智能变电站GOOSE断链原因分析及处理

智能变电站GOOSE断链原因分析及处理

摘要:本文阐述了GOOSE报文传输机制,以110kV某智能变电站在实际运行过

程中出现的GOOSE断链为例,依据GOOSE断链时的故障现象分析出GOOSE断链

的原因是测控装置到智能终端的链路存在问题,提出了解决方案,并给出了预防

与此相似的GOOSE断链缺陷出现的措施。

关键词:智能变电站;GOOSE断链;安全措施;解决方案

引言

智能变电站相较于传统变电站系统结构发生明显变化,智能变电站系统功能

一般分为三层,即站控层、间隔层和过程层。其中,站控层与间隔层之间采用制

造报文规范MMS通信,间隔层设备(保护装置、测控装置等)与过程层设备(智能

终端、智能组件等)之间采用GOOSE网络代替传统变电站电缆进行通信,实现信

息的交互,这对习惯于处理传统变电站缺陷的技术人员来说提出了新的挑战。

1智能变电站GOOSE网简介

GOOSE是面向通用对象的变电站事件的简称,它是IEC61850中的一种快速报

文传输机制,用于传输变电站IED之间重要的实时性信号。在通信过程中,GOOSE通过不断自检实现了装置间回路通断的智能化监测,克服了传统电缆回路

故障无法自动发现的缺点,提高了变电站二次回路的可靠性。

GOOSE采用了发布方/订阅者通信模式,允许在一个数据发出者和多个数据

接收者之间形成点对多点的直接通信,适用于数据流量大且实时性要求高的场合。GOOSE网作为间隔层之间以及间隔层与过程层之间通信的桥梁,其主要功能包括:(1)传递遥测遥信信息;(2)传递遥控操作信息;(3)传递保护装置跳闸信息;(4)传

递监控系统不同间隔之间的联闭锁信息;(5)传递不同保护装置之间的闭锁、启动

失灵信息。这就要求GOOSE网络报文传输具有相当的实时性和可靠性。

2双重安全措施模式

考虑到软件可靠性的问题,智能变电站GOOSE回路安全措施应该由至少两种

不同原理的隔离技术构成,即采用双重安全措施的模式。(1)装置检修压板、

发送软压板的双重安全措施:投入检修设备的检修压板;退出待检修装置的GOOSE出口软压板。该种安全措施模式的特点:所有安全措施均在待检修设备上

完成,其余运行设备不需要做任何安全措施,符合运行习惯。(2)装置检修压板、接收软压板的双重安全措施:投入检修设备的检修压板;退出与待检修设备

相关的运行设备GOOSE接收软压板。该种安全措施模式的特点:在仅考虑N-1装置异常的情况下,该模式安全措施可靠性高。但目前智能终端未设置GOOSE接收软压板,采用该种安全措施模式时需要对智能终端现有技术进行改进,增设智能

终端GOOSE接收软压板等改进措施。

3智能变电站安全措施实施原则

智能变电站内,为保证检修设备与运行设备的安全隔离,应该遵循4个原则:第一是具备明显电气断点的二次回路可实施单重安全措施;第二是GOOSE虚回路须实施至少两重安全措施;第三是纵联保护两侧均改信号状态,如有需要可取下

保护装置纵联光纤;第四尽量减少光纤插拔,避免污染或损伤光头。

4智能变电站GOOSE网配置

智能变电站全站统一构建冗余的GOOSE网(即GOOSEA网和GOOSEB网)。

所有双重化配置的保护设备(包括110KV线路保护、母线保护、主变保护、母联

保护、智能终端、合并单元、线路故障录波器及主变故障录波器)的第一套接入

GOOSEA网,第二套接入GOOSEB网。单套配置的保护设备(包括110KV线路保护、母线保护、母分保护、智能终端、合并单元、线路故障录波器)接入GOOSEA网。所有测控装均接入GOOSEA网。

4.1 GOOSE网断链现象

正常运行时,监控后台利用告警窗的告警信息和GOOSE联系二维表监视GOOSE通信链路。某日,监控后台报#2主变35kV第一套智能终端接收#2主变

第一套保护GOOSE信号中断和#2主变35kV测控装置接收#2主变35kV第一套

智能终端GOOSE信号中断;同时截取的#2主变35kV侧GOOSE联系二维表见表1,行列交点表示这两个装置间有GOOSE报文连接,交点正常时为绿色(用实心圆表示),中断时为红色(用空心圆表示)。一次设备现场检查发现#2主变

35kV第一套智能终端“GOOSE异常”灯亮,#2主变35kV侧GOOSEA网交换机连

接#2主变35kV第一套智能终端端口的运行灯不亮。

4.2 GOOSE网断链原因分析

#2主变35kV侧GOOSE网络如图2所示。#2主变35kV侧GOOSEA网断链

导致了#2主变第一套保护无法跳开#2主变35kV开关;#2主变35kV测控装置无法遥控#2主变35kV开关,也无法接收#2主变35kV侧遥测遥信信息。这对

变电站的安全稳定运行构成了较大威胁。

GOOSE网络发生断链的主要原因有装置失电、装置GOOSE板件损坏、光纤断开、装置GOOSE端口松动、交换机端口故障、交换机失电。依据GOOSE断链时

的故障现象,结合#2主变35kV侧GOOSE网络连接情况,可以得出以下初步结论。

(1)现场检查发现#2主变35kV第一套智能终端和#2主变35kV侧GOOSEA

网交换机电源正常,智能终端和交换机运行灯亮,排除装置失电和交换机失电的

可能性。

(2)现场检查#2主变35kV第一套智能终端至#2主变35kV侧GOOSEA网交

换机和#2主变第一套保护至#2主变35kV第一套智能终端两端的光纤连接情况,均未发现有光纤断开的情况。

(3)#2主变第一套保护至#2主变35kV第一套智能终端是直连光纤,不经过

交换机,若是#2主变35kV侧GOOSEA网交换机端口故障,则#2主变第一套保

护与#2主变35kV第一套智能终端之间的GOOSE通信不会中断,故排除这种可

能性。

(4)当#2主变35kV第一套智能终端GOOSE板件损坏或GOOSE端口松动时,

会出现上述的GOOSE断链现象。但现场检查未发现装置有明显的GOOSE端口松

动现象,因此判断#2主变35kV第一套智能终端GOOSE板件损坏的可能性较大。

4.3 GOOSE网断链情况处理

在初步判断是因#2主变35kV第一套智能终端GOOSE板件损坏造成GOOSE

断链后,立即将#2主变35kV第一套智能终端改为停用状态。拆开装置检查后,发现#2主变35kV第一套智能终端GOOSE板件损坏。更换同类型的GOOSE板件后,GOOSE通信恢复正常。

