專(zhuān)利名稱(chēng)：基于數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)的goose方式網(wǎng)絡(luò)化備自投方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力工程領(lǐng)域的繼電保護(hù)自動(dòng)化領(lǐng)域，具體涉及一種基于 GOOSE方式的網(wǎng)絡(luò)化備自投功能。
背景技術(shù)：
當(dāng)前在電力系統(tǒng)中，備自投功能大多采用專(zhuān)門(mén)的備自投裝置完成。通過(guò) 信號(hào)電纜將開(kāi)關(guān)和刀閘位置信息傳給備自投裝置；通過(guò)獨(dú)立的交流采集回路 將交流量傳給備自投裝置；最后由備自投裝置完成運(yùn)行方式的識(shí)別，以及動(dòng) 作邏輯判別，動(dòng)作邏輯輸出經(jīng)電纜傳輸給相應(yīng)的開(kāi)關(guān)，完成開(kāi)關(guān)的分合。在 傳統(tǒng)的保護(hù)方案中，需要在現(xiàn)場(chǎng)安裝較多的信號(hào)電纜以及交流采集回路，接 線(xiàn)復(fù)雜，并且每一個(gè)備投點(diǎn)都需要設(shè)置獨(dú)立的保護(hù)裝置，成本較高。復(fù)雜的 接線(xiàn)給備自投裝置的投運(yùn)和檢修帶來(lái)了不便，當(dāng)運(yùn)行方式改變時(shí)，除了需要 對(duì)主保護(hù)程序單元進(jìn)行修改，還需要更改部分電纜接線(xiàn)，給保護(hù)裝置的再次 投運(yùn)帶來(lái)極大不便利。
本發(fā)明能用一種新型的備自投方案，在相當(dāng)大程度上改變上述傳統(tǒng)方案 中的缺點(diǎn)，減少專(zhuān)用備投裝置的投入，降低復(fù)雜電纜接線(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，而在繼電 保護(hù)上又能達(dá)到備用電源自投的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題是提供一種適用于數(shù)字化變電站建設(shè)的基于G00SE 方式的備自投功能新方法，克服傳統(tǒng)備自投方案采集和控制電纜較多且無(wú)法 直接應(yīng)用到數(shù)字化變電站的缺點(diǎn)。為完成上述任務(wù)，本發(fā)明的技術(shù)方案是采用一種基于數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)的
GOOSE方式網(wǎng)絡(luò)化備自投方法，備自投功能完成運(yùn)行方式的自動(dòng)識(shí)別以及動(dòng)作 邏輯判斷，切除工作電源投入備用電源,整個(gè)備自投功能是由不同保護(hù)對(duì)象的 間隔層裝置共同完成。
進(jìn)一步由分散的測(cè)控裝置完成開(kāi)關(guān)量、模擬量采集，由集中的主邏輯單 元完成運(yùn)行方式識(shí)別和動(dòng)作邏輯判斷。
進(jìn)一步由進(jìn)線(xiàn)測(cè)控裝置完成進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)位置和有流無(wú)流判別、由母聯(lián)測(cè)控 裝置完成母聯(lián)開(kāi)關(guān)位置采集、由母線(xiàn)測(cè)控裝置完成母線(xiàn)有壓無(wú)壓判別，將獲 得的信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸給主邏輯單元，完成運(yùn)行方式識(shí)別和動(dòng)作邏輯判斷。
進(jìn)一步，主邏輯單元能集成在相關(guān)的任一個(gè)間隔層裝置中。
本發(fā)明開(kāi)關(guān)量和邏輯信息采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)G00SE信號(hào)，通過(guò)數(shù)字傳輸 網(wǎng)絡(luò)傳輸給主邏輯單元，邏輯輸出結(jié)果也以G00SE方式傳輸給分散執(zhí)行單元， 完成開(kāi)關(guān)的跳合。模擬量的采集采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)SMV服務(wù)報(bào)文傳輸。
