摘 要：隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)模越來(lái)越大，質(zhì)量要求也越來(lái)越高?，F(xiàn)代化的電力網(wǎng)絡(luò)，逐步擺脫過(guò)去的僵化模式，朝著智能化和數(shù)字化方向發(fā)展。在電力網(wǎng)絡(luò)中，變電站的繼電保護(hù)工作一直是個(gè)難題，因?yàn)楸Ｗo(hù)不當(dāng)造成的電力網(wǎng)絡(luò)中斷和損壞也成為電力行業(yè)的巨大難題。因此，該文立足于目前智能化變電站的發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)日益廣泛應(yīng)用的GOOSE應(yīng)用作進(jìn)一步探討，就目前GOOSE回路中的難題和不足進(jìn)行總結(jié)，研究其安全措施的實(shí)施。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù) GOOSE回路 智能變電站 安全措施

中圖分類號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）04（b）-0024-02

1 智能變電站繼電保護(hù)工作的背景介紹

1.1 智能變電站繼電保護(hù)工作概況

所謂智能化變電站就是依托于一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)二次設(shè)備分層構(gòu)建的，建立在IEC61850通信規(guī)范基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)智能電氣設(shè)備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。隨著電力行業(yè)的發(fā)展，智能變電站以其保護(hù)的自動(dòng)化、信息的共享性和通信的標(biāo)準(zhǔn)化逐漸替代了常規(guī)變電站。與常規(guī)變電站相比，智能變電站主要有以下優(yōu)勢(shì)。

狀態(tài)檢修的全面化。常規(guī)變電站多是計(jì)劃?rùn)z修，即根據(jù)電網(wǎng)系統(tǒng)要求，有計(jì)劃的對(duì)變電站進(jìn)行檢查和維修，而在普通情況下則沒有日常的檢查工作。而智能變電站則是隨時(shí)對(duì)變電站運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢查。

判斷的準(zhǔn)確化。智能變電站的智能防誤更加精確，較之過(guò)去的傳統(tǒng)防誤，更能對(duì)故障處做出準(zhǔn)確的判斷。

操作的靈活性。傳統(tǒng)變電站繼電保護(hù)多是單步操作，不同操作流程間存在延誤，造成了保護(hù)工作的缺失。但是智能變電站的保護(hù)工作使用順序控制，更加方便靈活。

操控的全面化。智能變電站繼電保護(hù)工作不再是局部或單一的保護(hù)，而是基于全站信息共享的實(shí)施自動(dòng)功能，及時(shí)對(duì)系統(tǒng)中的各類問(wèn)題進(jìn)行自動(dòng)化的保護(hù)作業(yè)。

功能性的完整。智能變電站實(shí)現(xiàn)了對(duì)功能的整合，后臺(tái)、測(cè)控、電源燈都是一體化的，各個(gè)組成部分協(xié)調(diào)統(tǒng)一為一個(gè)整體。

1.2 智能變電站GOOSE回路的安全保障應(yīng)用

GOOSE回路通過(guò)把復(fù)雜的二次回路轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)形式，通過(guò)智能控制實(shí)現(xiàn)斷路器保護(hù)的自動(dòng)啟動(dòng)，并傳輸跳閘命令和聯(lián)鎖命令，從而進(jìn)行高速斷路控制、切換定值等關(guān)聯(lián)操作，保護(hù)變電站系統(tǒng)內(nèi)的應(yīng)用安全。

智能變電站GOOSE回路因其較強(qiáng)的邏輯性和便捷性，逐步成為主要的繼電保護(hù)應(yīng)用方式。與此同時(shí)，保護(hù)、測(cè)控和計(jì)量設(shè)備運(yùn)行維護(hù)方式的改變，一些問(wèn)題也隨之出現(xiàn)，影響了保護(hù)工作最終目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

2 智能變電站繼電保護(hù)GOOSE回路安全保障的難點(diǎn)和重點(diǎn)分析

2.1 智能變電站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與繼電保護(hù)的目標(biāo)

通過(guò)圖1可以看出，在整個(gè)智能變電站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，由站控層總線將變電站網(wǎng)絡(luò)劃分成了站控層和間隔層、過(guò)程層幾個(gè)部分。在站控層主要是整個(gè)變電站的監(jiān)控部分，通過(guò)監(jiān)控主站、工程師站和路由器對(duì)于基站進(jìn)行整體的控制。在這種整體性控制下，針對(duì)不同的智能單元有測(cè)控、保護(hù)工序，并可能實(shí)現(xiàn)智能單元內(nèi)合并器的保護(hù)結(jié)合，從而對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行繼電保護(hù)。

因此我們認(rèn)為，智能變電站繼電保護(hù)GOOSE回路安全保護(hù)工作主要有兩個(gè)方面的目標(biāo)：一是故障信息的傳遞，二是保護(hù)工作的自動(dòng)實(shí)施，以此共同實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)變電站網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各元件的保護(hù)，防止因線路故障造成的工作間斷和設(shè)備癱瘓。

