李軍學(xué) 趙 海 朱帥華

（廣州中浩控制技術(shù)有限公司,廣東 廣州 510070）

基于GOOSE實(shí)現(xiàn)變電站備用電源自投自復(fù)功能

李軍學(xué) 趙 海 朱帥華

（廣州中浩控制技術(shù)有限公司,廣東 廣州 510070）

綜合自動化變電站備用電源自投裝置，使用大量的二次電纜來完成邏輯，接線復(fù)雜，成本較高，維護(hù)及檢修不方便。隨著IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布及應(yīng)用，采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)面向通用對象的變電站事件（GOOSE）報文，保護(hù)裝置之間的信息傳遞不再依賴二次電纜，采用GOOSE報文進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，大大降低二次電纜的使用量，在變電站取代常規(guī)硬接線備自投裝置。基于訂購者/發(fā)布者的通信模型，GOOSE可利用多播多以太網(wǎng)VLAN劃分，適用于實(shí)時性要求高、可靠性高、接線方式復(fù)雜的電源自動投入及自動恢復(fù)功能的變電站。

IEC61850;GOOSE;備自投裝置;智能電網(wǎng);綜合自動化變電站

1．引言

在電力生產(chǎn)和傳輸過程中，為確保供電可靠性，最大限度地減少用戶停電時間，變電站和重要用戶一般采用雙電源或多電源互為備用的供電方式，其安全可靠運(yùn)行是保證電源備投成功的關(guān)鍵。

2．綜合自動化變電站備自投實(shí)現(xiàn)方式

備自投裝置由于要面對系統(tǒng)運(yùn)行方式的多種變化，造成備自投裝置邏輯關(guān)系復(fù)雜，接線方式也復(fù)雜。如圖1所示：

圖1 常規(guī)變電站自投配置圖

“三進(jìn)線兩母聯(lián)”接線方式具有多種的備自投方式，這就要求備自投裝置能自動識別系統(tǒng)運(yùn)行方式，自動選擇相應(yīng)的備自電源自動投入、備自投自復(fù)方案。綜合自動化變電站的備自投裝置需要采用大量的二次電纜，采集開關(guān)量、電氣量、保護(hù)動作信號再進(jìn)行邏輯編程，從而實(shí)現(xiàn)備用電源自投自復(fù)功能，但大量的二次電纜容易造成接線錯誤，導(dǎo)致裝置誤動作或拒動。

3．基于GOOSE變電站備自投實(shí)現(xiàn)方式

對于“三進(jìn)線兩母聯(lián)”接線方式，實(shí)現(xiàn)自投自復(fù)功能，利用分散安裝的間隔層保護(hù)完成，三條進(jìn)線兩個母聯(lián)分別配置支持GOOSE功能的微機(jī)保護(hù)裝置，并配置一臺具有VLAN優(yōu)先級控制功能的交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)間隔層微機(jī)保護(hù)之間的數(shù)據(jù)交換。

如圖2所示：

圖2 61850變電站自投配置圖

邏輯實(shí)現(xiàn)：各分散安裝的微機(jī)保護(hù)裝置只需采集本間隔的信息(無壓、無流、位置信號、備投投入等)，將獲得的信息利用GOOSE發(fā)布給各分散保護(hù)裝置，各保護(hù)裝置收到GOOSE信息后完成邏輯運(yùn)算及動作輸出，保護(hù)裝置之間沒有任何二次電纜的連接，全部通過間隔層GOOSE網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，備投動作執(zhí)行功能。

4．GOOSE實(shí)現(xiàn)備投詳細(xì)介紹

電氣主接線為三電源單母線分段，其中兩路主供，一路備供，呈“三進(jìn)兩聯(lián)”結(jié)構(gòu)。正常運(yùn)行時，母線分段運(yùn)行，兩臺分段斷路器斷開，兩段母線分別由兩路主供電源供電、備供電源熱備用，其自投、自復(fù)功能由進(jìn)線微機(jī)保護(hù)裝置及分段微機(jī)保護(hù)裝置通過GOOSE信號邏輯編程共同實(shí)現(xiàn)，先對下面所用符號說明如表1：

表1 符號說明表

備投充電條件：保護(hù)裝置之間的數(shù)據(jù)交換采用GOOSE報文。

I段進(jìn)線、II段進(jìn)線、III段進(jìn)線，有壓；I段進(jìn)線、II段進(jìn)線、III段進(jìn)線，在合位；I/III分段開關(guān)、II/III分段開關(guān)，在分位且無流；KK備投投入開關(guān)在投入位置；滿足上述條件，經(jīng)延時充電成功。

以I段進(jìn)線舉例備投動作自復(fù)邏輯如下（備自投在充電成功后，正常供電失壓下動作，任何電流保護(hù)動作跳閘后閉鎖備投下面不再介紹）：

(1)自投：U1〈Ud，即I段進(jìn)線失電；延時后發(fā)送失壓、開關(guān)分位位置GOOSE信號到所有關(guān)聯(lián)間隔保護(hù)，U2〉Uy、U3〉Uy，即II、III段進(jìn)線電壓正常，發(fā)送II、III段進(jìn)線有壓、開關(guān)合位位置GOOSE信號到所有關(guān)聯(lián)間隔保護(hù)，I段進(jìn)線保護(hù)收到II、III段進(jìn)線、I/III分段開關(guān)、II/III分段開關(guān)保護(hù)裝置的GOOSE信號，裝置將延時Td（自投動作延時定值）后動作，發(fā)送合閘GOOSE信號到I/III分段保護(hù)裝置合上I/III分段開關(guān)。