5结束语

智能电网的快速发展推动了智能变电站的大量涌现,应用了大量新技术、新

设备的智能变电站在实际运行中或多或少会出现一些新的问题。本文结合某

110kV智能变电站在运行中出现的GOOSE断链情况,依据故障现象,分析GOOSE

断链原因,提出处理方法,对智能变电站的运维工作有一定的现实意义。

参考文献

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[6]曹团结,黄国方.智能变电站继电保护技术与应用[M].北京:中国电力出版社,2013.

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智能变电站智能终端GOOSE断链定位及处理方法 汤雪鹏;高强;张骏;王伟 【摘要】针对智能变电站中智能终端经常出现的GOOSE断链现象,提出基于模拟液晶的准确定位的消缺方法,在准确定位后,通过光功率计进行分段查找,直至发现断链光纤或者光口,然后消除缺陷,大大节约GOOSE断链的消缺时间,为处理智能变电站中同类GOOSE断链缺陷提供借鉴. 【期刊名称】《安徽电气工程职业技术学院学报》 【年(卷),期】2018(023)003 【总页数】5页(P104-108) 【关键词】GOOSE断链;智能变电站;模拟液晶;光纤衰耗 【作者】汤雪鹏;高强;张骏;王伟 【作者单位】国网合肥供电公司,安徽合肥 230022;国网合肥供电公司,安徽合肥230022;国网合肥供电公司,安徽合肥 230022;国网合肥供电公司,安徽合肥230022 【正文语种】中文 【中图分类】TP393.032 0 引言 近年来,随着中国经济的快速发展,电网规模不断扩大,变电站建设规模与日俱增,伴随着网络通信技术的日臻成熟,智能变电站建设已经成为了变电站建设的主要方

向,智能变电站以IEC61850通讯规约为基础,将变电站一、二次系统设备按功能分为“三层两网”[1],即过程层、间隔层、站控层和过程层网络、站控层网络。 如图1所示,过程层设备包括合并单元、智能终端等;间隔层设备包括保护装置、测控装置等二次设备,间隔层和过程层之间的通讯采用GOOSE网络和SV网络分别用于传输开关量和模拟量信号,间隔层和站控层之间通过MMS网传输数据。 智能变电站用光缆代替了传统变电站中的电缆,将变电站中的采样、跳闸和信号传输等二次回路虚拟化、网络化,这就给智能变电站的消缺工作带来了极大不便,传统变电站中的电缆松动、绝缘不良等缺陷被光缆、光口等功率衰耗过大导致GOOSE或者SV断链缺陷替代,因此,本文着重分析智能变电站中最典型、常见的智能终端GOOSE断链缺陷产生的原因;并给出缺陷的处理方法和流程。 图1 智能变电站“三层两网”结构图 1 智能变电站GOOSE网 1.1 GOOSE链路监测方式 通用面向对象的变电站事件GOOSE(Generic Object Oriented Substation Event)是IEC61850标准定义的一种快速报文传输机制[2],是间隔层和过程层设 备通讯的基础,如图2所示。 图2 GOOSE报文传输时间图 T0为心跳报文,装置正常运行时每隔T0时间发送一次当前状态,即心跳报文。 当装置有事件发生(如保护动作)时,GOOSE数据集中的数据发生变化,装置立即 发送该数据集的所有数据,然后间隔T1发送第2帧、第3帧,间隔T2、T3发送第4帧、第5帧,T2为2倍的T1,T3为2倍的T2,后续报文以此类推,直到增加到T0,报文再次成为心跳报文。工程中,T1设置为2ms,心跳报文T0设置为5s,对传输过程进行了精简,一般共发5帧数据,即以0ms-2ms-2ms-4ms- 8ms的时间间隔重发GOOSE报文,连发5帧后便以5000ms的时间间隔变成心

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基于智能变电站 GOOSE 通信中断原因分 析 [摘要]智能变电站的应用是我国的一大进步,它是在进行传统的变电站的基础上发展。智能变电站除了拥有一些传统变电站的优势外,它还具有电网实时控制、自动调节等各种功能。智能变电站的正常运转离不开GOOSE通信的支持,但在实际应用过程中有时会出现GOOSE通信中断的现象。本研究通过对智能变电站GOOSE通信中断的原因分析,提出了相关的改进方法,希望可以减少智能变电站GOOSE通信中断事件的发生,使智能变电站更好地运行。 [关键词]GOOSE;智能变电站;通信方案 前言:信息化时代的发展离不开电力的支持,智能变电站的出现不仅提高了工作人员的效率,还为我们的生活提供了许多便利。智能变电站GOO SE通信中断对人们生活的影响比较大,在实际工作过程中工作人员可以通过采取一些措施减少其发生的概率。从各个方面对现有的工作进行完善,尽可能地将损失降低到最低。 1.智能变电站GOOSE通信中断原因分析 1.1装置短路 智能变电站GOOSE通信中断比较常见的原因之一是装置短路,装置短路造成的原因有多种,可能是装置本身的问题,也可能是外部的一些原因造成的。[1]我们通常所说的短路,一般指的是一根导线架在一个元件两端,当有电流流过,电流就会"找"电阻小的那一路走,这样如果导线电阻为零,所有的电流都会由导线流过,从而造成了短路现象的发生。短路之前电流从原定的线路经过就可以发挥作用。但是当装置发生短路的时候电流不会按照既定的路线,而是会从旁路导线经过,这样就会使装置的一部分没有电流通过的地方无法发挥其正常作用,从而造成了GOOSE通信中断。常见的装置短路的原因有相关设备、元件的损坏,自然的原因

