智能變電站保護(hù)跳閘方式的實(shí)現(xiàn)主要有兩種：一種是GOOSE點(diǎn)對(duì)點(diǎn)跳閘；另一種是GOOSE網(wǎng)絡(luò)跳閘。通過(guò)這兩種跳閘方式的對(duì)比分析，探討合適的安全可靠的保護(hù)跳閘方式。

【關(guān)鍵詞】智能變電站 繼電保護(hù) GOOSE點(diǎn)對(duì)點(diǎn)跳閘 GOOSE網(wǎng)絡(luò)跳閘

相對(duì)于傳統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)，數(shù)字化保護(hù)的跳閘路徑由傳統(tǒng)的二次電纜轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的光纖，而基于光纖的智能變電站保護(hù)跳閘方式主要有GOOSE點(diǎn)對(duì)點(diǎn)跳閘和GOOSE網(wǎng)絡(luò)跳閘兩種方式。這兩種保護(hù)跳閘方式在目前實(shí)際的工程應(yīng)用中也體現(xiàn)出各自不同的優(yōu)缺點(diǎn)，針對(duì)這兩種跳閘方式進(jìn)行分析，以便找出合適的安全可靠的保護(hù)跳閘方式。

1 兩種保護(hù)跳閘方式的實(shí)現(xiàn)

1.1 GOOSE點(diǎn)對(duì)點(diǎn)跳閘方式

保護(hù)裝置與智能終端之間具有獨(dú)立光纖連接，保護(hù)跳閘信號(hào)直接通過(guò)該光纖傳輸，其余信號(hào)接至過(guò)程層交換機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸。

1.2 GOOSE網(wǎng)絡(luò)跳閘方式

保護(hù)裝置與智能終端均通過(guò)光纖接至過(guò)程層交換機(jī)，保護(hù)跳閘等所有GOOSE信號(hào)均通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸。

兩種方式的主要區(qū)別在于：

（1）接線形式上，GOOSE點(diǎn)對(duì)點(diǎn)跳閘方式比GOOSE網(wǎng)絡(luò)跳閘方式增加了單獨(dú)的跳閘光纜；

（2）跳閘模式上，GOOSE點(diǎn)對(duì)點(diǎn)跳閘方式的跳閘命令通過(guò)光纜直達(dá)智能終端，無(wú)中間環(huán)節(jié)，而GOOSE網(wǎng)絡(luò)跳閘命令需要通過(guò)中間環(huán)節(jié)——過(guò)程層交換機(jī)轉(zhuǎn)接。

2 兩種跳閘方式優(yōu)缺點(diǎn)的對(duì)比

在兩種保護(hù)跳閘方式提出以后，對(duì)于其如何應(yīng)用一直存有較大爭(zhēng)議。結(jié)合現(xiàn)階段智能變電站驗(yàn)收調(diào)試及投運(yùn)后的現(xiàn)狀，對(duì)于這兩種方式的優(yōu)缺點(diǎn)綜合分析如下：

GOOSE點(diǎn)對(duì)點(diǎn)跳閘：

優(yōu)點(diǎn)：

（1）跳閘命令的傳輸不依賴于網(wǎng)絡(luò)，不需要經(jīng)過(guò)交換機(jī)，不存在交換延時(shí)；

（2）跳閘命令能被可靠傳輸，減小了數(shù)據(jù)丟包造成的斷路器拒動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)；

