SV额定延时越限异常处理

智能站SV相关异常可大致分为以下几类

1. SV额定延时越限异常处理；

2. SV采样离散度异常处理；

3. 保护双AD不一致异常处理；

4. SV链路异常处理。

1.1 背景介绍

过程层网络可传输SV（采样数据值）报文，可采用点对点、独立组网或与GOOSE共同组网的方式实现报文传输。

国家电网公司和南方电网公司相继出台了一系列的企业标准，对过程层SV传输方式进行了规范。

对于220kV及以上电压等级智能站，SV基本采用点对点方式进行传输；对于110kV电压等级智能站，国网公司基本也规定采用点对点方式传输，但对于南方电网的一些省区数字化技术标准及规范仍规定了SV采用网络传输。

1.2 额定延时危害

对于变压器和母差保护来说，不确定的网络传输延时可能会导致保护动作速度变慢，不会导致误动，而对于线路光纤差动保护来说涉及站间配合问题，如果两侧的延时不能真实反映实际情况，则会导致模拟量出现相角差，严重情况会导致误动。

1.3 SV通信规范

SMV通讯协议是一种基于Modbus协议的通讯方式，用于解决工业自动化控制中的数据传输问题。Modbus协议是一种常见的通信协议，用于在不同设备之间进行通信。SMV通讯协议则在Modbus协议的基础上增加了同步读写功能，提高了数据传输的效率和可靠性。

SMV（Sampled Measured Value）采样测量值，也称SV（Sampled Value），一种用于实时传输数字采样信息的通信服务。从发展历史来说，SMV的发展先后经历：

IEC 60044-8（GB/T 20840.8），IEC 61850-9-1，IEC 61850-9-2（DL/T 860.92）

目前主要采用IEC 61850-9-2（DL/T 860.92），IEC 60044-8（GB/T 20840.8）

1.4 IEC 60044-8（GB/T 20840.8）

IEC 60044-8（GB/T 20840.8）是国际电工委员会为电子式互感器专门制定的一个标准，点对点光纤串行数据接口，通常采用IEC 69870-5-1的FT3格式，故通常称之为FT3格式。

标准简单，点对点通信，报文传输采用固定通道模式，报文传输延时确定，技术成熟可靠，但需要铺设大量点对点光纤。

有以下几个特点：

1. 传输延时确定；

2. 可以采用再采样技术实现同步采样；

3. 硬件和软件实现简单；

4. 通道传送瞬时标幺值；

5. 固定12通道。

1.5 IEC 61850-9-2（DL/T 860.92）

与FT3格式不同，IEC 61850-9-2在点对点传输采样值时，合并单元不接收同步脉冲，采样数据帧中需传输额定延迟时间数值。技术先进，通道数可灵活配置，组网通信，需外部时钟进行同步，但报文传输延时不确定，对交换机的依赖度高，且软/硬件实现较复杂。

IEC 61850-9-2的APDU帧格式中，没有额定延迟时间的属性定义。因此，需处理在IEC 61850-9-2采样数据帧中传输额定延迟时间问题。综合各种因素，额定延迟时间配置在IEC 61850-9-2采样发送数据集中。

为了满足变电站更加可靠的需求，合并单元不再依赖时钟源进行同步，在《Q/GDW 441-2010 智能变电站继电保护技术规范》定义了点对点9-2通信的具体方式，技术要求如下：

1. 合并单元应输出电子式互感器整体的采样响应延时，额定延时时间不大于2ms；

2. 采样值发送间隔离散值应小于10us；

3. 通道延时需要在采样数据集中作为一路通道发送。

2.1 保护装置现象

装置指示灯：异常灯亮

装置面板显示：PT采样异常、CT采样异常、第×组SV额定延时越限、SV总告警

2.2 后台主要信号

××保护装置SV额定延时越限：合并单元延时配置超过时限值

××保护装置SV总告警：该报文为合并报文，含采样中断、采样异常、检修不一致、双AD不一致以及额定延时越限、断链和不匹配等

2.3 缺陷影响

闭锁使用该采样报文的相关保护

2.4 缺陷分析

合并单元：

1. 配置错误，延时相关参数设置错误；

2. 程序运行异常；

3. 硬件故障。

保护装置：

1. 程序运行异常；

2. 硬件故障。

从一次模拟量产生时刻到合并单元对外接口输出数字量的时间为合并单元的采样延时，各个合并单元将此作为额定延时，并通过采样报文中的一个数据通道传输给保护装置。保护装置据此将采样值还原到一次系统发生的真实时刻，以实现不同间隔采样值的同步。采样延时迭加模式如下：

忽略光纤传输延时，保护装置由于采用直连方式，其采样延时基本固定为t1+t2。网分等通过组网方式获取采样保温，网络中交换机的存储转发延时t3不固定，因此网络采样延时不固定，必须通过外部对时实现采样同步。

SV额定延时越限判别典型逻辑：

（1）保护识别出第×组SV接收的额定延时大于2ms后延时1s告警；

（2）当该告警信息判据不满足时，延时1s自动恢复。

某一保护装置发出额定延时越限告警时，检查其他相关装置如母线保护、网络分析仪等是否有相应告警，如有则可以判断是合并单元问题，可以进一步检查合并单元配置信息以及装置运行状态；如仅某单一装置报额定延时越限，则应重点检查保护装置的硬件。SV额定延时越限处理流程图如下：

在后台收集相关信息，如间隔保护、母线保护告警信号、合并单元告警信号，也可在网络分析仪中查看异常信号相关报文。从而判断异常位于合并单元端，还是在保护装置端。

合并单元端异常需要综合合并单元配置信息和合并单元运行信息判断具体故障位置。配置检查着重于合并单元延时相关参数，也可通过对比站内同型号合并单元的配置信息判断是否存在异常。合并单元装置异常可能并不能发出异常告警信号，着重关注CPU插件、采样插件和输出插件，利用设备置换法进一步定位和处理缺陷异常。

保护装置接收端异常重点关注保护装置接收插件和CPU插件。

5.1 案例一

1. 故障信息

①间隔保护装置报SV额定延时越限；

②母线保护间隔报第×组SV额定延时越限。

2. 故障分析

由于合并单元数据输出到多台保护装置，若接收相同合并单元的所有间隔保护装置、间隔测控装置同时报第×组SV额定延时越限，初步判断异常在合并单元处。

3. 可能故障点

①合并单元配置错误；

②合并单元程序出错；

③合并单元硬件故障。

5.2 案例2

1. 故障信息

①间隔保护装置报SV额定延时越限；

②母线保护间隔未报额定延时越限。

2. 故障分析

由于合并单元数据输出到多台保护装置，若只有某一个间隔保护装置报第×组SV额定延时越限，初步判断异常在保护装置处。

3. 可能故障点

①保护装置程序出错；

②保护装置硬件故障

5.3 典型案例：220kV某变电站220kV母线保护和线路间隔SV额定延时越限异常处理

2016年某日，某站220kV母线保护装置和220kV线路间隔装置报SV额定延时越限。

二次检修人员检查后台相关信号，未发现其他异常信号，判断该线路间隔的合并单元输出异常。利用网络分析仪查看合并单元输出数据，发现合并单元输出数据中额定延时通道数值为2.5ms，超过了规范要求的2ms。

检查合并单元配置，设置值为1000us，排除合并单元配置问题。遂更换合并单元的CPU插件，更换插件后用合并单元测试仪进行延时测试等相关试验。恢复光纤链路后线路保护装置和母线保护装置恢复正常。

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