2.2 繼電保護(hù)GOOSE回路的重點(diǎn)和難點(diǎn)分析

GOOSE回路信號(hào)設(shè)計(jì)與信號(hào)輸出。在繼電保護(hù)工作中，智能化的保護(hù)工作大部分依賴于GOOSE信號(hào)的表達(dá)和傳輸。但是反觀GOOSE信號(hào)的設(shè)計(jì)和傳輸工作還有很多的難點(diǎn)，首先信號(hào)種類的設(shè)計(jì)和輸出難點(diǎn)在于在不同的故障狀態(tài)下，如何傳輸不同信號(hào)，并根據(jù)信號(hào)進(jìn)行相關(guān)線路的應(yīng)急處理。例如GOOSE信號(hào)有聯(lián)閉鎖信號(hào)、保護(hù)配合信號(hào)和跳閘信號(hào)，線路就要相應(yīng)做出保護(hù)跳閘、重合閘以及遠(yuǎn)跳、失靈啟動(dòng)等反應(yīng)。所以，要確保繼電保護(hù)GOOSE回路的安全一定要把好信號(hào)關(guān)。

GOOSE回路設(shè)計(jì)的集約化和數(shù)字化。GOOSE回路的設(shè)計(jì)是整個(gè)GOOSE保護(hù)的核心。通過(guò)定義GOOSE發(fā)送數(shù)據(jù)集和控制模塊，才能進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和保護(hù)工作。在日常工作中，GOOSE的應(yīng)用引起了傳統(tǒng)二次設(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程的改變，首先對(duì)模塊進(jìn)行劃分，并對(duì)要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)集進(jìn)行定義，然后輸入相關(guān)命令，進(jìn)行裝置虛擬GOOSE輸入輸出虛擬端子的模型構(gòu)建，然后將其圖紙化，最終整合成為能夠?qū)嶋H應(yīng)用的GOOSE回路設(shè)計(jì)圖，進(jìn)行GOOSE連線的配置。因此，該過(guò)程如何進(jìn)行回路設(shè)計(jì)是要討論的重難點(diǎn)。

GOOSE回路調(diào)試和檢修工作的提升。在繼電保護(hù)GOOSE回路中，要進(jìn)行回路的調(diào)試和日常的檢修工作，防止回路內(nèi)設(shè)備、電子元器件等出現(xiàn)問(wèn)題，造成保護(hù)工作的失效。但是在GOOSE應(yīng)用于保護(hù)后，如何進(jìn)入到檢修狀態(tài)位，進(jìn)行全面的檢查并進(jìn)行信息反饋，判斷出問(wèn)題點(diǎn)是我們工作的要點(diǎn)也是難點(diǎn)。

GOOSE網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計(jì)和先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用。在智能變電站繼電保護(hù)工作中，GOOSE回路不是萬(wàn)能的，可能因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)內(nèi)通信狀態(tài)的惡劣或是故障，造成GOOSE中斷和失靈，無(wú)法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)內(nèi)信號(hào)傳遞和問(wèn)題傳輸。通過(guò)對(duì)GOOSE回路不同隔離技術(shù)的實(shí)現(xiàn)機(jī)理和優(yōu)缺點(diǎn)比較，并結(jié)合現(xiàn)有的技術(shù)水準(zhǔn)，未來(lái)實(shí)現(xiàn)智能變電站GOOSE回路的安全也要從隔離技術(shù)角度入手，進(jìn)行突破創(chuàng)新。

3 智能變電站繼電保護(hù)GOOSE回路安全措施探討

雖然智能變電站繼電保護(hù)GOOSE回路安全措施日益完善，但是通過(guò)對(duì)重難點(diǎn)的分析，未來(lái)我們還要從以下四個(gè)方面入手，作進(jìn)一步的研究和發(fā)展。

確保GOOSE回路信號(hào)設(shè)計(jì)的合理化和信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。信號(hào)是整個(gè)回路運(yùn)作的載體。因此，在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)一定要從整體出發(fā)，對(duì)于回路信號(hào)設(shè)計(jì)要考慮周密，不能夠脫離主體，謀求片面的科學(xué)性。例如在信號(hào)類型選擇和相關(guān)智能調(diào)節(jié)功能選擇時(shí)，一定要根據(jù)元器件和設(shè)備的狀況，選擇最佳適應(yīng)于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的邏輯信號(hào)。與此同時(shí)，信號(hào)設(shè)定可以不是單一的，可以選擇多種信號(hào)的聯(lián)合輸入，并借助計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)不同信號(hào)類型間的交流，方便操作人員和系統(tǒng)更好對(duì)故障發(fā)出指令進(jìn)行判斷。

