数字化站调试入门.docx
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数字化站调试入门
数字化变电站调试
入门
编制：
刘文明
日期：
2011-4-9
目录
一、简介4
61850装置数据模型的层次结构：
4
61850的服务：
4
二、下面进入正题：
5
一次设备7
MU合并单元7
智能终端是什么呢？
8
交换机9
间隔层装置9
三、开始调试（以南瑞继保为集成商为例）10
当我们到了一个数字化变电站，首先要了解的内容：
10
调试软件工具的准备：
10
调试硬件工具的准备：
11
2.0调试前需要确认及升级的程序及方法：
12
1、操作箱：
12
2、保护装置程序：
12
3.1.SCD模型文件的导出（电脑内存1G以上）14
2.1.3虚端子配置14
导出虚端子配置（CID、CFG、ini文件）15
保护、操作箱装置调试及配置导入：
17
操作箱调试（版本2.00J.2011.03.02）17
2.3配置下传21
2.3.1保护装置配置下传24
配置文件解析26
SYS.CFG文件解析26
SV配置文件解析：
27
ini文件介绍29
四、模型文件查看与问题分析29
4.1.XMLSpy模型查看工具的使用（以XMLSpy2007_版本为例）29
4.1.1全站SCD模型文件的解析30
2、IDE目录。
32
4.1.2装置CID模型文件及Goose板用cid配置文件32
4.1.2关于Private装置私有地址部分的问题33
4.Ethereal工具的使用35
关于GOOSE及其报文的一些解释：
38
GOOSE功能38
GOOSE报文简单检查：
39
SV报文解析。
40
MMS层报文解析：
40
ShowWave.exe工具的使用。
41
PiiLink工具（基本不使用，但是可以作为SV配置文件检查工具使用）43
五、数字化变电站集成商需要做的工作45
附录：
46
罗杰康、东土交换机VLAN设置（感谢撰写此文的同事）46
罗杰康交换机46
东土交换机设置方法56
一、简介
本文及其简单、工程化和程序化的描述数字化站的调试过程与方法。
不涉及理论知识（其实也讲不出..），对于还没有接触过数字化站的同事来说应该有所帮助，由于也是在学习阶段编写，文中肯定也有错误，恳请各位专家指导修改。
很多同事在数字化调试之前还没有一个全面的概念（包括Me..）。
我们面临的工作和以前一样，一个是监控后台是我们的情况下（即我们是集成商），还一个咱们为非集成商的情况。
数字化站规约就是61850规约；其中，映射到实际通讯网络中的分别是
1、IEC61850-8-1映射到MMS和ISO/IEC8802-3（MMS）
2、IEC61850-9-1通过单向多路点对点串行通信链路采样值（9-1）
3、IEC61850-9-2通过ISO/IEC8802-3传输采样值（9-2）
4、IEC61850-9-2le通过ISO/IEC8802-3传输采样值（9-2le）？
61850装置数据模型的层次结构：
物理设备（相当于某一装置）映射到IED，然后将各个功能分解到LN，组织成一个或者多个LD。
每个功能的保护数据映射到DO，并且根据功能约束（FC）进行拆分并映射到若干个DA。
打个比方说，一个IED相当于某家宾馆，每个LD相当于宾馆里面的客房，而多个LN相当于客房里面的设施，比如什么样的床，什么样的电视，什么样的卫生间设施等等，而DO等相当于对这些设施的具体描述，比如床是2.3*2.2的，电视是液晶的，卫生间和卧室之间有一个玻璃墙隔着等等。
宾馆现在在哪里了，但是它是需要和外间交流的，要把客房对外服务出去啊，同样的在61850里IED装置也需要相应的服务对外交流。
61850的服务：
IEC61850标准的服务实现主要分为三个部分：
