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摘要：在多级级联的供电系统中，当系统发生故障时，时常发生越级跳闸，从而扩大了停电范围，造成一定的经济损失。当供电系统中出现普通的馈出线故障时，普通馈出线对应装置应检测到故障直接跳闸，属于其上级的联络线开关对应保护装置也会检测到故障，若下级开关对应的装置在检测到故障后向上级开关对应装置发送防越级闭锁信号，上级开关对应装置收到闭锁信号后闭锁相应保护动作，这样就可实现防越级跳闸的作用。本文着重介绍了如何利用GOOSE机制实现防越级闭锁，仅供参考。
关键词：GOOSE通信机制;防越级闭锁逻辑;测试方法
随着技术的发展，继电保护装置的功能日益强大以及逐渐趋近标准化。近几年在国家电网的推动下， 61850通信机制已大范围使用，各个厂家已支持GOOSE的发信与订阅。在防越级跳闸中，我们利用GOOSE通信机制，当下级馈线开关出现故障时，发出GOOSE闭锁信号，上级开关或联络开关订阅此信号，以实现相关保护功能的闭锁。此方法只需要在现场中安装交换机即可实现，达到了经济性，并且GOOSE信号传输速快，时效性也有保证。
1.GOOSE通信机制
1.1防越级GOOSE信号订阅发布机制
以供配电系统为例，供配电系统最常用的接线方式为单母线带分段，其系统架构一般为两条母线之间连接一个联络开关，每条母线带若干出线，系统中每台开关对应装置发布订阅GOOSE信号如图所示：
（1）每台开关对应装置固定发送防越级GOOSE闭锁信号;
（2）“联络开关”对应装置订阅“A1-A10”、“B1-B10”對应装置发送的防越级GOOSE闭锁信号;
（3）“A0开关”对应装置订阅“A1-A10”以及“联络开关”对应装置发送的防越级GOOSE闭锁信号;
（4）“B0开关”对应装置订阅“B1-B10”以及“联络开关”对应装置发送的防越级GOOSE闭锁信号;
（5）普通馈出线（直接接用电负荷的馈出线）对应装置不订阅任何防越级GOOSE闭锁信号。
（6）防越级GOOSE闭锁信号的发送和订阅均支持双网机制。
1.2防越级闭锁GOOSE开入接收逻辑
防越级闭锁开入收到后的处理逻辑是防越级跳闸功能实现的重要一环，将直接影响防越级跳闸的实现结果。本装置对防越级闭锁开入接收的各环节均设置对应的处理确认信号，具体处理逻辑如下：
1）每个防越级闭锁开入均为普通GOOSE开入，能实时显示并上送当前状态，收到变位后均会形成对应的SOE记录;
2）防越级闭锁GOOSE开入支持双网接收机制，对应性能指标满足《Q/GDW1396-2012 10.2.2》相关要求;
3）每个防越级闭锁开入单独处理，对应开入有效且检修一致时为有效开入，可以参与闭锁逻辑，否则不参与逻辑;
4）为防止传输环节等其它原因引起开入波动而导致防越级跳闸失败或装置拒动，为每个开入设置2.5ms的确认变化延时;
5）设置防越级开入异常告警机制：任意接收的过流防越级GOOSE开入有效、检修一致时，对应开入状态为1时间持续超过15秒，对应开入置异常标记，装置报过流防越级开入异常告警，并闭锁过流防越级跳闸功能。（延时取15秒主要考虑过流保护最大延时10秒，再加5秒的裕度，用于防止误闭锁，但也要起到闭锁作用）
6）设置防越级闭锁合成信号（主要考虑现场会存在多个GOOSE控制块和GOOSE断链的所有情况），任意一个过流防越级闭锁GOOSE开入为1且有效、检修一致、无异常标记时，过流防越级闭锁收信动作，用于闭锁过流保护动作。
2.防越级动作逻辑
2.1防越级相关定值设置
防越级跳闸一般应用于矿用保护或者配电系统中，这两种系统中主要发生的故障类型为过流保护以及接地保护（漏电保护），所以在构建防越级保护的过程中主要考虑这两种故障类型。因此防越级保护是要与继电保护装置自身的相关过流和接地保护控制字配合即可，不需要设置单独的数值型定值。考虑到馈出线不需要订阅防越级GOOSE闭锁信号，只需在故障时发出防越级GOOSE闭锁信号，因此需要设置单独的防越级闭锁控制字达到适应性，并且不管此控制字是否投入，在发生故障时，固定发出防越级GOOSE闭锁信号。
