數字化變電站繼電保護的GOOSE網絡方案分析

摘要：在現階段的技術條件支持下，對于數字化變電站繼電保護工作當中，所應用GOOSE網絡而言，其通信過程當中多是建立在以太網網絡多播技術基礎條件支持下，多播應用關聯上所實現的。因此，為了能夠確保GOOSE網絡中，相關數據傳輸的可靠性及其實時性，對于GOOSE報文而言，傳輸過程當中省去了回執確認的環節，而將其替代為順序重發工作機制，不難看出，整個GOOSE網絡實時性可靠性優勢的實現與網絡方案選取之間的關系是極為密切的。基于此，本文以數字化變電站繼電保護當中，GOOSE網絡方案的選取作為研究對象，以相關主流繼電保護模式作為切入點，詳細研究了與之相對應的網絡設計方案，希望能夠為后續研究及實踐工作的開展提供一定的參考與借鑒。

關鍵詞：數字化變電站 繼電保護 GOOSE網絡 分析

GOOSE主要是指，面向通用對象的變電站事件。其作為現階段整個IEC 61850標準當中，能夠與變電站自動化系統實際需求相適應的，且能夠提供快速性報文需求的工作機制，在將GOOSE網絡方案應用于數字化變電站繼電保護過程當中，能夠使相關的報文需求得到充分的滿足。同時，結合我國現階段的實踐工作經驗來看，快速報文可作用于繼電保護領域相關數據（包括跳閘、合閘、啟動、閉鎖等）實時信號的傳遞，重要信號的傳輸時間嚴格控制在3.0ms范圍之內。由此可見，GOOSE網絡方案的選取對于數字化變電站繼電保護信號傳輸質量及其時效性而言至關重要。本文即主要針對以上相關問題作詳細分析說明。

1 雙母線線路接線方案下的GOOSE網絡方案分析

對于220kV變電站而言，多采取的接線方式為雙母線線路接線。此種接線方式下，繼電保護的配置標準為雙重性，冗余方式按照雙重化保護和雙重化GOOSE網絡標準進行設計。基于對整個系統運行安全性因素的考量，在有關交換機分配方案的選擇方面，分別按照出線線路、主變線路以及母線吸納路的方式，采取間隔性、分散化的分配方案。同時，基于雙重化間隔的交換機裝置分別安裝在以下兩個部位：①主變保護屏裝置；②雙套線路。在此基礎之上，對于雙重化母線線路交換機而言，則將其安裝在雙套母線線路保護屏當中。以上兩項設備安裝完成后，采取星型單網的方式進行連接。

同時，在數字化變電站繼電保護設計規范及相關保護工作原理的角度上來看，整個變電站雙母線結構當中，一個線路間隔保護間所對應的信號連接關系可以概括為以下幾種類型：①對于線路保護跳閘、重合閘聯系信號而言，線路保護是發送方，智能開關作為接收方；②對于開關位置聯系信號而言，智能開關作為發送方，而線路保護作為接收方；③對于刀閘位置聯系信號而言，智能刀閘作為信號發送方，而線路保護或母線保護則作為信號接收方；④對于線路保護啟動失靈聯系信號而言，線路保護作為信號發送方，而母線保護則作為信號接收方；⑤對于母線保護跳閘聯系信號而言，母線保護作為信號發送方，而智能開關則作為信號接收方；⑥對于母線保護閉鎖重合閘以及啟動遠方跳閘聯系信號而言，母線保護作為信號發送方，而線路保護者則作為信號接收方。

基于以上分析，不難發現：在此種GOOSE網絡方案背景作用下，整個數字化變電站繼電保護過程當中出線間隔與主變間隔之間不存在信號連接的關系，而各個間隔的信號聯系僅通過母線保護的方式予以實現。而對于間隔內部而言，其線路保護與開關刀閘之間的聯系信號均建立在間隔交換機內部。同時，2級交換機能夠為母線保護與間隔保護、母線保護與智能一次設備之間的信號連接提供交換支持，在此基礎之上，由于母線交換機按照間隔為單位劃分了與之相對應的VLAN，從而使得整個GOOSE網絡運行狀態下的GOOSE報文間隔更加的明顯，報文幀的延時問題得到了有效的解決，檢修的安全性也明顯提升。

2 3/2線路接線方案下的GOOSE網絡方案分析

國內500 kV變電站多采用3/2接線形式，繼電保護按雙重化配置。但3/2接線形式不是星形結構，中斷路器與兩側間隔連接形成冗余結構，因此，中斷路器保護與兩側間隔都有聯系。與雙母線結構相同，3/2接線形式也按間隔雙重化保護分散配置雙重化交換機，但智能開關及其保護配置雙網口分別連接到兩側間隔交換機，與一次結構保持一致。同時，需要注意的一點是：中斷路器保護和中智能開關與兩側保護均有信號聯系，為了避免GOOSE報文跨越母線交換機而降低系統可靠性，將中斷路器保護和中斷路器接入兩側間隔交換機。

同時，在數字化變電站繼電保護設計規范及相關保護工作原理的角度上來看，整個變電站雙母線結構當中，一個線路間隔保護間所對應的信號連接關系可以概括為以下幾種類型：①對于線路保護跳閘聯系信號而言，線路保護作為信號發送方，而2個智能開關則作為信號的接收方；②對于線路保護啟動失靈、重合、閉鎖重合閘的聯系信號而言，線路保護作為信號的發送方，而2個開關保護則作為信號的接收方；③對于遠跳判別裝置跳閘聯系信號而言，遠跳判別裝置作為信號的發送方，而2個智能開關則作為信號的接收方；④對于邊開關保護器保護閉鎖重合閘聯系信號而言，邊開關保護作為信號的發送方，而中開關保護則作為信號的接收方；⑤對于中開關保護閉鎖重合閘聯系信號而言，中開關保護作為信號的發送方，而邊開關保護則作為信號的接收方；⑥對于母線保護跳閘聯系信號而言，母線保護作為信號的發送方，而邊智能開關則作為信號的接收方。

3 結束語

大量的實踐研究結果表明：對于數字化變電站繼電保護工作而言，一個良好且可行GOOSE網絡方案應當綜合考量繼電保護在安全性、經濟性、可靠性以及速動性方面的特殊要求，同時還需要將數字化變電站在正常運行狀態下的一次接線形式、以及繼電保護裝置配置特點考量其中。總而言之，本文分雙母線線路接線方式以及3/2接線方式這兩種情況，詳細研究了數字化變電站繼電保護的GOOSE網絡設置方案，及其操作要點，希望能夠引起各方工作人員的特別關注與重視。

參考文獻：

[1]李曉朋，趙成功，李剛等.基于IEC 61850 的數字化繼電保護GOOSE功能測試[J].繼電器，2008，36（7）：59-61.

[2]朱炳銓，王松，李慧等.基于IEC 61850 GOOSE技術的繼電保護工程應用[J].電力系統自動化，2009，33（8）：104-107.

[3]劉巍，趙勇，石光等.智能變電站繼電保護裝置一鍵式測試方法及系統[J].電力自動化設備，2013，33（2）：152-155.

[4]方曉潔，季夏軼，盧志剛等.基于OPNET的數字化變電站繼電保護通信網絡仿真研究[J].電力系統保護與控制，2010，38（23）：

137-140.