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智能变电站继电保护分析及异常情况处 理 摘要:自动化技术是高新技术当中普及率比较高的一种,将自动化技术和继电保护技术结合起来,是未来一段时间确保电力系统稳定运行的必然选择。从实际情况来看,继电保护自动化技术在电力系统中的应用确实发挥了应有的作用,但是其具体的应用细节还不够清晰,这方面的研究,可谓是势在必行。 关键词:智能变电站;继电保护;异常情况处理 引言 变电站的自动化综合设计本质是为了提升变电站的安全性和可靠性,同时降低运行过程的风险,保障电能供应质量。而通过功能组合和优化设计之后,能够借助先进的计算机技术和通信技术等强化系统的操作能力和判断能力。近年来我国大多数变电站精密自动化改造阶段完成了二次回路综合设计,本次研究也将围绕二次继电保护改造工程当中的回路问题采取相应的技术检验和监控监测措施。 1智能变电站概述 智能变电站一次基于传统变电站,使用数字平台,采用IEC61850标准,然后以通信规范和相关理论知识为参考信息,实现变电站内部信息与外部设备的共享与协作。由于变电站的高度集成性,通过一些智能操作、通信以及运维集成,大大提高整个电力系统的运行质量和效率。以网络通信技术为中心,还可以对电站设备进行实时控制,科学的运行管理可以提高整个变电站的效率,为电力企业的可持续发展做出贡献。在运行过程下,智能变电站继电保护过程中存在一些危险,一次体现在:(1)当GOOSE保护装置的接收软件板出现问题时,例如漏投问题,保护装置将无法继续处理其他设备发送的GOOSE信号,这很容易导致拒动故障。(2)如果保护装置的GOOSE漏投,则该装置不会将GOOSE信号发送到其他相关装置,也就是说无法发送命令来控制软压板。(3)保护装置中的SV软压

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智能变电站常见异常的分析与处理 摘要:本文扼要分析智能变电站常见设备异常并提出处理方法,随着智能变 电站增加在日常运维中逐渐暴露出一些问题,针对这些问题进行分析处理总结, 提高智能变电站保护设备运维质量,从而保证电网的安全稳定可靠运行。 关键词:智能变电站;保护装置;智能终端;合并单元 0、前言 智能变电站在结构上分为站控层,间隔层和过程层,其中在过程层和间隔层 之间使用光缆来代替传统变电站的电缆。并通过报文的形式传输模拟量和状态量。因此,需要新的方法来分析和处理智能变电站中的各种异常。 与传统变电站相比,智能变电站在过程层有两个新的设备合并单元和智能终端。合并单元作为模拟量采集单元,将CT、PT的二次模拟量转换为数字并以报 文形式,向保护装置、测控装置传输SV报文;作为状态量采集设备,智能终端 将一次设备的状态转换为数字消息格式,并将GOOSE消息发送给保护,测量和控 制设备。 智能变电站的 IED设备满足 IEC61850中的发布/订阅协议要求,对装置的 运行状况、数据链路完好性数据包的完整性有实时的监测,它可以准确反映变电 站中每台设备的运行情况,并能快速反映异常的位置。运维人员需熟悉监控后台 的报文内容,理解异常告警报文的含义,快速定位异常所在,准确处理异常问题 是运维人员所应具备的技能。 1、常见异常及现象 1.1虚端子异常 虚端子在调试过程中,已在SCD中确定智能变电站设备之间交互的SV和GOOSE链路及连接,并将导出配置文件下装到装置中。如果不更改SCD,虚拟连

接不会改变,因此在已经运行的智能变电站中,虚端子异常较少出现,虚端子异常主要在施工调试中。运行中虚端子异常主要在虚端子回路不完善等方面,如缺少失灵,闭锁重合闸等特殊回路正常运行中不容易发现只有当发生特殊故障或检查虚端子时才会发现。 1.2 光纤回路异常 智能变电站中的光纤的虚拟回路取代了传统的电缆回路的作用,因此光纤回路的重要性不言而喻。光纤经常有两种主要的异常类型: (1)光纤中断 异常影响:在光纤中的辅助设备之间交换的数据被中断,导致子站结构被破坏,并且主设备的监视和保护丢失。 异常表现:监视背景显示相关的间隔数据断开链接。 (2)光纤衰耗过大 异常影响:光纤中的二次设备之间交换的数据不完整或中断,导致变电站保护和测控装置无法对主设备进行监控和保护。 异常表现:监控间隔设备出现断链,数据不刷新装置告警灯,一段时间后自动复归,并且该现象重复出现。 1.3 数据断链异常 数据链路断链异常是智能变电站中最常见的异常现象之一,也是最影响最大的异常之一。数据链路断链的原因有很多,主要有以下几种: (1)物理回路异常 物理回路异常主要指光纤物理链路异常,包括光纤终端和光纤衰减过大。 (2)物理端口异常