進(jìn)一步，本發(fā)明能直接應(yīng)用于以IEC61850標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)建立起來(lái)的數(shù)字化 變電站中。
構(gòu)成上不需要增加相關(guān)模擬量和開(kāi)關(guān)量采集回路、動(dòng)作邏輯執(zhí)行回路， 利用現(xiàn)有數(shù)字化變電站中的測(cè)控裝置，增加有壓無(wú)壓、有流無(wú)流和TV斷線(xiàn)等 判別，在相關(guān)的某個(gè)保護(hù)裝置內(nèi)集成本發(fā)明備自投主邏輯處理單元。


圖1單母結(jié)構(gòu)備自投方式；
圖2保護(hù)配置方案；
圖3未采用本發(fā)明的傳統(tǒng)備自投功能方案；圖4方式l備自投邏輯框圖； 圖5方式2備自投邏輯框圖。
具體實(shí)施例方式
以圖1所示的單母分段結(jié)構(gòu)，DL3斷開(kāi)，進(jìn)線(xiàn)I和進(jìn)線(xiàn)II分別帶一段母線(xiàn) 單獨(dú)運(yùn)行，構(gòu)成熱備用為例論述本發(fā)明。備自投的邏輯判斷在分段保護(hù)測(cè)控 裝置上實(shí)現(xiàn)，通過(guò)G00SE報(bào)文獲取進(jìn)線(xiàn)I開(kāi)關(guān)、進(jìn)線(xiàn)II開(kāi)關(guān)和母聯(lián)開(kāi)關(guān)的位 置信息；通過(guò)G00SE報(bào)文獲取母線(xiàn)失壓信息(PT測(cè)控1和PT測(cè)控2完成失壓 判別和TV斷線(xiàn)告警)；通過(guò)GOOSE報(bào)文獲取進(jìn)線(xiàn)I和進(jìn)線(xiàn)II的有流或無(wú)流信 息。
正常運(yùn)行時(shí)，DL1、 DL2閉合，進(jìn)線(xiàn)I對(duì)I母線(xiàn)供電，進(jìn)線(xiàn)II對(duì)II母線(xiàn)供
電。當(dāng)i母線(xiàn)失壓時(shí)，DLi跳開(kāi)、DL3閉合，由進(jìn)線(xiàn)n對(duì)i和n母線(xiàn)供電；當(dāng)
II母線(xiàn)失壓時(shí)，DL2跳開(kāi)、DL3閉合，由進(jìn)線(xiàn)I對(duì)I和II母線(xiàn)供電。 充電條件
① I母、n母均有壓；
② 兩條進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)均在合位，分段開(kāi)關(guān)在分位(且無(wú)流，如果分位有流裝
置會(huì)判為跳位異常使備投放電)，延時(shí)15s后充電完成。
放電條件
① 分段開(kāi)關(guān)在合位；
② I、 II母均無(wú)壓，延時(shí)Twyfd;
③ 有外部閉鎖信號(hào)；
④ 電壓回路異常(可以采用控制字投退選擇)；
⑤ 裝置發(fā)出跳進(jìn)線(xiàn)命令后，經(jīng)Tjt后相應(yīng)開(kāi)關(guān)未變位；⑥ 控制回路異常、彈簧未儲(chǔ)能、壓力異常，進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)或分段開(kāi)關(guān)的跳位 異常；
⑦ 備自投退出(備自投壓板退出)；
⑧ 品質(zhì)因數(shù)無(wú)效。 方式1動(dòng)作過(guò)程
當(dāng)充電完成后，i母無(wú)壓、進(jìn)線(xiàn)i無(wú)流，n母有壓則經(jīng)Tti延時(shí)后跳開(kāi)
進(jìn)線(xiàn)I開(kāi)關(guān)。確認(rèn)進(jìn)線(xiàn)I開(kāi)關(guān)跳開(kāi)后經(jīng)Thl延時(shí)合上分段開(kāi)關(guān)。
方式2動(dòng)作過(guò)程
