基于IEC61850标准的网络化备自投功能.pdf

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1、第”卷第1 4 期电力囊统保护与控鹚V o l l 3 7N o 1 4兰垒塑兰：基!垒坌一塾登：釜艺rs l 蠊瓢她c 蛀。珏酬墅喇一!竺!兰!垒：型_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _-_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 一一基于lE C 6 18 5 0 标准的网络化备自投功能李海星1，王政涛1，王锐1，曹丽璐2(1 河南省电力公司，河南郑州4 5 0 0 5 2；2 许继电气股份有限公司，河南许西4 6 1 0 0 0)摘要：当前磨电力系统中，备鸯授功能大多秉趟专门蹲备蠡投装置完成+通过信号电缆获褥秀美、刀阉住薹信息，通过交滚采集回路梅凳流量待给务鸯投装置，最

2、后由备鸯援装王完藏运行方式的识别和动锋逻辑期别，动作逻辑输虫经电境传输绦相应的开关，究成开关的分合。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，并凰每一个备投点掷需要设置独立罅保护装置，成本较南提出一种基于G O O S E 方式的网络化备自投功能，能够直接应用到娃I E C 6 1 8 5 0 耨准为基硇建悫起来砖数字亿变电露孛，吴有较欠酶实罔徐攘。关键词：G O O S E；备自掇；I E C 6 1 8 5 0；数字化变电站；网络化保护S p a r ep o w e ra u t o m a t i cs w i t c h i n gb a s e d

3、O i l 薹嚣C 6 l S 5 9L I 删x i n gl，W A N GZ b e n g。t a o l，W A N GR u i l，C A OL i 1 u 2(1 H e n a nP o w e r G r i dG r o u pC o。L u i tZ h e n g z h o u4 5 0 0 5 2,C h i n a；2 X JE l e c u i cC o。，L i d，X u c h a n g4 6 1 0 0 0，C h i n a)A b s t r a c t：I nt h ep o w e rs y s t e m,t h ef u n c t i

4、 o no fs p a r ep o w e ra u t o m a t i cs w i t c h i n gi sc o m p l e t e db vs p e c i a l i z e dd e v i c e 1 1 糖d e v i c eg e t st h es w i t c h i n gs i g n a l st h r o u 曲c a b l ea n dA Ci n f o r m a t i o nt h r o u g h 锄i n d e p e n d e n tl o o p，a n da c h i e v e st h eo p e r a

5、 t i o nm o d er e c o g n i t i o na n da c t i o nl o g i cd i s c r i m i n a d o n n 圮a c t i o nl o g i co u t p u ti n f o r m a t i o ni st r a n s f e r r e dt Ot h es w i t c h e sf r o mc a b l et Od r i v es w i t c ht r i p p i n g。I nt h et r a d i t i o n a lp r o t e c t i o n,i ti sn

6、 e c e s s a r yt oi n s t a l lm o r es i g n a lc a b l e s，A Cc i r c u i t,c o m p l i c a t e 畦w i r i n g，a n di n d e p e n d e n tp r o t e c t i o nd e v i c e w h i c hr e s u l t si nt h eh i g h e rC O S t。翔i sp a p e rp r e s e n t sam e t h o da b o u ts p a r ep o w e ra u t o m a t i

7、 cs w i t c h i n gb a s e do nt l l e S Et、r p en e t w o r k,w h i c hC a nb ea p p l i e dt od i g i t a ls u b s t a t i o nb a s e dO r lI E C 6l8 5 0d i r e c t l y，w i t hg r e a tp r a c t i c a lv a l u e，K e yw o r d s：G O O S E：s p a r ep o w e ra u t o m a t i cs w i t c h i n g；I E C 6

8、1 8 5 0；d i g i t a ls u b s t a t i o n；n e t w o r kp r o t e c t i o n中图分类号：T M 7 3 4；T M 7 6文献标识码：A文章编号：1 6 7 4-3 4 1 5(2 0 0 9)1 4 0 0 8 2 一0 40 引言1G O O S E 方式网络化备自投内容当前在电力系统中，备自投功能大多采用专门靛各自投装置完成。通过信号电缆将开关灏刀闰位置信息传给各自投装鼍，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刿别，动作逻辑输出经电缆传输给相应的开关，完成开关的分含

9、。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，并且每一个各投点酃需要设黉独立的保护装置，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，给僳护装置的褥次投运带来极大不便利I l J。本文提出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，减少专用备投装置懿投入，降低复杂电缆缓线的菇险，而在继电保护上又能达到备用电源自投的目的。本文提出的基于数字传输网络的G O O S E 方式网络化餐自投功熊是由不同保护对象静阚隔星装嚣共同完成，由迸线测控装置完成迸线开关位置和有流