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GOOSE网络在智能化变电站中的重要性及其事故处理李卫华摘要:随着社会的发展,智能化变电站将会成为未来的主流。在文章中介绍智 能变电站的基本组成,着重讲解GOOSE网络在其中的重要性。以天目湖变电站在2013年4月27日,发生天溧2M73开关智能终端GOOSE链路A断链为例,讲述GOOSE网络事故处理流程及处理方法。 关键词:智能化变电站;GOOSE网络;事故处理 1 智能化变电站 智能化变电站是变电站建设的发展趋势,智能化变电站是由智能化一次设备(电子式互感器、智能化开关)和网络化二次设备分层(过程层、间隔层、站控层)为 基础,以统一的通信协议(IEC61850通信规约)构建而成,从而实现变电站内部智 能电气设备间信息的共享和互操作的变电站。 1.1 智能化变电站的组成 智能化变电站的结构可概括为:站控层、间隔层和过程层。站控层包括基于IEC61850建设的计算机监控系统、一体化信息平台,可以通过网络汇集全站的实 时数据信息并与电网调度实时通讯。间隔层是基于站控层IEC61850协议建设的成套继电保护、测控装置,其主要功能是执行数据承上启下的通信传输功能,另外 还可以是基于全站过程层网络信息共享接口的集中式数字化保护及故障录波装置。过程层包括由传统互感器或罗氏线圈原理电子式互感器(ECT、EVT),或光学原 理电子式互感器(OCT、OVT)等智能一次设备、合并单元和智能终端组成,能够完成实时运行电气量的采集、设备运行状态的监测、控制命令的执行。 1.2 GOOSE网络的重要性 二次设备网络化是智能化变电站的重要特征,二次回路的连接变成了GOOSE 网络的通信连接,保护装置、测控装置、智能终端均接入到GOOSE网交换机中。GOOSE网络对智能化变电站安全稳定运行而言至关重要,GOOSE网络就是智能化变电站的中枢神经网络。继电保护设备与本间隔智能终端之间通信采用GOOSE点对点通信方式;继电保护之间的联闭锁信息、失灵启动等信息采用GOOSE网络传 输方式。 间隔层是由保护、测控、计量、录波等若干个二次子系统组成,能够独立完 成间隔层设备的就地监控功能并且能够达到“承上启下”的功能。在功能方面与传 统变电站大致相同,但实现这些功能的方法却大相径庭,具体表现在:(1)接口:传统保护只需支持传统的1A/5A/100V的模拟量接口,数字化保护需支持点 对点模式、GOOSE模式的SV和GOOSE接口,并支持DAU方案;(2)通讯规约:传统保护为103规约,数字化保护需支持IEC 61850规约;(3)配置原则变化:220kV及以下电压等级均可配置保护、测量一体化的装置;(4)校时方式:支持IEEE 1588及光纤B码校时方式。 2 举例 为了保证电力系统运行的可靠性,故障时断路器可靠动作,智能化变电站保 护都是双重化配置,过程层和间隔层设备都是第一套对应A网,第二套对应B网,两套之间相互独立。一般情况当单个二次设备发生异常时,电网仍能正常的可靠 运行。以500kV天目湖变在2013年4月27日,发生天溧2M73开关智能终端GOOSE链路A断链为例,简述GOOSE断链发生时的处理方法。 2013年04月27日 14:52省监控通知500kV天目湖变现场值班员“天溧2M73 开关智能终端GOOSE链路A断链”。现场检查后发现后台光字牌“天溧2M73保测

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智能变电站SV、GOOSE断链研究 摘要:随着电网自动化和计算机通信技术的进步,智能变电站将作为未来变电 站的主流,智能变电站与常规站相比有诸多优点,但是智能变电站在运维过程中 会遇到各类SV、GOOSE网络断链问题,此类问题在常规站中并不存在,因此本 文将对智能站特有的SV、GOOSE断链问题进行研究。 一前言 根据《智能变电站技术导则》的定义,智能变电站是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备,以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化 为基本要求,自动完成信息釆集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能,并 可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级 功能的变电站。 SV:英文全称采样值。SV信息包括互感器二次侧的电流、电压值,SV链路相当于传统变电站的二次交流电缆。它是经合并单元(MU)整合、打包,再由传输介 质或交换机传送到智能装置(IED)的电气量信息。SV报文在过程层和间隔层之间传送。 GOOSE:GOOSE报文的全称是通用面向对象的变电站事件。采用发布者/订阔 者的方式,实现装置间一点对多点数据的快速传递。在继电保护系统中,GOOSE 报文一般作为跳合闸信号、开关位置信息和闭锁信号、告警信号等信息的载体,在 保护单元和智能终端之间及GOOSE中传输。GOOSE信息在过程层和间隔层以及 间隔层内部传送。 二 SV断链 合并单元在发送SV 采样报文的同时,也在接收或发送GOOSE 报文。合并单 元的断链包括SV和GOOSE断链两种。 当合并单元SV 断链时,保护和测控将采集不到任何采样数据时,保护和测控 装置将发出相应告警信号,并闭锁所有保护功能和同期功能。SV 断链多由硬件故 障引起,主要由合并单元故障、保护或测控故障、保护或测控与合并单元之间的 通信链路故障等原因引起。 合并单元本身故障引起的SV断链主要表现有:合并单元发装置异常或装置闭锁等告警信号,与合并单元相关的装置均发采样中断告警。需要停用与该合并单 元有关的保护进行处理。 保护故障引起的SV断链主要表现有:保护或测控发装置异常或装置闭锁等告警,而与此合并单元相关的其他装置采样均正常,可以停用相关保护进行处理。 通信链路故障引起的SV断链。若保护与合并单元之间的通信链路故障时,会引起相关保护发采样中断。若为网络交换机故障时,则会引发该间隔内设备的断 链告警。此时,应逐级检查通信链路,包括合并单元发信光口、连接光缆、网络 交换机和保护装置收信光口等。 三 GOOSE断链 GOOSE断链主要由合并单元硬件故障、合并单元的GOOSE 传输链路故障等引起。 合并单元与智能终端GOOSE断链。断链后合并单元保持断链前的开入量状态,若此时母线闸刀位置发生改变,将导致线路合并单元采集的母线电压与实际不一致。应逐级检查通信链路,包括合并单元和智能终端通信光口、连接光缆、网络 交换机等。