當(dāng)充電完成后，n母無(wú)壓、進(jìn)線(xiàn)n無(wú)流、i母有壓則經(jīng)Tt2延時(shí)后跳開(kāi)
進(jìn)線(xiàn)II開(kāi)關(guān)。確認(rèn)進(jìn)線(xiàn)II開(kāi)關(guān)跳開(kāi)后經(jīng)Th2延時(shí)合上分段開(kāi)關(guān)。 一、保護(hù)的配置
圖2備自投各分散功能單元配置原理。(以備自投主邏輯單元集成在分段 保護(hù)測(cè)控裝置內(nèi)為例)
進(jìn)線(xiàn)I測(cè)控裝置中配置備自投功能模塊。當(dāng)進(jìn)線(xiàn)I無(wú)流時(shí)，發(fā)出進(jìn)線(xiàn)I無(wú) 流G00SE信息；將DL1開(kāi)關(guān)量以GOOSE信號(hào)形式傳輸給主邏輯單元；接收主 邏輯單元下發(fā)的GOOSE信息，驅(qū)動(dòng)DL1動(dòng)作。
進(jìn)線(xiàn)n測(cè)控裝置中配置備自投功能模塊。當(dāng)進(jìn)線(xiàn)n無(wú)流時(shí)，發(fā)出進(jìn)線(xiàn)n無(wú)
流GOOSE信息；將DL2開(kāi)關(guān)量以GOOSE信號(hào)形式傳輸給主邏輯單元；接收主 邏輯單元下發(fā)的GOOSE信息，驅(qū)動(dòng)DL2動(dòng)作。
PT1測(cè)控裝置中配置備自投功能模塊。檢測(cè)I母線(xiàn)電壓狀態(tài)，發(fā)I母線(xiàn)有 壓或者無(wú)壓GOOSE信息；完成I母線(xiàn)TV斷線(xiàn)告警判別。
PT2測(cè)控裝置中配置備自投功能模塊。檢測(cè)II母線(xiàn)電壓狀態(tài)，發(fā)II母線(xiàn)有壓或者無(wú)壓GOOSE信息；完成II母線(xiàn)TV斷線(xiàn)告警判別。
分段保護(hù)測(cè)控裝置中配置備自投主邏輯單元。檢測(cè)DL3開(kāi)關(guān)量信息；接收 各分散功能模塊發(fā)送的GOOSE信息，經(jīng)運(yùn)行方式識(shí)別和邏輯判斷，以GOOSE 信息形式發(fā)送邏輯判別結(jié)果給各分散功能模塊。
如果備自投主邏輯單元單獨(dú)設(shè)立裝置或集成在其它保護(hù)裝置內(nèi)時(shí)，只需要 將上述分段開(kāi)關(guān)DL3的狀態(tài)位置以GOOSE信號(hào)方式上送即可。因此按照上述 配置原理敘述本發(fā)明，不失一般性。
二、本發(fā)明保護(hù)的動(dòng)作行為分析
方式l: I母線(xiàn)無(wú)壓，進(jìn)線(xiàn)II對(duì)兩段母線(xiàn)供電
如圖2所示，母線(xiàn)正常工作時(shí)，I母線(xiàn)、II母線(xiàn)分別通過(guò)PT1和PT2測(cè) 控裝置檢測(cè)兩段母線(xiàn)有電壓，并發(fā)I母、II母有壓G00SE信息；DL1、 DL2分 別通過(guò)進(jìn)線(xiàn)I測(cè)控裝置和進(jìn)線(xiàn)II測(cè)控裝置檢測(cè)在合位，并發(fā)DL1、 DL2合位 G00SE信息；DL3在分位，通過(guò)分段保護(hù)測(cè)控裝置采集DL3分位信息。此時(shí)集 成在分段保護(hù)測(cè)控裝置內(nèi)的備自投主邏輯單元，通過(guò)獲取的I母、II母有壓 和DL1、 DL2合位G00SE信息，以及DL3在分位信息，判斷備自投功能正常工 作，經(jīng)延時(shí)(參考取15s)完成備自投充電(同時(shí)不能滿(mǎn)足保護(hù)原理中敘述的 任一放電條件)。
如圖4所示，當(dāng)充電完成后，如果發(fā)生進(jìn)線(xiàn)I不能對(duì)I母線(xiàn)供電情況， 則PT1測(cè)控裝置檢測(cè)到I母無(wú)壓，發(fā)I母無(wú)壓G00SE信息；進(jìn)線(xiàn)I測(cè)控裝置 檢測(cè)到進(jìn)線(xiàn)I無(wú)流，發(fā)進(jìn)線(xiàn)I無(wú)流G00SE信息；PT2測(cè)控裝置檢測(cè)到II母有壓， 發(fā)II母有壓G00SE信息；備自投主邏輯單元檢測(cè)到上述G00SE信息，則經(jīng)Ttl 延時(shí)后，發(fā)跳開(kāi)DL1開(kāi)關(guān)G00SE信息，進(jìn)線(xiàn)I測(cè)控裝置收到跳DL1G00SE信息后，驅(qū)動(dòng)智能開(kāi)關(guān)完成DL1跳閘，同時(shí)發(fā)出DL1跳位GOOSE信息；主邏輯單 元收到DL1跳位GOOSE信息后經(jīng)Thl延時(shí)合DL3開(kāi)關(guān)，完成整個(gè)備自投功能。 