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IEC61850标准继电保护工程应用模型基本概念及编制说明IEC61850建模的基本概念12统一工程模型的必要性3工程建模的主要原则IEC61850建模的几个基本概念信息模型描述对象某些特征、参数，代表对象，例如一次主接线图可以看作是变电站的电路模型。IEC61850中的模型主要用于完成通信功能。建模IEC61850标准已经建立了标准的变电站通信模型（提供了组件）工程应用中，从标准模型中选择适当的逻辑节点和数据，并赋予实例特定值（组装工作）IEC61850建模的基本概念1信息模型IEC61850建模的几个基本概念逻辑节点（LN）logicalnode物理装置内部交换数据的最小功能部分，如差动保护功能、距离保护功能、断路器等。由数据和方法组成的对象。逻辑设备（LD）logicaldevice一组具有共同特征的逻辑节点及其共用服务组成。共同特征：通常一起投、退或处于测试模式。服务：GOOSE（Genericobjectorientedsubstationevent面向对象的通用变电站事件）,采样值交换,定值组等。IEC61850建模的基本概念1信息模型IEC61850建模的几个基本概念服务Services逻辑节点间交换信息的行为，或称为逻辑节点的输入、输出行为，与编程中“对象”的“方法”有类似之处。智能电子装置（IED）intelligentelectronicdevice、物理装置（PD）physicaldevice由一个或多个处理器构成（微机装置）。可接收外部信息和向外发送数据/控制命令的装置。有内部时钟，提供时间标志，能与外部时钟同步。如微机保护、测控装置、数字式电能表等。一个IED(PD)可包含一个及以上逻辑设备(LD)。IEC61850建模的基本概念1信息模型IEC61850建模的基本概念1信息模型信息模型间隔单元间隔单元PDISStrGeneraldirGeneralphsAdirphsA状态定时间过流距离保护PTOCPDISPTOC状态PTRC保护跳闸处理状态TrgMod定值spValPTRCStrTrGeneraldirGeneralphsAdirphsAGeneralphsA建模方法示意图IEC61850建模的基本概念1建模方法示意图IEC61850建模的基本概念1PhysicalDevice(networkaddress)LogicalDevice(e.g.Relay1)MMXU1MMXU2MXMXAVLogicalNodesFunctionalConstraint“MMXU2$MX$A”=Feeder#2CurrentMeasurements建模方法示意图IEC61850建模的基本概念1逻辑节点组（可扩充）逻辑节点组逻辑节点数系统逻辑节点Systemlogicalnodes(LPHD、LLN0)2继电保护功能Protectionfunctions(P***)28继电保护相关功能Protectionrelatedfunctions(R***)10监视控制Supervisorycontrol(C***)5通用引用Genericreferences(G***)3接口和存档Interfacingandarchiving(I***)4自动控制Automaticcontrol(A***)4计量和测量Meteringandmeasurement(M***)7传感器和监视Sensorsandmonitoring(S***)3开关Switchgear(X***)2仪用变压器Instrumenttransformer(T***)2电力变压器Powertransformer(Y***)4其它电力系统设备Furtherpowersystemequipment(Z***)14逻辑节点总数88IEC61850建模的基本概念1常用保护逻辑节点IEC61850建模的基本概念1功能IEEE引用IEC61850-5定义IEC61850-7-4建模注解瞬时接地保护PTEFPTEF用法在附录中给出零速和欠速保护14PZSUPZSU距离保护21PDISPDISPSCH每段（区间）一个实例构建线路保护配置，电压频率保护24PVPHPVPH（定时）欠压27PTUVPTUV方向/反向功率32PDPRPDOP或PDUP方向过/欠功率PDOP加方向模式“反向”建模反向功率欠电流/欠功率37PUCPPTUCPDUP欠电流欠功率失磁和欠磁40PUEXPDUP欠功率方向常用保护逻辑节点IEC61850建模的基本概念1功能IEEE引用IEC61850-5定义IEC61850-7-4建模注解反向或相对称电流46PPBRPTOC+RDIR具有三相信息和处理的定时过电流。方向元件(RDIR)以序电流或负序电流与正序电流比作为输入相序电压47PPBVPTOV三相信息和处理过热49PTTRPTTR转子过热49RPROLPTTR过热定子过热49SPSOLPTTR过热瞬时过流或上升率50PIOCPIOCAC定时过流51PTOCPTOC常用保护逻辑节点IEC61850建模的基本概念1功能IEEE引用IEC61850-5定义IEC61850-7-4建模注解电压控制或依赖电压定时过流51VPVOCPVOC功率因数55PPFRPOPFPUPF过功率因素欠功率因素（定时）过压59PTOVPTOV直流过压59DCPDOVPTOV用于DC和AC电压或电流对称60PVCBPTOV+RDIRPTUV+RDIR带方向元件的过/欠电压接地故障/接地检测64PHIZPHIZ逻辑节点结构逻辑节点为变电站IED的基本组成部件，如断路器XCBR。每个节点可包含超过30个数据DATA(或数据对象DataObject、DO)，每个数据可包含超过20个数据属性DataAttribute、DA，数据属性值就是我们关注的主要信息，如开关位置、定值等。逻辑节点逻辑节点信息公共逻辑节点信息LN中和专用功能无关的信息例如模式、运行状况、铭牌…..