一種基于iec 61850的小電流接地故障定位系統(tǒng)及其方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于IEC 61850的小電流接地故障定位系統(tǒng)，包括：變電站以及與變電站連接的m條監(jiān)測(cè)線(xiàn)路，m為不小于1的整數(shù)；變電站內(nèi)設(shè)有一IED裝置，各監(jiān)測(cè)線(xiàn)路上均設(shè)有多個(gè)IED裝置，且同一監(jiān)測(cè)線(xiàn)路上的各IED裝置自上游至下游按照預(yù)設(shè)的間隔依次排列，各IED裝置用于檢測(cè)自身下游的監(jiān)測(cè)線(xiàn)路的接地故障，各IED裝置內(nèi)均設(shè)有GOOSE控制模塊，其中，各IED裝置訂閱該IED裝置下游的所有IED裝置通過(guò)自身的GOOSE控制模塊發(fā)布的信息。實(shí)現(xiàn)了多個(gè)IED裝置之間的相互關(guān)聯(lián)，協(xié)調(diào)傳輸信息，無(wú)需依賴(lài)主站處理，減少了對(duì)系統(tǒng)的同步要求，降低了主站處理的要求。本發(fā)明還提供了與該系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的方法，其作用與該系統(tǒng)相同，在此不再贅述。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種基于I EC 61850的小電流接地故障定位系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電網(wǎng)故障檢測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于IEC61850的小電流接地故障定位系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)中壓配電網(wǎng)量大面廣，在電力系統(tǒng)中占有非常重要的地位。然而中壓配電網(wǎng)在使用過(guò)程中也具有很多問(wèn)題。
[0003]目前，配電網(wǎng)仍面對(duì)單相接地故障選線(xiàn)和定位問(wèn)題。很多地方在發(fā)生單相接地故障后采用人工式拉路方法進(jìn)行故障選線(xiàn)，然后再采用人工巡線(xiàn)的方法確定故障具體位置，這種人工巡線(xiàn)方法進(jìn)行故障定位降低了供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性。隨著我國(guó)智能電網(wǎng)的建設(shè)，小電流接地故障選線(xiàn)裝置越來(lái)越多地投入使用。目前，針對(duì)小電流接地故障定位問(wèn)題國(guó)內(nèi)已經(jīng)取得了一些成果，如基于線(xiàn)電壓和零模電流暫態(tài)分量的故障定位新方法，借助饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)(FA)實(shí)現(xiàn)，F(xiàn)A主站根據(jù)故障點(diǎn)前后方向參數(shù)極性相反的特征確定故障點(diǎn)所在的線(xiàn)路區(qū)段。然而，現(xiàn)有的小電流接地故障定位方法和技術(shù)中，定位的實(shí)現(xiàn)過(guò)多地依賴(lài)主站，這對(duì)同步和定位算法的要求高，實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜，定位精度也難以保障，各個(gè)廠家的設(shè)備缺乏統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn)，難以實(shí)現(xiàn)信息集成和共享，大量的智能電子設(shè)備IED間缺乏真正的互操作，對(duì)于信息化實(shí)施和保障供電質(zhì)量具有不利的影響。
[0004]因而，如何不依托于主站而保證對(duì)小電流接地故障進(jìn)行精確定位，同時(shí)實(shí)現(xiàn)信息集成和共享，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種基于IEC61850的小電流接地故障定位系統(tǒng)及其方法，可以不依托于主站而保證對(duì)小電流接地故障進(jìn)行精確定位，同時(shí)實(shí)現(xiàn)信息集成和共享。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:
[0007]—種基于IEC 61850的小電流接地故障定位系統(tǒng)，包括:變電站以及與所述變電站連接的m條監(jiān)測(cè)線(xiàn)路，m為不小于I的整數(shù);所述變電站內(nèi)設(shè)有一 IED裝置，各所述監(jiān)測(cè)線(xiàn)路上均設(shè)有多個(gè)IED裝置，且同一監(jiān)測(cè)線(xiàn)路上的各IED裝置自上游至下游按照預(yù)設(shè)的間隔依次排列，各所述IED裝置用于檢測(cè)自身下游的監(jiān)測(cè)線(xiàn)路的接地故障，各所述IED裝置內(nèi)均設(shè)有GOOSE控制模塊，其中，各所述IED裝置訂閱該IED裝置下游的所有IED裝置通過(guò)自身的GOOSE控制模塊發(fā)布的信息。