MMS服务、GOOSE服务、SMV服务。
其中，MMS服务用于装置和后台之间的数据交互，GOOSE服务用于装置之间的通讯，SMV服务用于采样值传输，三个服务之间的关系。
在装置和后台之间涉及到双边应用关联，在GOOSE报文和传输采样值中涉及多路广播报文的服务。
双边应用关联传送服务请求和响应（传输无确认和确认的一些服务）服务，多路广播应用关联（仅在一个方向）传送无确认服务。
如果把IEC61850标准的服务细化分，主要有：
报告（事件状态上送）、日志历史记录上送、快速事件传送、采样值传送、遥控、遥调、定值读写服务、录波、保护故障报告、时间同步、文件传输、取代，以及模型的读取服务。
细化服务和模型之间的关系。
二、下面进入正题：
其实调试过程并不复杂，来来回回就是那么几步，新技术当然会遇到一些问题，就要靠大家的经验积累，各个站的问题也不尽相同，也可以把调试经验共享到公司BBS上面。
下面先图示下数字化站的结构，从一次设备-过程层-间隔层-站控层。
咱们逐层解析各部分组成及调试过程。
一次设备
上图就是一个数字化变电站的基本结构，从上而下，图示的互感器与断路器是常见的一次设备，大家参照下表就可以看出两者区别。
过程层
（一次设备）
间隔层
站控层
常规变电站
电磁式互感器，传统开关
传统保护测控设备，电缆硬连接
常规系统
数字化变电站
智能操作箱，MU合并单元；
非常规互感器（EPT/ECT,OPT/OCT），智能机构
网络化装置，网络化通讯--SV/GOOSE
按照标准要求，增加一个61850系统配置器
常规站大家都了解，就是采用电缆接线后，采集模拟量上送到各装置。
不过有些数字化改造站的一次设备依然使用传统互感器、开关；间隔层与站控层与数字化站没有区别。
不同之处就是在MU合并装置上增加了交流模拟插件，用来采集常规一次设备的电压、电流等模拟量。
MU合并单元
数字化站的一次设备已经自采各模拟量，通过光纤跳线再连接到MU合并单元后，再将数据上送到需要这些数据的各个测控、保护装置；大家可以将MU看做一个数据源，各装置各采所需，从里面拿自己需要的模拟量。
我们的MU合并单元为CSN-15，具备光纤接口和电缆接口，可以接入数字互感器和传统互感器，具备12路互感器接口，按6+6配置，即可以支持12光、12电、6光6电三种配置。
输出为以太网或串口的数据。
合并单元需要同步信号输入。
数据结构如下图：
智能终端是什么呢？
就是操作箱，我们分为JFZ600F-线路，JFZ600R-本体，JFZ600S-单体。
调试方法相同，后面只介绍一种，这里不做累述。
操作箱的功能相当于目前常规测控装置（交流除外）和常规操作箱的集合；完成对一个间隔断路器、刀闸的控制和采集工作，对间隔层设备具备2个以上独立的GOOSE接口，对一次设备仍然为电缆接口。
也就是说，智能操作箱通过电缆接入一次设备（与传统一样），然后通过GOOSE报文的网络方式上送给间隔层的保护、测控等装置。
具体结构如下：
在图中有MMS、GOOSE、SV这些英文缩写，其实理解起来很简单。
从数字化站的网络结构中我们可以将数字化站的网络通讯分为以下三种：
ØMMS：
同普通61850站相同，MMS为站控层与间隔层之间的通讯方式；就是测控保护和后台之间通讯。
（采用IP地址）
ØGOOSE：
间隔层保护之间、间隔层与过程层操作箱（智能终端）之间的通讯方式；（采用MAC地址）
ØSV：
间隔层与过程层MU之间的通讯方式（MU与保护、测控）。
（采用MAC地址）
交换机
再往下到交换机，这里仍然是过程层的一部分，保护和测控通过这里分别于MU与操作箱的组网部分进行通讯。
负责传输组网部分的SMV与GOOSE通讯。
SV、GOOSE层交换机需要划分VLAN，以分流庞大的数据量（VLAN的划分方法见附录）。