10、无流判别；由分段测控装置宪成分段开关位置采集；由母线测控装置宠成母线鸯匿无压判别；将获褥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。本方法开关量和逻辑信息采用I E C 6 1 8 5 0 标准(变电站通信网络和系统标准)G O O S E(G e n e r i cO b j e c tO r i e n t e dS u b s t a t i o nE v e n t)信号【2】，通过数字传输网络传输给主逻辑单元，逻辑输出结柴也以G O O S E 方式传输给分散执行单元，完成开关的跳含。模损量鹩采集采用I E C 6 1 8 5 0 标准S M V(S a m p

11、l e dM e a s u r e dV a l u e s)服务报文传输【3 4 j。本方法能蛊接应用于以I E C 6 1 8 5 0标准为基礁建立起来酶数字纯变电站中疆l。本方案在构成上不需要增加相关模拟量和开关 万方数据李海星，等基于瑾C 6 1 8 5 0 标准的网络化备自投功能8 3 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，只增加有压无压、有流无流和P T 断线等判别，在相关的某个保护装置内集成本方案备自投主逻辑处理单元。2G O O S E 方式网络化备自投原理2 1 功能原理进线l进线I I图1 单母结构备自投方式F i g 1S p a r ep o

12、 w e ra u t o m a t i cs w i t c h i n go fs i n g l e b u s以图l 所示的单母分段结构，D L 3 断开，进线I 和进线1 1 分别带一段母线单独运行，构成热备用为例论述本方法。正常运行时，D L l、D L 2 闭合，进线I 对I 母线供电，进线I I 对I I 母线供电。当I 母线失压时，D L l 跳开、D L 3 闭合，由进线I I 对I 和I I 母线供电；当I I 母线失压时，D L 2 跳开、D L 3 闭合，由进线I对I 和I I 母线供电。各自投的充电条件：I 母、母均有压；两条进线开关均在合位，分段开关在分位(且无

13、流，如果分位有流装置会判为跳位异常使备投放电)，延时1 5S 后充电完成。备自投的放电条件：分段开关在合位；I、母均无压；有外部闭锁信号；电压回路异常。装置发出跳进线命令后，未变位；关跳开后经丁k 延时合上分段开关。2 2 保护的配置分散执行部分lr f f进线I譬帮l埚字进线I I黹I掴擎-敢执行部分4鞘创。世烈n t lIH r I 图2 保护配置方案F i g 2P r o j e c to fp r o t e c t i o nc o n f i g u r a t i o n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G O O S E 信息；将D L

14、l开关量信息以G O O S E 信号形式传输给主逻辑单元：接收主逻辑单元下发的G O O S E 命令，驱动D L I 动作。进线I I 测控装置中配置备自投功能模块。当进线I I 无流时，发出进线I I 无流G O O S E 信息；将D L 2开关量信息以G O O S E 信号形式传输给主逻辑单元；接收主逻辑单元下发的G O O S E 命令，驱动D L 2 动作。P T I 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G O O S E 信息；完成I 母线P T 断线告警判别。P T 2 测控装置中配置各自投功能模块。检测母线电压状态，发I I 母线有压或

15、者无压G O O S E 信息；完成I I 母线P T 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D L 3 开关量信息；接收各分散功能模块发送的G o o S E 信息，经运行方式识别和逻辑判断，以G 0 0 S E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D L 3的状态位置以G O O S E 信号方式上送即可。经延时后相应开关3G 0 0 s E 方式备自投动作行为分析控制回路异常、弹簧未储能、压力异常，进线开关或分段开关的跳位异常。方式l 动作过程(见图3)：当充电完成后，I 母无压、进线I

16、 无流，母有压则经瓦I 延时后跳开进线I 开关。确认进线I 开关跳开后经死l 延时合上分段开关。方式2 动作过程(见图4)：当充电完成后，I I 母无压、进线I I 无流、I 母有压则经死延时后跳开进线I I 开关。确认进线I I 开3 1I 母线无压，进线I I 对两段母线供电如图2 所示，母线正常工作时，I 母线、母线分别通过P r l 和P T 2 测控装置检测两段母线有电压，并发送I 母、母有压G O O S E 信息；D L l、D L 2 分别通过进线I 测控装置和进线I I 测控装置检测在合位，并发送D L I、D L 2 合位G O O s E 信息；D L 3 在分位，通过分

