一种基于GOOSE的防越级跳闸线路保护装置及保护系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于GOOSE的防越级跳闸线路保护装置及保护系统，线路保护装置包括电压互感器、电流互感器、以太网通信接口、防越级模块和保护模块，装置有多个、呈分布式配置，分别与多级供电系统的各级开关连接，下级的防越级跳闸线路保护装置通过GOOSE报文的形式将GOOSE信号传输至上级的防越级跳闸线路保护装置，GOOSE报文通过以太网通信接口传输；防越级模块接收下级防越级跳闸线路保护装置上传的GOOSE信号，进行GOOSE信号处理，驱动连接的开关动作执行保护；保护模块根据电压互感器、电流互感器收集的电压采样值、电流采样值输出故障信息。本发明专利技术能够实现过流保护和漏电流保护防越级跳闸，实现多级供电系统可靠性。实现多级供电系统可靠性。实现多级供电系统可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于GOOSE的防越级跳闸线路保护装置及保护系统


[0001]本专利技术涉及一种基于GOOSE的防越级跳闸线路保护装置及保护系统，属于多级供电系统继电保护


技术介绍

[0002]相比于高压输电网络，由于工厂、矿场等配电供电系统具有多级辐射纵向网络、各级间连接线路短、系统运行环境恶劣等特点，导致供电系统级间保护整定值差异小、漏电保护选择性低。使得供电系统下级开关感应到故障时跳闸，上级开关也会无选择性的动作，造成越级跳闸事故的发生，扩大电网停电范围，严重危害企业工作人员人身安全和供电设备安全。
[0003]为解决多级供电系统易发生越级跳闸事故，目前主要的研究方向：技术成熟的光纤电流纵差的防越级保护，基于CAN总线传输故障信息的集中控制式、基于GOOSE传输防越级闭锁信号等方案。前两种方案存在造价高、电路设计复杂、也不符合电网智能化发展等缺点。现有技术中，各文献只是介绍GOOSE应用有效性，没有基于GOOSE传输防越级闭锁信号的方案，也没有及闭锁信号的处理措施。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于GOOSE的防越级跳闸线路保护装置及保护系统，能够实现过流保护和漏电流保护防越级跳闸，实现多级供电系统可靠性。为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种基于GOOSE的防越级跳闸线路保护装置，包括电压互感器、电流互感器、以太网通信接口、防越级模块和保护模块，
[0006]所述防越级跳闸线路保护装置有多个、呈分布式配置，各防越级跳闸线路保护装置与多级供电系统的各级开关连接，下级的防越级跳闸线路保护装置通过GOOSE报文的形式将GOOSE信号传输至上级的防越级跳闸线路保护装置，所述GOOSE报文通过以太网通信接口传输；
[0007]所述防越级模块接收下级防越级跳闸线路保护装置上传的GOOSE信号，进行GOOSE信号处理，驱动连接的开关动作执行保护；
[0008]所述保护模块根据电压互感器、电流互感器收集的电压采样值、电流采样值输出故障信息。
[0009]结合第一方面，进一步地，所述GOOSE信号包括过流防越级闭锁信号和漏电防越级闭锁信号，所述以太网通信接口包括过流防越级GOOSE开入和漏电防越级GOOSE开入，
[0010]所述过流防越级闭锁信号通过过流防越级GOOSE开入传输至上级防越级跳闸线路保护装置，所述漏电防越级闭锁信号通过漏电防越级GOOSE开入传输至上级防越级跳闸线路保护装置。
[0011]结合第一方面，进一步地，所述防越级跳闸线路保护装置设置有过流防越级控制
字和漏电防越级控制字，
[0012]当过流防越级控制字或漏电防越级控制字投入后，防越级跳闸线路保护装置的最小动作延时自动设置为20ms。