(2)自復(fù)：U1〉Uy，即I段進(jìn)線失電后有壓；發(fā)送有壓、開關(guān)分位位置GOOSE信號到所有關(guān)聯(lián)間隔保護(hù)，U2〉Uy、U3〉Uy，即II、III段進(jìn)線電壓正常在合位，且I/III分段開關(guān)合閘，發(fā)送II、III段進(jìn)線有壓、開關(guān)合位位置GOOSE信號，I/III分段開關(guān)合位位置GOOSE信號到所有關(guān)聯(lián)間隔保護(hù)，I段進(jìn)線保護(hù)收到II、III段進(jìn)線、I/III分段開關(guān)、II/III分段開關(guān)保護(hù)裝置的GOOSE信號，裝置將延時Tf（自復(fù)動作延時定值）后動作，發(fā)送跳閘GOOSE信號到I/III分段保護(hù)裝置，跳開I/III分段開關(guān)，收到I/III分段保護(hù)裝置反饋的開關(guān)分閘位置GOOSE信號后再合上I段進(jìn)線開關(guān)。

(3)自投：U1〉Uy，即I段進(jìn)線電壓正常；發(fā)送有壓、開關(guān)合位位置GOOSE信號到所有關(guān)聯(lián)間隔保護(hù)，U2〈Ud、U3〈 Ud，即II、III段進(jìn)線失壓，發(fā)送II、III段進(jìn)線有失壓、開關(guān)分位位置GOOSE信號，I/III分段開關(guān)分位位置、II/III分段開關(guān)分位位置GOOSE信號到所有關(guān)聯(lián)間隔保護(hù)，I段進(jìn)線保護(hù)收到上述GOOSE信號，裝置將延時Td（自投動作延時定值）后動作，發(fā)送合閘GOOSE信號到I/III分段保護(hù)、II/III分段開關(guān)保護(hù)，合上I/III分段保護(hù)、II/III分段開關(guān)。

5．GOOSE對設(shè)計人員要求

保護(hù)裝置采用GOOSE信號后，裝置之間的聯(lián)絡(luò)信號采用報文形式實(shí)現(xiàn)，設(shè)計人員除畫出保護(hù)本間隔的開入開出信號及端子排，還要畫出保護(hù)裝置與保護(hù)裝置之間的GOOSE連接信號，我們也通常把GOOSE信號稱為“虛端子”，虛端子的正確性非常重要，調(diào)試人員將根據(jù)此圖進(jìn)行GOOSE的配置，如有偏差，會導(dǎo)致一系列的錯誤，給調(diào)試、運(yùn)行、檢修人員帶來困擾，因此要求設(shè)計人員對整個二次系統(tǒng)的邏輯、原理、閉鎖有著更深層的理解。

6．結(jié)束語

本文介紹了基于GOOSE實(shí)現(xiàn)備投自投自復(fù)的應(yīng)用，此方式利用分散安裝的間隔保護(hù)采集本間隔的數(shù)據(jù)，通過GOOSE報文在保護(hù)裝置之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，利用保護(hù)裝置邏輯編程實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的備投自投自復(fù)功能，大大降低了二次電纜的使用量，也避免了由于二次電纜的故障、接線錯誤導(dǎo)致保護(hù)裝置誤動作，此方式對維護(hù)人員提出了更高的要求，故障的處理方法不但檢查二次線，更重要的是利用裝置配置軟件了解GOOSE報文及保護(hù)裝置的邏輯編程。

[1]DL/T 860.72-2004/IEC 61850-7-2：2003變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)[S]．

[2]DL/T 860.72-2004/IEC 61850-7-2：2003變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)[S]．

[3]郭玉亮．李明．李勝男．基于GOOSE方式的網(wǎng)絡(luò)化備自投應(yīng)用[J]．云南電力技術(shù),2011(05)：50-54．

[4]李海星．王政濤．王銳．曹麗璐．基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)化備自投功能[J]．電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2009．7．

[5]高翔．?dāng)?shù)字化變電站應(yīng)用展望[J]．華東電力，2006，34(8)．

Automatic Switching and Recovery of Spare Power Supply in Substations Based on GOOSE

Li JunXue Zhao HaiZhu ShuaiHua
(Guangzhou C?H Control Technology Co.,Ltd,Guangzhou 510070,Guangdong)

tract】Secondary cable,which is frequently used in automatic switching device of spare power supply in integrated automatic substations,needs complicated wiring,high costs and inconvenient maintenance and overhaul.Since the declaration and application of IEC61850,information transmission among protective devices need not rely on secondary cable only;instead,it can be accomplished by GOOSE message too,thus largely reducing the application of secondary cable.Based on the subscriber’s/publisher’s communication model,GOOSE can be applied to substations with demanding,highly-reliable and complicated-wiring power supply with automatic switching and automatic recovery functions.

words】IEC61850;GOOSE;automatic switching device;smart power grids;integrated automatic substation

李軍學(xué)，男，山東人，研究生，工程師，研究方向：工業(yè)電氣自動化技術(shù)，監(jiān)控系統(tǒng)。

廣東省戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)攻關(guān)專項，項目編號：2012A090100005。