智能變電站GOOSE出口回路雙重化安全措施分析

張熙剛

【摘 要】本文分析了典型的智能變電站的GOOSE回路的隔離措施，包括檢修硬壓板、GOOSE發(fā)送軟壓板和接收軟壓板、光纖、跳閘壓板四種不同措施，對四種措施的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析。提出了GOOSE出口回路雙重化安全措施的原則以及常規(guī)的雙重化安全措施。

【關(guān)鍵詞】智能變電站；GOOSE出口回路；安全措施

0 引言

基于IEC61850的智能變電站是未來電力系統(tǒng)的主流，智能變電站的二次回路部分跟傳統(tǒng)變電站有著較大區(qū)別，信息網(wǎng)絡(luò)化是其主要特征，其中GOOSE直采直跳回路是智能變電站中繼電保護(hù)跳閘方式[1]。所謂GOOSE直采直跳是指通過智能終端采集到的電壓電流信息直接以GOOSE報文“點(diǎn)對點(diǎn)”傳輸給保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能的快速動作。在對二次回路進(jìn)行隔離時，GOOSE出口回路可以有多種隔離措施，這些隔離措施相比傳統(tǒng)變電站有著明顯不同，因此有必要對智能變電站的GOOSE出口回路安全措施進(jìn)行分析。

1 智能變電站的GOOSE回路隔離措施

典型的智能變電站均是基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，由站控層、間隔層與過程層三層通過站控層網(wǎng)絡(luò)與過程層網(wǎng)絡(luò)連接形成[2]，其中站控層網(wǎng)絡(luò)是站控層與間隔層之間進(jìn)行信息交換的網(wǎng)絡(luò)，對間隔層各種裝置的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷，輸出保護(hù)跳閘、閉鎖等邏輯信號，實(shí)現(xiàn)全站的保護(hù)控制功能。過程層網(wǎng)絡(luò)是智能終端、合并單元采集到的數(shù)據(jù)與間隔層設(shè)備之間交互的網(wǎng)絡(luò)。智能變電站帶來的主要特征是數(shù)據(jù)采集智能化、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊化、系統(tǒng)分層分布化、系統(tǒng)模型標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)模型標(biāo)準(zhǔn)化、信息應(yīng)用集成化、信息交互網(wǎng)絡(luò)化、設(shè)備操作智能化、設(shè)備檢修狀態(tài)化。

典型智能變電站的二次回路主要涉及信息的采樣與保護(hù)跳閘，目前的采樣方式有常規(guī)互感器與電子式互感器采樣，跳閘方式為通過GOOSE回路進(jìn)行直采直跳。保護(hù)采用的GOOSE有效信息條件是，GOOSE接收信息、發(fā)送端和接收端檢修壓板一致、對應(yīng)接收總投入軟壓板投入、對應(yīng)的接收軟壓板投入、對應(yīng)的通信鏈路正常（即一般的失靈、重合閘閉鎖、遠(yuǎn)方跳閘、跳閘開入應(yīng)該置為0），以上各個條件之間是與的關(guān)系，即缺少任一條件保護(hù)均不采用GOOSE信息。

不同于傳統(tǒng)變電站的二次回路以保護(hù)出口壓板、失靈壓板等硬壓板為隔離措施，在智能變電站的繼電保護(hù)檢修過程中，則擁有四種不同的隔離措施[3]：一是，靠智能終端和保護(hù)裝置上的檢修硬壓板，其投入時裝置的GOOSE報文中所有對象的q的Test位在裝置中都會置為true，GOOSE接收裝置將接收的GOOSE報文中的test位與其自身的檢修壓板狀態(tài)比較，兩者一致時信號作為有效進(jìn)行處理或動作；二是，靠保護(hù)裝置本體上的GOOSE發(fā)送軟壓板和接收軟壓板，220kV線路一般有GOOSE跳閘出口、母線差動保護(hù)啟動失靈、智能終端重合閘出口三種發(fā)送軟壓板，軟壓板可以置為1或0，置為1則表示信號的實(shí)際狀態(tài)，為0則保護(hù)始終不動作。智能終端上一般不會有接收軟壓板，而只有母差保護(hù)啟動失靈接收軟壓板，軟壓板的投入信號和開關(guān)量信號是“與”的邏輯，即只有當(dāng)軟壓板投入并有相關(guān)開關(guān)量信號的時候，母差保護(hù)裝置才會接收到實(shí)際的GOOSE報文；三是，靠物理化的隔離措施，智能變電站里不同的控制保護(hù)裝置之間是依靠光纖傳輸信號的，因此依靠插拔光纖接口可直接影響GOOSE數(shù)據(jù)鏈路的完整性，從而可靠地阻斷信號傳輸。四是，依靠傳統(tǒng)的硬壓板來影響開關(guān)跳閘，在智能終端和開關(guān)之間的控制回路中有一個跟傳統(tǒng)變電站保護(hù)類似的硬壓板，這個壓板可以作為一個直觀的電氣斷點(diǎn)，運(yùn)行檢修人員可操作此硬壓板來控制保護(hù)跳閘功能。