方式2: II母線(xiàn)無(wú)壓，進(jìn)線(xiàn)I對(duì)兩段母線(xiàn)供電 充電過(guò)程見(jiàn)方式l中所述。
如圖5所示，當(dāng)充電完成后，如果發(fā)生進(jìn)線(xiàn)n不能對(duì)n母線(xiàn)供電情況，
則PT2測(cè)控裝置檢測(cè)到II母無(wú)壓，發(fā)II母無(wú)壓G00SE信息；進(jìn)線(xiàn)n測(cè)控裝置 檢測(cè)到進(jìn)線(xiàn)n無(wú)流，發(fā)進(jìn)線(xiàn)II無(wú)流G00SE信息；PT1測(cè)控裝置檢測(cè)到I母有壓， 發(fā)I母有壓G00SE信息；備自投主邏輯單元檢測(cè)到上述GOOSE信息，則經(jīng)Tt2 延時(shí)后，發(fā)跳開(kāi)DL2開(kāi)關(guān)G00SE信息，進(jìn)線(xiàn)II測(cè)控裝置收到跳DL2開(kāi)關(guān)G00SE 信息后，驅(qū)動(dòng)智能開(kāi)關(guān)完成DL2跳閘，同時(shí)發(fā)出DL2跳位G00SE信息；主邏 輯單元收到DL2跳位G00SE信息后經(jīng)Th2延時(shí)合DL3開(kāi)關(guān)，完成整個(gè)備自投 功能。
3、與傳統(tǒng)備自投方案比較
如圖3所示的傳統(tǒng)備自投方案。傳統(tǒng)保護(hù)方案中，設(shè)置獨(dú)立的備自投裝 置，通過(guò)交流電纜完成對(duì)I母電壓、II母電壓、進(jìn)線(xiàn)I電流、進(jìn)線(xiàn)II電流的 采集；通過(guò)信號(hào)電纜完成對(duì)DL1、 DL2和DL3位置的采集。對(duì)母線(xiàn)有壓無(wú)壓， 進(jìn)線(xiàn)有流無(wú)流以及開(kāi)關(guān)位置均在備自投裝置中實(shí)現(xiàn)判別。動(dòng)作后以繼電器接 點(diǎn)形式，通過(guò)電纜傳輸給斷路器完成相應(yīng)的跳合閘操作。在圖中可以看出， 已經(jīng)有相應(yīng)的測(cè)控裝置完成了備自投功能所需的所有模擬量和開(kāi)關(guān)量的采 集，單獨(dú)設(shè)立的備自投裝置又對(duì)這些量進(jìn)行重復(fù)采集，設(shè)置較多的二次電纜， 投運(yùn)檢修不方便。特別是當(dāng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)改變時(shí)，除了需要對(duì)邏輯處理程序進(jìn)行 修改，還需要修改部分二次電纜，增加了再次投入運(yùn)行的工作量和施工風(fēng)險(xiǎn)。從圖2的本發(fā)明配置可以看出，本發(fā)明是在測(cè)控裝置中完成電壓、電流判別，
利用數(shù)字化變電站中已有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以G00SE信息方式傳輸給主邏輯單元， 邏輯處理結(jié)果再以GOOSE信息形式發(fā)出，完成整個(gè)備自投功能,這是本發(fā)明的 創(chuàng)新點(diǎn)，具有發(fā)明創(chuàng)造性。
權(quán)利要求
