數(shù)字化變電站繼電保護(hù)的GOOSE網(wǎng)絡(luò)方案

程勁松

摘要：文章以數(shù)字化變電站為研究背景，分析了繼電保護(hù)的GOOSE網(wǎng)絡(luò)方案選取，并對(duì)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)方案進(jìn)行了簡(jiǎn)要概述，以期能夠?qū)笃诠ぷ鞯恼归_提供有利信息。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化變電站；繼電保護(hù)；網(wǎng)絡(luò)方案；GOOSE；速動(dòng)性

中圖分類號(hào)：TM764 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）19-0127-02

隨著信息化時(shí)代的到來，我國計(jì)算機(jī)的數(shù)字化繼電保護(hù)技術(shù)被運(yùn)用到一些行業(yè)當(dāng)中，而且大多數(shù)電力企業(yè)爭(zhēng)相效法，能夠采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)，對(duì)電力設(shè)施的操作實(shí)施數(shù)字化技術(shù)任務(wù)。在通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展的大背景下，很多電力企業(yè)都非常關(guān)注整合數(shù)字化通訊技術(shù)。GOOSE網(wǎng)絡(luò)方案在變電站繼電保護(hù)的引領(lǐng)下，實(shí)施了自動(dòng)化和規(guī)?；母脑旃こ?，使得繼電器防護(hù)設(shè)備被普遍地使用到變電站的繼電保護(hù)操作當(dāng)中，較快地促進(jìn)了數(shù)字化變電站的發(fā)展壯大。本文旨在探討在繼電保護(hù)的需求上展開GOOSE網(wǎng)絡(luò)方案的運(yùn)行機(jī)制。

1 繼電保護(hù)中GOOSE網(wǎng)絡(luò)方案分析

電力系統(tǒng)在機(jī)電保護(hù)狀態(tài)中首先應(yīng)達(dá)到四個(gè)最基本的要求，可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性。GOOSE網(wǎng)絡(luò)方案給予繼電保護(hù)狀態(tài)應(yīng)相應(yīng)具有可靠性和速動(dòng)性。繼電保護(hù)時(shí)對(duì)GOOSE報(bào)文輸送信息的時(shí)間會(huì)相應(yīng)增長，因此，運(yùn)用GOOSE后，通過繼電保護(hù)網(wǎng)絡(luò)能夠有效保證該段時(shí)間內(nèi)信息保持一定的穩(wěn)定性。

1.1 GOOSE網(wǎng)絡(luò)實(shí)施的可靠性分析

對(duì)GOOSE網(wǎng)絡(luò)實(shí)施可靠性分析是很有必要的。大家知道G00SE的防護(hù)體系比常規(guī)的繼電保護(hù)更具有穩(wěn)定性。而且網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造也大體分為三個(gè)種類，包括星形、總線形和環(huán)形。我們知道總線形構(gòu)造的布線配置很簡(jiǎn)單，把多臺(tái)交換機(jī)以串聯(lián)的形式連接起來就行了。按照此種結(jié)構(gòu)方式實(shí)施布線，如果總線聯(lián)接發(fā)生了故障，則會(huì)影響到兩旁的通信交流效果，最終造成通信中斷的現(xiàn)象。因此，實(shí)施總線構(gòu)造，它的安全性是缺乏的。拿環(huán)形結(jié)構(gòu)來講，在線路的布置上用一個(gè)邏輯點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)。此邏輯點(diǎn)在別的鏈路斷裂時(shí)，能夠完成自動(dòng)化復(fù)合。其環(huán)形結(jié)構(gòu)規(guī)劃的優(yōu)點(diǎn)就在于它出現(xiàn)了一定的愈合時(shí)間，說明了環(huán)型構(gòu)造的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)使用比較快捷，但前提是必須使雙網(wǎng)同時(shí)運(yùn)作。

1.2 對(duì)GOOSE網(wǎng)絡(luò)實(shí)施速動(dòng)性分析

在網(wǎng)絡(luò)信息輸送中，其延時(shí)性信息穩(wěn)定的保持需要有以下幾部分組成。首先，交換機(jī)中存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)過程延時(shí)，一臺(tái)交換機(jī)的存儲(chǔ)延時(shí)需要幀長除以傳輸速率，以達(dá)到存儲(chǔ)延時(shí)的效果。其次，光纜在運(yùn)輸中應(yīng)當(dāng)延時(shí)。在信息輸送延時(shí)中，需要多種機(jī)制的合作運(yùn)行才能達(dá)到信息運(yùn)輸中的穩(wěn)定性。GOOSE網(wǎng)絡(luò)速動(dòng)性應(yīng)當(dāng)與報(bào)文發(fā)送與接收之間相連裝置的處理功能和方式有關(guān)。在信息輸送延時(shí)中，由于GOOSE接收大量的報(bào)文信息導(dǎo)致網(wǎng)端信息量的溢出或者信息丟失。因此，在信息保護(hù)裝置中必須考慮最大傳輸?shù)臄?shù)量進(jìn)行輸送。同時(shí)，在信息輸送保護(hù)中，母線應(yīng)及時(shí)接收信息輸送中丟失的靈動(dòng)信號(hào)，必要時(shí)還應(yīng)采用合理的虛擬網(wǎng)域（VLAN）和多播地址對(duì)信息進(jìn)行過濾，防止其他GOOSE多播報(bào)文對(duì)網(wǎng)端造成

