數字化變電站繼電保護的GOOSE網絡方案

程勁松

摘要：文章以數字化變電站為研究背景，分析了繼電保護的GOOSE網絡方案選取，并對相關的網絡方案進行了簡要概述，以期能夠對后期工作的展開提供有利信息。

關鍵詞：數字化變電站；繼電保護；網絡方案；GOOSE；速動性

中圖分類號：TM764 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）19-0127-02

隨著信息化時代的到來，我國計算機的數字化繼電保護技術被運用到一些行業(yè)當中，而且大多數電力企業(yè)爭相效法，能夠采用先進的計算機信息處理系統(tǒng)，對電力設施的操作實施數字化技術任務。在通信技術、計算機技術迅速發(fā)展的大背景下，很多電力企業(yè)都非常關注整合數字化通訊技術。GOOSE網絡方案在變電站繼電保護的引領下，實施了自動化和規(guī)模化的改造工程，使得繼電器防護設備被普遍地使用到變電站的繼電保護操作當中，較快地促進了數字化變電站的發(fā)展壯大。本文旨在探討在繼電保護的需求上展開GOOSE網絡方案的運行機制。

1 繼電保護中GOOSE網絡方案分析

電力系統(tǒng)在機電保護狀態(tài)中首先應達到四個最基本的要求，可靠性、選擇性、靈敏性和速動性。GOOSE網絡方案給予繼電保護狀態(tài)應相應具有可靠性和速動性。繼電保護時對GOOSE報文輸送信息的時間會相應增長，因此，運用GOOSE后，通過繼電保護網絡能夠有效保證該段時間內信息保持一定的穩(wěn)定性。

1.1 GOOSE網絡實施的可靠性分析

對GOOSE網絡實施可靠性分析是很有必要的。大家知道G00SE的防護體系比常規(guī)的繼電保護更具有穩(wěn)定性。而且網絡構造也大體分為三個種類，包括星形、總線形和環(huán)形。我們知道總線形構造的布線配置很簡單，把多臺交換機以串聯的形式連接起來就行了。按照此種結構方式實施布線，如果總線聯接發(fā)生了故障，則會影響到兩旁的通信交流效果，最終造成通信中斷的現象。因此，實施總線構造，它的安全性是缺乏的。拿環(huán)形結構來講，在線路的布置上用一個邏輯點為節(jié)點。此邏輯點在別的鏈路斷裂時，能夠完成自動化復合。其環(huán)形結構規(guī)劃的優(yōu)點就在于它出現了一定的愈合時間，說明了環(huán)型構造的網絡系統(tǒng)使用比較快捷，但前提是必須使雙網同時運作。

1.2 對GOOSE網絡實施速動性分析

在網絡信息輸送中，其延時性信息穩(wěn)定的保持需要有以下幾部分組成。首先，交換機中存儲轉發(fā)過程延時，一臺交換機的存儲延時需要幀長除以傳輸速率，以達到存儲延時的效果。其次，光纜在運輸中應當延時。在信息輸送延時中，需要多種機制的合作運行才能達到信息運輸中的穩(wěn)定性。GOOSE網絡速動性應當與報文發(fā)送與接收之間相連裝置的處理功能和方式有關。在信息輸送延時中，由于GOOSE接收大量的報文信息導致網端信息量的溢出或者信息丟失。因此，在信息保護裝置中必須考慮最大傳輸的數量進行輸送。同時，在信息輸送保護中，母線應及時接收信息輸送中丟失的靈動信號，必要時還應采用合理的虛擬網域（VLAN）和多播地址對信息進行過濾，防止其他GOOSE多播報文對網端造成

影響。

2 GOOSE網絡方案的分析

根據上述繼電保護GOOSE網絡方案相關信息的分析，綜合考慮GOOSE網絡方案中各種要求的分析。按照整個系統(tǒng)繼電保護配置特點與一次性引線方式科學安排繼電保護GOOSE網絡系統(tǒng)的方法，對GOOSE網絡方案的接線方式進行如下集中操作方式。

2.1 3/2線路接線方案下的GOOSE網絡方案分析

我國對500kV變電站的接線形式多采用3/2的接線形式，同時對繼電保護裝置實行雙重化配置方式。3/2的接線形式并非星形的接線方式，在電線的中間階段會出現中斷路由器和電線兩側之間冗余的配置裝置。由此看來，中斷兩側信息的輸送與兩側之間的配置都有聯系。3/2的接線結構與雙母線結構模式相類似，以間隔雙重化模式將兩側之間的配置相互隔開。同時，利用智能開關對兩側信息的輸送進行保護，保持與上一次的輸送結構相同。但是，在3/2接線模式中，應注意路由器與智能開關信息之間信號的聯系，并及時中斷路由器和路由器兩側之間信號的連接，能夠有效避免GOOSE網絡方案在報文中出現混亂，提高交換機系統(tǒng)的可靠性。從整個GOOSE網絡工作原理的角度來看，整個變電站的雙母線結構在信息運輸中主要是保證信號輸送的準確率，并確保信息輸送中的穩(wěn)定性。

2.2 220kV雙母線接線形式下的GOOSE網絡方案分析

圖1 220kV雙母線接線中一套保護的GOOSE網絡方案

在220kV變電站的接線中，我國多采用雙母線的接線形式。雙母線的接線形式能夠做到繼電保護的雙重裝置。冗余的信息經過繼電保護裝置和雙重化的機制及時對GOOSE網絡方案進行操作。為了保證GOOSE網絡方案設計的安全性，在交換機的出線、母線和主線裝置中應將其分開配置。交換機的雙重化間隔機制應在雙套線中，而母線應配置在母線的保護屏上。從接線的模式中可以看出，主交換間隔與出線之間并沒有進行相應的信息交換。只有在與母線相接的間隔中才有信號的聯系。母線的保護機制與間隔的保護機制之間具有智能化的信號連接，一般只需經過2級的交換機就可以進行操作。在信號相互連接過程中，信號的連接在該網絡方案中也具有重要的聯系作用。母線的交換間隔被VLAN劃分開，使得在GOOSE報文中減少了延時的排隊時間。只有進行簡單的安全檢測才能進行很好的信息輸送。220kV雙母線接線的GOOSE網絡方案見圖1。

按繼電保護狀態(tài)的信號連接與550kV的接線方式具有不同之處。220kV雙母線的信號連接方式見表1：

表1 220kV線路間隔的典型信號聯系

3 結語

繼電防護系統(tǒng)應用GOOSE網絡化輸送方案是一項嶄新的技術改進，綜合分析繼電防護GOOSE網絡的特征與需求，科學合理實施網絡辦法。科學的方案不只表現在硬件系統(tǒng)上，也包括了優(yōu)先級、交換機、播報文系統(tǒng)過濾等工程的科學配置。按照要求完成一次性接線措施與繼電防護處置特點科學規(guī)劃繼電防護GOOSE網絡項目是可行的。

參考文獻

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