實(shí)現(xiàn)智能變電站繼電保護(hù)GOOSE回路的虛擬化系統(tǒng)建設(shè)。GOOSE回路設(shè)計(jì)的集約化和數(shù)字化，對(duì)于整個(gè)繼電保護(hù)工作至關(guān)重要?；谀壳熬W(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展和資源的日益共享性，我們應(yīng)該樹立整體性的回路體系建設(shè)。根據(jù)目前應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行回路設(shè)計(jì)，建立相關(guān)的模型，然后就對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)集成、調(diào)試配置、運(yùn)行檢修等系列環(huán)節(jié)作為信息的來(lái)源，應(yīng)用自動(dòng)化軟件工具，進(jìn)行模擬實(shí)現(xiàn)，就能夠進(jìn)一步降低回路設(shè)計(jì)中的問(wèn)題和不足。在進(jìn)行設(shè)計(jì)試驗(yàn)時(shí)，按照以下流程做好每一步工作：首先做好GOOSE發(fā)送數(shù)據(jù)集和GOOSE控制模塊的定義工作，確保發(fā)送數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確定義；然后定義IMPUTS以此來(lái)定義GOOSE的輸入；然后建立虛擬的端子，防止出現(xiàn)各個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)內(nèi)外部輸入信號(hào)含義和要求的模糊性，確保外部輸入來(lái)源可靠，并能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于輸入信號(hào)的監(jiān)視和訪問(wèn)功能。通過(guò)虛擬端子的設(shè)計(jì)，較之過(guò)去傳統(tǒng)的二次回路，能夠使得包含信息更加規(guī)范，并能供計(jì)算機(jī)直接處理，這無(wú)疑是智能變電站工作效率和水平的巨大提高。完成以上工作后，要將虛擬端子圖紙化，作為設(shè)計(jì)的依據(jù)，并采用SCD配置工具進(jìn)行GOOSE聯(lián)系的配置工作。通過(guò)以上努力，GOOSE回路設(shè)計(jì)更加科學(xué)合理，后續(xù)隱患也會(huì)降低。

GOOSE回路調(diào)試和檢修工作的優(yōu)化。通過(guò)GOOSE報(bào)文的應(yīng)用，能夠直接到達(dá)裝置檢修狀態(tài)位，當(dāng)接收方收到的報(bào)文信息與檢修壓板狀態(tài)一致時(shí)就會(huì)動(dòng)作，如果不一致，則不會(huì)自動(dòng)采取動(dòng)作，這就是運(yùn)行狀態(tài)的自動(dòng)化全程監(jiān)控，并且實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行和檢修的相互獨(dú)立。在工作的同時(shí)做到了狀態(tài)的檢查和維護(hù)。同時(shí)在該過(guò)程中，采用GOOSE的數(shù)字化變電站提供GOOSE軟壓板來(lái)解決信號(hào)選擇性發(fā)送問(wèn)題，有利于保持原有操作慣性，防止隨機(jī)性操作故障的出現(xiàn)。對(duì)于發(fā)送方，GOOSE原件會(huì)將數(shù)據(jù)值與壓板狀態(tài)相遇，然后再檢測(cè)數(shù)據(jù)是否發(fā)生變化，從而開始新一輪的發(fā)送和檢修工作。這種智能化和數(shù)字化的調(diào)試與檢修工作，大大釋放了人力，并能夠提升繼電保護(hù)工作的準(zhǔn)確性。

做好通信狀態(tài)的檢測(cè)，提高先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用率。對(duì)于整個(gè)GOOSE回路，通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)是決定回路能否發(fā)揮作用的關(guān)鍵。因?yàn)橐坏〨OOSE中斷，各項(xiàng)機(jī)能都會(huì)喪失，繼電保護(hù)工作就無(wú)從談起。因此，要加強(qiáng)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的監(jiān)控，有專人對(duì)通信狀況進(jìn)行登記和備案，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，要及時(shí)進(jìn)行處理。與此同時(shí)，未來(lái)的繼電保護(hù)工作也要加大GOOSE回路中先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用。我們認(rèn)為目前現(xiàn)有的隔離技術(shù)可靠性越來(lái)越強(qiáng)，為確?；芈返陌踩?，應(yīng)該至少采用兩種不同原理的隔離技術(shù)到GOOSE回路安全措施中來(lái)。通過(guò)不同模塊間的整合，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，降低人為因素和設(shè)備、裝置故障等帶來(lái)的潛在危害。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，未來(lái)的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必將是更加智能化、信息化的，我們應(yīng)該立足于技術(shù)的創(chuàng)新和提升，從各個(gè)組成部分出發(fā)，逐一解決內(nèi)部問(wèn)題，并從總體進(jìn)行安全措施的研究。我們相信，只要做好信號(hào)設(shè)計(jì)、回路設(shè)計(jì)、狀態(tài)檢測(cè)和檢修工作，并輔之以必要的協(xié)助措施，未來(lái)的繼電保護(hù)工作會(huì)越做越好。

參考文獻(xiàn)

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