数字化变电站继电保护的GOOSE网络方案分析

摘要：在现阶段的技术条件支持下，对于数字化变电站继电保护工作当中，所应用GOOSE网络而言，其通信过程当中多是建立在以太网网络多播技术基础条件支持下，多播应用关联上所实现的。因此，为了能够确保GOOSE网络中，相关数据传输的可靠性及其实时性，对于GOOSE报文而言，传输过程当中省去了回执确认的环节，而将其替代为顺序重发工作机制，不难看出，整个GOOSE网络实时性可靠性优势的实现与网络方案选取之间的关系是极为密切的。基于此，本文以数字化变电站继电保护当中，GOOSE网络方案的选取作为研究对象，以相关主流继电保护模式作为切入点，详细研究了与之相对应的网络设计方案，希望能够为后续研究及实践工作的开展提供一定的参考与借鉴。

关键词：数字化变电站 继电保护 GOOSE网络 分析

GOOSE主要是指，面向通用对象的变电站事件。其作为现阶段整个IEC 61850标准当中，能够与变电站自动化系统实际需求相适应的，且能够提供快速性报文需求的工作机制，在将GOOSE网络方案应用于数字化变电站继电保护过程当中，能够使相关的报文需求得到充分的满足。同时，结合我国现阶段的实践工作经验来看，快速报文可作用于继电保护领域相关数据（包括跳闸、合闸、启动、闭锁等）实时信号的传递，重要信号的传输时间严格控制在3.0ms范围之内。由此可见，GOOSE网络方案的选取对于数字化变电站继电保护信号传输质量及其时效性而言至关重要。本文即主要针对以上相关问题作详细分析说明。

1 双母线线路接线方案下的GOOSE网络方案分析

对于220kV变电站而言，多采取的接线方式为双母线线路接线。此种接线方式下，继电保护的配置标准为双重性，冗余方式按照双重化保护和双重化GOOSE网络标准进行设计。基于对整个系统运行安全性因素的考量，在有关交换机分配方案的选择方面，分别按照出线线路、主变线路以及母线吸纳路的方式，采取间隔性、分散化的分配方案。同时，基于双重化间隔的交换机装置分别安装在以下两个部位：①主变保护屏装置；②双套线路。在此基础之上，对于双重化母线线路交换机而言，则将其安装在双套母线线路保护屏当中。以上两项设备安装完成后，采取星型单网的方式进行连接。

同时，在数字化变电站继电保护设计规范及相关保护工作原理的角度上来看，整个变电站双母线结构当中，一个线路间隔保护间所对应的信号连接关系可以概括为以下几种类型：①对于线路保护跳闸、重合闸联系信号而言，线路保护是发送方，智能开关作为接收方；②对于开关位置联系信号而言，智能开关作为发送方，而线路保护作为接收方；③对于刀闸位置联系信号而言，智能刀闸作为信号发送方，而线路保护或母线保护则作为信号接收方；④对于线路保护启动失灵联系信号而言，线路保护作为信号发送方，而母线保护则作为信号接收方；⑤对于母线保护跳闸联系信号而言，母线保护作为信号发送方，而智能开关则作为信号接收方；⑥对于母线保护闭锁重合闸以及启动远方跳闸联系信号而言，母线保护作为信号发送方，而线路保护者则作为信号接收方。

基于以上分析，不难发现：在此种GOOSE网络方案背景作用下，整个数字化变电站继电保护过程当中出线间隔与主变间隔之间不存在信号连接的关系，而各个间隔的信号联系仅通过母线保护的方式予以实现。而对于间隔内部而言，其线路保护与开关刀闸之间的联系信号均建立在间隔交换机内部。同时，2级交换机能够为母线保护与间隔保护、母线保护与智能一次设备之间的信号连接提供交换支持，在此基础之上，由于母线交换机按照间隔为单位划分了与之相对应的VLAN，从而使得整个GOOSE网络运行状态下的GOOSE报文间隔更加的明显，报文帧的延时问题得到了有效的解决，检修的安全性也明显提升。

2 3/2线路接线方案下的GOOSE网络方案分析

国内500 kV变电站多采用3/2接线形式，继电保护按双重化配置。但3/2接线形式不是星形结构，中断路器与两侧间隔连接形成冗余结构，因此，中断路器保护与两侧间隔都有联系。与双母线结构相同，3/2接线形式也按间隔双重化保护分散配置双重化交换机，但智能开关及其保护配置双网口分别连接到两侧间隔交换机，与一次结构保持一致。同时，需要注意的一点是：中断路器保护和中智能开关与两侧保护均有信号联系，为了避免GOOSE报文跨越母线交换机而降低系统可靠性，将中断路器保护和中断路器接入两侧间隔交换机。

同时，在数字化变电站继电保护设计规范及相关保护工作原理的角度上来看，整个变电站双母线结构当中，一个线路间隔保护间所对应的信号连接关系可以概括为以下几种类型：①对于线路保护跳闸联系信号而言，线路保护作为信号发送方，而2个智能开关则作为信号的接收方；②对于线路保护启动失灵、重合、闭锁重合闸的联系信号而言，线路保护作为信号的发送方，而2个开关保护则作为信号的接收方；③对于远跳判别装置跳闸联系信号而言，远跳判别装置作为信号的发送方，而2个智能开关则作为信号的接收方；④对于边开关保护器保护闭锁重合闸联系信号而言，边开关保护作为信号的发送方，而中开关保护则作为信号的接收方；⑤对于中开关保护闭锁重合闸联系信号而言，中开关保护作为信号的发送方，而边开关保护则作为信号的接收方；⑥对于母线保护跳闸联系信号而言，母线保护作为信号的发送方，而边智能开关则作为信号的接收方。

3 结束语

大量的实践研究结果表明：对于数字化变电站继电保护工作而言，一个良好且可行GOOSE网络方案应当综合考量继电保护在安全性、经济性、可靠性以及速动性方面的特殊要求，同时还需要将数字化变电站在正常运行状态下的一次接线形式、以及继电保护装置配置特点考量其中。总而言之，本文分双母线线路接线方式以及3/2接线方式这两种情况，详细研究了数字化变电站继电保护的GOOSE网络设置方案，及其操作要点，希望能够引起各方工作人员的特别关注与重视。

参考文献：

[1]李晓朋，赵成功，李刚等.基于IEC 61850 的数字化继电保护GOOSE功能测试[J].继电器，2008，36（7）：59-61.

[2]朱炳铨，王松，李慧等.基于IEC 61850 GOOSE技术的继电保护工程应用[J].电力系统自动化，2009，33（8）：104-107.

[3]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）：152-155.

[4]方晓洁，季夏轶，卢志刚等.基于OPNET的数字化变电站继电保护通信网络仿真研究[J].电力系统保护与控制，2010，38（23）：

137-140.