专利名称：一种用于继电保护数字化改造的goose报文/开关量转换装置的制作方法
技术领域：
—种用于继电保护数字化改造的GOOSE报文/开关量转换装置技术领域[0001]本实用新型涉及电力系统继电保护及自动装置领域，更特定言之，本实用新型涉及一种用于继电保护数字化改造的GOOSE报文/开关量转换装置。
背景技术：
[0002]目前，传统继电保护装置利用二次电缆传输电信号，数字化继电保护装置通过光缆传输GOOSE报文协议。运行变电所的数字化改造项目，如果按照传统的继电保护改造方案，依次停役线路(主变、开关)等一次设备，实施继电保护设备数字化改造，必然同时存在未改造和已改造的继电保护设备，未改造的传统线路保护、开关保护、母差保护、主变保护如何与已改造的数字化保护可靠配合，成为继电保护数字化改造中的重点和难点。[0003]例如500kV系统保护可按串进行智能化改造，先同步改造开关保护与线路(主变)保护，串内设备可同步实现GOOSE通讯。但500kV母差保护不能长时间退出运行，只有在全部边开关保护及智能终端装置改造完成后，数字化母差保护才能投入运行，实现数字化母差保护动作跳边开关、启动边开关失灵以及边开关失灵启动母差保护等功能。此前必须保证传统母差保护可靠运行，但传统母差保护无法直接与数字化边开关保护及智能终端装置通讯。同理，如果先改造母差保护，数字化的母差保护无法直接与传统边开关保护装置通τΗ ο[0004]又如，220kV系统保护先按间隔依次停电改造，但220kV母差保护不能长时间退出运行，只有在全部220kV线路(母联、分段等)保护改造完成后，数字化母差保护才能投入运行，实现220kV母差保护动作跳闸、启动线路远跳/停信、开关失灵启动母差保护等功能。此前必须保证传统母差保护可靠运行，但传统母差保护无法直接与数字化线路保护及智能终端装置通讯。同理，如果先改造母差保护，数字化的母差保护无法直接与传统线路(母联、分段等)保护装置通讯。[0005]再如，500kV主变保护虽与所属串的设备同步改造，实现主变保护与相连500kV开关保护及智能终端装置的同步通讯，但无法同步实现以下功能的通讯:主变220kV后备保护跳220kV母联开关、正母分段开关、副母分段开关；主变保护动作跳本变220kV开关，若开关失灵启动220kV母差保护；220kV母差保护动作跳主变220kV开关，若开关失灵通过主变保护联跳三侧开关。同理，若220kV系统设备先进行数字化改造，也无法同步实现上述功倉泛。[0006]目前，可行的500kV变电站全站数字化改造方案有以下两个:[0007]方案一，全站同一电压等级的一次设备同时停役进行数字化改造并调试、投产；[0008]方案二，双重化配置的两套保护分别单独改造，同时停用全站第一套保护，接入相应的电流、电压、开关量，进行传动试验，带负荷试验正确后投运；然后停用全站第二套保护，接入相应的电流、电压、开关量，试验正确后投运。[0009]方案一缺陷，全站同一电压等级的一次设备同时停役，破坏了电力系统的完整性，必须考虑全部负荷的供电问题，降低供电可靠性。首先，能转移的负荷转至其它变电所供电，但会引起系统失去备用电源或开环运行，降低了供电可靠性。其次，不能转移的负荷需要在该变电所围墙外侧线路铁塔上停电搭接，项目完成后又需按原接线方式重新搭接，增加了工作量、增大了安全风险，同时也降低了供电可靠性。第三，全停后可能失去站内所用电，保护装置调试及动力、照明电源需要外部供电。[0010]方案二缺陷，全站一次设备要停电两次，运行操作工作量大，操作安全风险高；500kV系统长时间单套保护运行，系统安全运行风险很大；传统变电站开关失灵保护单重化配置，第一套保护先期改造时，需要将开关保护中与第一套保护相关的二次回路断开、同时保证与第二套保护相关的回路接触可靠并确保正确；第二套智能终端接线及调试时，与第一套保护(智能终端)相距太近，容易走错间隔、误碰运行设备，安全风险较大。实用新型内容[0011]本实用新型旨在解决现有技术中存在的缺陷，通过分析比较500kV传统变电站、数字化变电站的继电保护二次回路原理，研究一种适用于传统500kV变电站继电保护数字化改造的GOOSE报文/开关量转换装置，在本实用新型的优选实施例中，考虑到500kV变电站的220kV出线较多，再加上主变220kV开关、母联开关及备用等，最多可按20个间隔设计。因此，双向转换各设计40路共80路输入。