浅谈智能变电站断链验收

浅谈智能变电站断链验收 摘要:智能变电站将设备智能化,信息的传输除了直接传输外,还可以通过网 络进行传输,在通道因各种原因断开时,设备能否正确、及时报警,关系着设备 安全运行,所以在投运验收时,对断链的验收是至关重要的,本文以扬州分部的 张钢变为例,浅谈断链验收的经验。 关键词:智能变电站;GOOSE;断链 引言 只有保证在投运时断链报警功能正常,才有助于投运后根据设备断链情况进 行故障点的准确定位,由此,运维人员一定要严把验收关,但断链不同于以往的 闭锁和压板等功能验收,需结合断链的报警机理,结合信号流图母版,参阅虚端 子表和光缆联系表,来制作断链闭锁验收卡,现对其中的一些验收卡制作细节加 以探讨。 一、智能变电站信号流的解析信号流 1.合并单元 电压信号由母线合并单元级联得到,母线合并单元上送两条母线的电压,合 并单元根据智能终端提供的母刀信息进行电压切换,而电流量是由一次设备分送 至两个合并单元。合并单元需向测控、线路保护、计量、母差保护等设备输送SV 信号。由错误!未找到引用源。可见线路保护和母线保护为直采方式,其他设备的SV信号则是通过交换机进行网络传输。 2.智能终端 首先智能终端是母线保护跳闸、线路保护跳闸、测控遥控操作的执行机构, 通过电缆直接连接,直接采样,直接跳闸。其次智能终端也会采集GIS本体信号,闸刀、开关位置等一次设备信息上送保护、合并单元和测控等设备。 3.保护装置 保护装置获取合并单元的电流信息进行计算,若判定为故障则向智能终端发 跳令跳开关。同时线路保护和母线保护之间还有启失灵、闭重、远跳等沟通。全 站采用六统一设计,两套保护分别启动断路器的两个跳圈,两个保护分别启动两 套母差保护的失灵,再由母差保护中的失灵保护进行失灵判别和出口。 二、GOOSE链路中断机理解析 1.GOOSE链路中断有三个关键概念: 一是GOOSE链路中断告警的装置是此GOOSE信号的接收方,应重点检查信 号发送方和从发送方至接收方的传输通道;二是装置的GOOSE链路是指逻辑链路,并不是实际的物理链路,一个物理链路中可能存在多个逻辑链路,因此一个物理 链路中断可能导致同时出现多个GOOSE链路告警信号;三是装置根据业务不同可能存在多个GOOSE链路,监控中心GOOSE链路中断信号是装置全部GOOSE链路 中断信号的合成信号,因此与哪台装置之间发生的通信中断需要根据变电站内具 体的GOOSE链路中断信号判断。 2.运行设备GOOSE链路中断的原因通常有两个: 一是GOOSE发送方故障导致数据无法发送或发送错误数据,如发送方装置通 信板卡断电或故障等;二是GOOSE传输的物理链路发生中断,如光纤端口受损、受污、收发接反、光纤受损、损耗等原因导致的光路不通或光功率下降至接收灵 敏度以下,交换机断电或光模块故障等。

智能变电站典型异常介绍及处理——GOOSE链路中断

智能变电站典型异常介绍及处理——GOOSE链路中断 摘要:随着社会经济的不断进步与繁荣,科学技术得到迅速发展,在新的形势下,智能电网以其独特的优点得到普遍的关注。本文主要对智能变电站中典型异常----GOOSE断链进行介绍分析和提出有效处理方法,旨在给同类专业技术人员共同学习提高。 关键词:智能变电站;典型异常;介绍;处理方法 一、异常介绍 装置在一定时间内(通常20S)未收到订阅的GOOSE报文,会报GOOSE链路通讯中断。通过GOOSE协议通信的装置之间定时发送GOOSE报文用以检测通信链路状态,装置在接受报文的允许生存时间的2倍时间内没有收到下一帧GOOSE 报文时判断为中断。允许生存时间作为GOOSE报文的一个可配置参量发送,通常配置为10S,在装置配置完成后是不变的,因此,通常20S没有接收到所需的GOOSE报文则判断为此链路中断。 GOOSE链路中断时,装置面板上链路异常灯点亮,装置液晶面板显示XXGOOSE链路中断,后台监控显示XXGOOSE链路中断。 对于完全独立双重化配置的设备,GOOSE链路中断最严重的将导致一套保护拒动,但不影响另一套保护正常快速的切除故障;对于单套配置的设备,特别是单套智能终端报出的GOOSE链路中断,可能导致元件主保护拒动。 二、原因分析 GOOSE链路异常有三个关键概念: (1)GOOSE链路中断告警是由GOOSE接收方装置判断出来并告警的,而此装置的GOOSE发送有可能是正常; (2)装置的GOOSE链路是指逻辑链路,并不是实际的物理链路,一个物理链路中可能存在多个逻辑链路,因此一个物理链路中断可能导致同时出现多个GOOSE链路告警信号; (3)装置根据业务不同可能存在多个GOOSE链路,站内监控后台具有每个GOOSE链路的独立信号,可明确到每一个GOOSE链路;而监控中心GOOSE链路中断信号则是装置全部GOOSE链路中断信号的合成信号,只能明确到装置。 GOOSE链路中断主要由物理链路异常和逻辑链路异常两方面原因引起。物理链路异常又可分为: (1)发送端口异常:发送端口光功率下降、发送端口损坏、发送光纤未可靠连接; (2)传输光纤异常:光纤弯折角度过大或折断、光纤接头污染; (3)交换机异常:交换机端口故障、交换机参数配置错误; (4)接收端口异常:接收端口损坏或受污染、接收光纤未可靠连接。 逻辑链路异常有可分为: (1)配置错误:发送方或接收方的MAC、APPID等参数配置错误、发送数据集与配置文件中不一致; (2)装置异常:发送方未正确发送GOOSE、接收方异常未能正确接收GOOSE; (3)传输异常:网络丢包、GOOSE报文间隔过大; (4)检修不一致:GOOSE收/发双方检修状态不一致。 三、处理方法 当出现GOOSE链路异常信号后必需首先检查中断原因,一般可按以下步骤仅检查:(1)首先确定GOOSE链路的传输路径,包括发送装置、传输环节、该GOOSE所有接受装置; (2)检查该GOOSE所有接受方的告警信号,初步确定是GOOSE发送方原因还是接收方原因,以缩小检查范围,若该GOOSE所有接受方都有链路中断信号,则一般为发送方异常或