图示中SV、GOOSE通讯被集中到一个交换机进行通讯，也可以划分单独的SV网交换机与GOOSE网交换机进行通讯。
一般都是东土或罗杰康的，有些数字化站采用1588对时（PTP），需要支持1588对时的交换机。
间隔层装置
接着交换机往下看就到了间隔层装置，即保护与测控装置。
下图为我们的保护装置。
最明显的就是数字化站看不到交流插件了。
间隔层设备即连接过程层（GOOSE、SV）也连接站控层（MMS）。
图中的哈丁端子接入装置电源、开入、开出插件，测控装置一般采用集成商（即后台）厂家。
非集成商厂家的主要工作是调试保护与操作箱，由于对于非集成商的调试比较熟悉，就先从非集成商调试说起。
其中GOOSE板与智能终端进行通讯，SV板与MU装置通讯。
而管理版依然采用电以太网交换机面向后台通讯，调试方法同一般的61850站基本相同。
最后站控层数据交换机将数据送到监控后台与远动进行本地监控也调度远传。
三、开始调试（以南瑞继保为集成商为例）
当我们到了一个数字化变电站，首先要了解的内容：
1、首先确认都有什么装置，包括有多少测控、保护、操作箱，以及相互之间的联系。
2、熟悉现场一次接线图，仔细阅读厂家组屏图纸和设计院提供的图纸，熟悉信号回路和控制回路，尤其是各装置之间的虚端子连线。
像集成商索取整个变电站的SCD模型文件。
3、调试时一定要查看装置中的程序版本是否为研发指定的，这样可以少走很多弯路。
4、调试数字化站需要准备一些调试工具及补丁，详情如下。
调试软件工具的准备：
1、Tools61850工具（需要外置加密狗），间隔层装置调试，goose报文解析和模拟goose报文。
1、JFZＭanager工具，智能操作箱调试。
2、FTP工具，给装置下传文件。
3、PiiLink工具，给间隔层装置goose板下传ini配置文件（基本被CSPC代替，也是检查SV配置的好工具）。
4、CSPC工具，给间隔层装置goose及SV板下传ini配置文件。
5、XMLSpy工具，查看模型文件（推荐2007版，相对来说速度快）。
6、Ethereal工具，截取mms和goose报文用。
（截取mms报文时，将计算机防火墙关闭）
7、GOOSE显示工具，查看goose报文中信息点的状态，也可直观显示模拟量。
8、UltraEdit工具，查看文本文件。
9、UFLA32R工具，CPU板升级。
（目前升级是数字化家常便饭）
10、FlashSta工具，开入开出板、goose板升级。
11、CSI200Emanage测控配置工具（测控，咱们做集成商采用）。
12、JFZ600ConfigManage智能终端配置工具（配置操作箱IP、压板等信息）。
13、CSC2000V2监控系统，IEC61850配置工具是CSC2000V2监控系统的一部分（使用前请打补丁）。
有些同事经常问：
调试该用什么工具，你用的工具图标都是什么样子的，上面是一些调试工具的图标，并不全都是常用工具，供大家参考。
调试硬件工具的准备：
1、以太网线。
2、CSC187G光电转换器。
（公司生产，必须自提）
3、SC-ST、SC-SC光纤跳线。
4、CPU升级线，开入开出板升级线。
5、根据集成厂家的vlan图连接各装置之间、与交换机之间的的goose及Smv跳线.完整的网络如下图所示：
2.0调试前需要确认及升级的程序及方法：
1、操作箱：
使用FlashSta（M16C）升级（开出升级大家都会用，不再图示说明）
跳线在PROM位置。
操作箱目前需要升级的主要为开出3板与开出4板。
需要注意的是我们说的开出3、4板是在装置后背板的位置。
从装置前面看应该标为开出2板和开出1板。
开出3（DOB）：
版本为JDOBV101_D9C6.或者更新的版本
开出4（DOD）程序：
版本为JDODV200J_6C2D.或者更新的版本
2、保护装置程序：
2.1.5200程序
