轨道交通供电继电保护网络化技术

轨道交通供电继电保护网络化技术探讨田胜利

中国中铁电气化局集团设计研究院

2016年09月引言当前国内外继电保护通信技术简析当前保护装置通信功能的局限性分析继电保护全面实现网络化通信功能的可行性分析基于IEC61850GOOSE技术的继电保护网络化设想基于IEC61850GOOSE技术的继电保护网络功能设想变电所自动化及继电保护网络化实例轨道交通供电继电保护网络化技术探讨目录1、引言

随着计算机技术、通信技术的迅猛发展，网络技术已遍布交通、工业、商业、金融、医疗等各个领域，数据交换和数据共享已无地域性的约束，各种个体之间已从无关联的“孤岛”，变为本身领域系统内的一个“分子”。近年来轨道交通领域信息技术的发展，得益于通信和网络技术的突破。例如：变电所综合自动化实现了所内测控装置的挂网，上下行数据通过变电所网络实现各种信息上传和控制命令的下达。

我国轨道交通无论是铁道电气化还是地铁供电系统传统继电保护装置的情况，各继电保护装置之间，无论是高压侧“差动、速动、过流、零序”保护；还是低压侧“速动、过流、零序、阻抗、直流”保护等几乎都是相互独立的，较少有继电保护装置间数据交换和信息共享。1、引言

传统继电保护装置大都是相互独立的“孤岛”，保护装置间尚未实现信息共享，更无法实现数据相互交换。当系统某点发生故障时，各相关继电保护仅依据自身保护特性和整定时限完成相应动作，以下图为例K1点故障进行分析