通过应用本实用新型成果，传统500kV母差保护与数字化500kV边开关保护及智能终端装置或数字化500kV母差保护与传统500kV边开关保护装置之间可靠通讯；传统主变保护与数字化220kV母联(正母分段、副母分段)开关保护及智能终端装置或数字化主变保护与传统220kV母联(正母分段、副母分段)开关保护装置之间可靠通讯；传统220kV母差保护与数字化主变保护或数字化母差保护与传统主变保护装置之间可靠通讯；传统220kV母差保护与数字化220kV线路保护及智能终端装置或数字化220kV母差保护与传统220kV线路保护装置之间可靠通讯。[0012]改造完成的数字化保护装置通过运用该实用新型成果，将发送的GOOSE报文协议转换为相应动作接点输出，通过电缆接入传统保护装置；未改造的传统保护装置通过运用该实用新型，将输出动作接点转换为发送的GOOSE报文协议，通过光纤接入数字化保护装置。[0013]保证先完成改造的数字化保护装置与未改造的传统保护装置可靠通讯，实现传统继电保护按间隔依次停电进行数字化改造，确保继电保护功能及二次回路完整，系统故障时本实用新型装置可靠动作。[0014]同时，本实用新型的技术效果又是通过以下技术要点实现的:[0015]一种用于保护数字化改造的GOOSE报文开关量转换装置，在继电保护数字化改造过程中，它通信连接于传统继电保护装置与数字化继电保护装置之间，其包括电源插件、智能开入插件、智能开出插件和GOOSE插件，其中:[0016]GOOSE插件设有输入端和输出端，所述输入端接收数字化继电保护装置的GOOSE报文信息，并通信连接至智能开出插件以将接收到的GOOSE报文信息通过智能开出插件转换为传统开关量加以输出。输出端用以向数字化继电保护装置发送GOOSE报文信息，并通信连接至智能开入插件，传统继电保护装置输出的开关量信息通过智能开入插件传送至GOOSE插件以向数字化继电保护装置发送GOOSE信息报文信息。[0017]IlOV或220V直流电压接入电源插件，电源插件分别电连接至智能开入插件、智能开出插件和GOOSE插件并为之提供工作电源。[0018]同时作为优选，在500kV变电站的继电保护数字化改造过程中，以下环节中可以使用本实用新型的GOOSE报文/开关量转换装置:[0019]通过所述GOOSE插件的输入端接收数字化继电保护装置的数字化500kV母差保护动作跳闸的GOOSE报文信息，并通过智能开出插件输出相应的传统开关量信号至传统继电保护装置；[0020]通过所述智能开入插件接收传统继电保护装置的传统500kV母差保护动作跳闸的传统开关量信号，并通过输出端输出相应的GOOSE报文信息至数字化继电保护装置；[0021]通过所述GOOSE插件的输入端接收数字化继电保护装置的500kV母差保护动作启动边开关失灵/闭锁重合闸的GOOSE报文信息，并通过智能开出插件输出相应的传统开关量信号至传统继电保护装置；[0022]通过所述智能开入插件接收传统继电保护装置的500kV母差保护动作启动边开关失灵/闭锁重合闸的传统开关量信号，并通过输出端输出相应的GOOSE报文信息至数字化继电保护装置；[0023]通过所述GOOSE插件的输入端接收数字化继电保护装置的500kV边开关失灵启动500kV母差保护的GOOSE报文信息，并通过智能开出插件输出相应的传统开关量信号至传统继电保护装置；[0024]通过所述智能开入插件接收传统继电保护装置的5500kV边开关失灵启动500kV母差保护的传统开关量信号，并通过输出端输出相应的GOOSE报文信息至数字化继电保护装置；[0025]通过所述GOOSE插件的输入端接收数字化继电保护装置的接收500kV主变220kV后备保护动作联跳220kV母联开关的GOOSE报文信息，并通过智能开出插件输出相应的传统开关量信号至传统继电保护装置；[0026]通过所述智能开入插件接收传统继电保护装置的500kV主变220kV后备保护动作联跳220kV母联开关的传统开关量信号，并通过输出端输出相应的GOOSE报文信息至数字化继电保护装置；[0027]通过所述GOOSE插件的输入端接收数字化继电保护装置的500kV主变220kV后备保护动作联跳正母分段开关的GOOSE报文信息，并通过智能开出插件输出相应的传统开关量信号至传统继电保护装置；[0028]通过所述智能开入插件接收传统继电保护装置的500kV主变220kV后备保护动作联跳正母分段开关的传统开关量信号，并通过输出端输出相应的GOOSE报文信息