保护装置goose板升级使用M16C固化器，跳线在监视位置，连接SV板前面的串口。
打开“用16C固化5200.ht”，然后点击传送-发送文件。
点击浏览导入需要升级的程序。
最后点击发送。
点击完毕发送后，然后再按goose板S1复归按钮。
超级终端才会开始传输5200程序，
2.2保护程序升级：
由于每个现场的保护程序不一定全部一样，特别现在还在完善过程中，保护会经常升级。
现在很多数字化站的保护板与SV板是集成在一起的，SV板子右侧的附属小板就是保护板。
（GOOSE和SV是否合一。
目前各个方式都存在，GOOSE和SV合一方式（共插件、共接口），GOOSE和SV分开（不同的插件）；目前国网的标准是分开配置，但是各个省局或者是某些实验项目并不一定完全按照国网来配置。
升级工具依然使用UFLA32R升级。
方法不变。
2.352259程序升级
使用NetFlash升级，连接在装置后连接SV光口，每对通讯光口都要连接升级。
在选择网卡选项选择网卡，板卡类型默认蒋家南，点击连接，连接成功后“固化”会变成可选状态，点击固化选择相应程序即可。
2.4保护GOOSE板升级（没有升级工具，还未升过，后续探讨）
保护goose板升级时需要升级bootloader和goose程序，点击
，选择.mot升级用程序，点击
，再次按goose板S1复归按钮。
（注：
先升级bootloader再升级goose）
3.1.SCD模型文件的导出（电脑内存1G以上）
3.1.1SCD文件的导出文件共有cid文件、ini文件、cfg文件三种。
间隔层装置A1访问点对应的文件是和站控层设备通讯用的模型文件，A2访问点对应的文件是和过程层装置通讯用的模型文件，智能终端4（A1-A4）个访问点对应的文件都是和间隔层装置通讯用的模型文件。
保护、测控装置master板需要ftp上传*A1.cid（注：
*号为自命名）文件，goose板需要cspc下传*A2.ini文件；过程层智能终端主goose插件需要ftp上传*G1.cid文件和*G1文件夹下的cfg文件，从goose1板插件需要ftp上传对应的*G2.cid文件和*G2文件夹下的cfg文件……以此类推。
2.1.2打开V2配置工具，开始导出SCD文件，点击工程-打开工程-选择需加载的SCD文件。
2.1.3虚端子配置
点击-帮助-虚端子配置-goose，弹出下列图表
虚端子配置一般是集成商完成，但是难免会出错误，导出模型时若有问题，例如：
个别信号无返回，可以打开虚端子配置检查相应虚端子是否配置进去或者订阅错误。
检查配置时，注意图中红色标注部分，通过配置项、配置数据描述、与发布方的所属数据集内容是否一致。
若需修改，点击左下角“X”可以删除相应虚端子，订阅虚端子用鼠标点击右侧发布方相应遥控信息拖拽至左侧虚端子列表即可。
值得注意的是咱们发布数据时，会提示单位置处理、双位置处理。
选择单位置处理时，会提示选择“按合位置处理”、“按分位置处理”。
但是南瑞继保的配置工具没有此功能，默认“按合位置”处理。
配置时需要注意保持一致。
导出虚端子配置（CID、CFG、ini文件）
点击-帮助-导出虚端子配置.弹出以下菜单
导出虚端子配置是生成保护、测控、操作箱的CID模型、CFG、配置文件的重要一步，选中需要导出配置的装置号（点击
，会弹出真、假选项，选真即确定）。
然后点击右下角确认键。
V2系统默认的保存文件夹为\csc2100_home\project\61850cfg.保存时建议新建一个文件夹。
点击保存后，耐心等待。
操作箱保护装置
2.1.5配置文件简介
1、操作箱：
导出的操作箱虚端子配置如上图，其中文件夹内为sys_go_*.cfg文件（*为自命名）；*_sv.ini为SV配置文件；目前SV配置V2系统还不能自动生成。
暂不可用。