一起智能站主变高后备保护装置GOOSE断链故障处理

一起智能站主变高后备保护装置GOOSE断链故障处理 摘要:通过对常州地区一起智能站主变高后备保护装置GOOSE断链故障进行分 析处理,通过抓包工具对GOOSE报文进行了详细分析,说明了故障的成因,提出了解决方案,并为今后智能站GOOSE断链处理提供了思路。 关键词:智能站;GOOSE断链;抓包工具;故障分析 一、引言 随着智能变电站的推广普及,如何对智能变电站故障进行快速的定位和处理 成为摆在检修人员面前的一道难题。本文将通过对滨新变1号主变高后备保护装 置GOOSE断链故障进行分析,详细说明GOOSE断链的分析处理方法。 二、案例描述 2017年11月17日22时51分,滨新变1号主变高后备保护装置GOOSE断链,高后备保护装置运行异常灯亮,后台系统报“1号主变高后备保护GOOSE B网接收中断”、“GOOSE(PT1103PIGO/LLN0$GO$gocb1)通信超时”异常信号。 故障发生前,滨新变701、702开关为运行状态,110kV分段700开关为热备 用状态,次总101、102、103、104开关合位,10kV母线分段110、120开关处 于热备用状态,1、2号主变保护装置正常运行,过程层GOOSE、SV网均没有异 常信号。 运行人员尝试拨弄1号主变高后备保护装置背板光纤,无法复归,因此向调 度申请停用1号主变高后备保护装置。经检查,1号主变高后备保护装置的CPU 插件光口损坏,导致装置发“GOOSE链路中断”信号。 三、原因分析 (1)理论分析 检修人员首先对告警信息中的B网断链提出疑问,因为滨新变的过程层为单 网运行。带着这个问题,检修人员咨询了厂家技术人员,得到回复为,PST671U 变压器保护装置可以配置过程层A、B双网,实际上滨新变1号主变高后备保护 只配置了过程层B网,实则为过程层单网运行。 下一步,为了查明PT1103和PT1104分表代表哪两个IED,检修人员首先查阅 了班组保存的滨新变scd文件。通过读取scd文件得知,PT1103代表1号主变低 压侧分支一(101开关)后备保护,PT1104代表1号主变低压侧分支二(102开关)后备保护,而1号主变高后备保护对应的IED名称为PT1102。据此,可以得 出初步判断:本次故障是1号主变高后备保护与1号主变低压侧分支一(101开关)后备保护间GOOSE断链。 通过查看1号主变高后备保护GOOSE接收虚端子连线,检修人员发现这条GOOSE链路传送的是低后备分支一(101开关)复压动作开放高后备的信号,如 图1所示。 图1 1号主变高后备保护装置GOOSE接收虚端子连接 (2)现场检查 完成上述理论分析后,检修人员开始进行现场实际问题查找。到达现场后, 为了查找1号主变高后备保护与1号主变低压侧分支一(101开关)后备保护间 的GOOSE链路,检修人员首先查看了1号主变高后备保护装置背板光口的分布与

智能变电站异常处理

1 智能变电站二次设备典型缺陷处理方法 1.1 虚端子异常 智能变电站装置之间交互的SV、GOOSE虚端子在调试过程中已确定于SCD中,並下装至装置部,在不更改SCD的情况下,虚端子连接不发生变化,因此,在已运行智能变电站中,虚端子异常较少出现。 1.2 光纤回路异常 智能变电站中光纤回路代替常规电缆回路的作用,其重要性不言而喻。光纤回路主要有以下两种异常: 1.2.1 光纤中断 异常影响:该光纤中二次设备之间交互的数据中断,造成变电站结构发生断裂,失去对一次设备的监控及保护。 异常表现:监控后台显示相关间隔数据断链。 处理方法:由监控后台显示的报文以及SCD文件分析光纤异常位置,在退出相关二次设备后,用光功率计、光衰耗计检查该光纤回路的完好性,若确实发生中断,更换备用光纤芯。 1.2.2 光纤衰耗过大 异常影响:该光纤中二次设备之间交互的数据不定时、不定期发生中断,造成变电站结构发生断裂,失去对一次设备的监控及保护。 异常表现:监控后台显示相关间隔数据断链,一定时间后复归,可能会重复出现。 处理方法:由监控后台显示的报文以及SCD文件分析光纤异常位置,在退出相关二次设备后,用光功率计、光衰耗计检查该光纤回路的是否衰耗过大,采用酒精棉对光纤接头进行擦拭,再次用光功率计、光衰耗计进行测量,若不能改善,则更换备用光纤芯。 1.3 数据断链异常 1.3.1 异常原因 数据断链异常是智能变电站最常见的异常之一,也是危害最大的异常之一。造成数据断链的原因很多,以下为常见原因: (1)物理回路异常

物理回路异常主要指光纤回路异常,包括光纤终端,光纤衰耗过大等。处理方法见4.2。 (2)物理端口异常 物理端口异常主要指二次设备光端口在长期运行的情况下,出现端口过热,物理松动等原因造成的数据发送问题,与装置的运行环境,产品质量有关。 (3)软件运行异常 软件运行异常主要指二次设备在长时间运行时,程序软件出现运行异常,逻辑BUG等造成的数据发送问题。 (4)网络风暴 网络风暴主要指在变电站拓扑中,交换机配置、运行出现问题,或网络拓扑结构异常造成的大量数据在网络交互,导致正常数据无法进行处理的异常现象。 1.3.2 处理方法 在发生数据断链异常时,运维人员应及时向有关部门汇报,並保存现场监控报文,查询网路报文分析仪在该时刻记录的报文并予以保存。数据断链异常处理过程大致如下: (1)读取监控报文,详细记录报文容,异常发生的准确时间; (2)判断是否由于其他原因造成的数据断链,如装置失电等; (2)由报文容判断断链发生的位置、断链回路类型(点对点/组网),或根据监控过程层网络结构图判断断链发生的装置、回路类型; (3)根据监控报文时间,在网络报文分析仪上找到该时间的网络报文,并做好记录工作; (4)检查订阅端装置自检告警,确认断链回路; (5)检查该回路光纤连接是否完好; (6)检查网络报文分析仪上,该断链回路的发送端是否正常发送,是否存在丢帧,是否存在帧离散度过大的现象;(网络报文分析仪会以红色字体显示异常发生的时刻,以及异常名称); .页脚.