状态信息代表位于LN过程或功能状态信息例如开关类型，开关操作能力定值逻辑节点功能所需信息例如第1次、第2次、第3次重合闸时间、合闸脉冲时间、自动重合功能恢复时间测量值从过程或功能中计算的模拟测量数据例如电流、电压、功率、总有功、总无功、频率、自上次复位后净实电能控制是由命令改变的数据例如开关状态(ON/OFF)、调节分接头位置、或复位计数器，例如位置、闭锁开….IEC61850建模的基本概念1断路器逻辑节点结构逻辑节点中特定数据的平均数目约为20个，每个数据由若干数据属性组成，逻辑节点XCBR的一个数据POS表示断路器位置，POS的类别是“控制”，即POS通过控制服务进行控制。POS用于控制位置和报告位置状态。逻辑节点XCBR数据数据属性Pos控制控制值“ctVal”可控操作时间始发者控制控制次数状态值“stVal”状态值品质状态时标……Substit.enbaleSubstit.value取代……..脉冲配置控制模型配置SBO超时描述SBO类和扩展…….IEC61850建模的基本概念1断路器逻辑节点主要数据DATAIEC61850建模的基本概念1公共逻辑节点信息模式性能运行状况铭牌逻辑节点信息选项当地操作外部设备运行状况外部设备铭牌可复位的操作计数器操作计数器操作时间当地操作(当地指不用变电站自动通信，硬线连接直接控制)操作计数器逻辑节点信息选项（续）外部设备运行状况外部设备铭牌控制Controls位置position闭锁开闭锁合充电电动机使能计量值操作安倍总和，可复位状态信息断路器操作能力波形点操作能力当充满电时断路器操作能力断路器逻辑节点结构数据POS有约20个数据属性，可分为四类：1.控制2.状态3.取代4.配置、描述、扩展数据属性POS.ctlVal代表断路器位置是否可控，可置为on或off；操作时间-位置最近改变的时间；始发者-最近发出控制命令者；控制次数-最近控制命令顺序号。；品质-值得有效性；时标-最近控制命令时间。逻辑节点XCBR数据数据属性Pos控制控制值“ctVal”可控操作时间始发者控制控制次数状态值“stVal”状态值品质状态时标……Substit.enbaleSubstit.value取代……..脉冲配置控制模型配置SBO超时描述SBO类和扩展…….IEC61850建模的基本概念1断路器逻辑节点结构数据属性POS.stVal代表断路器实际位置，可置为开、合、中间状态或损坏状态。品质表示当前状态值的有效性。时标表示状态值上次改变的时间。逻辑节点XCBR数据数据属性Pos控制控制值“ctVal”可控操作时间始发者控制控制次数状态值“stVal”状态值品质状态时标……Substit.enbaleSubstit.value取代……..脉冲配置控制模型配置SBO超时描述SBO类和扩展…….IEC61850建模的基本概念1断路器逻辑节点结构数据属性POS.stVal值、品质、时标存在IED当地缓冲区，可读。POS.stVal值、品质可被远方取代，取代使能Substit.enable置1后，Substit.Value立即生效。逻辑节点XBCR数据数据属性Pos控制控制值“ctVal”可控操作时间始发者控制控制次数状态值“stVal”状态值品质状态时标……Substit.enbaleSubstit.value取代……..脉冲配置控制模型配置SBO超时描述SBO类和扩展…….IEC61850建模的基本概念1断路器逻辑节点结构数据属性脉冲配置单脉冲或持续脉冲、脉冲个数、持续时间。控制模型直接控制、操作前选择。逻辑节点XCBR数据数据属性Pos控制控制值“ctVal”可控操作时间始发者控制控制次数状态值“stVal”状态值品质状态时标……Substit.enbaleSubstit.value取代……..脉冲配置控制模型配置SBO超时描述SBO类和扩展…….IEC61850建模的基本概念1断路器逻辑节点结构逻辑节点XCBR的一个实例XCBR1执行开关命令或验证开关状态或开关位置时，访问数据POS。POS约有20个数据属性。POS属于DPC公共数据类，继承DPC类的属性。Mode表示断路器逻辑节点的当前运行方式(on、blockd、test/blocked、off)，“blocked”意味着a)逻辑节点的功能是激活的；b)不产生输出；c)不发送报告；d)拒绝控制请求；e)全部功能和配置数据是可视的且能被检索IEC61850建模的基本概念1逻辑节点LN引用数据PosXCBR1.PosctlValoperTim控制originctlNumstValq状态tstSeldsubEnasubValsubQ取代XCBR1.Pos.subQsubIDXCBR1.Pos.subIDpulseConfigXCBR1.Pos.pulseConfigctlModelXCBR1.Pos.ctlModelsboTimeoutXCBR1.Pos.sboTimeoutsboClassXCBR1.Pos.sboClassd配置XCBR1.Pos.ddataNs描述XCBR1.Pos.dataNscdcNs扩展XCBR1.Pos.cdcNsModeXCBR1LN实例XCBR1XCBR1.Pos.originXCBR1.Pos.ctlNumXCBR1.Pos.stValXCBR1.Pos.qXCBR1.Pos.tXCBR1.Pos.stSeldXCBR1.Pos.subEnaXCBR1.Pos.subValXCBR1.Pos.ctlValXCBR1.Pos.operTim数据DATA引用数据属性DA引用数据属性断路器逻辑节点结构逻辑节点XCBR的一个实例XCBR1逻辑节点名字(例如断路器为“XCBR1”)、数据名(例如开关的位置“XCBR1.Pos”)和属性名（例如开关的位置状态值“XCBR1.Pos.stVal”）定义了变电站设备的标准化的引用。这些名字是通信时采用的标准化名字，和采用的通信系统无关。IEC61850建模的基本概念1