17、段保护测控装置采集D L 3 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、I I 母有压和D L l、D L 2合位G O O S E 信息，以及D L 3 在分位信息，判断备确犟甥08，_I-_l_J处分中部集理 万方数据8 4 电力蠹统保护与拄羽自投功能正常工作，经延时(参考取1 5 s)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)。图3 方式1 备自投逻辑框图F i g 3A e d o nl o g i co fm o d e1如图3 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P T l 测控装置检测到I母无压，发I 母无

18、压G O O S E 信息；进线I 测控装置检测到进线I 无流，发进线I 无流G O O S E 信息；P 1 2 测控装置检测到I I 母有压，发I I 母有压G o O S E信息；备自投主逻辑单元检测到上述G o O S E 信息，则经瓦l 延时后，发跳开D L l 开关G O O S E 信息，进线I 测控装置收到D L l 跳闸G o O S E 信息后，驱动智能开关完成D L l 跳闸，同时发出D L I 跳位G O O S E 信息；主逻辑单元收到D L l 跳位G O O S E信息后经死l 延时合D L 3 开关，完成整个备自投功能。3 2 母线无压，进线I 对两段母线供电充

19、电过程见3 1 中所述。图4 方式2 备自投逻辑框图F i g 4A c t i o nl o g i co fm o d e2如图4 所示，当充电完成后，如果发生进线I I不能对I I 母线供电情况，则P 1 2 测控装置检测到I I母无压，发I I 母无压G o o S E 信息；进线I I 测控装置检测到进线I I 无流，发进线I I 无流G O O S E 信息；P T l 测控装置检测到I 母有压，发I 母有压G o O S E信息；备自投主逻辑单元检测到上述G o o S E 信息，则经死延时后，发跳开D L 2 开关G O O S E 信息，进线I 测控装置收到跳D L 2 开关

20、G O O S E 信息后，驱动智能开关完成D L 2 跳闸，同时发出D L 2 跳位G O O S E 信息；主逻辑单元收到D L 2 跳位G O O S E信息后经延时合D L 3 开关，完成整个备自投功能。3 3 与传统备自投方案比较(实际】程巾根据所篙的空饼c 最和开工母个数选取不同的测控装置与图示中装置配置或纽合方式略n 小同O l 结震均而亢成整个交流量和开关的测量和控制不影响口j 题分析)图5 未采用本方法的传统备自投功能方案F i g 5P r i n c i p l eo ft r a d i t i o n a lp r o j m如图5 所示的传统各自投方法。传统保护方案

21、中，设置独立的备自投装置，通过交流电缆完成对I 母电压、I I 母电压、进线I 电流、进线I I 电流的采集：通过信号电缆完成对D L l、D L 2 和D L 3 位置信息的采集。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1 6 。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软件进行修改，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

22、险。从图2 的本方案配置可以看出，本方法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G O O S E 信息方式传输给主逻辑单元，逻辑处理结果再以G O O S E 信息形式发出，完成整个备自投功能，这是本方法的创新点。4 结束语本文提供一种基于G O O S E 方式的网络化备自投新方法，本方法是由各分散的测控单元负责有压无压、有流无流和盯断线等判别，判别结果通过G O O S E 信号通过数字传输网络传给主逻辑处理单元，输出结果也以G O O S E 信号的形式通过数字传 万方数据李海星，等基于I E C 6 1 8 5 0 标准的网络化各自投功能8 5 输网络传

23、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I E 贮6 1 8 5 0 标准S M V服务报文传输给测控装置，开关量以及判别逻辑输出的传输采用G o o S E 通道。该方法已成功应用到洛阳金谷园1 1 0k V 数字化变电站改造中。参考文献 4 I E C 6 1 8 5 0 9 2：2 0 0 3 I D T 变电站通信网络和系统第 1 甘景福一起各自投装置拒动事故的分析 J】电力系E s 统自动化，2 0 0 4，2 8(1 7)：9 7 9 9 G A NJ i n g f u A n a l y s i so ft h eM a l o p e r a t i o

24、 no fS p a r eP o w e rA u t o m a t i cS w i t c h i n gD e v i c e J A u t o m a t i o no fE l e c t r i cP o w e rS y s t e m s，2 0 0 4，2 8(1 7)：9 7 9 9 2 I E c 6 1 8 5 0 一7 2：2 0 0 3 I D T 变电站通信网络和系统第7-2 部分：变电站和馈线设备的基本通信结构抽象通信服务接口(A C S I)S m C6 1 8 5 0-7 2：2 0 0 3 TC o m m u n i c a t i o nN e