智能变电站遥信信号传输丢失缺陷原因分析及解决方案

智能变电站遥信信号传输丢失缺陷原因分析及解决方案 【摘要】智能变电站中间隔层测控装置负责接收过程层智能终端发出的GOOSE信号,利用61850与MMS报文之间的映射关系,将接收到的GOOSE 信号转换成为MMS通讯报文,上传至监控后台机、远动机等,实现站内信号实时、可靠、准确的传输[1]。根据现场实际运行情况发现,测控装置在传输GOOSE 信号的过程中存在信号丢失,同时伴随测控装置假死的现象,导致站内信号的停滞。GOOSE报文具有重发机制的特点,对于变位信息,将变位遥信所在整个数据集进行发送,故不存在丢失的情况[2]。因此,信号丢失的缺陷定位于测控装置对于GOOSE信号的获取及转换阶段。文中对现有智能变电站内测控装置的GOOSE信号获取进方式行了研究,发现测控装置对GOOSE信号的解析与上送分别由两个模块完成。在极端情况下,两个模块数据之间的“读”、“取”过程中的冲突会导致测控装置的卡死。本文对测控装置内模块之间的数据交换方式进行改进与优化,从而消除了智能变电站内信号丢失的现象[3]-[4]。 【关键词】IEC61850;GOOSE;MMS;变位遥信 引言 智能变电站中测控装置是信号传输的重要载体,负责接收处理过程层发送的GOOSE信号,同时翻译成间隔层及站控层通信使用的MMS报文。由于测控装置内部模块数据交换出现异常属于小概率事件,但会造成变电站内遥信信号无法上送的“假死”现象,甚至造成遥控“失败”的假象[5]。本文针对变电站内遥信无法正常上送的缺陷原因进行了分析,并针对这一缺陷提出了解决方案,通过工厂测试及变电站现场试验验证了此改进方案的可行性。 1 智能变电站中GOOSE报文传输机制 智能变电站中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;当有数据变化时,GOOSE服务器生成一个发送GOOSE命令的请求,该数据报将按照GOOSE的信息格式组成并用组播方式发送;为了保证可靠性一般重传相同的数据包若干次。发送一帧变位报文后,以时间T1、T2、T3进行变位报文的快速重发[6]-[10]。 同时,GOOSE控制块在发送GOOSE报文时,是以数据集为单位。只要数据集中的某个数据有变位,则GOOSE控制块在第一时间将这个数据集发送,从而保证了数据的完整性,避免数据的丢失。 2 遥信信号传输丢失问题排查 智能变电站内对某运行开关进行遥控分闸操作,由监控后台发出遥控分闸指令。经现场确认,开关已经成功分闸,但监控后台画面上开关状态未变化,使得监控后台与现场实际情况不符。变电站内遥信信号采用“变化上送”原则,只要开

智能变电站光纤链路中断分析与处理

智能变电站光纤链路中断分析与处理 摘要:智能变电站的运维工作有别于常规变电站,特别是事故异常处理尤为不同,在实际运行工作中需要不断地探索和总结。光纤链路中断是智能变电站最常 见的异常,文中通过举例说明了具体异常的分析处理过程,并总结了不同地点异 常的查找方法及处理措施,为同类型异常的分析与处理提供了参考。 关键词:智能变电站;光纤链路;异常处理 1.引言 为了适应未来可持续发展的要求,智能电网成为了国内外电力发展的现实选择。我国在智能电网的建设发展中,着力打造以特高压电网为骨架,通过先进的 设备技术和控制方法,实现电网的安全、稳定运行。智能变电站则作为智能电网 的坚强基础和节点支撑,是必不可少的建设内容,所以近年内所有新建变电站均 为智能变电站。智能变电站与常规变电站在二次系统上有着根本性的变化,这也 为二次运行维护工作带来了新的挑战。 2.智能变电站光纤回路的应用 与常规变电站相比,智能变电站间隔层和站控层的设备及网络接口只是接口 和通信模型发生了改变,而过程层却发生了很大的变化,如图1所示,由原先的 电流、电压互感器,一次设备与二次设备之间的电缆连接,变为了中间增加合并 单元和智能终端,再通过光纤传输至过程层网络、保护、测控等相关设备中。所以,光纤广泛的应用于智能变电站中,其主要优点是抗干扰能力强,传输数据多,但还是存在着缺点,即物理强度低,光电转化过程复杂,易出现链路中断。 图1 智能变电站典型结构图 3.光纤链路中断处理案例 以某750kV开关站为例,其为2013年建成的智能化变电站。 2016-09-30 05:21,该开关站75XX断路器PCS921保护装置报“装置报警、SV 总告警、接受750kVⅡ母A套合并单元PCS221SV中断”现场人员检查后确实存在 问题,通知二次专业人员到站。二次专业人员到现场后确认故障,除上述告警信 号外,二次人员还查看了装置的采样,发现Ⅱ母的抽取电压Ux无电压采样,随 即二次专业人员要求站内运维人员向网调申请退出75XX断路器PCS921保护装置。 在得到网调许可并退出75XX断路器PCS921保护装置后,二次专业人员对该 保护与Ⅱ母A套合并单元连接的光纤进行了光功率测试,结果显示在正常范围之内,证明光纤本身正常;对保护装置用便携式智能测试仪加电压,结果显示同期 电压采样正常,证明PCS921断路器保护装置正常;在Ⅱ母A套合并单元给75XX 断路器PCS921保护装置发送数据的光口4进行光功率测试时功率正常,但用便 携式智能测试仪对其输出数据进行分析时,发现无数据流出,由此可以判断出故 障出在750kVⅡ母A套PCS221合并单元处。 现场对光口4的光模块进行更换后,恢复光纤链路,75XX断路器PCS921保 护装置SV恢复正常。此次光纤链路中断的原因为Ⅱ母A套PCS221合并单元光口 4的光模块输出不稳定,造成光通道虽通,但数据堵塞,造成与保护装置的数据 不能正常传输,链路中断。 4.光纤链路中断分析

