CN101459350B - 基于数字传输网络的goose方式网络化备自投方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于数字传输网络的GOOSE方式网络化备自投方法，整个备自投功能是由不同保护对象的间隔层装置共同完成。各分散的测控单元负责有压无压、有流无流和TV断线等判别，判别结果以GOOSE信号形式通过数字传输网络传给主逻辑处理单元，输出结果也以GOOSE信号的形式通过数字传输网络传给分散的测控单元驱动智能开关完成整个逻辑功能。模拟量的采集采用IEC61850标准SMV服务报文传输给测控装置，开关量以及逻辑判别结果传输采用GOOSE通道。整个备自投功能可以直接应用于以IEC61850协议为基础建立起来的数字化变电站中。
Description
技术领域
本发明属于电力工程领域的继电保护自动化领域，具体涉及一种基于GOOSE方式的网络化备自投功能。
背景技术
当前在电力系统中，备自投功能大多采用专门的备自投装置完成。通过信号电缆将开关和刀闸位置信息传给备自投装置；通过独立的交流采集回路将交流量传给备自投装置；最后由备自投装置完成运行方式的识别，以及动作逻辑判别，动作逻辑输出经电缆传输给相应的开关，完成开关的分合。在传统的保护方案中，需要在现场安装较多的信号电缆以及交流采集回路，接线复杂，并且每一个备投点都需要设置独立的保护装置，成本较高。复杂的接线给备自投装置的投运和检修带来了不便，当运行方式改变时，除了需要对主保护程序单元进行修改，还需要更改部分电缆接线，给保护装置的再次投运带来极大不便利。
本发明能用一种新型的备自投方案，在相当大程度上改变上述传统方案中的缺点，减少专用备投装置的投入，降低复杂电缆接线的风险，而在继电保护上又能达到备用电源自投的目的。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种适用于数字化变电站建设的基于GOOSE方式的备自投功能新方法，克服传统备自投方案采集和控制电缆较多且无法直接应用到数字化变电站的缺点。
为完成上述任务，本发明的技术方案是采用一种基于数字传输网络的GOOSE方式网络化备自投方法，备自投功能完成运行方式的自动识别以及动作逻辑判断，切除工作电源投入备用电源，整个备自投功能是由不同保护对象的间隔层装置共同完成。
进一步由分散的测控装置完成开关量、模拟量采集，由集中的主逻辑单元完成运行方式识别和动作逻辑判断。
进一步由进线测控装置完成进线开关位置和有流无流判别、由母联测控装置完成母联开关位置采集、由母线测控装置完成母线有压无压判别，将获得的信息通过网络传输给主逻辑单元，完成运行方式识别和动作逻辑判断。
进一步，主逻辑单元能集成在相关的任一个间隔层装置中。
本发明开关量和逻辑信息采用IEC61850标准GOOSE信号，通过数字传输网络传输给主逻辑单元，逻辑输出结果也以GOOSE方式传输给分散执行单元，完成开关的跳合。模拟量的采集采用IEC61850标准SMV服务报文传输。
进一步，本发明能直接应用于以IEC61850标准为基础建立起来的数字化变电站中。
构成上不需要增加相关模拟量和开关量采集回路、动作逻辑执行回路，利用现有数字化变电站中的测控装置，增加有压无压、有流无流和TV断线等判别，在相关的某个保护装置内集成本发明备自投主逻辑处理单元。
附图说明
图1单母结构备自投方式；
图2保护配置方案；
图3未采用本发明的传统备自投功能方案；
图4方式1备自投逻辑框图；
图5方式2备自投逻辑框图。
具体实施方式
以图1所示的单母分段结构，DL3断开，进线I和进线II分别带一段母线单独运行，构成热备用为例论述本发明。备自投的逻辑判断在分段保护测控装置上实现，通过GOOSE报文获取进线I开关、进线II开关和母联开关的位置信息；通过GOOSE报文获取母线失压信息(PT测控1和PT测控2完成失压判别和TV断线告警)；通过GOOSE报文获取进线I和进线II的有流或无流信息。
正常运行时，DL1、DL2闭合，进线I对I母线供电，进线II对II母线供电。当I母线失压时，DL1跳开、DL3闭合，由进线II对I和II母线供电；当II母线失压时，DL2跳开、DL3闭合，由进线I对I和II母线供电。
充电条件：
①I母、II母均有压；
②两条进线开关均在合位，分段开关在分位(且无流，如果分位有流装置会判为跳位异常使备投放电)，延时15s后充电完成。
放电条件：
①分段开关在合位；
②I、II母均无压，延时Twyfd；
③有外部闭锁信号；
④电压回路异常(可以采用控制字投退选择)；
⑤装置发出跳进线命令后，经Tjt后相应开关未变位；
⑥控制回路异常、弹簧未储能、压力异常，进线开关或分段开关的跳位异常；
⑦备自投退出(备自投压板退出)；
⑧品质因数无效。
方式1动作过程：
当充电完成后，I母无压、进线I无流，II母有压则经Tt1延时后跳开进线I开关。确认进线I开关跳开后经Th1延时合上分段开关。
方式2动作过程：
当充电完成后，II母无压、进线II无流、I母有压则经Tt2延时后跳开进线II开关。确认进线II开关跳开后经Th2延时合上分段开关。
一、保护的配置
图2备自投各分散功能单元配置原理。(以备自投主逻辑单元集成在分段保护测控装置内为例)
进线I测控装置中配置备自投功能模块。当进线I无流时，发出进线I无流GOOSE信息；将DL1开关量以GOOSE信号形式传输给主逻辑单元；接收主逻辑单元下发的GOOSE信息，驱动DL1动作。
