[发明专利]一种适用于地铁中压供电系统数字化保护通信中断检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及地铁中压供电系统数字化保护领域。本发明提供一种新型变电站GOOSE数据通信中断检测方法，能快速诊断GOOSE通信中断状态，正确实时闭锁通信过流保护功能。

背景技术

地铁中压供电系统变电站一般设置光纤电流差动为主保护，设置过电流保护为后备保护。而大分区供电方式情况下常规的后备过电流保护无法很好满足保护对选择性、速动性的要求，因此目前在后备电流保护中加入通信电流保护功能是解决该问题的一种较好的解决方案。通信电流保护利用IEC61850规约，采用GOOSE网络数据传输保护启动、联跳闭锁、开关的位置信号等信号，根据这些信号保护装置可实现选择性跳闸或者保护闭锁功能。若GOOSE通信中断将直接影响闭锁信号的传递，导致数字通信过流保护误动作，因此通信中断时需将通信过流保护功能实时闭锁。所以及时检测到GOOSE通信中断，并准确快速判断GOOSE通信中断的设备显得尤为重要。

附图1提供了GOOSE报文传输机制，常规检测GOOSE通信中断的方法如下所示：

1)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。在GOOSE报文传输过程中，一般如果一个数据包丢失则需要重传相同的包数次，在这顺序传输的数据包中包含一个“允许存活时间”信息，它的作用为提示数据包接收端等待下一个重传数据包的最长时间间隔；如果接收端在这个时间间隔内没有收到相应的重传数据包，接收端就可诊断GOOSE链路出现问题，判断为GOOSE通信中断。

2)在发送心跳GOOSE报文情况下，每隔T₀时间发送一帧报文，该类报文中状态号不变，顺序号递增。在发送变位GOOSE报文的情况下，发送完一帧重传报文后，以时间间隔T₁、T₁、T₂、T₃快速重发变位报文。GOOSE报文的接收端可根据在“允许存活时间”内是否接收到报文来诊断链路是否中断。采用常规检测方法诊断GOOSE通信中断所需时间一般为2T₀。

网络带宽、采样频率以及CPU处理能力是GOOSE保护传输性能的最大约束。带宽决定了固定服务时间内MAC报文的最大个数，若是在采样频率高的情况下网卡溢出概率很高。如果网卡溢出会造成整个网络长时间大面积丢包，导致整个系统通信中断，危害性很大。CPU的处理能力也直接影响GOOSE报文的处理能力，大大影响GOOSE报文丢包概率。则若系统对GOOSE通信采取常规检测方式、且为减少系统对通信中断反应时间而缩短T₀(通常为5s或者更大)以及重发报文的间隔时间，会占用带宽，影响到CPU的处理能力，会对系统通信造成危害。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明在常规检测GOOSE通信中断的基础上，添加快速检测通信中断方案，该方案利用进出线保护装置保护启动后发送保护启动GOOSE信号，相关馈线等保护装置检测到该启动信号后返回接收信号，进出线装置接收到馈线返回的接收信号后就表明本通信回路状态正常。

本检测方法适用于地铁中压供电系统数字化保护领域，是一种新型变电站GOOSE数据通信中断检测方法，能快速诊断GOOSE通信中断状态，正确实时闭锁通信过流保护功能。

本发明采用的技术方案为：一种适用于地铁中压供电系统数字化保护通信中断检测方法如下：

1、稳态时通过判断2倍重传报文时间间隔内是否收到GOOSE信号来判断是否通信中断，该判断时间为秒级，检测时间可修改T0来设置；

2、保护启动时通过传递保护启动GOOSE信号及接收相关保护装置的反馈GOOSE信号来判断是否通信中断，该判断过程检测时间可设置，最小仅需30ms；以进线为例来说明：

步骤一：进线保护装置过电流启动后发送保护启动GOOSE信号；

步骤二：进线通信过流保护相关联的对侧、出线、馈线、母联装置接收到进线保护启动GOOSE信号后发送接收反馈GOOSE信号；

步骤三：进线保护装置在通信检测等待时间内分别接收到对侧、出线、馈线、母联装置的接收反馈GOOSE信号则判定为和这些装置的通信正常，否则判定为通信中断，闭锁进线的通信过流保护。