摘要：电网变电站内的智能电子终端设备不断更新，面对众多采用CDT规约的传统IED设备和采用GOOSE通讯的智能电子终端设备，如果想更好的让它们为电网运行服务，必须了解这些设备的工作原理、报文传输及其信息交换的协议。了解了IED设备发展历史及其设计理念，就能够与实践应用相结合，把好IED设备的选型关、验收关，为设备的运行维护打下基础。进而更好的使用这些先进设备和应用技术为电力生产服务。
关键词：智能电子终端设备；CDT规约；GOOSE通讯；应用技术
1导言
计算机通讯技术的发展，对变电站自动化技术带来的深刻变革。变电站自动化从常规远动站，发展为综合自动化变电站，又发展为数字化变电站和智能变电站。目前我国在建的变电站基本上均采用了智能化变电站的典型设计。由于历史的原因，国内大量的综合自动化变电站内的智能电子终端设备依然在使用，主要包括：小电流接地装置、故障录波、智能电量采集系统等。这些智能电子终端设备作为变电二次设备不可或缺的组成部分，为主设备的运行起到重要辅助作用。面对绝大多数的智能电子终端设备依靠串口设备和CDT规约与远动工作站通信的现状。依然要学习传统的技术以维护这些设备，否则一旦这些设备出现问题，不仅会影响调度值班人员的判断，甚至会直接影响站内设备运行安全。与此同时变电站内保护和自动化一体化、智能化的趋势，也要求必须学习新IED智能电子终端设备的应用技术。
2 智能电子终端设备
2.1智能电子终端设备可以理解成数字式的继电保护设备并带有测控功能：智能电子终端设备是在合并单元上发展起来的，具有辅助及控制能力的设备。合并单元就是将电压互感器及电流互感器输出的模拟数据转换成数字数据，便于微型计算机处理。
2.2智能电子终端设备功能要求：
2.2.1智能电子终端设备具有开关量（DI）和模拟量（AI）采集功能，输入量点数一般DI不少于16路，AI不少于4路，且应能根据需要扩充和配置；开关量输入宜采用强电（110DC或220DC）方式采集；模拟量输入应能接收4～20mA电流量和0～5V电压量。
2.2.2智能电子终端设备具有开关量（DO）输出功能，输出量点数可根据需要灵活扩充和配置；继电器输出接点容量应满足节点遮断容量的需要，以保证下级设备的可靠动作。
2.2.3智能电子终端设备根据用途可以配置断路器、电动刀闸等设备控制功能，并根据需要选择控制方式（直接或间接控制）。
2.2.4智能电子终端设备应具有信息转换和通信功能。早期的IED设备支持传统的CDT规约；新生产的IED设备以GOOSE方式实现对一次设备的实时控制功能。
2.2.5智能电子终端设备应有完善的闭锁功能、告警功能、事件记录功能、自诊断功能，包括电源中断、通信异常、GOOSE断链、装置内部异常等信号；其中重要的装置异常及直流消失信号在装置面板上应有LED显示屏或指示灯。
智能电子终端设备功能要求不限于所列举的内容，还包括：具备时钟同步功能；状态监测信息采集功能等。且都应可以根据实际需要进行选择和配置。
3 CDT规约
3.1 CDT规约：电力应用比较老的规约之一，常用新部颁CDT规约，应用依然十分广泛。主因是旧有设备还没有完成改造。该协议标准规定了电网数据采集与监控系统的功能、帧结构、信息字结构和传输规则等。。
3.2 CDT的优缺点。实时性好，采用循环上送方式，事件信息可及时上送给上级设备；缺点是浪费大量的通讯资源。
3.3关于CDT规约最值得注意的是：
同步字按通道传送顺序分为3组EB90H，即1110、1011、1001、0000，……。为保证通道中的传送顺序，写入串行口的同步字排列格式反向传送，因此往往数据位会出现3组09D7H，即0000、1001、1101、0111，……。这是新接触该通讯协议的工作人员应该关注重要内容，不要因此而将正确的通讯报文误诊断为错误报文。