2 各種隔離措施的優(yōu)缺點(diǎn)比較

對于以上的四種安全措施，每種各有不同的優(yōu)缺點(diǎn)。就投入檢修壓板來說，其優(yōu)點(diǎn)是僅需投入被檢修設(shè)備的檢修壓板，缺點(diǎn)在于裝置異常時可能會存在失效的風(fēng)險；退出發(fā)送軟壓板的優(yōu)點(diǎn)與投入檢修壓板相同，缺點(diǎn)在于軟件異常時可能仍會發(fā)送GOOSE報文；退出接收軟壓板的優(yōu)點(diǎn)在于可對GOOSE報文可靠隔離，缺點(diǎn)在于需要再運(yùn)行設(shè)備上操作，安全措施較為復(fù)雜且容易漏掉，而且很多智能終端上也并沒有此軟壓板；斷開光纖回路優(yōu)點(diǎn)在于有明顯斷點(diǎn)、可實(shí)現(xiàn)物理上的可靠隔離，此種措施可靠性最高，但是缺點(diǎn)在于多次插拔光纖會造成對接口的造成一定損壞風(fēng)險，運(yùn)行時存在安全風(fēng)險；退出跳閘出口壓板優(yōu)點(diǎn)也是具有明顯電氣斷點(diǎn)。但不足之處在于會影響其它保護(hù)的跳閘功能。

3 GOOSE出口回路雙重化安全措施

跟保護(hù)需要雙重化配置一樣，GOOSE出口回路也要擁有雙重化的安全措施來保證其不誤發(fā)報文事件。GOOSE出口回路雙重化安全措施配置一般要遵循以下原則：1）要具有明顯的電氣斷點(diǎn)，即退出投入檢修狀態(tài)壓板或跳閘出口硬壓板；2）GOOSE回路要設(shè)置兩重或以上的安全措施；3）退出縱聯(lián)保護(hù)的跳閘功能，更改為信號狀態(tài)；4）為保證光纖回路的完整，應(yīng)盡量少插拔光纖接口，從而防止插拔造成的損傷或破壞。根據(jù)以上4個原則，可有兩種常規(guī)的雙重化安全措施：一是，投入檢修狀態(tài)壓板、退出GOOSE發(fā)送軟壓板，此種方式較為方便，所有操作在待檢修設(shè)備上即可全部完成，不需要涉及其他設(shè)備；二是，投入檢修狀態(tài)壓板、退出GOOSE接收軟壓板，這種方式涉及到待檢修設(shè)備和與接收此設(shè)備發(fā)出GOOSE報文的其他設(shè)備，因此操作起來較為麻煩，也并不是所有設(shè)備上都有GOOSE接收軟壓板，可能需要對智能終端進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，不過這也帶來了可靠性的提高。

4 總結(jié)

智能變電站與傳統(tǒng)變電站在結(jié)構(gòu)和運(yùn)維檢修方式上都有著較大區(qū)別，對于智能變電站某一間隔進(jìn)行檢修時，檢修設(shè)備與運(yùn)行設(shè)備之間的隔離措施涉及到檢修設(shè)備GOOSE回路的安全措施，為不影響其他設(shè)備運(yùn)行且操作方便，配置投入檢修狀態(tài)壓板、退出GOOSE發(fā)送軟壓板的雙重化安全措施操作方便，配置投入檢修狀態(tài)壓板、退出GOOSE接收軟壓板，涉及到運(yùn)行設(shè)備，可靠性得到提高，但同時增加了操作的復(fù)雜性。

【參考文獻(xiàn)】

[1]范建忠，馬千里.GOOSE通信與應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動化，2007，31（19）：85-90.

[2]高翔.智能化變電站應(yīng)用展望化[J].華東電力，2006（8）：47-53.

[3]宋述勇，郝偉，李瑞.智能變電站檢修機(jī)制探討[J].山西電力，2013（4）：37-39.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]