级试验 通过GB/T 14598.16－2002标准规定的A类试验 静电放电抗干扰度 辐射电磁场抗扰度 快速瞬变脉冲群抗扰度 1MHZ脉冲群干扰试验 浪涌（冲击）抗扰度 射频场感应的传导骚扰抗扰度 工频磁场抗扰度 脉冲磁场抗扰度 阻尼振荡磁场抗扰度 辐射发射限值试验 46

产品说明

3.5.4.8. 通信接口

采用基于以太网的DL/T 667-1999（IEC 60870-5-103）标准协议或者IEC 61850，波特率为100Mbps。

3.5.5. 订货须知或订货时应提供的技术参数要求

a) 产品型号、名称、订货数量； b) 交流电流、电压、频率额定值； c) 直流电压额定值；

d) 特殊的功能要求，包括模拟量输出功能； e) 组屏要求及屏的尺寸及色标； f) 收货地址及时间；

g) 特别声明事项。

3.5.6. 附图

1

装置面板布置图

PSL 621UF 线路保护测控装置重合允许保护动作重合动作跳　　位 合　　位 I 母运行II 母运行备　　用备　　用备　　用装置告警复 归运 行国电南自

图3.5.1 PSL 621UF装置面板布置图

2

装置背板端子图

47

PS 6000+数字化变电站自动化系统简介

CBAGOOSE1计量设备母差保护2断路器保护装置2充电保护过流保护失灵启动测控2GOOSE三相不一致充电保护过流保护失灵启动ECTMU4断路器智能终端4GOOSE2计量设备母差保护2线路保护测控装置2MU2ECT母差保护1故障录波MU3充电保护过流保护失灵启动测控GO线路保护测控装置1GOOSE1ECT纵联差动距离保护综合重合闸测控MU1E1断路器智能终端3GOGOOSE1故障录波母差保护1GOOSE1断路器保护装置1三相不一致充电保护过流保护失灵启动断路器智能终端1OS220kV双母接线GOOSE1GOOSE1GO故障录波变压器保护测控装置1复压闭锁过流零序过流测控失灵启动断路器智能终端5EVTGOOSE1ECTMU7MU5GOOS母差保护1变压器差动1计量设备母差保护2变压器保护测控装置2复压闭锁过流零序过流测控失灵启动E2MU6ECT断路器智能终端6EVTGOOSE2变压器差动2MU8GOOSE1MU1MU3MU5MU2MU4MU6GOOSE1母线差动保护装置1差动保护失灵保护YYMU5中压侧合并器1变压器差动保护装置1差动保护变压器智能终端MU6GOOSE1GOOSE2低压侧合并器1GOOSE2母线差动保护装置2差动保护失灵保护变压器差动保护装置2GOOSE2中压侧合并器2差动保护低压侧合并器2GO纵联距离距离保护综合重合闸测控E2ECTGOOS断路器保护装置1断路器保护装置2断路器智能终端2OSE1OSE2GOOSE2GOOSE2OSE1图2.5.3 220kV双母线接线方案