*A1.cid为操作箱模型文件；ini文件为装置订阅的GoosePub、GooseSub信息，操作箱中不需要配置此文件，但是可以用来检查虚端子配置是否正确。
2、保护装置：
*_sv.ini为SV配置文件；目前SV配置V2系统还不能自动生成。
暂不可用。
目前有专门的配置文件模板，需手动修改。
*A1.cid为保护装置的模型文件。
Txt文本都是模板生成的辅文件，不需要关注。
sys_go_*.cfg目前也不需要配置，只需要配置*A2.ini即可。
保护、操作箱装置调试及配置导入：
操作箱调试（版本2.00J.2011.03.02）
JFZManager智能终端调试工具的使用，
JFZmanege配置工具。
同测控配置工具，一般出厂时，JFZ600装置的模板都已经设置完毕，
将智能终端主goose板电以太网口和计算机网口连接，智能终端电以太网端口的IP地址固定为192.168.10.1，计算机网卡的IP地址必须设置为192.168.10.101。
打开JFZManager调试工具，【鼠标右键】->添加装置，输入装置名称和IP地址。
【鼠标右键】->【连接】。
连接成功后会在右下角提示信息里会报：
通讯恢复正常。
（如上图）
点击JFZ600F下拉菜单，共有上送信、设置、运行值、报告、定制、调试、帮助、设置CPU、IP地址、通道改正、通道全调、复归12个选项。
①上送信息：
1、事件：
主要记录开出板子端子收回，开出传动等动作信息
2、告警：
主要记录装置异常告警、通讯状态，并可在参数中定位故障位置。
3、运行信息：
主要记录压板投退等信息。
②设置
1、整定时间：
可以读取装置事件，并手动授予装置事件。
2、压板投退：
在此界面可以选择装置投退，检修压板和其他压板投入与退出。
这里必须要进行设置，选用JFZ600F与JFZ600R时，必须正确选择相应的压板。
JFZ600S同JFZ600F。
③运行值：
1、开入值：
读取开入位置信息
2、操作板遥信：
读取操作板遥信状态
3、模拟量：
可以看到直流板子的温度等数值。
4、GOOSE通讯状态：
（如下图）
GOOSE板号选项中，1为管理插件（主goose插件），2、3、4对应从goose插件1、2、3，选取要查看的GOOSE板网口。
右侧显示区为装置通讯信息，可以用来判断装置通讯质量。
在保护装置的运行工况中，也可以看到本装置GOOSE与SV的通讯状态，菜单与调试软件相同。
5、变压器档位：
可以读取变压器档位，担必须在实际接入状态。
④报告：
（根据目录索引查询相应报告，以录播报告为例）
1、录播报告
2、操作记录
3、SOE报文
4、录播报告
⑤定值
1、测控定值：
设置调压控制字、开入SOE、开入长延时等信息，需要注意的是，当使用单体智能终端JFZ600S的时候需要再调压控制字里选定单项操作方式，读取定值-双击-调压控制字，即可跳出相应菜单，勾选图示区域。
2、保护定值：
设置非全相控制字，非电量控制字等。
⑥调试：
可以对智能终端做开出传动，例如：
50为智能终端三跳代码，输入后执行可以实现装置三调，面板上会点灯提示，开入收回即恢复原位置。
⑦帮助：
1、版本号：
点击进入可以查看面板、开入、开出、直流、GOOSE板版本信息。
2、读取温度，读取装置当前运行环境温度，由于光功率模块发热很大，一般50°以上。
⑧设置CPU：
根据操作箱的实际情况设置开入、开入、直流、GOOSE板的数量。
⑨IP地址：
此处需要进行设置。
现场调试时需要修改主goose板ip地址（注：
：
2.00J.2010.07版ip地址显示与实际位置是相反的，每个插件修改一个ip地址，对应插件就会重启，完了才能修改另外一个ip地址）。
小窍门：
设置装置IP的时候，先修改GOOSE1板A口、然后GOOSE2板A口、GOOSE3板A口，当A口全部都设置完毕后，GOOSE1板已经重启完毕，然后再依次设置从GOOSE1板的B口开始设置，最后再设置主GOOSE板，