（3）（針對(duì)單間隔保護(hù)）光纖熔點(diǎn)少，相應(yīng)減少了故障接點(diǎn)。

缺點(diǎn)：

（1）保護(hù)裝置光口多，CPU的發(fā)熱量增加，裝置的故障幾率稍有增加；

（2）增加了獨(dú)立跳閘光纜，現(xiàn)場(chǎng)施工量增加；

（3）（針對(duì)多間隔保護(hù)，例如母線保護(hù)）光纖熔點(diǎn)多，相應(yīng)故障接點(diǎn)多；

（4）不便于故障分析；

（5）裝置、通道維護(hù)工作量增加；

（6）全壽命周期造價(jià)高。

GOOSE網(wǎng)絡(luò)跳閘：

優(yōu)點(diǎn)：

（1）光纖敷設(shè)量少，工程量?。?/p>

（2）（針對(duì)多間隔保護(hù)，例如母線保護(hù)）光纖熔點(diǎn)少，相應(yīng)故障接點(diǎn)少；

（3）方便故障分析；

（4）全壽命周期造價(jià)低。

缺點(diǎn)：

（1）跳閘命令傳輸有中間環(huán)節(jié)；

（2）存在數(shù)據(jù)丟包造成斷路器拒動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)；

（3）（針對(duì)單間隔保護(hù)）光纖熔點(diǎn)多，相應(yīng)故障接點(diǎn)多；

（4）過(guò)程層交換機(jī)故障會(huì)導(dǎo)致多間隔斷路器拒動(dòng)。

從上面對(duì)比可以看出在經(jīng)濟(jì)性和建設(shè)、維護(hù)的工作量方面GOOSE網(wǎng)絡(luò)跳閘方式有相對(duì)優(yōu)勢(shì)，而在關(guān)鍵性的指標(biāo)：跳閘命令的可靠傳輸方面GOOSE點(diǎn)對(duì)點(diǎn)跳閘方式無(wú)疑具有很大優(yōu)勢(shì)。電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)有可靠性、速動(dòng)性、選擇性和靈敏性四個(gè)要求，尤以可靠性最為重要，而可靠性恰恰是GOOSE點(diǎn)對(duì)點(diǎn)跳閘方式的優(yōu)點(diǎn)。

3 現(xiàn)階段的工程應(yīng)用

基于兩種跳閘方式優(yōu)缺點(diǎn)的對(duì)比，國(guó)家電網(wǎng)公司在《智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)范》中明確要求繼電保護(hù)設(shè)備與本間隔智能終端之間通信應(yīng)采用GOOSE點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊方式即單間隔保護(hù)應(yīng)直接跳閘；對(duì)于涉及多間隔的保護(hù)（母線保護(hù)）宜直接跳閘，如確有必要采用其他跳閘方式，相關(guān)設(shè)備應(yīng)滿足保護(hù)對(duì)可靠性和快速性的要求。所以國(guó)家電網(wǎng)公司的智能變電站一般均采用GOOSE點(diǎn)對(duì)點(diǎn)跳閘方式，而南方電網(wǎng)公司多采用GOOSE網(wǎng)絡(luò)跳閘方式。

4 GOOSE網(wǎng)絡(luò)跳閘可靠性分析

影響GOOSE網(wǎng)絡(luò)跳閘方式可靠性的主要因素是交換機(jī)丟包，導(dǎo)致交換機(jī)丟包的情況有三種：

（1）電磁干擾；

（2）網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴；

（3）交換機(jī)處理能力差。

隨著過(guò)程層交換機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，影響交換機(jī)寄丟包的問(wèn)題逐步得到解決：

4.1 抗電磁干擾能力

過(guò)程層交換機(jī)均通過(guò)KEMA認(rèn)證，按照IEC的標(biāo)準(zhǔn)要求，通過(guò)抗電磁干擾、抗電磁輻射等各項(xiàng)測(cè)試，能夠保證在變電站的惡劣環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。

4.2 抑制網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴能力

如果有非法裝置接入網(wǎng)絡(luò)，交換機(jī)的“未知單播地址抑制”功能可以起到很好的防御作用；如果網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)大量異常廣播，交換機(jī)的“端口速率限制”功能可以有效防御。

4.3 高負(fù)載處理能力

現(xiàn)在的過(guò)程層工業(yè)交換機(jī)采用存儲(chǔ)/轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，并采用完全雙工的連接，即使數(shù)據(jù)流量增加，延時(shí)也不會(huì)明顯增加。

由此可見(jiàn)隨著技術(shù)的逐步發(fā)展，GOOSE網(wǎng)絡(luò)跳閘方式可靠性：關(guān)鍵在于保證跳閘命令傳輸?shù)目煽啃院蛯?shí)時(shí)性已能保證，滿足電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)跳閘方式的要求。

5 結(jié)語(yǔ)

智能變電站網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的發(fā)展對(duì)于保護(hù)跳閘方式的選擇有很大的影響，對(duì)于單個(gè)過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)的110kV及以下系統(tǒng)的智能變電站，基于可靠性的原因應(yīng)采用GOOSE點(diǎn)對(duì)點(diǎn)跳閘方式；而對(duì)于220kV及以上電壓等級(jí)智能變電站，雙重化配置的兩個(gè)相互獨(dú)立的過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)，其采用高可靠性的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并采用VLAN及GMPR等技術(shù)對(duì)過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)的流量進(jìn)行合理控制的前提下，可采用GOOSE網(wǎng)絡(luò)跳閘方式，以便最大程度上實(shí)現(xiàn)過(guò)程層的信息共享、節(jié)約資源。

參考文獻(xiàn)

[1]曹團(tuán)結(jié)，黃國(guó)方.智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：中國(guó)電力出版社，2013（06）.

作者簡(jiǎn)介

山江濤（1981-），男，陜西省戶縣人。大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)為國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司安康供電公司工程師。主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)繼電保護(hù)。

作者單位

國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司安康供電公司 陜西省安康市 725000