18

PS 6000+数字化变电站自动化系统简介

2.5.2. 110kV桥开关接线方案

传统的桥开关接线一般按照主后分开的原则配置变压器保护，PS 6000+数字化变电站自动化系统配置原则如下：

1) 主变保护从模拟量采集、保护装置到过程层网络设备均有冗余，同样不

存在主保护和后备保护的集中故障点。 2) 过程层采用星形网络，按间隔配置交换机。

3) 桥两侧各配置一台独立的合并器，差动保护装置接收相应桥合并器、进

线合并器、低压侧合并器采样数据完成差动保护功能。 IEC61850-9-1形式传输给间隔合并器。 对应于桥接线的设备配置如图2.5.4所示。

4) 各进线电压配置独立的PT合并器采样，PT刀闸位置信号与采样值一起

19

PS 6000+数字化变电站自动化系统简介

故障录波线路保护测控装置距离保护三相一次重合闸测控故障录波线路保护测控装置MU1ECTGOGOEOSOS1E2距离保护三相一次重合闸测控MU4ECTGOOSGOOS计量设备器差变压GOOSGOOSE1OSGO2ESOGO变压故障GOOSGOOS充电保护过流保护测控备投逻辑器差变压器差动录波备用电源自投装置动断路器智能终端1计量设备变压器差动动断路器智能终端2E1E2E1E2E1E2MU6MU2EVT110kV内桥接线ECTECT断路器智能终端3E1E2GOOSECTGOOSY变压器器智能终端1E1E2YGOOS变压器器智能终端2E1E2GOOSGOOSMU1MU5低压侧合并器E1GOOSGOOSE2变压器保护测控装置差动保护后备保护测控GOOSMU3MU4低压侧合并器E1GOOSGOOSE2变压器保护测控装置差动保护后备保护测控EVTMU3MU5图2.5.4 110kV桥开关接线方案

20

PS 6000+数字化变电站自动化系统简介

2.5.3. 35KV单母线分段接线方案

不同于高压场合采用以光信号数字输出的电子式互感器，低压部分一般采用输出为模拟小信号的电子式互感器，单间隔保护测控装置一般就地安装，就地完成采样及保护测控功能。跨间隔保护测控装置如主变保护、备自投等可集中组屏，通过前置智能终端完成采样和操作箱等功能。

1) 保护测控装置实现PT并列功能。单母线分段各配置一台PT智能终端，

就地采集分段电压、PT刀闸位置、分段开关位置，以IEC60044-8/FT3形式输出至各间隔保护测控装置，由保护测控装置通过软件完成PT并列功能。

2) 保护测控装置集成合并器功能，具有就地采样模拟小信号功能，并能完

成与以IEC60044-8/FT3形式传来的PT电压采样数据的插值同步。具有计量功能，能以IEC61850-9-1形式传输计量数据给计量设备。具有与站控层通讯的能力。

3) 保护测控装置含操作箱功能，具有传统操作控制回路，并能接入过程层

GOOSE网。

4) 跨间隔保护测控装置采用前置智能终端实现，智能终端含合并器与操作

箱功能，以IEC60044-8/FT3形式传输采样给保护测控装置，并以GOOSE报文的形式与保护测控装置交互。

对应于单母线分段的设备配置如图2.5.5所示。

21

PS 6000+数字化变电站自动化系统简介

GOOSE1GOOSE2备投交换机GOOSE1主变低后备保护装置1主变交换机1GOOSE3主变低后备保护装置2GOOSE2主变交换机2YGOOSE1备投装置YGOOSE2至计量至计量ECTECT主变低压侧智能终端1主变低压侧智能终端2EVTEVTPT智能终端1PT智能终端2分段保护测控装置分段位置至计量分段位置ECTECTECT线路保护测控装置 至计量至计量线路保护测控装置图2.5.5 35kV单母线分段接线方案

22

GOOSE3

PS 6000+数字化变电站自动化系统简介

2. 6. PS6000主要设备型号列表

PS6000＋变电站自动化系统包含的主要设备见表2.6.1。

表2.6.1 PS6000主要设备列表 ＋

＋

类别 监控系统 远动通讯 规约转换 继电保护 测控 安全自动装置 电子式互感器 合并器和采集单元 智能终端 其它 型号 PS 6000＋ PSX 600U PSX 643 PSL 601UF PSL 602UF PSL 603UF PSL 630UF系列 PSL 621UF PSL 626UF PST 671UF PSB 681UF PSL 640UF系列 PSC 640UF系列 PST 640UF系列 PSR 662UF PSP 642UF SSC 510UF SSE 520UF PSET 6000CV系列 PSET 6000CT系列 PSET 6000VT系列 PSMU 600系列 PSSU 600系列 PSIU 600系列 VSCL 61850 PSW 618系列 名称 自动化系统 远动通信服务器 规约转换器 线路保护装置 线路保护装置 线路保护装置 断路器保护装置 线路保护装置 线路保护装置 变压器保护装置 母线保护装置 线路保护测控装置 电容保护测控装置 变压器保护测控装置 测控装置 备自投装置 安全稳定紧急控制装置 频率电压紧急控制装置 数字式光电混合互感器 数字式光电电流互感器 数字式光电电压互感器 光电式互感器合并单元 独立安装的采集单元 智能终端 IEC 61850配置器 工业以太网交换机 备注 集成VQC、软五防等功能 纯嵌入式装置型 接入非IEC61850设备 220kV～1000kV方向高频 220kV～1000kV距离高频 220kV～1000kV光纤差动 110kV 66kV 110kV～1000kV 110kV～750kV 10kV～35kV 10kV～35kV 10kV～35kV 19/2英寸6U机箱 10kV～1000kV 10kV～1000kV 10kV～1000kV 分相、三相、主变 8～24口，光电可选 23