[0008]優(yōu)選地，還包括:
[0009]位于所述變電站內(nèi)以及所述m條監(jiān)測(cè)線(xiàn)路上，與各所述IED裝置一一對(duì)應(yīng)的斷路器。
[0010]優(yōu)選地，所述IED裝置包括:
[0011]用于量測(cè)母線(xiàn)零序電壓和線(xiàn)路零序電流的量測(cè)模塊；
[0012]用于進(jìn)行閾值整定的接口功能模塊；
[0013]用于根據(jù)所述量測(cè)模塊量測(cè)的數(shù)據(jù)以及所述接口功能模塊整定的閾值，進(jìn)行故障錄波的分析功能模塊；
[0014]用于在所述分析功能模塊判定發(fā)生接地故障時(shí)，進(jìn)行告警的控制功能模塊；
[0015]用于進(jìn)行接地故障選線(xiàn)的保護(hù)功能模塊。
[0016]一種基于IEC 61850的小電流接地故障定位方法，包括:
[0017]預(yù)先在變電站內(nèi)設(shè)置一IED裝置，并在與所述變電站連接的各監(jiān)測(cè)線(xiàn)路上按照預(yù)設(shè)的間隔距離，依次設(shè)置η個(gè)所述IED裝置，η為大于I的整數(shù)；
[0018]各所述IED裝置判斷自身下游的監(jiān)測(cè)線(xiàn)路是否發(fā)生接地故障；
[0019]若判定發(fā)生接地故障，則位于故障點(diǎn)上游且距離所述故障點(diǎn)最近的IED裝置定義為故障點(diǎn)IH)裝置，并將故障信息通過(guò)GOOSE發(fā)布給該IED裝置上游的所有IED裝置；
[0020]位于故障點(diǎn)IED裝置上游的所有IED裝置通過(guò)解析所述故障點(diǎn)IED的GOOSE控制模塊信息，獲取故障位置信息，并發(fā)送至預(yù)設(shè)終端。
[0021]優(yōu)選地，在判定發(fā)生接地故障之后，還包括:
[0022]判斷所述故障點(diǎn)IED裝置的整定時(shí)間是否達(dá)到預(yù)設(shè)的時(shí)間閾值；
[0023]若是，則所述故障點(diǎn)IED裝置向?qū)?yīng)的斷路器發(fā)送跳閘命令；
[0024]與所述故障點(diǎn)IED裝置對(duì)應(yīng)的斷路器跳閘，進(jìn)行故障隔離。
[0025]優(yōu)選地，預(yù)先在變電站內(nèi)設(shè)置一IED裝置，并在與所述變電站連接的各監(jiān)測(cè)線(xiàn)路上按照預(yù)設(shè)的間隔距離，依次設(shè)置η個(gè)所述IED裝置包括:
[0026]預(yù)先對(duì)各所述IED裝置進(jìn)行信息建模。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0028]本發(fā)明實(shí)施例所提供的基于IEC61850的小電流接地故障定位系統(tǒng)，包括:變電站以及與變電站連接的m條監(jiān)測(cè)線(xiàn)路，m為不小于I的整數(shù);變電站內(nèi)設(shè)有一 IED裝置，各監(jiān)測(cè)線(xiàn)路上均設(shè)有多個(gè)IED裝置，且同一監(jiān)測(cè)線(xiàn)路上的各IED裝置自上游至下游按照預(yù)設(shè)的間隔依次排列，各IED裝置用于檢測(cè)自身下游的監(jiān)測(cè)線(xiàn)路的接地故障，各IED裝置內(nèi)均設(shè)有GOOSE控制模塊，其中，各IED裝置訂閱該IED裝置下游的所有IED裝置通過(guò)自身的GOOSE控制模塊發(fā)布的信息。每條監(jiān)測(cè)線(xiàn)路上設(shè)置了多個(gè)IED裝置，每一個(gè)IED裝置監(jiān)測(cè)其自身至下游相鄰的IED裝置之間的區(qū)段，當(dāng)監(jiān)測(cè)線(xiàn)路某一區(qū)段發(fā)生接地故障時(shí)，監(jiān)測(cè)該區(qū)段的IED裝置即能檢測(cè)到故障信息，并通過(guò)GOOSE進(jìn)行發(fā)布，而位于該IED裝置上游的各IED裝置即能通過(guò)訂閱該信息，并通過(guò)解析該故障點(diǎn)IED裝置的GOOSE控制模塊，獲取準(zhǔn)確的故障位置信息，由于各IED裝置之間通過(guò)GOOSE進(jìn)行通信，且位于上游的IED裝置訂閱故障點(diǎn)IED裝置發(fā)布的信息，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)IED裝置之間的相互關(guān)聯(lián)，協(xié)調(diào)傳輸信息，無(wú)需依賴(lài)主站處理，減少了對(duì)系統(tǒng)的同步要求，降低了主站處理的要求，采用GOOSE進(jìn)行信息傳輸，保障了信息傳輸?shù)目焖儆行?。同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享和不同應(yīng)用的集成，便于提高智能電網(wǎng)信息化水平。
