防越级的原理

GOOSE是IEC 61850标准中用于满足变电站自动化系统快速报文需求的机制，可快速输入、输出数据，并采用一种特殊的重传机制，以保证数据传输的可靠性和实时性。智能防越级保护器基于GOOSE报文机制，通过以太网互联互通，动态识别上下级关系，实现故障定位、故障报备等机制，快速切除本级故障并避免越级跳闸。该防越级原理不受上位机系统的控制。

GOOSE通信采用了以下几种重要措施：

①　采用了特殊的报文传输映射方式，只使用了OSI 7层传输协议的4层，在应用层定义了专门的协议数据单元PDU(protocol data unit)，经过表示层ANS．1编码后，不经TCP／IP协议，直接映射到数据链路层和物理层，有效避免通信堆栈产生的传输延迟。

②　在数据链路层采用IEC802．1Q协议，提供报文传输的优先级服务，保证其实时性。

③　通过虚拟局域网配置，将所有采用GOOSE通信的IDE端口划分到一个虚拟局域网VLAN(virtual local area network)中，IED发布的组播包只能在VLAN内部端口转发，节约带宽，有益于GOOSE实时通信。GOOSE信息交换基于发布者／订阅者通信机制，支持多个通信节点之间的点对点直接通信，尤其适合于数据流量大且实时性要求高的数据通信。发布者采用多播方式发送报文，当发生故障时，GOOSE数据集变化触发快速变位发送，并利用重发机制应对数据包丢失问题，并通过状态变化次数、重发序号和报文存活时间等参数保证通信的可靠性。IEC61850要求GOOSE信号通信延迟应小于4ms。研究机构对GOOSE通信延迟时间进行了精确测定，结果表明变电站内传输延迟时间小于2ms。由于井下各变电站间工业以太网需通过交换机连接，考虑到交换机的交换延迟和可能的数据堵塞，GOOSE通信最大延迟小于10 ms，满足继电保护信号闭锁的实时性要求。

系统通过开环运行配电网和闭环运行配电网的故障定位、故障自动隔离等机制，能够快速切除故障并避免越级跳闸，将故障隔离和恢复进行到位，显著加快了故障处理速度并有效避免了越级跳闸，提高了电网供电的可靠性。