进线II测控装置中配置备自投功能模块。当进线II无流时，发出进线II无流GOOSE信息；将DL2开关量以GOOSE信号形式传输给主逻辑单元；接收主逻辑单元下发的GOOSE信息，驱动DL2动作。
PT1测控装置中配置备自投功能模块。检测I母线电压状态，发I母线有压或者无压GOOSE信息；完成I母线TV断线告警判别。
PT2测控装置中配置备自投功能模块。检测II母线电压状态，发II母线有压或者无压GOOSE信息；完成II母线TV断线告警判别。
分段保护测控装置中配置备自投主逻辑单元。检测DL3开关量信息；接收各分散功能模块发送的GOOSE信息，经运行方式识别和逻辑判断，以GOOSE信息形式发送逻辑判别结果给各分散功能模块。
如果备自投主逻辑单元单独设立装置或集成在其它保护装置内时，只需要将上述分段开关DL3的状态位置以GOOSE信号方式上送即可。因此按照上述配置原理叙述本发明，不失一般性。
二、本发明保护的动作行为分析
方式1：I母线无压，进线II对两段母线供电
如图2所示，母线正常工作时，I母线、II母线分别通过PT1和PT2测控装置检测两段母线有电压，并发I母、II母有压GOOSE信息；DL1、DL2分别通过进线I测控装置和进线II测控装置检测在合位，并发DL1、DL2合位GOOSE信息；DL3在分位，通过分段保护测控装置采集DL3分位信息。此时集成在分段保护测控装置内的备自投主逻辑单元，通过获取的I母、II母有压和DL1、DL2合位GOOSE信息，以及DL3在分位信息，判断备自投功能正常工作，经延时(参考取15s)完成备自投充电(同时不能满足保护原理中叙述的任一放电条件)。
如图4所示，当充电完成后，如果发生进线I不能对I母线供电情况，则PT1测控装置检测到I母无压，发I母无压GOOSE信息；进线I测控装置检测到进线I无流，发进线I无流GOOSE信息；PT2测控装置检测到II母有压，发II母有压GOOSE信息；备自投主逻辑单元检测到上述GOOSE信息，则经Tt1延时后，发跳开DL1开关GOOSE信息，进线I测控装置收到跳DL1GOOSE信息后，驱动智能开关完成DL1跳闸，同时发出DL1跳位GOOSE信息；主逻辑单元收到DL1跳位GOOSE信息后经Th1延时合DL3开关，完成整个备自投功能。
方式2：II母线无压，进线I对两段母线供电
充电过程见方式1中所述。
如图5所示，当充电完成后，如果发生进线II不能对II母线供电情况，则PT2测控装置检测到II母无压，发II母无压GOOSE信息；进线II测控装置检测到进线II无流，发进线II无流GOOSE信息；PT1测控装置检测到I母有压，发I母有压GOOSE信息；备自投主逻辑单元检测到上述GOOSE信息，则经Tt2延时后，发跳开DL2开关GOOSE信息，进线II测控装置收到跳DL2开关GOOSE信息后，驱动智能开关完成DL2跳闸，同时发出DL2跳位GOOSE信息；主逻辑单元收到DL2跳位GOOSE信息后经Th2延时合DL3开关，完成整个备自投功能。
3、与传统备自投方案比较
如图3所示的传统备自投方案。传统保护方案中，设置独立的备自投装置，通过交流电缆完成对I母电压、II母电压、进线I电流、进线II电流的采集；通过信号电缆完成对DL1、DL2和DL3位置的采集。对母线有压无压，进线有流无流以及开关位置均在备自投装置中实现判别。动作后以继电器接点形式，通过电缆传输给断路器完成相应的跳合闸操作。在图中可以看出，已经有相应的测控装置完成了备自投功能所需的所有模拟量和开关量的采集，单独设立的备自投装置又对这些量进行重复采集，设置较多的二次电缆，投运检修不方便。特别是当运行结构改变时，除了需要对逻辑处理程序进行修改，还需要修改部分二次电缆，增加了再次投入运行的工作量和施工风险。从图2的本发明配置可以看出，本发明是在测控装置中完成电压、电流判别，利用数字化变电站中已有的网络结构，以GOOSE信息方式传输给主逻辑单元，逻辑处理结果再以GOOSE信息形式发出，完成整个备自投功能，这是本发明的创新点，具有发明创造性。
Claims (3)
1.一种基于数字传输网络的GOOSE方式网络化备自投方法，备自投功能完成运行方式的自动识别以及动作逻辑判断，切除工作电源投入备用电源，其特征在于，整个备自投功能是由不同保护对象的间隔层装置共同完成，由分散的测控装置完成开关量、模拟量采集，由集中的主逻辑单元完成运行方式识别和动作逻辑判断，主逻辑单元集成在相关的任一个间隔层装置中，由进线测控装置完成进线开关位置和有流无流判别，由母联测控装置完成母联开关位置采集，由母线测控装置完成母线有压无压判别，将获得的信息通过网络传输给主逻辑单元，完成运行方式识别和动作逻辑判断。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，开关量和逻辑信息采用IEC61850标准(变电站通信网络和系统标准)为基础的GOOSE(Generic Object Oriented Substat ion Event)信号，通过数字网络传输给主逻辑单元，逻辑输出结果也以GOOSE方式传输给分散执行单元，完成开关的跳合。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，模拟量的采集采用IEC61850标准SMV(Sampled Measured Values)服务报文传输。
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