数字化变电站继电保护的GOOSE网络方案

程劲松

摘要：文章以数字化变电站为研究背景，分析了继电保护的GOOSE网络方案选取，并对相关的网络方案进行了简要概述，以期能够对后期工作的展开提供有利信息。

关键词：数字化变电站；继电保护；网络方案；GOOSE；速动性

中图分类号：TM764 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）19-0127-02

随着信息化时代的到来，我国计算机的数字化继电保护技术被运用到一些行业当中，而且大多数电力企业争相效法，能够采用先进的计算机信息处理系统，对电力设施的操作实施数字化技术任务。在通信技术、计算机技术迅速发展的大背景下，很多电力企业都非常关注整合数字化通讯技术。GOOSE网络方案在变电站继电保护的引领下，实施了自动化和规模化的改造工程，使得继电器防护设备被普遍地使用到变电站的继电保护操作当中，较快地促进了数字化变电站的发展壮大。本文旨在探讨在继电保护的需求上展开GOOSE网络方案的运行机制。

1 继电保护中GOOSE网络方案分析

电力系统在机电保护状态中首先应达到四个最基本的要求，可靠性、选择性、灵敏性和速动性。GOOSE网络方案给予继电保护状态应相应具有可靠性和速动性。继电保护时对GOOSE报文输送信息的时间会相应增长，因此，运用GOOSE后，通过继电保护网络能够有效保证该段时间内信息保持一定的稳定性。

1.1 GOOSE网络实施的可靠性分析

对GOOSE网络实施可靠性分析是很有必要的。大家知道G00SE的防护体系比常规的继电保护更具有稳定性。而且网络构造也大体分为三个种类，包括星形、总线形和环形。我们知道总线形构造的布线配置很简单，把多台交换机以串联的形式连接起来就行了。按照此种结构方式实施布线，如果总线联接发生了故障，则会影响到两旁的通信交流效果，最终造成通信中断的现象。因此，实施总线构造，它的安全性是缺乏的。拿环形结构来讲，在线路的布置上用一个逻辑点为节点。此逻辑点在别的链路断裂时，能够完成自动化复合。其环形结构规划的优点就在于它出现了一定的愈合时间，说明了环型构造的网络系统使用比较快捷，但前提是必须使双网同时运作。

1.2 对GOOSE网络实施速动性分析

在网络信息输送中，其延时性信息稳定的保持需要有以下几部分组成。首先，交换机中存储转发过程延时，一台交换机的存储延时需要帧长除以传输速率，以达到存储延时的效果。其次，光缆在运输中应当延时。在信息输送延时中，需要多种机制的合作运行才能达到信息运输中的稳定性。GOOSE网络速动性应当与报文发送与接收之间相连装置的处理功能和方式有关。在信息输送延时中，由于GOOSE接收大量的报文信息导致网端信息量的溢出或者信息丢失。因此，在信息保护装置中必须考虑最大传输的数量进行输送。同时，在信息输送保护中，母线应及时接收信息输送中丢失的灵动信号，必要时还应采用合理的虚拟网域（VLAN）和多播地址对信息进行过滤，防止其他GOOSE多播报文对网端造成

影响。

2 GOOSE网络方案的分析

根据上述继电保护GOOSE网络方案相关信息的分析，综合考虑GOOSE网络方案中各种要求的分析。按照整个系统继电保护配置特点与一次性引线方式科学安排继电保护GOOSE网络系统的方法，对GOOSE网络方案的接线方式进行如下集中操作方式。

2.1 3/2线路接线方案下的GOOSE网络方案分析

我国对500kV变电站的接线形式多采用3/2的接线形式，同时对继电保护装置实行双重化配置方式。3/2的接线形式并非星形的接线方式，在电线的中间阶段会出现中断路由器和电线两侧之间冗余的配置装置。由此看来，中断两侧信息的输送与两侧之间的配置都有联系。3/2的接线结构与双母线结构模式相类似，以间隔双重化模式将两侧之间的配置相互隔开。同时，利用智能开关对两侧信息的输送进行保护，保持与上一次的输送结构相同。但是，在3/2接线模式中，应注意路由器与智能开关信息之间信号的联系，并及时中断路由器和路由器两侧之间信号的连接，能够有效避免GOOSE网络方案在报文中出现混乱，提高交换机系统的可靠性。从整个GOOSE网络工作原理的角度来看，整个变电站的双母线结构在信息运输中主要是保证信号输送的准确率，并确保信息输送中的稳定性。

2.2 220kV双母线接线形式下的GOOSE网络方案分析

图1 220kV双母线接线中一套保护的GOOSE网络方案

在220kV变电站的接线中，我国多采用双母线的接线形式。双母线的接线形式能够做到继电保护的双重装置。冗余的信息经过继电保护装置和双重化的机制及时对GOOSE网络方案进行操作。为了保证GOOSE网络方案设计的安全性，在交换机的出线、母线和主线装置中应将其分开配置。交换机的双重化间隔机制应在双套线中，而母线应配置在母线的保护屏上。从接线的模式中可以看出，主交换间隔与出线之间并没有进行相应的信息交换。只有在与母线相接的间隔中才有信号的联系。母线的保护机制与间隔的保护机制之间具有智能化的信号连接，一般只需经过2级的交换机就可以进行操作。在信号相互连接过程中，信号的连接在该网络方案中也具有重要的联系作用。母线的交换间隔被VLAN划分开，使得在GOOSE报文中减少了延时的排队时间。只有进行简单的安全检测才能进行很好的信息输送。220kV双母线接线的GOOSE网络方案见图1。

按继电保护状态的信号连接与550kV的接线方式具有不同之处。220kV双母线的信号连接方式见表1：

表1 220kV线路间隔的典型信号联系

3 结语

继电防护系统应用GOOSE网络化输送方案是一项崭新的技术改进，综合分析继电防护GOOSE网络的特征与需求，科学合理实施网络办法。科学的方案不只表现在硬件系统上，也包括了优先级、交换机、播报文系统过滤等工程的科学配置。按照要求完成一次性接线措施与继电防护处置特点科学规划继电防护GOOSE网络项目是可行的。

参考文献

[1] 刘巍，赵勇，石光，等.智能变电站继电保护装置一键式测试方法及系统[J].电力自动化设备，2013，33（2）.

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