需要值得注意的是，首先在现场运行过程中，馈线开关虽然具备防越级保护功能但是需要将此功能退出，以使在发生故障时能快速跳闸。其次，供配电系统中配置的保护大多为过流保护和零序过流保护，在考虑防越级跳闸逻辑时，应对过流防越级保护和零流防越级保护进行独立设计。在者，防越级保护跳闸逻辑需要判断GOOSE开入信号的有效性和检修一致性，是为了保证当GOOSE信号未接入但是防越级功能投入时，能正确快速地切除故障。GOOSE开入的有效性参考本文1.2的第三、五、六条的相关论述。
2.2防越级保护的跳闸逻辑
根据现场的保护动作时间整定值来看，为求达到故障的准确快速的切除，供电系统上下级开关之间本身就存在时间的上的配合。GOOSE防越级保护的目的在于防止事故范围的扩大，此目的也是通过延时来实现的，并且还要考虑到开关拒动的情况。
以过流保护为例，在防越级跳闸功能投入时，过流任意段保护设置最小20ms延时（当时间定值大于20ms时采用设置定值，当时间定值小于20ms时，给相应保护配置20ms延时），设置此延时的目的是等待接收GOOSE闭锁信号，当发生故障时，保护动作，在动作延时到达前，收到防越级GOOSE闭锁信号，动作延时继续累加，动作延时到达后，先闭锁保护，当延时累计到设定值加400ms后，故障依然存在，此时考虑为开关拒动，不管防越级信号是否复归，对应保护应立即动作。若在此400ms延时累计的过程中，故障电流消失，对应保护应立即复归。400ms的延时主要考虑的是一级开关拒动判断以及二级开关的动作延时。在此例举防越级保护正常动作时的时序图如下： 2.3测试方法
实验室测试GOOSE防越级保护动作时，主要以系统测试和单装置测试为主。在系统测试时需要多台装置和交换机来搭建系统，以单母线带分段系统为例，因设备数量的限制，只需要搭建简单的模拟系统，因此可使用3台装置做馈线开关、1台做联络线开关、1台做上级进线开关，模拟一段母线的运行情况。还需做好现场所需的SCD即各装置配置，并将订阅的GOOSE配置做好并下载进装置，准备两台交换机（现场模拟双网通信），将所有装置接入后台通讯系统并做好对时。实验接线为模拟现场运行，需准备一台继保仪，将所需装置的电流串联进仪器，各装置接入模拟断路器。具体实验大体分为如下几个项目，第一项为退出防越级保护时，开关的动作情况，考察各装置的保护启动情况、动作跳闸时间、防越级GOOSE信号的发出以及对应进线开关的收信;第二项为投入防越级跳闸保护时，开关的正常动作行为，主要考察开关的保护启动情况、动作跳闸以及防越级GOOSE信号的收信与发信;第三项为防越级投入时馈线开关拒跳，第四项为防越级投入时两级开关拒跳，考察标准同第二项。可适当增加关于开关检修时的测试项目，在此不再缀述。
测试单装置时，实验环境的搭建较为简单，只需要一台装置、一台继保仪一台交换机即可，但是考察的项目较系统试验来说更加详细。在进行单装置实验时，应该将防越級跳闸的逻辑和GOOSE的收信发信机制作为主要考察项目，其次是关于保护的定值以及动作时间的校验。根据现场运行经验，现场主要投入的保护大多为过流保护和零流保护（漏电保护），因此单装置实验中，应分别考察过流防越级保护逻辑和零流防越级保护的逻辑，校验在不同现场运行情况下保护动作出口的时限，尤其是GOOSE信号发出的时序与保护动作时序之间的关系。其次，着重考察GOOSE的订阅逻辑、发信逻辑以及闭锁逻辑。因保护的动作行为主要是与保护动作时刻和收到GOOSE信号的时序有关系，所以在测试过程中要注意GOOSE信号的发出时间、持续时间、复归时间。另外还需要考虑GOOSE检修不一致时保护的动作逻辑。
结论：GOOSE通信机制一般在智能站中应用广泛，随着技术的发展，配电系统中也可采用站控层的通讯技术来实现一般的防越级功能。因现在的供电系统本身就要求实现信号的集中采集与上送，本身就需要交换机等交互设备，所以这些原本具有的硬件条件，帮助了GOOSE通讯技术在供配电系统防越级保护中的应用，不仅未增加经济成本，也不增加中间节点，极大地推进了GOOSE通信技术在防越级保护中的应用。