【附圖說(shuō)明】
[0029]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0030]圖1為本發(fā)明一種實(shí)施方式所提供的基于IEC61850的小電流接地故障定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2為本發(fā)明一種實(shí)施方式所提供的小電流接地故障選線(xiàn)定位IED裝置信息建模與配置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖3為本發(fā)明一種【具體實(shí)施方式】所提供的IED通信建模與配置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖4為本發(fā)明一種實(shí)施方式提供的一種基于IEC61850的小電流接地故障定位方法流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]本發(fā)明的核心是提供一種基于IEC61850的小電流接地故障定位系統(tǒng)及其方法，可以不依托于主站而保證對(duì)小電流接地故障進(jìn)行精確定位，同時(shí)實(shí)現(xiàn)信息集成和共享。
[0035]為了使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0036]在以下描述中闡述了具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類(lèi)似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的【具體實(shí)施方式】的限制。
[0037]本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】提供了一種基于IEC61850的小電流接地故障定位系統(tǒng)，其特征在于，包括:變電站以及與變電站連接的m條監(jiān)測(cè)線(xiàn)路，m為不小于I的整數(shù);變電站內(nèi)設(shè)有一 IED裝置，各監(jiān)測(cè)線(xiàn)路上均設(shè)有多個(gè)IED裝置，且同一監(jiān)測(cè)線(xiàn)路上的各IED裝置自上游至下游按照預(yù)設(shè)的間隔依次排列，各IED裝置用于檢測(cè)自身下游的監(jiān)測(cè)線(xiàn)路的接地故障，各IED裝置內(nèi)均設(shè)有GOOSE控制模塊，其中，各IED裝置訂閱該IED裝置下游的所有IED裝置通過(guò)自身的GOOSE控制模塊發(fā)布的信息。
[0038]發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，正如【背景技術(shù)】部分的敘述，目前的小電流故障定位主要是依托于主站，配電主站通過(guò)分析和對(duì)比監(jiān)測(cè)線(xiàn)路上的各FTU采集的信息進(jìn)行故障判斷和定位，這就要求配電主站接收到的各FTU的信息是同步的，否則對(duì)比是無(wú)意義的，也就無(wú)法準(zhǔn)確得出故障位置。
[0039]而本實(shí)施方式中，在監(jiān)測(cè)線(xiàn)路中引入多個(gè)基于IEC61850的小電流接地選線(xiàn)定位IH)裝置，當(dāng)有接地故障發(fā)生時(shí)，利用小電流接地選線(xiàn)定位IED裝置保護(hù)功能的選擇性，通過(guò)協(xié)調(diào)IED之間的關(guān)系實(shí)現(xiàn)故障定位。其中，保護(hù)功能的選擇性的實(shí)現(xiàn)要求:繼電保護(hù)之間的整定應(yīng)遵循逐級(jí)配合的原則，即當(dāng)下一級(jí)線(xiàn)路或元件故障時(shí)，故障線(xiàn)路或元件的繼電保護(hù)整定值必須在靈敏度和動(dòng)作時(shí)間上均與上一級(jí)線(xiàn)路或元件的繼電保護(hù)整定值相互配合，以保證電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)有選擇性地切除故障。保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間按階梯原則進(jìn)行整定，即相鄰保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，自負(fù)荷向電源方向逐級(jí)增大，設(shè)置不同的延時(shí)動(dòng)作時(shí)間來(lái)規(guī)避工作尖峰電流和發(fā)生短路故障時(shí)，減少斷電的影響范圍。