至数字化继电保护装置；[0029]通过所述GOOSE插件的输入端接收数字化继电保护装置的500kV主变220kV后备保护动作联跳副母分段开关的GOOSE报文信息，并通过智能开出插件输出相应的传统开关量信号至传统继电保护装置；[0030]通过所述智能开入插件接收传统继电保护装置的500kV主变220kV后备保护动作联跳副母分段开关的传统开关量信号，并通过输出端输出相应的GOOSE报文信息至数字化继电保护装置；[0031]通过所述GOOSE插件的输入端接收数字化继电保护装置的500kV主变保护动作跳本变220kV开关，开关失灵启动220kV母差保护的GOOSE报文信息，并通过智能开出插件输出相应的传统开关量信号至传统继电保护装置；[0032]通过所述智能开入插件接收传统继电保护装置的500kV主变保护动作跳本变220kV开关，开关失灵启动220kV母差保护的传统开关量信号，并通过输出端输出相应的GOOSE报文信息至数字化继电保护装置；[0033]通过所述GOOSE插件的输入端接收数字化继电保护装置的220kV母差保护动作跳主变220kV开关，开关失灵通过主变保护联跳三侧开关的GOOSE报文信息，并通过智能开出插件输出相应的传统开关量信号至传统继电保护装置；[0034]通过所述智能开入插件接收传统继电保护装置的220kV母差保护动作跳主变220kV开关，开关失灵通过主变保护联跳三侧开关的传统开关量信号，并通过输出端输出相应的GOOSE报文信息至数字化继电保护装置；[0035]通过所述GOOSE插件的输入端接收数字化继电保护装置的220kV母差保护动作跳220kV线路开关的GOOSE报文信息，并通过智能开出插件输出相应的传统开关量信号至传统继电保护装置；[0036]通过所述智能开入插件接收传统继电保护装置的220kV母差保护动作跳220kV线路开关的传统开关量信号，并通过输出端输出相应的GOOSE报文信息至数字化继电保护装置；[0037]通过所述GOOSE插件的输入端接收数字化继电保护装置的220kV母差保护动作启动线路远跳/停信的GOOSE报文信息，并通过智能开出插件输出相应的传统开关量信号至传统继电保护装置；[0038]通过所述智能开入插件接收传统继电保护装置的220kV母差保护动作启动线路远跳/停信的传统开关量信号，并通过输出端输出相应的GOOSE报文信息至数字化继电保护装置；[0039]通过所述GOOSE插件的输入端接收数字化继电保护装置的220kV线路开关失灵，启动220kV母差保护跳闸的GOOSE报文信息，并通过智能开出插件输出相应的传统开关量信号至传统继电保护装置；[0040]通过所述智能开入插件接收传统继电保护装置的220kV线路开关失灵，启动220kV母差保护跳闸的传统开关量信号，并通过输出端输出相应的GOOSE报文信息至数字化继电保护装置。[0041]本实用新型的有益效果是显而易见的:通过应用本实用新型成果，500kV变电站实现按串或按间隔依次停电进行继电保护智能化改造，可避免同一电压等级的一次设备全停，所有一次设备只需停电一次，大大减小对电网运行的影响，降低设备改造及运行操作的安全风险，保障系统故障时装置可靠动作。
[0042]图1为本实用新型GOOSE报文/开关量转换装置的原理结构示意图。
具体实施方式
[0043]以下将参照附图来详尽描述本实用新型的优选实施方式。在本实用新型的优选实施例中，考虑到500kV变电站的220kV出线较多，再加上主变220kV开关、母联开关及备用等，最多可按20个间隔设计。因此，双向转换各设计40路共80路输入。通过应用本实用新型成果，传统500kV母差保护与数字化500kV边开关保护及智能终端装置或数字化500kV母差保护与传统500kV边开关保护装置之间可靠通讯；传统主变保护与数字化220kV母联(正母分段、副母分段)开关保护及智能终端装置或数字化主变保护与传统220kV母联(正母分段、副母分段)开关保护装置可靠通讯之间可靠通讯；传统220kV母差保护与数字化主变保护或数字化母差保护与传统主变保护装置之间可靠通讯；传统220kV母差保护与数字化220kV线路保护及智能终端装置或数字化220kV母差保护与传统220kV线路保护装置之间可靠通讯。改造完成的数字化保护装置通过运用该实用新型成果，将发送的GOOSE报文协议转换为相应动作接点输出，通过电缆接入传统保护装置；未改造的传统保护装置通过运用该实用新型，将输出动作接点转换为发送的GOOSE报文协议，通过光纤接入数字化保护装置。