参考文献
[1] 孟建. 浅析煤矿防越级跳闸系统 2013，第000卷 ，第008期
[2] 陈奎，张丽，孙常青. 煤矿高压防爆开关综合保护新技术 2009 ，第24期
[3] 臧其威. 基于GOOSE的煤矿智能变电站穿越性故障识别与隔离系统 2014
关键词：GOOSE通信机制;防越级闭锁逻辑;测试方法
随着技术的发展，继电保护装置的功能日益强大以及逐渐趋近标准化。近几年在国家电网的推动下， 61850通信机制已大范围使用，各个厂家已支持GOOSE的发信与订阅。在防越级跳闸中，我们利用GOOSE通信机制，当下级馈线开关出现故障时，发出GOOSE闭锁信号，上级开关或联络开关订阅此信号，以实现相关保护功能的闭锁。此方法只需要在现场中安装交换机即可实现，达到了经济性，并且GOOSE信号传输速快，时效性也有保证。
1.GOOSE通信机制
1.1防越级GOOSE信号订阅发布机制
以供配电系统为例，供配电系统最常用的接线方式为单母线带分段，其系统架构一般为两条母线之间连接一个联络开关，每条母线带若干出线，系统中每台开关对应装置发布订阅GOOSE信号如图所示：
（1）每台开关对应装置固定发送防越级GOOSE闭锁信号;
（2）“联络开关”对应装置订阅“A1-A10”、“B1-B10”對应装置发送的防越级GOOSE闭锁信号;
（3）“A0开关”对应装置订阅“A1-A10”以及“联络开关”对应装置发送的防越级GOOSE闭锁信号;
（4）“B0开关”对应装置订阅“B1-B10”以及“联络开关”对应装置发送的防越级GOOSE闭锁信号;
（5）普通馈出线（直接接用电负荷的馈出线）对应装置不订阅任何防越级GOOSE闭锁信号。
（6）防越级GOOSE闭锁信号的发送和订阅均支持双网机制。
1.2防越级闭锁GOOSE开入接收逻辑
防越级闭锁开入收到后的处理逻辑是防越级跳闸功能实现的重要一环，将直接影响防越级跳闸的实现结果。本装置对防越级闭锁开入接收的各环节均设置对应的处理确认信号，具体处理逻辑如下：
1）每个防越级闭锁开入均为普通GOOSE开入，能实时显示并上送当前状态，收到变位后均会形成对应的SOE记录;
2）防越级闭锁GOOSE开入支持双网接收机制，对应性能指标满足《Q/GDW1396-2012 10.2.2》相关要求;
3）每个防越级闭锁开入单独处理，对应开入有效且检修一致时为有效开入，可以参与闭锁逻辑，否则不参与逻辑;
4）为防止传输环节等其它原因引起开入波动而导致防越级跳闸失败或装置拒动，为每个开入设置2.5ms的确认变化延时;
5）设置防越级开入异常告警机制：任意接收的过流防越级GOOSE开入有效、检修一致时，对应开入状态为1时间持续超过15秒，对应开入置异常标记，装置报过流防越级开入异常告警，并闭锁过流防越级跳闸功能。（延时取15秒主要考虑过流保护最大延时10秒，再加5秒的裕度，用于防止误闭锁，但也要起到闭锁作用）
6）设置防越级闭锁合成信号（主要考虑现场会存在多个GOOSE控制块和GOOSE断链的所有情况），任意一个过流防越级闭锁GOOSE开入为1且有效、检修一致、无异常标记时，过流防越级闭锁收信动作，用于闭锁过流保护动作。
2.防越级动作逻辑
2.1防越级相关定值设置
防越级跳闸一般应用于矿用保护或者配电系统中，这两种系统中主要发生的故障类型为过流保护以及接地保护（漏电保护），所以在构建防越级保护的过程中主要考虑这两种故障类型。因此防越级保护是要与继电保护装置自身的相关过流和接地保护控制字配合即可，不需要设置单独的数值型定值。考虑到馈出线不需要订阅防越级GOOSE闭锁信号，只需在故障时发出防越级GOOSE闭锁信号，因此需要设置单独的防越级闭锁控制字达到适应性，并且不管此控制字是否投入，在发生故障时，固定发出防越级GOOSE闭锁信号。
需要值得注意的是，首先在现场运行过程中，馈线开关虽然具备防越级保护功能但是需要将此功能退出，以使在发生故障时能快速跳闸。其次，供配电系统中配置的保护大多为过流保护和零序过流保护，在考虑防越级跳闸逻辑时，应对过流防越级保护和零流防越级保护进行独立设计。在者，防越级保护跳闸逻辑需要判断GOOSE开入信号的有效性和检修一致性，是为了保证当GOOSE信号未接入但是防越级功能投入时，能正确快速地切除故障。GOOSE开入的有效性参考本文1.2的第三、五、六条的相关论述。