[0040]各IED裝置之間信息交換采用基于IEC61850G00SE(Generic Object OrientedSubstat1n Event，面向通用對(duì)象的變電站事件)的多播方式通過(guò)發(fā)布和訂閱實(shí)現(xiàn)，當(dāng)有故障發(fā)生時(shí)，離故障點(diǎn)最近的IED裝置最先檢測(cè)出故障，然后通知上游方向的IED裝置，并可以通知控制人員。即當(dāng)監(jiān)測(cè)線(xiàn)路某一區(qū)段發(fā)生接地故障時(shí)，監(jiān)測(cè)該區(qū)段的IED裝置即能檢測(cè)到故障信息，并通過(guò)GOOSE進(jìn)行發(fā)布，而位于該IED裝置上游的各IED裝置即能通過(guò)訂閱該信息，并通過(guò)解析該故障點(diǎn)IED裝置的GOOSE控制模塊，獲取準(zhǔn)確的故障位置信息，由于各IED裝置之間通過(guò)GOOSE進(jìn)行通信，且位于上游的IED裝置訂閱故障點(diǎn)IED裝置發(fā)布的信息，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)IED裝置之間的相互關(guān)聯(lián)，協(xié)調(diào)傳輸信息，無(wú)需依賴(lài)主站處理，減少了對(duì)系統(tǒng)的同步要求，降低了主站處理的要求，采用GOOSE進(jìn)行信息傳輸，保障了信息傳輸?shù)目焖儆行?。同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享和不同應(yīng)用的集成，便于提高智能電網(wǎng)信息化水平。[0041 ]需要說(shuō)明的是，GOOSE是IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)中用于滿(mǎn)足變電站自動(dòng)化系統(tǒng)快速報(bào)文需求的機(jī)制，主要用于實(shí)現(xiàn)在多IED之間的信息傳遞，包括傳輸跳閘與合閘信號(hào)(命令)，具有高傳輸成功概率。基于GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬接線(xiàn)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)位置、閉鎖信號(hào)和跳閘命令等實(shí)時(shí)信息的可靠傳輸，在過(guò)程層應(yīng)用的可靠性、實(shí)時(shí)性、安全性能滿(mǎn)足要求，其中，GOOSE報(bào)文的發(fā)送和接收分別由publisher (發(fā)布)和subscriber (訂閱)來(lái)執(zhí)行。
[0042]還需要說(shuō)明的是，IEC61850標(biāo)準(zhǔn)是電力系統(tǒng)自動(dòng)化領(lǐng)域唯一的全球通用標(biāo)準(zhǔn)，其實(shí)現(xiàn)了智能變電站的工程運(yùn)作標(biāo)準(zhǔn)化。不論是哪個(gè)智能變電站工程都可以通過(guò)SCD(系統(tǒng)配置)文件了解整個(gè)變電站的結(jié)構(gòu)和布局。
[0043]IED:智能電子設(shè)備(intelligent electronic device)
[0044]小電流選線(xiàn):全稱(chēng)小電流接地選線(xiàn)裝置，簡(jiǎn)稱(chēng)小電流，是一種電力行業(yè)使用的保護(hù)設(shè)備。該設(shè)備適用于3kV—66kV中性點(diǎn)不接地或中性點(diǎn)經(jīng)電阻、消弧線(xiàn)圈接地系統(tǒng)的單相接地選線(xiàn)，能夠指示出發(fā)生單相接地故障的線(xiàn)路。
[0045]請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明一種實(shí)施方式所提供的基于IEC61850的小電流接地故障定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0046]進(jìn)一步地，為了保證在監(jiān)測(cè)線(xiàn)路發(fā)生接地故障時(shí)，對(duì)線(xiàn)路上的各設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，該系統(tǒng)還包括:
[0047]位于變電站內(nèi)以及m條監(jiān)測(cè)線(xiàn)路上，與各IED裝置一一對(duì)應(yīng)的斷路器。
[0048]在本實(shí)施方式中，如圖1所示，以一條監(jiān)測(cè)線(xiàn)路為例進(jìn)行說(shuō)明，其中，圖1以包括四個(gè)IED裝置為例進(jìn)行說(shuō)明。其中，IEDl即為設(shè)置在變電站內(nèi)的IED裝置，其控制的斷路器即開(kāi)關(guān)I;相應(yīng)地，監(jiān)測(cè)線(xiàn)路上的IH)裝置依次為IED2、IED3、IED4，IED2控制開(kāi)關(guān)2，IED3控制開(kāi)關(guān)3，IED4控制開(kāi)關(guān)4。
[0049]以IED4下游發(fā)生故障為例進(jìn)行說(shuō)明，該系統(tǒng)各部件的工作過(guò)程為:
[0050]I) IED2，IED3和IED4處于運(yùn)行狀態(tài)以檢測(cè)接地故障；