[0013]结合第一方面，进一步地，所述GOOSE信号处理，包括：
[0014]根据多级供电系统结构，确定防越级跳闸线路保护装置的上下级关系；
[0015]当供电系统发生小电流接地故障时，所有感应到小电流接地故障信息的防越级跳闸线路保护装置启动漏电保护，同时向对应的上级防越级跳闸线路保护装置发送GOOSE信号，GOOSE信号传输延时小于10ms，若离故障点最近的防越级跳闸线路保护装置未收到GOOSE信号，经漏电保护延时后离故障点最近的防越级跳闸线路保护装置动作，驱动开关切除故障；
[0016]防越级跳闸线路保护装置动作200ms后，继续检测漏电故障信息，若故障信息依然存在，则认为开关拒动，停止发送GOOSE信号，由上级的防越级跳闸线路保护装置动作切除故障，若防越级跳闸线路保护装置在收到GOOSE信号超过400ms且检测到故障依然存在，判断二级开关拒动，防越级跳闸线路保护装置闭锁信号开放闭锁功能，防越级跳闸线路保护装置立即动作切除故障；
[0017]防越级跳闸线路保护装置接收下级的防越级跳闸线路保护装置发出的GOOSE信号，将GOOSE信号携带的状态、品质、检修信息传递给本级防越级跳闸线路保护装置的对应GOOSE开入；
[0018]防越级跳闸线路保护装置单独处理每一个GOOSE开入，当GOOSE开入品质有效且检修一致，GOOSE开入状态为1经一个中断Δt延时后判断GOOSE开入有效，进行闭锁逻辑判断；
[0019]当防越级跳闸线路保护装置GOOSE开入置1的时间大于15S，保护装置判断所有GOOSE开入是否存在任意一个置1、品质有效且检修一致、且没有闭锁GOOSE信号，防越级跳闸线路保护装置闭锁漏电保护功能。
[0020]结合第一方面，进一步地，所述确定防越级跳闸线路保护装置的上下级关系，包括：
[0021]一条母线上，连接母线出线的防越级跳闸线路保护装置为下级，连接母线进线的防越级跳闸线路保护装置为上级；
[0022]两条分列运行的母线，连接母线联络开关的防越级跳闸线路保护装置是连接母线进线的防越级跳闸线路保护装置的下级保护装置、是连接母线出线的防越级跳闸线路保护装置的上级保护装置；
[0023]两条母线连接线路上，连接母线出线的防越级跳闸线路保护装置是连接母线进线的保护装的上级。
[0024]结合第一方面，进一步地，所述输出故障信息，采用启动继电器与暂态首半波能量选线原理结合。
[0025]结合第一方面，进一步地，所述启动继电器数学表达式如下：
[0026]Δu0(t)＞u
0set
+k1Δu0T
ꢀꢀ
(1)
[0027]Δ
i0
(t)＞I
0set
+k1Δi0T
ꢀꢀ
(2)
[0028]其中：u
0set
、i
0set
分别为零序电压突变定值、零序电流突变定值；
[0029]Δi0(t)为电流突变量，通过下式表示：
[0030]Δi0(t)＝||i0(t)
‑
i0(t
‑
T)|
‑
|i0(t
‑
T)
‑
i0(t
‑
2T)||
ꢀꢀ
(3)
[0031]Δu0(t)为电压突变量，通过下式表示：
[0032]Δu0(t)＝||u(t)
‑
u0(t
‑
T)|
‑
|u0(t
‑
T)
‑
u(t
‑
2T)||
ꢀꢀ
(4)
[0033]式(3)中，Δi0T为零序电流突变量浮动门槛，取上一个周波的零序电流突变量；式(4)中，Δu0T为零序电压突变量浮动门槛，取上一个周波的零序电压突变量；
[0034]式(1)、(2)中，k1为浮动门槛的可靠系数，取1.25；T为保护装置采样周期；