2.2防越级保护的跳闸逻辑
根据现场的保护动作时间整定值来看，为求达到故障的准确快速的切除，供电系统上下级开关之间本身就存在时间的上的配合。GOOSE防越级保护的目的在于防止事故范围的扩大，此目的也是通过延时来实现的，并且还要考虑到开关拒动的情况。
以过流保护为例，在防越级跳闸功能投入时，过流任意段保护设置最小20ms延时（当时间定值大于20ms时采用设置定值，当时间定值小于20ms时，给相应保护配置20ms延时），设置此延时的目的是等待接收GOOSE闭锁信号，当发生故障时，保护动作，在动作延时到达前，收到防越级GOOSE闭锁信号，动作延时继续累加，动作延时到达后，先闭锁保护，当延时累计到设定值加400ms后，故障依然存在，此时考虑为开关拒动，不管防越级信号是否复归，对应保护应立即动作。若在此400ms延时累计的过程中，故障电流消失，对应保护应立即复归。400ms的延时主要考虑的是一级开关拒动判断以及二级开关的动作延时。在此例举防越级保护正常动作时的时序图如下： 2.3测试方法
实验室测试GOOSE防越级保护动作时，主要以系统测试和单装置测试为主。在系统测试时需要多台装置和交换机来搭建系统，以单母线带分段系统为例，因设备数量的限制，只需要搭建简单的模拟系统，因此可使用3台装置做馈线开关、1台做联络线开关、1台做上级进线开关，模拟一段母线的运行情况。还需做好现场所需的SCD即各装置配置，并将订阅的GOOSE配置做好并下载进装置，准备两台交换机（现场模拟双网通信），将所有装置接入后台通讯系统并做好对时。实验接线为模拟现场运行，需准备一台继保仪，将所需装置的电流串联进仪器，各装置接入模拟断路器。具体实验大体分为如下几个项目，第一项为退出防越级保护时，开关的动作情况，考察各装置的保护启动情况、动作跳闸时间、防越级GOOSE信号的发出以及对应进线开关的收信;第二项为投入防越级跳闸保护时，开关的正常动作行为，主要考察开关的保护启动情况、动作跳闸以及防越级GOOSE信号的收信与发信;第三项为防越级投入时馈线开关拒跳，第四项为防越级投入时两级开关拒跳，考察标准同第二项。可适当增加关于开关检修时的测试项目，在此不再缀述。
测试单装置时，实验环境的搭建较为简单，只需要一台装置、一台继保仪一台交换机即可，但是考察的项目较系统试验来说更加详细。在进行单装置实验时，应该将防越級跳闸的逻辑和GOOSE的收信发信机制作为主要考察项目，其次是关于保护的定值以及动作时间的校验。根据现场运行经验，现场主要投入的保护大多为过流保护和零流保护（漏电保护），因此单装置实验中，应分别考察过流防越级保护逻辑和零流防越级保护的逻辑，校验在不同现场运行情况下保护动作出口的时限，尤其是GOOSE信号发出的时序与保护动作时序之间的关系。其次，着重考察GOOSE的订阅逻辑、发信逻辑以及闭锁逻辑。因保护的动作行为主要是与保护动作时刻和收到GOOSE信号的时序有关系，所以在测试过程中要注意GOOSE信号的发出时间、持续时间、复归时间。另外还需要考虑GOOSE检修不一致时保护的动作逻辑。
结论：GOOSE通信机制一般在智能站中应用广泛，随着技术的发展，配电系统中也可采用站控层的通讯技术来实现一般的防越级功能。因现在的供电系统本身就要求实现信号的集中采集与上送，本身就需要交换机等交互设备，所以这些原本具有的硬件条件，帮助了GOOSE通讯技术在供配电系统防越级保护中的应用，不仅未增加经济成本，也不增加中间节点，极大地推进了GOOSE通信技术在防越级保护中的应用。
参考文献
[1] 孟建. 浅析煤矿防越级跳闸系统 2013，第000卷 ，第008期
[2] 陈奎，张丽，孙常青. 煤矿高压防爆开关综合保护新技术 2009 ，第24期
[3] 臧其威. 基于GOOSE的煤矿智能变电站穿越性故障识别与隔离系统 2014