[0051 ] 2)當(dāng)接地故障發(fā)生時(shí)，IED4檢測(cè)到接地故障，IED2，IED3和IED4開(kāi)始計(jì)時(shí)，并根據(jù)整定的動(dòng)作時(shí)間動(dòng)作；
[0052]3)^02，^03和^04發(fā)布信息塊，并等待接收信息；
[0053]4)各IED按照以下配置來(lái)訂閱信息塊:
[0054]a) IED4配置成不訂閱任何信息；
[0055]b)IED3配置成訂閱IED4的信息；
[0056]c) IED2配置成訂閱IED4和IED3的信息；
[0057]d) IEDl配置成訂閱IED4、IED3和IED2的信息；
[0058]5) IEDl、IED2和IED3接收各自下游的IED裝置發(fā)布的信息塊；
[0059]6) IED4在滿(mǎn)足設(shè)置整定時(shí)間后給開(kāi)關(guān)4發(fā)送跳閘命令；
[0060]7)開(kāi)關(guān)4斷開(kāi)實(shí)現(xiàn)故障隔離。
[0061]在本實(shí)施方式中，各IED裝置可按照小電流接地選線(xiàn)裝置工作原理判斷發(fā)生的故障，如根據(jù)零序功率方向原理、諧波電流方向原理、外加高頻信號(hào)電流原理等中的一種來(lái)判斷發(fā)生的故障。但是在本實(shí)施方式中IED4相對(duì)于其他的IED裝置而言，其整定的動(dòng)作延時(shí)時(shí)間較短，以滿(mǎn)足上述實(shí)施方式所提到的保護(hù)功能選擇性。
[0062]為了進(jìn)一步說(shuō)明各IED裝置在發(fā)生故障時(shí)的動(dòng)作關(guān)系，本實(shí)施方式還以故障發(fā)生在IED3和IED4之間為例進(jìn)行了說(shuō)明。其中，各IED信息塊的發(fā)布和訂閱的配置與上述內(nèi)容相同。不同之處在于，當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，IED3檢測(cè)到該故障信息，并且是IED3在滿(mǎn)足設(shè)置的整定時(shí)間后給開(kāi)關(guān)3發(fā)送跳閘命令，然后，IEDl和IED2可獲取訂閱的故障信息，并及時(shí)通知控制終端等以提醒維修人員進(jìn)行維修。
[0063]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，IED裝置包括:用于量測(cè)母線(xiàn)零序電壓和線(xiàn)路零序電流的量測(cè)模塊;用于進(jìn)行閾值整定的接口功能模塊；用于根據(jù)量測(cè)模塊量測(cè)的數(shù)據(jù)以及接口功能模塊整定的閾值，進(jìn)行故障錄波的分析功能模塊；用于在分析功能模塊判定發(fā)生接地故障時(shí)，進(jìn)行告警的控制功能模塊;用于進(jìn)行接地故障選線(xiàn)的保護(hù)功能模塊。
[0064]請(qǐng)參考圖2，圖2為本發(fā)明一種實(shí)施方式所提供的小電流接地故障選線(xiàn)定位IED裝置信息建模與配置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0065]為了實(shí)現(xiàn)上述各實(shí)施方式中的功能。本實(shí)施方式對(duì)IED裝置進(jìn)行了具體說(shuō)明。在本實(shí)施方式中，IED裝置具有保護(hù)功能、量測(cè)功能、控制功能、分析功能和接口功能。為了實(shí)現(xiàn)上述這些功能，采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)和面向?qū)ο蟮姆椒?，為小電流接地故障選線(xiàn)定位裝置IED進(jìn)行信息建模。構(gòu)建基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的小電流接地裝置IED層次化信息模型。其中，IED裝置包括三個(gè)邏輯設(shè)備:LDl (公共設(shè)備)、LD2 (選線(xiàn)與定位設(shè)備)、LD3 (量測(cè)設(shè)備)。LDl定義了邏輯節(jié)點(diǎn)LLNO和LPHD，邏輯節(jié)點(diǎn)LLNO代表邏輯設(shè)備的公共數(shù)據(jù)，如銘牌、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息;LPHD代表?yè)碛羞壿嫻?jié)點(diǎn)的物理設(shè)備的公共數(shù)據(jù)，如物理設(shè)備的銘牌、運(yùn)行狀況信息。重點(diǎn)是LD2，它在現(xiàn)有的動(dòng)作、啟動(dòng)和選線(xiàn)研究基礎(chǔ)上，增加了故障定位輸出、告警輸出GG10;LD3包括量測(cè)功能邏輯節(jié)點(diǎn)MMXU、MSQ1、故障錄波邏輯節(jié)點(diǎn)RADR等。測(cè)量信息包括:母線(xiàn)的相電壓和暫態(tài)零序電壓，饋線(xiàn)的暫態(tài)零序電流，測(cè)量信息用于故障的錄波數(shù)據(jù)，輸出故障波形。