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举例：K1点故障时，4DL、1DL均有故障电流流过，根据故障发生的区域，4DL应切除故障，由于流经4DL、1DL故障电流大小几乎相等，此时只有靠1DL的“时限”来保证保护的“选择性”问题。但现场情况是：保护“时限”往往是上级保护所限定，不是随意设定的。根据设计惯例，保护时限级差在“250-300ms”之间，保护层级在4-5之间。2、当夫前击国毕内嘉外选继惑电拉保等护氏通顺信娘技杜术锄简舅析当前当国际大上保侄护装绍置之判间通视信技妻术做塘的比睁较好谢的有恢美国墓的S充E滋L公司臂和GE公滚司煌，五欧巴洲省的AB蛮B、号西雀门剖子扯等胖知接名珍公转司触，睡但扮其奴继库电熔保培护隆之狭间芒通手信殖技蚀术亿尚甜待蝇研艰究招开颠发申中已。1）榨美编国SE座L公星司用在精其S惹E赛L乖-娱3枯5蚁1中利辜用Mi谎rr荐or暴bi炭ts镜像稼位技窝术实前现保漏护装破置之阵间的口双向舱数字赢通信亚，采御用光液纤作姿为保轧护装升置的胶专用贱通信热媒介淡。该诉双向翅数字酷通信山技术阀在每惹一个崖通信持口使峡用8位馒的搞虚墨拟包输脚出羞（赏发嘉送浮镜毒像竹位堆元服件T古M认B）和8个远虚榨拟盗输惠入悠（特接粮受舅镜爆像装位遵元腥件RM鞋B），直通过肝这些魂镜像孙位元朵件之敬间的北信息著交换笼，实菌现保被护跳阿闸和杯相关帽控制类逻辑遗。M仇i眉r图r众o迷r骆e进d难B羊i咏t径s的氧通篇讯继速霞率乌在96翠00裕-1招92健00波特薯，完株成一快次故毕障信斧息的伶传送虑时间银在12芝.5扬ms惭-2沿5m叼s,满足回保护涌装置喷动作病时间叨要求霜。2）美右国G杰E公司剥在其F3福5保护瘦装置胡上采墓用冗演余光俱纤通渡信模良块，召相邻器装置料之间淹通过G舟O袖O遭S唤E协惊议绒进悔行良编固码挤和摧传萍输还。F尺3介5保护援装置雷支持旗的通古信规泽约有IE若C6恢18恒50，D象N欲P枯3阴.霉0，M脏o民d触b样u岔s腰R纽奉T暴U，M旷o限d倚b致u愤s赵T谢C赶P意/倘I焰P，I句E幼C烤6简0丧8址7武0咽-密5达-植1晋0变4悉,胆E宏t毛h辞e项r童n继e惨t律G字l妹o软b灯a想l牲D庸a券t叔a（E敲G璃D）阔。朗多纠种时规妙约恭可织方妇便影地竞实亲现沫继挖电葛保熟护董与慌电肺力虎自鹿动裁化惠系划统璃的宁通纸信欣，热其躬硬客件南接姿口洗包户括10炎0M折ba库se碌Fx以闹太煮网经光刑纤(可选勾择冗驻余配毅置)、10婆M/辱10酿0M烫ba眉se固Tx以太严网和R硬S校4谎8怠5接口予。保攀护装蹈置接毯收相辣邻保翠护装楚置的拴时间芦在50哭ms左右问。3）国栋内南揪京南街瑞继陪电保萍护有讽限责车任公肺司20降10年浙完似成悼了倚继爸电势保你护沸装还置庭通扫信驻技纪术第的压研这发茂，渡其龟开匀发朝的PC勾S-识96尘11曾“数字艇通信杜电流办保护耽”装南置已容成规退模应勿用于避南京究地铁印工程瞒中，俩该保粘护装跌置通蜂过G膀O惧O酱S现E网惭络送实舟现郑保哲护侄装段置隔间惊的自通后信蜻，缴并梅完械成们保优护宜装少置葡间牛的款联摩锁老信楚号迟的受快猛速似可聪靠门传冻递杀，魂保恢护石动慨作废出食口板时送间瓣小产于50最ms。持该割网桨络狂与贡监探控跃网嘱络橡相香互妹独达立盲，决保海护扑装征置辨提厕供虾专捆用露“D掌S搏P智策能G豪O沾O宅S连E插件扶”和慕“冗甚余光期纤接纽奉口”必用于G围O走O蜘S药E组携网盾。3、当前跳保护谜装置电通信朝功能骂的局描限性卵分析当岔前舰国江内呢外草继等电行保池护呼装执置学之隐间右已占有动相排互巩通谅信泽技脖术斩的虑应是用置，碰但滨一毒般厅都融是处同驼电然压单等标级稀的休保社护顶装舒置彩之勇间倡，滩其遭总拜体永技笔术县尚最处矿于求初留期编，梁尚霉有恳许迁多妨问种题说需征要贞完址善位，职具哥体固表值象佛如稿下服：1）错保搞护歇装怠置要通坝信善技释术群标锻准弃不孤尽盒统额一糊：SE咐L公司物采用来其独老有的M看i衫r升r煤o坦r辰b真i悄t害s镜像界位技您术通挂信标谅准，胞美国G纤E公司考和南街京南姐瑞可铅采用I次E罩C盏6轧1帆8控5拆0技术盛实现姿继电晌保护借装置里之间满的通不信。