基于goose智能消弧线圈接地选线技术及应用

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1、基于GOOSE智能消弧线圈接地选线技术及应用（国网绍兴供电公司浙江绍兴312000）摘要：木文基于智能变电站一次设备智能化和二次设备网络化的特点，对比分析智能接地选线系统实现方式，提出消弧线圈及接地选线成套装置智能化的实施方案。借助目前现有智能变电站架构体系，依靠IEC61850标准实现智能测量和网络控制，实现消弧线圈及接地选线成套装置的智能化，并利用实际工程验证了该方案的可行性。关键词：智能变电站；消弧线圈；IEC61850;智能接地选线。0引言智能配电网主要是由架空线路、电缆线路、智能变电站、各种监测设备及分布式电源组成，其网络结构非常复杂，

2、且分支线路较多，很容易发生单相短路故障［1］，为了补偿因电力线路输电而产生的较大电容电流以及实现接地选线功能，基木都配置了消弧线圈及接地选线成套装置。在基于IEC61850标准的智能变电站的建设中，合并单元、电子互感器、智能终端和交换机等设备大量应用，相对于传统变电站其技术形态和设备形态发生了巨大变革.•一次设备智能化和二次设备网络化［2］。实现消弧线圈及接地选线成套装置的智能化，己成为智能变电站建设的迫切需求。1小电流接地选线系统现状我国6kV-66kV配电网多数为小电流接地方式，其中66kV和35kV电网主要采用中性点经消弧线圈接地方式。针对

3、配电网故障选线问题，很多学者先后开发出了基波比幅比相法、五次谐波法、小波分析法、注入信号法等原理的新型选线装置［3-5］。但现有的配电网选线装置现场运行效果并不令人满意，准确率低，达不到智能配电网快速准确选线的要求。同时也有人提出通过零序电流比幅比相法来选线，或基于五次谐波突变量作为故障选线的判据［6］，但随着系统分布式电源接入带来的助增电流，接地电容电流往往较小不易检测，且接地引起的零序电流提取受系统中性点接地方式、馈线出线形式、过渡电阻、故障吋刻电压等影响，单一的故障选线方法实际运行中的选线结果并不理想。对此奋学者提出利用多种故障信息联合判断

4、选线方法算法，苏中最受关注的为基于神经网络算法信息融合故障选线模型［7】，然而，传统的神经网络算法由于网络结构复杂，当遇到大系统，输入向量位数较高时，面临网络训练时间过长的问题。0前配电网多采用拉路法与人工巡线查找接地线路和故障点的方式来排除故障，多不符合0前发展智能配电网自动化的要求。2并联中电阻选线原理并联中电阻选线法是在消弧线圈旁通过开关并联一个电阻，发生单相接地后，若为瞬吋性接地，消弧线圈零延吋对电容电流进行补偿，将残流控制在安全范围内，使故障得以自动消除。若是永久性接地故障，装置延时后（一般设为10s）投入并联中电阻（投入吋间设置为50

5、0ms）,通过测量零序电流的变化进行选线，选线结束后，迅速跳开中电阻。当电网发生非金属性单相接地故障后，其等值电路如图1所示。根据戴维南定理，其接地电流及中性点位移电压为：在谐振接地系统中，当消弧线圈装置没奋采取并联电阻或其他措施进行故障选线时，由于电容电流被消弧线圈补偿，装置容易发生误选，而投入并联中阻后，其故障线路的阻性电流并未补偿，在消弧线圈并联中阻前后故障线路上零序电流变化较大，有利于故障选线。3智能接地选线实现方式分析智能变电站中智能接地选线主要实现方式可分为两种：一种是通过配电自动化监控后台利用站控层MMS网络获取数据来实现；另一种是

6、利用消弧智能控制器通过过程层GOOSE网络获取数据来实现。3.1监控后台实现智能选线方式通过配电自动化监控后台来实现智能接地选线的方式主要方案是：当后台接到故障接地告警后，首先后台程序先判断故障类型，然后通过站控层MMS网络发送投切中电阻命令，获取配电网中各支路其它厂家设备发送的零序电流冇效值310信号，最后由后台利用所收取的310信号判断接地故障线路。该方案实现方式的主要特点是：（1）可以不配置过程层网络，但必须配置站控层MMS网络，可充分体现智能变电站网络化和信息共享的特点，如图3所示；（2）零序电流是以MMS报文传送至站层网络；（3）通过站

7、控层MMS网方式实现智能选线，实吋性差；（5）需与消弧控制器配合控制。3.2智能控制器实现智能选线方式在IEC61850标准中，GOOSE报文不仅可以传送歼关量，还可以传输模拟量。消弧智能控制器利用GOOSE这一特点，通过智能变电站配置的过程层GOOSE网络获取零序电流有效值310信号。具体实现方案是：当消弧智能控制器接到故障接地告警后，消弧智能控制器先判断故障类型，然后发送投切中电阻命令,消弧智能控制器利用过程层GOOSE网络获取零序电流冇效值310信号,10/35kV线路零序电流互感器输出模拟信号接入就地布置的测控保护单元中，测控保护单元接入

8、过程层GOOSE交换机，如图4所示。该方案实现方式的主要特点是：（1）节约了大量零序电流信号控制电缆；（2）零序电流就地数字化后，经光缆