[0066]本實(shí)施方式中的選線(xiàn)定位IED裝置與傳統(tǒng)的選線(xiàn)設(shè)備不同之處在于，傳統(tǒng)的選線(xiàn)設(shè)備只描述故障線(xiàn)路的編號(hào)信息，如線(xiàn)路編號(hào)FID100，以使得用戶(hù)得知具體出現(xiàn)故障的線(xiàn)路時(shí)哪條線(xiàn)路。而在本實(shí)施方式中，在同一監(jiān)測(cè)線(xiàn)路上設(shè)有多個(gè)IH)裝置，各IED裝置中的定位設(shè)備可以在原來(lái)具有線(xiàn)路編號(hào)的基礎(chǔ)上增設(shè)區(qū)段位置編號(hào)，以上述實(shí)施方式中的IED4下游發(fā)生故障為例，區(qū)段位置信息可以描述為FPID1004，指的即是在FIDlOO線(xiàn)路的區(qū)段4下游發(fā)生故障。當(dāng)然，如果在IED3和IED4之間發(fā)生故障的話(huà)，區(qū)段信息可以描述為FPID1003-4，即表示在FIDlOO線(xiàn)路的區(qū)段3和4之間發(fā)生了故障。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施方式的上述描述內(nèi)容只是以具體的編號(hào)方式為例來(lái)方便說(shuō)明線(xiàn)路編號(hào)以及區(qū)段位置編號(hào)的實(shí)施而已，根據(jù)實(shí)際情況也可以選用其他的方式進(jìn)行編號(hào)，本實(shí)施方式對(duì)此并不做限定，具體視情況而定。
[0067]根據(jù)上述的內(nèi)容建立邏輯設(shè)備、邏輯節(jié)點(diǎn)層次化信息模型，采用SCLManager工具進(jìn)行配置，生成XML格式的SCL文檔。IED對(duì)接地故障告警、接地保護(hù)的動(dòng)作、啟動(dòng)以及輸出故障線(xiàn)路編號(hào)與區(qū)段以及量測(cè)值的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)屬性進(jìn)行配置。
[0068]小電流接地故障選線(xiàn)及定位邏輯節(jié)點(diǎn)，在瞬時(shí)接地故障邏輯節(jié)點(diǎn)PTEF基礎(chǔ)上擴(kuò)展。該節(jié)點(diǎn)除了需要輸出啟動(dòng)、動(dòng)作的狀態(tài)信息之外增加接地饋線(xiàn)的編號(hào)與區(qū)段信息。需要的定值信息包括:零序電壓?jiǎn)?dòng)定值、啟動(dòng)延時(shí)、動(dòng)作延時(shí)、監(jiān)視的母線(xiàn)名稱(chēng)和區(qū)段位置、饋線(xiàn)數(shù)目等。根據(jù)邏輯節(jié)點(diǎn)的功能配置數(shù)據(jù)對(duì)象和數(shù)據(jù)屬性，擴(kuò)展的PTEF數(shù)據(jù)包括啟動(dòng)Str、動(dòng)作Op和故障線(xiàn)路及區(qū)段編號(hào)FPID，Str數(shù)據(jù)屬性為方向保護(hù)激活信息ACD的狀態(tài)general、品質(zhì)q和時(shí)標(biāo)t，0p數(shù)據(jù)屬性為保護(hù)激活信息ACT的狀態(tài)general、品質(zhì)q和時(shí)標(biāo)t，F(xiàn)PID數(shù)據(jù)屬性為描述字符d、品質(zhì)q和時(shí)標(biāo)t。
[0069]接地選線(xiàn)告警功能的實(shí)現(xiàn)需要配置GG1邏輯節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)Alm數(shù)據(jù)和StVal屬性;量測(cè)功能的實(shí)現(xiàn)需要配置MMXU邏輯節(jié)點(diǎn)的電流A和電壓PHV數(shù)據(jù)及三相模擬值mag.f屬性。
[0070]IED的通信建模指各IED之間涉及信息的關(guān)聯(lián)和交互，通信通過(guò)Goose配置實(shí)現(xiàn)，具體工作包括邏輯節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)集(dataset)和Goose控制塊(Goose Control Blocks，GCB)配置，SCL Manager工具提供了數(shù)據(jù)集和報(bào)告控制塊的添加及配置功能。數(shù)據(jù)集dataset和Goose控制塊GCB配置過(guò)程如圖3所示，過(guò)程為:
[0071]a.數(shù)據(jù)集配置過(guò)程:在邏輯節(jié)點(diǎn)的實(shí)例(instance)中點(diǎn)右鍵增加數(shù)據(jù)集，在數(shù)據(jù)集對(duì)話(huà)框中給數(shù)據(jù)集命名，如要給GG1邏輯節(jié)點(diǎn)配置datasetl，填寫(xiě)數(shù)據(jù)集描述，如告警Alarm，選擇邏輯設(shè)備LD2和邏輯節(jié)點(diǎn)GG10，然后在數(shù)據(jù)標(biāo)簽中選擇要輸出的數(shù)據(jù)對(duì)象Alm和數(shù)據(jù)屬性stVal。給擴(kuò)展PTEF邏輯節(jié)點(diǎn)配置dataset2，數(shù)據(jù)集配置完成后在邏輯節(jié)點(diǎn)中會(huì)出現(xiàn)新創(chuàng)建的數(shù)據(jù)集dataset]^Pdataset2。