2）垮保违护杜装描置歪间众通事信仍：挨尚彻存拦在壮较扫大陈的正局狗限码性谁，映不累能采有碗效临实根现沃任漆意感保垄护净装术置桥之范间食无馆缝撕通欠信抄。3）保储护装依置间驳数据赶交换朵能力划尚且埋不足旬，功场能有塔待漏完膨善脂。4）在落电气加化领战域，11推0k黑V/村22吃0k盏V侧超继锈电封保诊护、2奋7炊.母5侧继听电保境护尚铲未实洞现网授络通巧信；枪在地堡铁领充域绪，3掌5吼k杰V交耀流喷侧渡继恐电御保栗护货与15耳00莲V(或75郑0V仁)直流震侧继夹电保厌护间躺尚存仗在“壁鸿沟恰”，您未实垒现相竟互间宰的网撒络通贴信。5）0乘.聚4增k基V继电丽保护坚装置送尚处衫于独矿立工象作状省态，未狭开驼展严网芬络纤通醉信结技岔术葬的澡研盆究子。4、谷供喷电温系比统鸣继婆电柜保处护恳全晋面虽实逗现令网盯络幕化滥通坦信桶功冒能蔑的庸可丈行素性愁分累析众所汗周知厨，继疏电保如护的棒四性峰要求射是“膊选择纠性、棵速动尼性、疮灵敏馆性、呀可靠伴性”滴，只矿有保胃护动蛋作出萌口时率间在读“毫次秒”取级范掉围内滔，才烫能有垄效切要除电坏源故访障，亲保证经供电役系统岔的整承体安协全运孙行。4浅.欠1以太秃网技识术的振局限以前锦“以吹太网参（I室E静E棉E严8支0羽2.3）岁”脑网像络孕技尾术刮不扮能酿有雀效大应输用股于吵继鹅电异保笔护担中寄，背主酒要刷原伐因往是罩：修“亭以秩太窝网泻”暗采霜用T房诚C香P稼/纤I铁P网萝络腥协伐议滴，梢介福质键访其问凝控沫制令协勿议害为汤（M溉A堆C）通懒信协跌议，将即CS遭MA铲/C侵D（载容波监通听多系路访艇问/冲突沉检测勤协议父），其本凑质上耻是非平实时卧的，其使幻玉用简南单的素算法再操作逆网络旬，在摩网络麦负载敏轻时没昏有刑延旬迟善，重由茫于毁以糕太合网检不啊支凤持滔任侄何总报文男的奏优渠先股权喘，控在田网株络取负撒载墨重循的盼时当候告，报文量冲突领将会良影响畜数据暖的吞船吐和跳延迟指，在最胜坏的失情况德下延投迟没将有边贼界。径由报文幅冲熊突蓬引这起茫的敌数唉据晓传俊输咐时民间物的脊随嘉机芹性是范影要响证以赏太颜网欲在脾实歉时捧控奶制未领桂域叮发送展匙的主要弄因素虏，故瘦在传粉统继哲电保秘护领悉域未采例用貌“价以位太都网怖”菠进馋行迫保史护缩慧装斜置寇间瓶进疲行数搭据爹交精换粉，贝也乖不士能尝通雀过泊网阶络击实臣现缩慧继度电保护狂的功旧能。4.腿2众IE岭C6通18偷50拼通捉信技坦术IE岗C永61冒85冒0的炼出现贤确立滑了电咽力系顾统的寇建模黄标准轰，为侵变电毛站自惠动化瞎系统品定义紧了统寄一、坡标准判的信袭息模认型和旬信息躁交换廉模型睡，主压要体姓现在怕：1羞）宣实握现府I领E去D床智沾能害设翅备拼的衔互惑操敏作假性嘉。旁采锅用损对半象妹建违模观、规抽斥象千通哥信彩服结务秘接互口棍(量a冠b锐s廊t扶r湿a毙c惠t冈c收o交m已m熟u蛮n坐i格c密a停t湾i塑o品n申s尾e挂r卧v要i妙c偷e咽i孩n强t分e绒r家f稳a旷c叠e螺，常A锐C址S惠I世)杠以牙及汤设叔备佛自粗我寸描薄述溉规葬范页，努使符变呀电版站府自情动洁化暗功驱能咳在肯语存法查及忍语滥义云上能都搭得习以区标掏准萍化广，术并泊使舌功辽能币完凝全虾独莫立久于邻具妹体国的坏网霸络浓协套议震，这进述而咽实校现罪了煎智猪能反设帜备做的披真弄正储的惕互甚操积作眯；2庆）盗实伸现熟变展电缓站眨的卫信前息列共创享聚，与对去一仔、困二寨次旦设汤备卫统俊一忘建魔模季，勾采良用垂全拜局帖统希一墓规纺则摆命鼓名喘资制源茄，途使逗变寨电钳站且内爆及辣站冰间护实届现单了毙无作缝惯通弦信醋；3娱）梅简四化狭系疫统们的除维深护惰、泉配拿置慢和典工冬程显实圆施忘。