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

施超 张贞

国网山东省电力公司泰安供电公司 山东 泰安 271000 【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；GOOSE断链

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. GOOSE链路中断异常介绍

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。

3. GOOSE链路中断原因分析

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。

4. GOOSE链路中断处理方法

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公共物理链路异常；若为该GOOSE接收方中只有某一些装置存在链路中断信号，则一般为接收方异常或非公共物理链路异常；

（3）根据（2）中的判断，检查物理回路，测试相关装置的发送光功率或、接收光纤的光功率或光纤光衰耗，根据测试结果判断是否为物理回路异常；

（4）若物理回路正常，进一步检查逻辑链路，检查GOOSE收/发双方的检修硬压板是否一致；另外，从网络报文分析仪中检查该GOOSE报文，并与SCD文中配置比较，确定GOOSE报文的正确性；若GOOSE报文正确，则检查接收方能否接收到该GOOSE报文，若能接收到GOOSE报文，则需检查接收方的配置，若未能接收到GOOSE报文，则检查交换机配置或发送装置的点对点口是否发出GOOSE报文；若GOOSE报文不正确，则检查发送方的配置。

通过上述排查，根据查找出的原因做进一步处理，更换光纤、光接口或修改接收方、发送方、交换机的配置，直至GOOSE链路异常信号复归。

5. GOOSE链路中断案例

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。

5.1GOOSE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。

表1 ＃2主变35kV侧GOOSE联系二维表

5.2GOOSE网断链原因分析

＃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。

5.3GOOSE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。

6.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

[1]周康，汪晓飞，柳率.智能变电站GOOSE断链分析[J].电工技术，2014(9)：64-65.

[2]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.