关于装置地址修改：
（研发说）由于IP地址和MAC地址还有一定的联系的，装置IP与装置MAC地址需要保持一致，比如MAC地址为01.0C.22.10.16，IP地址就为192.168.16.22（取MAC地址后两位转换10进制）。
⑩通道校正：
调整直流板零漂、刻度，厂内以校正，若没有问题，不需要更改。
⑾通道全调：
厂内以校正，若没有问题，不需要更改。
⑿复归：
同装置复归按钮。
2.3配置下传
给装置下传文件时，将datamapout1.cfg文件删除，如果文件没有问题的话，装置重启之后会重新生成datamapout1.cfg文件，如果没有生成，说明配置文件有问题，需检查配置文件。
下传完文件，将装置断电重启后，如果装置网口ping不通，telnet无法登录，进入装置【出厂设置】->【装置选项】，将以太网1采用61850规约、以太网2采用61850规约打“×”，重新将装置断电重启，装置运行正常后，重新下传正确的配置文件，并将以太网1采用61850规约、以太网2采用61850规约打“√”，再次断电重启。
2.3.1操作箱配置下传
打开从V2配置工具导出的配置文件。
操作箱GOOSE板中包含的文件分别为govxworks.z（主GOOSE镜像）、slvvxworks.z（从GOOSE镜像）、sys_go_*.cfg、*A1.cid、logcfg.xml、osicfg.xml、sys.cfg、dataoutput1。
其中logcfg.xml、osicfg.xml、sys.cfg公共文件。
dataoutput1.cfg为程序自动生成、主要模型文件全部解析出来，在装置运行时映射到内存当中，执行相应操作。
通过判断其大小、修改日期、可以判断是否可用。
sys.cfg文件为公用配置文件，目前只有此文件需要手动修改，当集成商通讯网络为B类地址时，需要修改GateWay，满足其通讯要求。
智能终端从goose插件和实际goose插件的跳线相对应，即跳线为1的goose插件为从goose插件1，跳线为2的goose插件为从goose插件2，跳线为3的goose插件为从goose插件3。
从goose插件1、从goose插件2、从goose插件3可下传A2、A3、A4访问点对应的配置文件，也可下传A4、A3、A2访问点对应的配置文件，只要对应装置的直跳光纤跳线连接正确即可。
[GateWay]（四方默认为A类子网掩码，遇到B类网址需修改）
IP1GateWay=255.255.0.0
IP2GateWay=255.255.0.0
IP3GateWay=255.255.0.0
[sntp]（无需更改设置）
IP1=192.168.1.100
IP2=192.168.2.100
[TIME]（时区、默认8）
ZONE=8
[REPORT]（）
MODE=0
[GOOSE]（GOOSE端口号，需要根据实际报警端口设置）
PortNum=1
关于PortNum的解释：
PortNum默认为2，表示GOOSE告警的端口报文个数
>GoComWarnNum默认为1，表示每个告警逻辑的端口个数
>
>PortNum=1
>GoComWarnNum=2
>表示只有“A口通信中断”报文，任何一个端口收到GOOSE报文均不报通信中断。
>
>PortNum=2
>GoComWarnNum=2
>表示有“A口通信中断”和“B口通信中断”报文，任何一个端口收到GOOSE报文均不报通信中断。
和上种方式的区别在于一次报2条报文，同时报出来。
>
>PortNum=1
>GoComWarnNum=1
>表示只有“A口通信中断”报文，只有A口收到GOOSE报文才不报通信中断，此方式一般不用。
>
>Port
升级会员 