保证先完成改造的数字化保护装置与未改造的传统保护装置可靠通讯，实现传统继电保护按间隔依次停电进行数字化改造，确保继电保护功能及二次回路完整，系统故障时本实用新型装置可靠动作。同时参照附图，本实用新型的技术效果又是通过以下技术要点实现的:参照图1，本实用新型GOOSE报文/开关量转换装置10在继电保护数字化改造过程中通信连接于传统继电保护装置20与数字化继电保护装置30之间，其包括电源插件1、智能开入插件2、智能开出插件3和GOOSE插件4，其中GOOSE插件4设有输入端41和输出端42。输入端41接收数字化继电保护装置30的GOOSE报文信息，并通信连接至智能开出插件3以将接收到的GOOSE报文信息通过智能开出插件3转换为传统开关量加以输出。输出端42用以向数字化继电保护装置30发送GOOSE报文信息，并通信连接至智能开入插件2，传统继电保护装置20输出的开关量信息通过智能开入插件2传送至GOOSE插件4以向数字化继电保护装置30发送GOOSE信息报文信息。IlOV或220V直流电压接入电源插件1，所述电源插件I分别电连接至智能开入插件2、智能开出插件3和GOOSE插件4并为之提供工作电源。本实用新型GOOSE报文/开关量转换装置10的报文/开关量转换方法，可以在500kV变电站继电保护数字化改造过程中的以下环节中可以使用:通过所述GOOSE插件4的输入端41接收数字化继电保护装置30的数字化500kV母差保护动作跳闸的GOOSE报文信息，并通过智能开出插件3输出相应的传统开关量信号至传统继电保护装置20 ；通过所述智能开入插件2接收传统继电保护装置20的传统500kV母差保护动作跳闸的传统开关量信号，并通过输出端42输出相应的GOOSE报文信息至数字化继电保护装置30 ；通过所述GOOSE插件4的输入端41接收数字化继电保护装置30的500kV母差保护动作启动边开关失灵/闭锁重合闸的GOOSE报文信息，并通过智能开出插件3输出相应的传统开关量信号至传统继电保护装置20 ；[0053]通过所述智能开入插件2接收传统继电保护装置20的500kV母差保护动作启动边开关失灵/闭锁重合闸的传统开关量信号，并通过输出端42输出相应的GOOSE报文信息至数字化继电保护装置30;通过所述GOOSE插件4的输入端41接收数字化继电保护装置30的500kV边开关失灵启动500kV母差保护的GOOSE报文信息，并通过智能开出插件3输出相应的传统开关量信号至传统继电保护装置20 ；通过所述智能开入插件2接收传统继电保护装置20的5500kV边开关失灵启动500kV母差保护的传统开关量信号，并通过输出端42输出相应的GOOSE报文信息至数字化继电保护装置30;通过所述GOOSE插件4的输入端41接收数字化继电保护装置30的接收500kV主变220kV后备保护动作联跳220kV母联开关的GOOSE报文信息，并通过智能开出插件3输出相应的传统开关量信号至传统继电保护装置20 ；通过所述智能开入插件2接收传统继电保护装置20的500kV主变220kV后备保护动作联跳220kV母联开关的传统开关量信号，并通过输出端42输出相应的GOOSE报文信息至数字化继电保护装置30 ；通过所述GOOSE插件4的输入端41接收数字化继电保护装置30的500kV主变220kV后备保护动作联跳正母分段开关的GOOSE报文信息，并通过智能开出插件3输出相应的传统开关量信号至传统继电保护装置20 ；通过所述智能开入插件2接收传统继电保护装置20的500kV主变220kV后备保护动作联跳正母分段开关的传统开关量信号，并通过输出端42输出相应的GOOSE报文信息至数字化继电保护装置30;通过所述GOOSE插件4的输入端41接收数字化继电保护装置30的500kV主变220kV后备保护动作联跳副母分段开关的GOOSE报文信息，并通过智能开出插件3输出相应的传统开关量信号至传统继电保护装置20 ；通过所述智能开入插件2接收传统继电保护装置20的500kV主变220kV后备保护动作联跳副母分段开关的传统开关量信号，并通过输出端42输出相应的GOOSE报文信息至数字化继电保护装置30;通过所述GOOSE插件4的输入端41接收数字化继电保护装置30的500kV主变保护动作跳本变220kV开关，开关失灵启动220kV母差保护的GOOSE报文信息，并通过智能开出插件3输出相应的传统开关量信号至传统继电保护装置20 ；通过所述智能开入插件2接收传统继电保护装置20的500kV主变保护动作跳本变220kV开关，开关失灵启动220kV母差保护的传统开关量信号，并通过输出端42输出相应的GOOSE报文信息至数字化继电保护装置30 ；通过所述GOOSE插件4的输入端41接收数字化继电保护装置30的220kV母差保护动作跳主变220kV开关，开关失灵通过主变保护联跳三侧开关的GOOSE报文信息，并通过智能开出插件3输出相应的传统开关量信号至传统继电保护装置20 ；通过所述智能开入插件2接收传统继电保护装置20的220kV母差保护动作跳主变220kV开关，开关失灵通过主变保护联跳三侧开关的传统开关量信号，并通过输出端42输出相应的GOOSE报文信息至数字化继电保护装置30 ；[0066]通过所述GOOSE插件4的输入端41接收数字化继电保护装置30的220kV母差保护动作跳220kV线路开关的GOOSE报文信息，并通过智能开出插件3输出相应的传统开关量信号至传统继电保护装置20 ；通过所述智能开入插件2接收传统继电保护装置20的220kV母差保护动作跳220kV线路开关的传统开关量信号，并通过输出端42输出相应的GOOSE报文信息至数字化继电保护装置30;通过所述GOOSE插件4的输入端41接收数字化继电保护装置30的220kV母差保护动作启动线路远跳/停信的GOOSE报文信息，并通过智能开出插件3输出相应的传统开关量信号至传统继电保护装置20 ；通过所述智能开入插件2接收传统继电保护装置20的220kV母差保护动作启动线路远跳/停信的传统开关量信号，并通过输出端42输出相应的GOOSE报文信息至数字化继电保护装置30;通过所述GOOSE插件4的输入端41接收数字化继电保护装置30的220kV线路开关失灵，启动220kV母差保护跳闸的GOOSE报文信息，并通过智能开出插件3输出相应的传统开关量信号至传统继电保护装置20 ；通过所述智能开入插件2接收传统继电保护装置20的220kV线路开关失灵，启动220kV母差保护跳闸的传统开关量信号，并通过输出端42输出相应的GOOSE报文信息至数字化继电保护装置30。
权利要求1.一种用于继电保护数字化改造的GOOSE报文/开关量转换装置，其特征在于:通信连接于传统继电保护装置(20)与数字化继电保护装置(30)之间，其包括电源插件(I)、智能开入插件(2 )、智能开出插件(3 )和GOOSE插件(4 )，其中所述GOOSE插件(4 )设有输入端(41)和输出端(42 )，所述输入端(41)接收数字化继电保护装置(30 )的GOOSE报文信息，并通信连接至智能开出插件(3)以将接收到的GOOSE报文信息通过智能开出插件(3)转换为传统开关量加以输出；所述输出端(42)用以向数字化继电保护装置(30)发送GOOSE报文信息，并通信连接至智能开入插件(2)，传统继电保护装置(20)输出的开关量信息通过智能开入插件(2)传送至GOOSE插件(4)以向数字化继电保护装置(30)发送GOOSE信息报文信息；IIOV或220V直流电压接入电源插件(I)，所述电源插件(I)分别电连接至智能开入插件(2 )、智能开出插件(3 )和GOOSE插件(4 )并为之提供工作电源。
专利摘要本实用新型旨在解决现有技术中存在的缺陷，通过分析比较500kV传统变电站、数字化变电站的继电保护二次回路原理，研究一种适用于传统500kV变电站继电保护数字化改造的GOOSE报文/开关量转换装置。通过应用本实用新型成果，传统500kV母差保护与数字化500kV边开关保护及智能终端装置或数字化500kV母差保护与传统500kV边开关保护装置之间可靠通讯；传统主变保护与数字化220kV母联开关保护及智能终端装置或数字化主变保护与传统220kV母联开关保护装置之间可靠通讯；传统220kV母差保护与数字化主变保护或数字化母差保护与传统主变保护装置之间可靠通讯；传统220kV母差保护与数字化220kV线路保护及智能终端装置或数字化220kV母差保护与传统220kV线路保护装置之间可靠通讯。
文档编号H02H7/22GK203014357SQ201220571028
公开日2013年6月19日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者杜浩良, 裘愉涛, 沃建栋, 陈水耀, 杜娟 申请人:金华电业局, 浙江省电力公司, 国家电网公司