[0072]b.Goose控制塊配置過(guò)程:在LLNO的實(shí)例中增加GSE Control Block(GCB)，在彈出的GSE Control Block信息窗口中，給Goose控制塊命名，如Gcbl，填寫(xiě)描述Aim，選擇在a)中創(chuàng)建的數(shù)據(jù)集datasetl，并配置Mac地址;類(lèi)似可以配置Goose控制塊Gd^13GOOSE的控制塊GCB配置完成后在通信子網(wǎng)的連接點(diǎn)ConnectedAP中和LLNO邏輯節(jié)點(diǎn)中會(huì)出現(xiàn)新創(chuàng)建的Goose控制塊命名Gcbl和Gcb2。
[0073]完成配置后，生成的XML格式SCL文檔中包含故障定位所需信息，一旦發(fā)生接地故障，G00SE發(fā)布信息，其他IED通過(guò)訂閱并解析GOOSE控制塊，獲取故障位置信息。
[0074]請(qǐng)參考圖4，圖4為本發(fā)明一種實(shí)施方式提供的一種基于IEC61850的小電流接地故障定位方法流程示意圖。
[0075]相應(yīng)地，本發(fā)明一種實(shí)施方式還提供了一種基于IEC61850的小電流接地故障定位方法，包括:
[0076]Sll:預(yù)先在變電站內(nèi)設(shè)置一 IED裝置，并在與變電站連接的各監(jiān)測(cè)線(xiàn)路上按照預(yù)設(shè)的間隔距離，依次設(shè)置η個(gè)IH)裝置，η為大于I的整數(shù)；
[0077]S12:各IED裝置判斷自身下游的監(jiān)測(cè)線(xiàn)路是否發(fā)生接地故障，若判定發(fā)生接地故障，則轉(zhuǎn)向S13;若判定沒(méi)有發(fā)生接地故障，則繼續(xù)監(jiān)測(cè)自身所在線(xiàn)路，判斷自身下游的監(jiān)測(cè)線(xiàn)路是否發(fā)生接地故障；
[0078]S13:位于故障點(diǎn)上游且距離故障點(diǎn)最近的IED裝置定義為故障點(diǎn)IED裝置，并將故障信息通過(guò)G00SE發(fā)布給該IED裝置上游的所有IED裝置；
[0079]S14:位于故障點(diǎn)IED裝置上游的所有IED裝置通過(guò)解析故障點(diǎn)IED的G00SE控制模塊信息，獲取故障位置信息，并發(fā)送至預(yù)設(shè)終端。
[0080]進(jìn)一步地，在判定發(fā)生接地故障之后，還包括:
[0081]判斷故障點(diǎn)IED裝置的整定時(shí)間是否達(dá)到預(yù)設(shè)的時(shí)間閾值；
[0082]若是，則故障點(diǎn)IED裝置向?qū)?yīng)的斷路器發(fā)送跳閘命令；
[0083]與故障點(diǎn)IED裝置對(duì)應(yīng)的斷路器跳閘，進(jìn)行故障隔離。
[0084]其中，預(yù)先在變電站內(nèi)設(shè)置一IED裝置，并在與變電站連接的各監(jiān)測(cè)線(xiàn)路上按照預(yù)設(shè)的間隔距離，依次設(shè)置η個(gè)IED裝置包括:
[0085]預(yù)先對(duì)各IED裝置進(jìn)行信息建模。其建模過(guò)程參見(jiàn)相應(yīng)的系統(tǒng)，在此不再贅述。
[0086]綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例所提供基于IEC61850的小電流接地故障定位系統(tǒng)及其方法。在監(jiān)測(cè)線(xiàn)路中引入多個(gè)基于IEC 61850的小電流接地選線(xiàn)IED裝置，當(dāng)有接地故障發(fā)生時(shí)，利用小電流接地選線(xiàn)IED裝置保護(hù)功能的選擇性，通過(guò)協(xié)調(diào)IED之間的關(guān)系實(shí)現(xiàn)故障定位，各IED裝置之間信息交換采用基于IEC 61850G00SE(Generic Object OrientedSubstat1n Event，面向通用對(duì)象的變電站事件)的多播方式通過(guò)發(fā)布和訂閱實(shí)現(xiàn)，當(dāng)有故障發(fā)生時(shí)，離故障點(diǎn)最近的IED裝置最先檢測(cè)出故障，然后通知上游方向的IED裝置，并可以通知控制人員。實(shí)現(xiàn)了多個(gè)IED裝置之間的相互關(guān)聯(lián)，協(xié)調(diào)傳輸信息，無(wú)需依賴(lài)主站處理，減少了對(duì)系統(tǒng)的同步要求，降低了主站處理的要求，采用GOOSE進(jìn)行信息傳輸，保障了信息傳輸?shù)目焖儆行浴Ｍ瑫r(shí)可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享和不同應(yīng)用的集成，便于提高智能電網(wǎng)信息化水平。實(shí)現(xiàn)基于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 61850的小電流接地選線(xiàn)定位裝置IED信息模型構(gòu)建，依據(jù)IEC 61850層次結(jié)構(gòu)，完成對(duì)IED的邏輯設(shè)備、邏輯節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)對(duì)象和數(shù)據(jù)屬性配置，保證傳輸信息的完整性。