25、t w o r k sa n dS y s t e m si nS u b s t a t i o n sP a r t 7-2：B a s i cC o m m u n i c a t i o nS t r u c t u r ef o rS u b s t a t i o na n dF e e d e rE q u i p m e n tA b s t r a c tC o m m u n i c a t i o nS e r v i c eI n t e r f a c e s S 3 I E C 6 1 8 5 0-9-1：2 0 0 3，I D T 变电站通信网络和系统第9-I 部

26、分：特定通信服务映射(S C S M)通过单向多路点对点串行通信链路的采样值 S C6 1 8 5 m 9 1：2 0 0 3 I D，rC o m m u n i c a t i o nN e t w o r k sa n dS y s t e m si nS u b s t a t i o n sP a r d 1：S p e c i f i cC o m m u n i c a t i o nS e r v i c eM a p p i n g(S C S M)S a m p l e dV a l u e so v e rS e r i a lU n i d i r e c t i o

27、n a lM u l t i d r o pP o i n tt OP o i n tL i n k I S 9-2 部分：特定通信服务映射(S C S g)通过I S 0 I E C 8 8 0 2 3 的采样值 S C6 1 8 5 0-9-l：2 0 0 3。呵C o m m u n i c a t i o nN e t w o r k sa n dS y s t e m si nS u b s t a t i o n sP a r t 9 2：S p e c i f i cC o m m u n i c a t i o nS e r v i c eM a p p i n g(S C S

28、 M)S a m p l e dv a l n e so v e rI S 0，匝C8 8 0 2 3L i n k I S 梅德冬，黄国方符合I E C 6 1 8 5 0 标准的分布式各自投的设计 J 电网技术，2 0 0 6，3 0(增刊)4 7 1 4 7 5 M E ID e-d o n g H U A N GG u o-f a n g D e s i g no fD i s t r i b u t e dR e s e r v eP o w e rS o u r c eA u t o m a t i cS w i t c h i n gD e v i c eA c c o r d

29、i n gC 6 1 8 5 0 1 J P o w e rS y s t e mT e c h n o l o g y，2 0 0 6。3 0(S)：4 7 l-4 7 5 E 6 C 1 3 Z-8 0 0 0 变电站自动化系统技术说明书 z 2 0 0 6，0 55 1 5 4。T e c h n o l o g yI n t r o d u c t i o no fC B Z 一8 0 0 0S u b s t a t i o nA u t o m a t i o nS y s t e m Z 2 0 0 6，0 551-5 4 收稿日期l2 0 0 8-0 9-0 4作者简介：李海星

30、(1 9 6 3-)，男，高级工程师，长期从事电力系统变电技术管理工作；E-m a i l：h n d l w r t O f f L c o m王政涛(1 9 6 2-)，男，高级工程师，长期从事电力技术继电保护研究与技术管理工作；王锐(1 9 5 7-)，女，高级工程师，长期从事继电保护技术研究与管理工作(上接第6 2 页c o n t i n u e d f r o m p a g e 6 2)参考文献 1 刘晨晖电力系统负荷预报理论与方法 M 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1 9 8 7 2】牛东晓。曹树华，赵磊，等电力负荷预测技术及其应用 M 北京：中国电力出版社，1 9 9 8 3

31、 杨福生小波变换的工程分析与应用 M 北京：科学出版社，1 9 9 8 4 张立明人工神经网络的模型及其应用 M 上海：复旦大学出版社，1 9 9 3 5 张际先，宓霞神经网络及其在工程中的应用 M 北京：机械工业出版社，1 9 9 6 6 吴耀华，J、波软阈值去噪在电压变换器选型中的应用 J 继电器，2 0 0 8，3 6(4)：4 7 4 9 W UY a o-l n 乩A p p l i c a t i o no fW a v e l e tS o f t t h r e s h o l dD e n o i s i n gi nV o l t a g eC o n v e r t e

32、rS e l e c t i o n J R e l a y,2 0 0 8，3 6(4)：4 7-4 9 7 刘学琴小波和神经网络在电力系统中长期负荷预测中的应用研究【D】西安：西安理工大学，2 0 0 7 L I UX u e-q i n A p p l yW a v e l e ta n dN e u r a lN e t w o r kt oP o w e rS y s t e mM i d-L o n gT e r mL o a dF o r e c a s t i n g D X i a l l X i a nU n i v e r s i t yo fT e c h n o l

