分析智能變電站GOOSE回路不同隔離技術及其優缺點

孫占英

（國網山東省電力公司禹城市供電公司,山東德州，251200）

0 引言

智能變電站已經成為電力企業發展的保障，同時能夠為用戶提供更高質量的電能，其采用的是網絡光纖通信技術，具有自動監視回路、抗干擾能力強等優點。但是，在實際應用過程中，智能變電站也存在諸多需要解決的問題，如GOOSE回路的隔離技術，不同技術存在著一定的差異，所以在采用隔離保護技術時需要遵循揚長避短的原則，充分發揮隔離技術的優勢，保證智能變電站能夠穩定運行。

1 智能變電站GOOSE回路的隔離技術

1.1 投入檢修壓板

在智能變電站中，無論是繼電保護裝置還是智能終端，都會安裝檢修狀態壓板，以此來保障變電站能夠穩定運行。當投入裝置檢修壓板時，其會發出具體的GOOSE報文，即TEST位是TRUE。實際的操作保護分為以下幾部分：（1）報文檢修機制。當變電站中的裝置接收到報文以后，壓板會將裝置運行的狀態與報文的內容進行對比。如果對比的結果一致，則說明報文有效并對其進行有效處理；如果對比的結果存在差異，那么智能變電站中的裝置就會將報文視為無效，同時保證跳合閘的命令與結果一致時相同。例如：在保護智能裝置跳閘終端時，首先會投入待檢修保護裝置，然后GOOSE報文（TEST=1）會發送到運行智能終端，其結果就是不執行跳閘開關量輸出；同時報文還會傳輸到待檢修智能終端，結果則是執行跳閘開關量輸出。（2）IEC 61850第二版檢修機制。根據智能變電站利用報文的實際情況，我國相關部門優化了檢修處理裝置。在第一版中，沒有涉及關于檢修機制的內容，所以在第二版中將該項內容納入其中，并對不同類型的報文處理進行了系統的規定。因此，第二版的檢修機制更加可靠、成熟，但是要想將其應用具體工作中，還需要對當前的裝置進行修整，保證報文傳輸的實時性，因此在裝置尚未完成優化以前依然建議使用現有的檢修機制。

1.2 具體操作流程

第一，GOOSE出口軟壓板。隨著科技的發展，智能變電站中的GOOSE出口的軟壓板在隔離保護的過程中，需要按照跳閘、啟動失靈、閉鎖重合、合閘及遠傳等信號的重要性，分別在PTRC、RREC和PSCH中，加入Strap以此來擴充GOOSE的出口，進而輸出回路的合理信號。例如：將信號輸入看做是動作保護信號，那么信號輸出則屬于保護合閘或者保護跳閘的信號，其中信號的輸出是由壓板數據、輸入信號來決定的，所以能夠通過改變出口的數據來控制信號，實現軟壓板的開端功能。當出口的數據為1時，保護動作信號的數據能夠反映出信號的實際狀態；當數據為0時，隔離保護動作的信號數據同樣為0；無論出口的數據為0還是1，保護裝置都會根據GOOSE的需求，在限定的實際內發送具體數據，避免智能變電站的接收設備發生故障。第二，GOOSE接收軟壓板。在簡化保護裝置、智能終端之間，存在GOOSE軟壓板，但是接收端不會安裝相應的軟壓板。GOOSE的輸入量是由結合軟壓板、開關輸入量共同決定的，所以可以改變軟壓板的實際數據，實現線路的通斷與隔離。當軟壓板處于投入狀態時，接收報文的裝置就會根據實際需求處理報文的內容與數據；當其為退出狀態時，接收報文的裝置將不會處理報文的內容、數據，保護裝置的初始狀態將停留在0的位置。

1.3 保護裝置中的光纖

在隔離保護過程中，雖然可以通過斷開裝置中的光纖完成檢修工作，并且能夠為GOOSE回路提供穩定的隔離，但如果在檢修時多次插、拔可能會損壞光纖的接口。在實際操作中，如果光纖接口被損壞，就會導致接收裝置發出錯誤的GOOSE警告，影響接收裝置的運行效果，無法為變電站的工作提供可靠依據。

1.4 智能終端口硬壓板

通常情況下，一次設備與智能終端大多會采用串行的方式來安裝硬壓板，并且可以將其看做一個明顯的隔離斷點，以此來控制GOOSE回路的保護動作，而這種方式與傳統的變電站隔離方式相同。值得注意的是，在智能變電站中，對于跨間隔保護、單間隔保護來說，其跳閘與合閘使用同一個硬壓板出口。