影響。

2 GOOSE網(wǎng)絡(luò)方案的分析

根據(jù)上述繼電保護(hù)GOOSE網(wǎng)絡(luò)方案相關(guān)信息的分析，綜合考慮GOOSE網(wǎng)絡(luò)方案中各種要求的分析。按照整個(gè)系統(tǒng)繼電保護(hù)配置特點(diǎn)與一次性引線方式科學(xué)安排繼電保護(hù)GOOSE網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的方法，對(duì)GOOSE網(wǎng)絡(luò)方案的接線方式進(jìn)行如下集中操作方式。

2.1 3/2線路接線方案下的GOOSE網(wǎng)絡(luò)方案分析

我國對(duì)500kV變電站的接線形式多采用3/2的接線形式，同時(shí)對(duì)繼電保護(hù)裝置實(shí)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(huì)出現(xiàn)中斷路由器和電線兩側(cè)之間冗余的配置裝置。由此看來，中斷兩側(cè)信息的輸送與兩側(cè)之間的配置都有聯(lián)系。3/2的接線結(jié)構(gòu)與雙母線結(jié)構(gòu)模式相類似，以間隔雙重化模式將兩側(cè)之間的配置相互隔開。同時(shí)，利用智能開關(guān)對(duì)兩側(cè)信息的輸送進(jìn)行保護(hù)，保持與上一次的輸送結(jié)構(gòu)相同。但是，在3/2接線模式中，應(yīng)注意路由器與智能開關(guān)信息之間信號(hào)的聯(lián)系，并及時(shí)中斷路由器和路由器兩側(cè)之間信號(hào)的連接，能夠有效避免GOOSE網(wǎng)絡(luò)方案在報(bào)文中出現(xiàn)混亂，提高交換機(jī)系統(tǒng)的可靠性。從整個(gè)GOOSE網(wǎng)絡(luò)工作原理的角度來看，整個(gè)變電站的雙母線結(jié)構(gòu)在信息運(yùn)輸中主要是保證信號(hào)輸送的準(zhǔn)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(wǎng)絡(luò)方案分析

圖1 220kV雙母線接線中一套保護(hù)的GOOSE網(wǎng)絡(luò)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(hù)的雙重裝置。冗余的信息經(jīng)過繼電保護(hù)裝置和雙重化的機(jī)制及時(shí)對(duì)GOOSE網(wǎng)絡(luò)方案進(jìn)行操作。為了保證GOOSE網(wǎng)絡(luò)方案設(shè)計(jì)的安全性，在交換機(jī)的出線、母線和主線裝置中應(yīng)將其分開配置。交換機(jī)的雙重化間隔機(jī)制應(yīng)在雙套線中，而母線應(yīng)配置在母線的保護(hù)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(jìn)行相應(yīng)的信息交換。只有在與母線相接的間隔中才有信號(hào)的聯(lián)系。母線的保護(hù)機(jī)制與間隔的保護(hù)機(jī)制之間具有智能化的信號(hào)連接，一般只需經(jīng)過2級(jí)的交換機(jī)就可以進(jìn)行操作。在信號(hào)相互連接過程中，信號(hào)的連接在該網(wǎng)絡(luò)方案中也具有重要的聯(lián)系作用。母線的交換間隔被VLAN劃分開，使得在GOOSE報(bào)文中減少了延時(shí)的排隊(duì)時(shí)間。只有進(jìn)行簡(jiǎn)單的安全檢測(cè)才能進(jìn)行很好的信息輸送。220kV雙母線接線的GOOSE網(wǎng)絡(luò)方案見圖1。

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

表1 220kV線路間隔的典型信號(hào)聯(lián)系

3 結(jié)語

繼電防護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用GOOSE網(wǎng)絡(luò)化輸送方案是一項(xiàng)嶄新的技術(shù)改進(jìn)，綜合分析繼電防護(hù)GOOSE網(wǎng)絡(luò)的特征與需求，科學(xué)合理實(shí)施網(wǎng)絡(luò)辦法。科學(xué)的方案不只表現(xiàn)在硬件系統(tǒng)上，也包括了優(yōu)先級(jí)、交換機(jī)、播報(bào)文系統(tǒng)過濾等工程的科學(xué)配置。按照要求完成一次性接線措施與繼電防護(hù)處置特點(diǎn)科學(xué)規(guī)劃繼電防護(hù)GOOSE網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目是可行的。

參考文獻(xiàn)

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