CN101969229B - 二次回路在线监视的方法 - Google Patents
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Abstract
二次回路在线监视的方法，包括过程层的智能设备的链路检测模块：此模块将传统的交流输入，转变为基于光纤通讯的数字量采样值传输，跳闸输入输出回路转变成基于GOOSE通讯的数字化信号传输方式，从而实时监测采样传输和实时信号交互的状态，从而实现对回路的有效监视；过程层的智能设备的链路检测包括物理链路检测和应用链路检测；另包括变电站综合自动化系统中的专家系统模块和可视化的二次回路监视模块：此模块包括变电站综合自动化系统根据不同装置之间的Goose链路关系，自动生成Goose一览表。包括显示特定装置之间的Goose链路表、显示Goose单网或者双网、颜色、Goose状态化时闪烁色的颜、告警的音响。
Description
技术领域
本发明涉及数字化变电站中映射在过程层网络的二次回路在线监视方法，尤其是以基于专家系统的可视化二次回路在线监视的新方法。
背景技术
微机继电保护装置已经在现场成功运行接近20年时间，作为智能设备，微机保护装置本身的具有很强的自检能力，在现场可以持续运行，直到其检测到自身故障并发出报警或闭锁信号，才需要对其进行故障检修。
但是，传统变电站中二次回路依然采用电缆的方式进行连接，在应用过程中存在一些问题。
CT、PT二次回路的可靠性不高，CT回路两点接地，断线，短路、PT二次回路谐振导致的保护误动作情况时有发生。
长跳闸电缆的分布电容效应导致跳闸回路容易受到交流干扰，可能导致操作箱直接误动作的情况。总体来说：回路问题较为突出。
此外，传统二次回路还存在一个较大的缺陷就是无法进行在线监视，只能通过微机保护、测控设备进行基于电气量辅助的回路异常检测，一些情况下，即使回路出现异常，从电气量上也无法对异常情况进行反应，例如：零序电流或电压回路出现断线的情况，由于正常情况下无零序信息，所以二次保护系统必须设定定时检修，这种定时检修加重了现场调试人员的工作量，设置导致定检过程中出错导致出现保护不正确动作的情况。
数字化变电站中，二次回路被过程层网络所取代，同时，网络化的二次设备增加了对接收链路的监视功能，接收方可以根据密集发送的数据和较为稀疏发送的数据的状态对接收的链路进行监视，并在异常情况下发出告警信息，并且将告警信息至少隐射到链路，在此基础上，变电站综合自动化系统中可以收集所有的过程层设备的链路状态，并在可视化的基础上，根据强大的专家系统对二次回路进行在线监视，这样，变电站中二次设备的检修工作的可以极大的简化。
发明内容
本发明的目的是：在数字化变电站中，提出一种二次回路在线监视的方法，在变电站综合自动化系统中实现可视化的二次回路的在线监视功能。
本发明的技术方案是：二次回路在线监视的方法，包括过程层的智能设备的链路检测模块、变电站综合自动化系统中的专家系统模块和可视化的二次回路监视模块组成，
（1） 过程层的智能设备的链路检测模块的步骤：
将传统的交流输入，转变为基于光纤通讯的数字量采样值传输，跳闸输入输出回路转变成基于GOOSE通讯的数字化信号传输方式，从而实时监测采样传输和实时信号交互的状态，从而实现对回路的有效监视；
过程层的智能设备的链路检测包括物理链路检测和应用链路检测：
（a） 物理链路检测
过程层的智能设备对其自身的以太网物理链路情况进行监视，当出现外部通讯回路中断的情况，智能设备实时监测到，并进行相应的报警；
（b） 应用链路检测
过程层网络中的应用链路检测由GOOSE服务和SV服务组成：
GOOSE服务中通过GOOSE报文用于保护跳闸、断路器位置，联锁信息等实时性要求高的数据传输。为了保证GOOSE服务的实时性和可靠性，GOOSE报文采用与基本编码规则(BER)相关的ASN.1 语法编码后，不经过TCP/IP协议，直接在以太网链路层上传输和收发；
GOOSE报文发送采用心跳报文和变位报文快速重发相结合的机制。在GOOSE数据集中的数据没有变化的情况下，发送时间间隔为T0的心跳报文，报文中的状态号（stnum）不变，顺序号（sqnum）递增；
SV报文在数字化变电站内用于传输采样值，按照特定的采样率等间隔发送；
（2） 可视化的二次回路监视
变电站综合自动化系统根据不同装置之间的Goose链路关系，自动生成Goose一览表。生成一览表的过程中，允许用户根据实际需要，进行个性化的配置，包括显示特定装置之间的Goose链路表、显示Goose单网或者双网、Goose通或断静止时图标的形状、颜色、Goose状态化时闪烁色的颜、告警的音响。
本发明的有益效果是：本发明首次提出了二次回路在线监视的方法，在强大的专家系统的基础上，在变电站综合自动化系统中实现可视化的二次回路监视功能。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明：
（1）过程层的智能设备的链路检测功能