2 智能變電站GOOSE回路不同隔離技術的優缺點

根據上述內容分析，不同的隔離技術具有其自身的優缺點，所以在實際運行過程中，工作人員應該根據具體需求，選擇恰當的GOOSE回路隔離技術，保護線路能夠穩定運行。退出出口軟壓板與投入檢修壓板均屬于對發送信號的一方實施隔離保護；退出接收壓板則屬于對接收信號一方實施信號隔離；將裝置之間的光纖斷開屬于隔離信號的傳輸環節。

2.1 檢修壓板

在GOOSE回路的隔離保護中，投入檢修壓板的優點在于，能夠簡單、明確的傳遞隔離保護的信息，同時其操作便捷，只需要操作被檢修設備即可，所以在運行過程中不會影響變電站其它設備，保障設備的穩定性。另外，投入檢修壓板的缺點主要體現在兩方面：（1）當隔離保護裝置的運行發生異常時，其隔離效果很可能會失效，不能為GOOSE回路提供保護。（2）在投入檢修壓板以后，由于信號傳輸是單方面的，所以下級的隔離設備無法確定上級隔離裝置是否處于被檢修的狀態，所以不能確保隔離保護技術的效果。

2.2 退出出口軟壓板

與投入檢修壓板一樣，退出出口軟壓板屬于隔離發送信號一方，該項隔離技術的優點在于實際操作簡單便捷，同樣只需要操作智能變電站中被檢測的設備，保證隔離工作的有效性，同時又不會影響變電站中其它設備的運行。但是，退出出口軟壓板隔離技術，其自身依然存在無法彌補的缺點，即隔離保護裝置的狀態發生異常時，其隔離保護動作可能會失效，所以不能為GOOSE回路保護提供可靠信號，甚至會影響最終的隔離效果。

2.3 退出接收軟壓板

在GOOSE回路的隔離技術中，退出接收軟壓板屬于隔離信號的接收方，此種隔離保護技術的優點能夠對智能變電站提供相對可靠、穩定、精準的隔離信號，為回路的保護提高保障。但是，在實際運用過程中，退出接收軟壓板技術的缺點則主要體現在不同三個方面：（1）該項隔離保護技術對退出接收軟壓板安全的確認能力較低，一旦退出接收軟壓板技術不能很好的發揮其自身的效用，那么也無法根據實際需求調整隔離方案，影響回路隔離保護的效果。（2）將退出接收軟壓板技術應用在智能變電站中，通常會對具體的運行設備實施具體的安全措施，但是該項技術的應用較為復雜，并且對工作人員的操作技術有著更高的要求，如果操作失誤，將會影響整個變電站的運行狀態。（3）在使用退出接收軟壓板技術時，其智能終端中并沒有設置關于GOOSE報文接收的軟壓板，也就不能根據報文的內容、位置適當的調整隔離技術。

2.4 斷開光纖

斷開裝置之間的光纖，實際就是隔離信號的傳輸，其優點就是光斷開點較為明顯，能夠為GOOSE回路提供可靠的隔離。斷開光纖隔離技術的缺點是：（1）多次、反復的拔插很可能會造成光纖接口的損壞；（2）使用斷開光纖隔離方式會干擾信號接收方的報警信號；（3）在整體的檢測過程中，無法保證回路隔離、保護實驗的完整性。

2.5 退出跳合閘接口硬壓板

退出跳合閘接口硬壓板的優點就是電氣斷開點較為明顯，并且隔離信號較為可靠。但是，在使用的過程中由于其自身的特點，很可能會導致距離保護無法完成跳閘動作[3]。

3 結語

在智能變電站中GOOSE回路的隔離保護有很多，并且每一種都具有其特定的優點與缺點，在隔離技術中發揮著自身的作用與價值。以此為基礎，相關的研究人員需要加大對隔離技術的科研力度，同時提高自身的綜合素養，將不同的技術結合起來，實現對GOOSE回路的隔離保護目的，促進我國電力系統的發展。

[1]王明宏.基于IEC61850智能變電站改擴建方案研究與實踐[D].華北電力大學(北京),2016.

[2]侯偉宏,裘愉濤,吳振杰,吳靖.智能變電站繼電保護GOOSE回路安全措施研究[J].中國電力,2014,47(09):143-148.

[3]黃旭亮.基于IEC61850智能變電站二次系統運行維護技術研究[D].華北電力大學,2015.