智能变电站GOOSE断链原因分析及处理

智能变电站GOOSE断链原因分析及处理 摘要:本文阐述了GOOSE报文传输机制,以110kV某智能变电站在实际运行过 程中出现的GOOSE断链为例,依据GOOSE断链时的故障现象分析出GOOSE断链 的原因是测控装置到智能终端的链路存在问题,提出了解决方案,并给出了预防 与此相似的GOOSE断链缺陷出现的措施。 关键词:智能变电站;GOOSE断链;安全措施;解决方案 引言 智能变电站相较于传统变电站系统结构发生明显变化,智能变电站系统功能 一般分为三层,即站控层、间隔层和过程层。其中,站控层与间隔层之间采用制 造报文规范MMS通信,间隔层设备(保护装置、测控装置等)与过程层设备(智能 终端、智能组件等)之间采用GOOSE网络代替传统变电站电缆进行通信,实现信 息的交互,这对习惯于处理传统变电站缺陷的技术人员来说提出了新的挑战。 1智能变电站GOOSE网简介 GOOSE是面向通用对象的变电站事件的简称,它是IEC61850中的一种快速报 文传输机制,用于传输变电站IED之间重要的实时性信号。在通信过程中,GOOSE通过不断自检实现了装置间回路通断的智能化监测,克服了传统电缆回路 故障无法自动发现的缺点,提高了变电站二次回路的可靠性。 GOOSE采用了发布方/订阅者通信模式,允许在一个数据发出者和多个数据 接收者之间形成点对多点的直接通信,适用于数据流量大且实时性要求高的场合。GOOSE网作为间隔层之间以及间隔层与过程层之间通信的桥梁,其主要功能包括:(1)传递遥测遥信信息;(2)传递遥控操作信息;(3)传递保护装置跳闸信息;(4)传 递监控系统不同间隔之间的联闭锁信息;(5)传递不同保护装置之间的闭锁、启动 失灵信息。这就要求GOOSE网络报文传输具有相当的实时性和可靠性。 2双重安全措施模式 考虑到软件可靠性的问题,智能变电站GOOSE回路安全措施应该由至少两种 不同原理的隔离技术构成,即采用双重安全措施的模式。(1)装置检修压板、 发送软压板的双重安全措施:投入检修设备的检修压板;退出待检修装置的GOOSE出口软压板。该种安全措施模式的特点:所有安全措施均在待检修设备上 完成,其余运行设备不需要做任何安全措施,符合运行习惯。(2)装置检修压板、接收软压板的双重安全措施:投入检修设备的检修压板;退出与待检修设备 相关的运行设备GOOSE接收软压板。该种安全措施模式的特点:在仅考虑N-1装置异常的情况下,该模式安全措施可靠性高。但目前智能终端未设置GOOSE接收软压板,采用该种安全措施模式时需要对智能终端现有技术进行改进,增设智能 终端GOOSE接收软压板等改进措施。 3智能变电站安全措施实施原则 智能变电站内,为保证检修设备与运行设备的安全隔离,应该遵循4个原则:第一是具备明显电气断点的二次回路可实施单重安全措施;第二是GOOSE虚回路须实施至少两重安全措施;第三是纵联保护两侧均改信号状态,如有需要可取下 保护装置纵联光纤;第四尽量减少光纤插拔,避免污染或损伤光头。 4智能变电站GOOSE网配置 智能变电站全站统一构建冗余的GOOSE网(即GOOSEA网和GOOSEB网)。 所有双重化配置的保护设备(包括110KV线路保护、母线保护、主变保护、母联 保护、智能终端、合并单元、线路故障录波器及主变故障录波器)的第一套接入

智能变电站继电保护 GOOSE网络跳闸问题分析

智能变电站继电保护 GOOSE网络跳闸问题分析 摘要:一般情况下,智能变电站在继电保护中采用的都是直采直跳模式,这种模式虽然有效,但是也存在光缆敷设复杂,光口数量众多,维护难度大等问题。与之相比,GOOSE网络挑战有着更加明显的优势,数据传输延时占比小,安全性更强。本文从GOOSE网络挑战的安全性着眼,智能变电站继电保护GOOSE网络跳闸问题进行了分析和研究,希望能够为智能变电站的继电保护提供参考。 关键词:智能变电站;继电保护;GOOSE网络;跳闸 前言:新的发展环境下,伴随着电力行业的快速发展,智能变电站的数量不断增加,其在继电保护中采用的是全数字式继电保护,以直采直跳为主要特征,能够有效满足智能变电站继电保护对于可靠性和快速性的要求,但是在实际应用中存在很多缺陷,运行维护复杂,本身所具备的数字化和信息化优势也会受到影响。针对这样的问题,电力部门需要做好采样及跳闸模式的研究,选择更能满足继电保护性能要求的跳闸模式,对继电保护系统进行优化,切实保证智能变电站的稳定可靠运行。 1 GOOSE网络跳闸的安全性 在智能变电站继电保护采样值的网络传输中,存在两个比较关键的维内托,一是流量偏大,二是采样值同步难度大,虽然在发展过程中,有技术人员提出了一定的解决方案,但是这些解决方案都不够成熟。与之相比,通用面向对象变电站事件(GOOSE)网络传输则不存在相应的问题,通过网络方案的合理规划以及有效的入网测试,智能变电站继电保护可以选择网络跳闸模式。 相比较直采直跳,GOOSE网络跳闸会对智能变电站的运行维护安全产生影响。技术人员在设计智能变电站继电保护的过程中,需要充分考虑其在运行、检修、扩展等环节的安全性,直跳模式下,光缆数量众多而且接线复杂,很容易出现误操作,对比传统二次电缆接线模式并不存在明显的优势。网络方式下,可以依照间隔分散,进行间隔交换机的配置,在中心交换机借助对VLAN的合理划分,使得大部分仅与本间隔相关的GOOSE组播报文能够在间隔交换机内传输,二次安全措施不仅简单,而且可靠。分散配置间隔交换机能够缩小单台交换机故障引发的保护系统瘫痪的范围,促进系统运行可靠性和安全性的提高。如果因为一次接线或者成本问题,无法依照间隔进行交换机的配置,则可以在交换机上进行技术优化和改进,实现简单可靠的安全隔离,或者在交换机检修装置端口,设置特定VLAN实现安全防护(如图1)。 图1 交换机检修VLAN 一般情况下,检修装置发送的报文只会在检修装置间进行传输,并不会发送给运行装置,运行装置的报文也无法发送到检修装置。从保证现场检修设置特定VLAN操作性的角度,交换机必须针对每一个端口,设置独立小开关以及明显提示。在实际操作中,通过断开待检修装置电源的方式,可以就交换机检修装置端口的准确性进行确认。相比较直跳,GOOSE网跳接线方式更加简单,同时也能够采取相应的技术手段来保证安全,优势更加明显。 2 GOOSE网络跳闸关键技术 通常情况下,网卡在收到相应的报文后,会以中断的方式通知CPU进行解密,这也使得任何报文的进入都会占用CPU资源,如果报文流量较大,CPU可能会因为

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