数字化变电站内的二次系统是由以太网等通讯方式作为信息交互的基础。传统变电站不能被有效监测的回路信息，在智能化变电站中都可以通过通讯链路来监测。如传统的交流输入，已经转变为基于光纤通讯的数字量采样值传输，跳闸输入输出回路也转变成基于GOOSE通讯的数字化信号传输方式，因此装置可以实时监测采样传输和实时信号交互的状态，从而实现对回路的有效监视。过程层的智能设备的链路检测功能可以由两部分组成：物理链路检测和应用链路检测。
（a） 物理链路检测
过程层的智能设备可以对其本身的以太网物理链路情况进行监视，当出现外部通讯回路中断的情况，智能设备可以实时监测到，并进行相应的报警。
（b） 应用链路检测
过程层网络中的具体应用主要是由GOOSE服务和SV服务组成。
GOOSE报文主要用于保护跳闸、断路器位置，联锁信息等实时性要求高的数据传输。为了保证GOOSE服务的实时性和可靠性，GOOSE报文采用与基本编码规则(BER)相关的ASN.1 语法编码后，不经过TCP/IP协议，直接在以太网链路层上传输，并采用特殊的收发机制。
GOOSE报文发送采用心跳报文和变位报文快速重发相结合的机制。在GOOSE数据集中的数据没有变化的情况下，发送时间间隔为T0的心跳报文，报文中的状态号（stnum）不变，顺序号（sqnum）递增。当GOOSE数据集中的数据发生变化情况下，发送一帧变位报文后，以时间间隔T1，T1，T2，T3进行变位报文快速重发。数据变位后的报文中状态号（stnum）增加，顺序号（sqnum）从零开始。
GOOSE报文中还定义了相应的允许生存时间TATL（Time Allow to Live），用来作为接收方进行链路判断的依据。因此GOOSE的接收方可以很方便的检测到应用链路情况，用可以具体定位到某个特定的发送方。
SV报文在数字化变电站内用于传输采样值，按照特定的采样率等间隔发送。SV报文中通过特定的采样计数器值来标记采样值报文的顺序。接收方的智能设备可以根据SV报文的接收时间间隔和相应报文内容中的采样计数器数值，来判断采样值应用链路的实时状况。
因此，对于过程层网络中的不同应用，借助其特定的收发机制和报文中的内容，都很可以很方便的实现二次回路的状态监视功能。
（2）可视化的二次回路监视
变电站综合自动化系统可以根据不同装置之间的Goose链路关系，自动生成Goose一览表。生成一览表的过程中，允许用户根据实际需要，进行个性化的配置，包括：
显示特定装置之间的Goose链路表
显示Goose单网或者双网
Goose通或断静止时图标的形状、颜色。
l Goose状态化时闪烁色的颜、告警的音响。
该一览表以二维表的形式，直观的显示出Goose的发送端、接收端，不同装置之间的链路关系，当前的Goose状态。当Goose链路发生通断变化是，通过声光效果，协助用户快速定位变化的链路。用户确认变化后，可清除告警印象及画面闪烁。由于一览表采用自动生成方式，当变电站内实际链路出现增减变化时，一览表可重新自动生成，既保持了监视对象的一致性，又避免了后期维护的工作量。
Claims (1)
1.二次回路在线监视的方法，在变电站综合自动化系统中实现可视化的二次回路的在线监视，其特征是变电站综合自动化系统包括过程层的智能设备的链路检测模块、变电站综合自动化系统中的专家系统模块和可视化的二次回路监视模块；其中：
（1）过程层的智能设备的链路检测模块执行如下步骤：
将交流输入转变为基于光纤通讯的数字量采样值传输，跳闸输入输出回路转变成基于GOOSE通讯的数字化信号传输方式，从而实时监测采样传输和实时信号交互的状态，从而实现对回路的有效监视；
过程层的智能设备的链路检测包括物理链路检测和应用链路检测：
物理链路检测
过程层的智能设备对其自身的以太网物理链路情况进行监视，当出现外部通讯回路中断的情况，智能设备实时监测到，并进行相应的报警；
应用链路检测
过程层网络中的应用链路检测由GOOSE服务和SV服务组成：
GOOSE服务中通过GOOSE报文用于实时性要求高的保护跳闸、断路器位置、联锁信息数据传输；
为了保证GOOSE服务的实时性和可靠性，GOOSE报文采用与基本编码规则BER相关的ASN.1 语法编码后，不经过TCP/IP协议，直接在以太网链路层上传输和收发；
GOOSE报文发送采用心跳报文和变位报文快速重发相结合的机制；在GOOSE数据集中的数据没有变化的情况下，发送时间间隔为T0的心跳报文，报文中的状态号stnum不变，顺序号sqnum递增；
SV报文在数字化变电站内用于传输采样值，按照特定的采样率等间隔发送；
（2）可视化的二次回路监视
变电站综合自动化系统根据不同装置之间的Goose链路关系，自动生成Goose一览表；生成一览表的过程中，允许用户根据实际需要，进行个性化的配置，包括：显示特定装置之间的Goose链路表，显示Goose单网或者双网，Goose通或断静止时图标的形状、颜色，Goose状态化时闪烁的颜色、告警的音响。
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