[0087]以上對(duì)本發(fā)明所提供一種基于IEC61850的小電流接地故障定位系統(tǒng)及其方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于IEC 61850的小電流接地故障定位系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括:變電站以及與所述變電站連接的m條監(jiān)測(cè)線(xiàn)路，m為不小于I的整數(shù);所述變電站內(nèi)設(shè)有一 IED裝置，各所述監(jiān)測(cè)線(xiàn)路上均設(shè)有多個(gè)KD裝置，且同一監(jiān)測(cè)線(xiàn)路上的各IED裝置自上游至下游按照預(yù)設(shè)的間隔依次排列，各所述IED裝置用于檢測(cè)自身下游的監(jiān)測(cè)線(xiàn)路的接地故障，各所述IH)裝置內(nèi)均設(shè)有GOOSE控制模塊，其中，各所述IED裝置訂閱該IED裝置下游的所有IED裝置通過(guò)自身的GOOSE控制模塊發(fā)布的信息。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括: 位于所述變電站內(nèi)以及所述m條監(jiān)測(cè)線(xiàn)路上，與各所述IED裝置一一對(duì)應(yīng)的斷路器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述IED裝置包括: 用于量測(cè)母線(xiàn)零序電壓和線(xiàn)路零序電流的量測(cè)模塊； 用于進(jìn)行閾值整定的接口功能模塊； 用于根據(jù)所述量測(cè)模塊量測(cè)的數(shù)據(jù)以及所述接口功能模塊整定的閾值，進(jìn)行故障錄波的分析功能模塊； 用于在所述分析功能模塊判定發(fā)生接地故障時(shí)，進(jìn)行告警的控制功能模塊； 用于進(jìn)行接地故障選線(xiàn)的保護(hù)功能模塊。4.一種基于IEC 61850的小電流接地故障定位方法，其特征在于，包括: 預(yù)先在變電站內(nèi)設(shè)置一 IED裝置，并在與所述變電站連接的各監(jiān)測(cè)線(xiàn)路上按照預(yù)設(shè)的間隔距離，依次設(shè)置η個(gè)所述IED裝置，η為大于I的整數(shù)； 各所述IH)裝置判斷自身下游的監(jiān)測(cè)線(xiàn)路是否發(fā)生接地故障； 若判定發(fā)生接地故障，則位于故障點(diǎn)上游且距離所述故障點(diǎn)最近的IED裝置定義為故障點(diǎn)IH)裝置，并將故障信息通過(guò)GOOSE發(fā)布給該IED裝置上游的所有IED裝置； 位于故障點(diǎn)IED裝置上游的所有IED裝置通過(guò)解析所述故障點(diǎn)IED的GOOSE控制模塊信息，獲取故障位置信息，并發(fā)送至預(yù)設(shè)終端。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在判定發(fā)生接地故障之后，還包括: 判斷所述故障點(diǎn)IH)裝置的整定時(shí)間是否達(dá)到預(yù)設(shè)的時(shí)間閾值； 若是，則所述故障點(diǎn)IH)裝置向?qū)?yīng)的斷路器發(fā)送跳閘命令； 與所述故障點(diǎn)IH)裝置對(duì)應(yīng)的斷路器跳閘，進(jìn)行故障隔離。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，預(yù)先在變電站內(nèi)設(shè)置一IED裝置，并在與所述變電站連接的各監(jiān)測(cè)線(xiàn)路上按照預(yù)設(shè)的間隔距離，依次設(shè)置η個(gè)所述IED裝置包括: 預(yù)先對(duì)各所述IH)裝置進(jìn)行信息建模。
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK105974267SQ201610507077
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月27日
【發(fā)明人】顧建煒
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司杭州供電公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司