1、一種基于數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)的GOOSE方式網(wǎng)絡(luò)化備自投方法，備自投功能完成運(yùn)行方式的自動(dòng)識(shí)別以及動(dòng)作邏輯判斷，切除工作電源投入備用電源，其特征在于，整個(gè)備自投功能是由不同保護(hù)對(duì)象的間隔層裝置共同完成，由分散的測(cè)控裝置完成開(kāi)關(guān)量、模擬量采集，由集中的主邏輯單元完成運(yùn)行方式識(shí)別和動(dòng)作邏輯判斷，由進(jìn)線(xiàn)測(cè)控裝置完成進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)位置和有流無(wú)流判別、由母聯(lián)測(cè)控裝置完成母聯(lián)開(kāi)關(guān)位置采集、由母線(xiàn)測(cè)控裝置完成母線(xiàn)有壓無(wú)壓判別，將獲得的信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸給主邏輯單元，完成運(yùn)行方式識(shí)別和動(dòng)作邏輯判斷。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，主邏輯單元能集成在相關(guān) 的任一個(gè)間隔層裝置中。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，開(kāi)關(guān)量和邏輯信息采用 IEC61850標(biāo)準(zhǔn)(變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn))為基礎(chǔ)的GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event)信號(hào)，通過(guò)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)傳輸給主邏輯單元，邏輯 輸出結(jié)果也以GOOSE方式傳輸給分散執(zhí)行單元，完成開(kāi)關(guān)的跳合。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，模擬量的采集采用 IEC61850標(biāo)準(zhǔn)SMV (Sampled Measured Values)服務(wù)報(bào)文傳輸。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述的本發(fā)明能直接應(yīng)用 于以IEC61850標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)建立起來(lái)的數(shù)字化變電站中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)的GOOSE方式網(wǎng)絡(luò)化備自投方法，整個(gè)備自投功能是由不同保護(hù)對(duì)象的間隔層裝置共同完成。各分散的測(cè)控單元負(fù)責(zé)有壓無(wú)壓、有流無(wú)流和TV斷線(xiàn)等判別，判別結(jié)果以GOOSE信號(hào)形式通過(guò)數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)傳給主邏輯處理單元，輸出結(jié)果也以GOOSE信號(hào)的形式通過(guò)數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)傳給分散的測(cè)控單元驅(qū)動(dòng)智能開(kāi)關(guān)完成整個(gè)邏輯功能。模擬量的采集采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)SMV服務(wù)報(bào)文傳輸給測(cè)控裝置，開(kāi)關(guān)量以及邏輯判別結(jié)果傳輸采用GOOSE通道。整個(gè)備自投功能可以直接應(yīng)用于以IEC61850協(xié)議為基礎(chǔ)建立起來(lái)的數(shù)字化變電站中。
文檔編號(hào)H02J9/06GK101459350SQ20081016795
公開(kāi)日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2008年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月19日
發(fā)明者張項(xiàng)安, 李海星, 李瑞生, 銳 王, 王政濤 申請(qǐng)人:河南省電力公司;許繼電氣股份有限公司