[0035]零序电流突变量Δi0(t)连续M个采样点中有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于GOOSE的防越级跳闸线路保护装置，其特征在于包括电压互感器、电流互感器、以太网通信接口、防越级模块和保护模块，防越级跳闸线路保护装置有多个、呈分布式配置，分别与多级供电系统的各级开关连接，下级的防越级跳闸线路保护装置通过GOOSE报文的形式将GOOSE信号传输至上级的防越级跳闸线路保护装置，所述GOOSE报文通过以太网通信接口传输；所述防越级模块接收下级防越级跳闸线路保护装置上传的GOOSE信号，进行GOOSE信号处理，驱动连接的开关动作执行保护；所述保护模块根据电压互感器、电流互感器收集的电压采样值、电流采样值输出故障信息。2.根据权利要求1所述的基于GOOSE的防越级跳闸线路保护装置，其特征在于，所述GOOSE信号包括过流防越级闭锁信号和漏电防越级闭锁信号，所述以太网通信接口包括过流防越级GOOSE开入和漏电防越级GOOSE开入，所述过流防越级闭锁信号通过过流防越级GOOSE开入传输至上级防越级跳闸线路保护装置，所述漏电防越级闭锁信号通过漏电防越级GOOSE开入传输至上级防越级跳闸线路保护装置。3.根据权利要求1所述的基于GOOSE的防越级跳闸线路保护装置，其特征在于，所述防越级跳闸线路保护装置设置有过流防越级控制字和漏电防越级控制字，当过流防越级控制字或漏电防越级控制字投入后，防越级跳闸线路保护装置的最小动作延时自动设置为20ms。4.根据权利要求1所述的基于GOOSE的防越级跳闸线路保护装置，其特征在于，所述GOOSE信号处理，包括：根据多级供电系统结构，确定防越级跳闸线路保护装置防越级跳闸线路保护装置的上下级关系；当供电系统发生小电流接地故障时，所有感应到小电流接地故障信息的防越级跳闸线路保护装置防越级跳闸线路保护装置启动漏电保护，同时向对应的上级防越级跳闸线路保护装置发送GOOSE信号，GOOSE信号传输延时小于10ms，若离故障点最近的防越级跳闸线路保护装置未收到GOOSE信号，经漏电保护延时后离故障点最近的防越级跳闸线路保护装置动作，驱动开关切除故障；防越级跳闸线路保护装置动作200ms后，继续检测漏电故障信息，若故障信息依然存在，则认为开关拒动，停止发送GOOSE信号，由上级的防越级跳闸线路保护装置动作切除故障，若防越级跳闸线路保护装置在收到GOOSE信号超过400ms且检测到故障依然存在，判断二级开关拒动，防越级跳闸线路保护装置闭锁信号开放闭锁功能，防越级跳闸线路保护装置立即动作切除故障；防越级跳闸线路保护装置接收下级的防越级跳闸线路保护装置发出的GOOSE信号，将GOOSE信号携带的状态、品质、检修信息传递给本级防越级跳闸线路保护装置的对应GOOSE开入；防越级跳闸线路保护装置单独处理每一个GOOSE开入，当GOOSE开入品质有效且检修一致，GOOSE开入状态为1经一个中断Δt延时后判断GOOSE开入有效，进行闭锁逻辑判断；当防越级跳闸线路保护装置GOOSE开入置1的时间大于15S，保护装置判断所有GOOSE开
入是否存在任意一个置1、品质有效且检修一致、且没有闭锁GOOSE信号，防越级跳闸线路保护装置闭锁漏电保护功能。5.根据权利要求4所述的基于GOOSE的防越级跳闸线路保护装置，其特征在于，所述确定防越级跳闸线路保护装置的上下级关系，包括：一条母线上，连接母线出线的防越级跳闸线路保护装置为下级，连接母线进线的防越级跳闸线路保护装置为上级；两条分列运行的母线，连接母线联络开关的防越级跳闸线路保护装置是连接母线进线的防越级跳闸线路保护装置的下级保护装置、是连接母线出线的防越级跳闸线路保护装置的上级保护装置；两条母线连接线路上，连接母线出线的防越级跳闸线路保护装置是连接母线进线的保护装的上级。6.根据权利要求1所述的基于GOOSE的防越级跳闸线路保护装置，其特征在于，所述输出故障信息，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆帅，隋翔龙，卞林林，徐贤成，刘设计，李峰，余秋华，
申请(专利权)人：南京磐能电力科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：