产品说明

3. 产品说明

3.1. PS 6000+自动化系统（监控）

3.1.1 系统概述

数字化变电站已成为新一代电力监控系统的发展方向，PS 6000＋自动化系统就是国电南自在总结了数千套电力监控系统成功应用的基础之上，面向数字化变电站当前及未来发展趋势，全新设计的新一代电网监控自动化系统。

系统的设计遵循IEC61850/IEC61970国际标准，统一支持数字化变电站的各种应用，集SCADA、图模库一体化、程序化控制、拓扑分析、一体化五防、操作票管理、保护信息管理及仿真培训等高级应用于一体，为各电压等级的数字化变电站提供完整、成熟的解决方案。

PS 6000+自动化系统充采用“平台＋应用”的分层体系架构，具备强大的跨平台特性，可兼容于各种硬件平台（服务器、工作站、微机），又可运行于不同操作系统（Windows、Linux、Unix），全面满足数字化变电站对运行环境的不同需求。

24

产品说明

3.1.2 典型结构

3.1.2.1. 110kV变电站

图3.1.1 110kV数字化变电站结构图

25

产品说明

3.1.2.2. 220kV变电站

图3.1.2 220kV数字化变电站结构图

3.1.3 技术特点

3.1.3.1. 强大的跨平台能力

PS 6000＋系统可以平滑的运行于服务器、工作站、PC机等硬件平台及Unix、Linux、Windows操作系统之上，为数字化变电站提供各种最优的软硬件解决方案。

3.1.3.2. 全面支持IEC61850/IEC61970标准

PS 6000＋全面支持IEC 61850/IEC 61970标准，可直接接入符合IEC61850标准的不同厂家的IED设备，并可通过IEC 61970 CIM模型实现与第三方软件的兼容和互操作。

26

产品说明

3.1.3.3. 遵循CIM、SVG标准的图模库一体化

PS 6000＋基于图模库一体化的思想，实现了基于电网模型的公共信息模型CIM的图形建模方法及以标准通用的可升级矢量图形SVG进行存储和读取图形数据，满足IEC 61970相关标准，提高了系统的开放性和互操作能力。 3.1.3.4. 基于元数据、元规则的动态建模技术

PS 6000＋系统基于元数据、元规则的动态建模技术，不仅可以快速构建出符合IEC61850/IEC61970标准的电力系统一二次模型，而且可以适应未来数字化变电站的发展要求，灵活构建各种模型系统，体现了强大的模型定制功能。

3.1.3.5. 面向应用的并行实时库克隆技术

PS 6000＋可以为数字化变电站高级应用建立相互独立、互不干扰的实时克隆库，应用间不会发生因数据污染、访问越界而导致系统异常，解决了多应用系统应用之间的耦合度影响，极大的提高了系统运行的稳定性。 3.1.3.6. 高可靠的“1+N”多机容错

PS 6000＋开发了1＋N多机容错功能，所有的应用服务进程不仅具有一个运行进程，还有能完成同样功能的后备进程热备用在N个其他节点机上。当某台台节点机出现故障即可实现自动切换，进一步提升了数字化变电站监控系统的容错能力。 3.1.3.7. 监控、远动一体化配置

PS6000＋系统和远动通信服务器采用一体化数据库配置方式，生成监控数据库的同时即可完成对远动通信服务器的数据库、功能及逻辑的配置，提高了数字化变电站的维护效率。

27

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/by62.html