惑设棉备才功眉能沫、跳系调统虑配就置云以隆及帅网律络烧连隶接霜都灵可飘采淡用舱基爽于漆X染M督L螺（街E筝X济t茎e葱n裁s龄i尊b酒l裳e芳M坊a以r狂k焦u视p摧L萝a去n辉g剥u松a魂g弄e瞒可允扩曲展悉标辩记桂语隙言岗，在提耕供桐统劝一夸的返方勿法吧来毁描吨述缘瑞和领交尽换款独步立捷于管应远用惑程串序点或目供拣应贴商德的苹结往构您化脂数吃据缘瑞）可的轧变镜电们站俩配据置隆语灶言烤(部s傅u福b限s峡t芒a么t安i惩o厚n遇c裁o暑n晌f植i火g困u务r册a赌t毁i其o倍n粗l享a棒n浩g抛u预a清g蹲e创，蝇S此C峰L浙)各进腰行工描愧述抽、字存满储杀、非交叶换饮、哑配那置毛和吹管翅理宰。。4、竿供鱼电后系牵统伙继娃电休保均护错全逗面查实抢现鹊网宁络光化介通蛮信脖功却能竖的绒可迈行板性辆分宋析4澡.治3、IE根C6窝18强50系列碰标准凤及内封涵I能E峰C氏6端l棍8活5屠0焰-恢1基竞本稿原下则Pa会rt县1IE榆C6亏18许50指-2术语Pa迟rt拾2IE里C6扮18社50乌-3一般瞧要求Pa咳rt权3IE惧C6聚18鹅50萝-4系统绵工程级管理Pa台rt粘4I搞E渗C返6绝1猴8鼻5择0拌-弊5功缴能栋和分装附置耐模倦型例的秒通骡信桥要鉴求P熊a测r款t冶5变香电稳所技自两动清化爬结鼻构纹语临言Pa唱rt渠6变词电难站作和室馈牲线小设培备截的陡基魔本胃通跨信桌结猴构Pa诉rt岛7特边殊榨通袍信败服糟务租映胡射P植a或r悠t课8特殊召通信冲服务肥映射P胸a先r卖t碎9一致别性测纤试Pa伴rt桂1告04、冠供四电朱系压统构继菊电拾保挽护镰全拘面颈实钉现诸网观络麻化零通颠信横功微能隐的秘可捧行遭性训分掏析①过出程零层革与敞间墨隔玩层禁之兆间特的顶信候息旗交可换层，②间观隔层独内部面的信迹息交葵换；③间条隔层悉之间岩的通邀信露；④间若隔层辩与变喇电站祝层的碌通信硬；⑤变桥电站股层不基同高设备酿之间凯的通舒信。变敲电炮站锹通申信箱网差络拴和衡系妄统危协逗议I右E若C命6原1拒8侮5男0标准屯提出私了变桶电站陶内信趁息分牵层的菊概念率，将须变电踪蝶站的遮通信顿体系筒分为3个侨层润次积，机即疯变隆电断站渣层拥、打间秒隔丸层含和让过盗程窗层戏，损定欧义呆了葡层喝和析层炉之雕间饿的锁通条信途接寺口功能A功能B5保护控制保护控制21保护控制保护控制21344过程层变电站层间隔层PT/CT操作机构过程接口现场设备数字化变电站网络化信息流IEC61850-9-2数据利用多播技术发送给间隔层，实现共享传统方式单一指向无法实现数据共享4.清4、EC糖61欺85成0变电附站信醒息分压层结挽构4、供欧电系住统继球电保阅护全反面实薯现网菠络化布通信票功能挺的可寄行性瞧分析4.卵4、IE镜C6置18内50网络爹层的划分分为米三层浙：变欠电站班层、子间隔劳层、枣过程团层。间秧隔塘层尖由族智失能织电扎子葬设症备(I中ED旁)组首成惭，起根敞据障分馋配鼻的晶任坦务物，IE记D完胞成遍控催制崇、廊保关护纷、崭计纪量推、广记但录谷等馆功坛能；过督程略层侵由艘智煌能狸传挪感票器叮、源控阴制朴电忧路呀等鼻构裹成生的狡二凝次气智纱能窜设势备外组剩成劳，各反叉映创一拴次犬设塞备竭的肝状援态卡、张信百号滥量兰，偶接绣收白间见隔融层赏的菊控仓制秆命倦令恨，蹲实择现沿对衡一牙次朋设法备迁的恳控栏制。IE料D即是窜间隔乐层的纵保护怨、控爷制设悠备，拖也可摩是过漏程层嫩的电强子多非功能我仪表铅、电口子传址感器末、智感能控雕制电嘴路等4、供的电系归统继钢电保笔护全散面实吉现网艇络化逆通信雷功能深的可阻行性地分析GO课OS絮E网略络新欺技术稼的出奇现，卫使继砌电保闹护装粉置之间某数据房诚快速零交换省变为巷了现义实，签其面夏向通用对象的窄变渠电舞站浓事颜件(G纽奉O返O竭S肚E斗G括e委n舅e哭r床i旅cO问b虚j反e匀c异t静O施r皆i废e锋n涌t哪e送d殊S位u揉b哨s絮t津a压t挎i稿o肿n寇E笑v刻e渠n叼t客)是IE泄C61赤85胀0标准疲中用碎于满矮足变萍电站葵自动潜化系碗统快肚速报缴文逐需彼求督的凭机钳制耐。德主澡要缘瑞是型应运用趟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