33、o g y 2 0 0 7 8 吴耀华基于G M G R N N 的电力系统长期负荷预测叨继电器，2 0 0 r 7，3 5(6)：5 m 5 3 W UY a o-h u a L o n gT e r mL o a dF o r e c a s t i n gB a s e do nG M G R N Ni nP o w e rS y s t e m J R e l a y,2 0 0 7 3 5(6)：5 m 5 3 收稿日期：2 0 0 8-0 8-1 6；修回日期：2 0 0 8-I 卜作者简介：刘学琴(1 9 7 3-)，女，硕士，讲师，主要从事电力系统自动化教学与研究工作：E-m

34、a i l：f i u 2 2 9 1 2 9 2 1 2 6 e o m昊耀华(1 9 7 0-)，男，讲师，主要从事电力系统自动化教学与研究工作。万方数据基于IEC61850标准的网络化备自投功能基于IEC61850标准的网络化备自投功能作者：李海星，王政涛，王锐，曹丽璐，LI Hai-xing，WANG Zheng-tao，WANG Rui，CAOLi-lu作者单位：李海星,王政涛,王锐,LI Hai-xing,WANG Zheng-tao,WANG Rui(河南省电力公司,河南,郑州,450052)，曹丽璐,CAO Li-lu(许继电气股份有限公司,河南,许昌461000)刊名：电力系

35、统保护与控制英文刊名：POWER SYSTEM PROTECTION AND CONTROL年，卷(期)：2009,37(14)被引用次数：6次 参考文献(6条)参考文献(6条)1.甘景福 一起备自投装置拒动事故的分析期刊论文-电力系统自动化 2004(17)2.IEC 61850-7-2:2003.IDT 变电站通信网络和系统第7-2部分:变电站和馈线设备的基本通信结构抽象通信服务接口(ACSI)20033.IEC 61850-9-1:2003.IDT 变电站通信网络和系统第9-1部分:特定通信服务映射(SCSM)通过单向多路点对点串行通信链路的采样值 20034.IEC 61850-9-2

36、:2003.IDT 变电站通信网络和系统第9-2部分:特定通信服务映射(SCSM)通过ISO/IEC8802-3的采样值 20035.梅德冬;黄国方 符合IEC61850标准的分布式备自投的设计 2006(增刊)6.CBZ-8000变电站自动化系统技术说明书 2006 本文读者也读过(5条)本文读者也读过(5条)1.李友军.徐广辉.王文龙.胡少谦.代小翔.LI You-jun.XU Guang-hui.WANG Wen-long.HU Shao-qian.DAI Xiao-xiang Web Service和MMS技术在IEC61850标准体系中的应用分析期刊论文-电力系统保护与控制2009,

37、37(14)2.彭磊.杨光.PENG Lei.YANG Guang 数字化变电站备自投期刊论文-电力系统保护与控制2009,37(23)3.马义.郑建勇.梅军.张胄.MA Yi.ZHENG Jianyong.MEI Jun.ZHANG Zhou 基于IEC61850的SF_6断路器在线监测系统的信息建模及通信实现期刊论文-电力自动化设备2010,30(2)4.陈浩敏.梁杰.陈伟浩.Chen Haomin.Liang Jie.Chen Weihao 基于IEC61850的备自投在数字化变电站中的实现期刊论文-广东输电与变电技术2009,11(4)5.施慎行.任立.刘泽宇.董新洲.SHI Shen

38、xing.REN Li.LIU Zeyu.DONG Xinzhou 符合IEC61850标准的行波电流选线装置研制期刊论文-电力自动化设备2011,31(3)引证文献(7条)引证文献(7条)1.罗明周 形多级变电站串接电网远方备自投方案探讨期刊论文-电力与电工 2009(4)2.张建春 基于变电站数字化改造技术研究期刊论文-科技致富向导 2012(7)3.王根元.韩法玲.高莉.贠保记.朱炜.李志强 基于电子式组合互感器的网络化备自投期刊论文-电力系统保护与控制 2011(15)4.王锐.曹丽璐.杨东海.马晓久 数字化变电站网络化二次系统研究与应用期刊论文-电力系统保护与控制2010(12)5.郭玉亮.李明.李胜男 基于GOOSE方式的网络化备自投应用期刊论文-云南电力技术 2011(5)6.陆昱.邰能灵 备自投合闸回路在现场运行中的改进期刊论文-电力自动化设备 2010(1)7.马力.林瑞.王建勋 常规变电站数字化改造的关键技术分析期刊论文-电力自动化设备 2011(9)本文链接：http:/