此外本规约采用CRC校验，控制字和信息字都是（n，k）=（48，40）码组。生成多项式为G（X）=X8+X2+X+1，陪集码为FFH。按发码规则的顺序以G（X）模2除前5个字节，生成余式R（X），以R（X）作为校验码。该套编码最大限度的保证了报文接收的一致性。
3.4CDT的帧结构如图1所示。
每帧都以同步字开头，并有控制字，除少数帧外均应有信息字。信息字的数量依实际需要设定，帧长度可变。
鉴于CDT规约比较简单，并且在智能电子终端设备应用中多少情况下只使用了其遥测，遥信，控制功能。甚至有些智能电子终端设备仅使用了遥信功能。这里对规约的具体内容就不再赘述。
4 GOOSE通讯
4.1 GOOSE通讯是面向通用对象的变电站事件。它是IEC61850协议组中一种快速报文传输机制，用于传输变电站内IED设备之间重要的实时性信号。GOOSE采用网络代替了常规变电站装置之间点对点接线通信方式，简化了变电站组网结构，节省了电缆接线。
4.2报文格式
GOOSE报文在网络上传输时采用的是OSI模型，但只用到OSI网络模型七层中的四层，应用层、表示层、数据链路层和物理层，传输层和网络层为空。应用层定义协议数据单元PDU，经过表示层编码后，不采用TCP/IP协议，而是直接映射到数据链路层和物理层。这种映射方式的目的是避免通信堆栈造成传输延时，从而保证报文传输、处理的快速性。
4.3 GOOSE通讯的物理组网方式主要有3种。
4.3.1 GOOSE独立组网。基于信息对实时性以及可靠性的要求采用独立组网，IED装置具备独立的GOOSE通信口。优点在于：内部网络之间基于物理隔离，避免了与不同优先级数据的同网传输。某一网络故障不会影响到另一网络的运行。
4.3.2 GOOSE与站控层共用网络方式。由于基于MMS的站控层报文占用的带宽远大于GOOSE报文所占带宽。支持IEEE802．1P协议的交换机应用，保证GOOSE报文的优先传送是其前提。
4.3.3智能化变电站内共用网络方式。过程层网络与变电站层网络合并，站内所有报文采用IEC61850-9-2标准。优点：间隔层设备配置单个通信口就能完成信息的交换，降低了自动化网络成本。
现在的智能变电站均通过GOOSE通讯实现保护之间信息交换和监控间隔联闭锁功能，彻底将自动化与保护系统联系在一起，共享站内信息。
5 结论
变电站中应用智能电子终端设备带来易安装、易使用、更可靠等好处的同时，也带来不易掌握和深入维护的新难题。为了更好的利用新技术、新设备、新成果，需要回头学习旧知识。通过深入对比分析IED设备的原理、物理特征和通讯特征，做到虽然设备速度更快，存储量更大，网络结构不同，通信方式变成网络通信方式了。但只要把旧知识和新知识、老经验和新经验相结合、认真对比就能够找到规律。希望能够起到抛砖引玉的作用，为共同提高智能电子终端设备的应用水平而不断努力。
参考文献：
[1] 《基于智能IED数字化变电站的关键技术及以太网信息安全技术研究》郭远波，刘小群2010-06
[2]《数字化变电站的GOOSE网络划分》崔文广 农村电气化杂志，2009年第6期：37
[3] GOOSE 报文过滤方法研究 ．中国知网[引用日期2016-04-16]
作者简介：
陈思旭（1993.7-）男，天津市人，国网天津蓟州公司调控中心 专业：自动化运维
任侠 （1971.7-） 男，天津蓟州人，国网天津蓟州公司调控中心 专业：自动化技术管理
论文作者:陈思旭1,任侠2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/19
标签：终端设备论文; 变电站论文; 智能论文; 报文论文; 规约论文; 设备论文; 电子论文; 《电力设备》2017年第8期论文;