CN209148810U - 一种数字化小电流接地选线*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种数字化小电流接地选线***，该***由三部分组成即采集输出装置、接地选线装置、光纤通讯网络，可实现对中性点非有效接地***的故障选线。采集输出装置完成各线路三相电流、电压以及零序电流的采样，将采样数据发送至接地选线装置并接受接地选线装置的GOOSE跳闸命令；接地选线装置接收各个线路的采样数据完成重采样实现各个间隔采样同步，综合比较判别选出故障线路，并通过线路采集输出装置跳闸隔离故障；光纤通讯网络由SMV通讯网络、GOOSE通讯网络、交换机组成。
Description
技术领域
本实用新型属于电力***技术领域，涉及一种电力***输配电的接地选线***，尤其涉及一种小电流接地选线***。
背景技术
我国电网3-66kV电压等级的***，其中性点一般采用小电流接地方式，包括中性点不接地、经消弧线圈接地、经高阻接地，又称为中性点非有效接地方式。小电流接地***的特点在于，发生单相接地故障时，可带故障运行1-2小时，提高了***运行的可靠性，但是由于单相接地故障时，非故障相电压会升高为线电压，长期带故障运行，***内绝缘薄弱环节易被击穿，造成相间短路或三相短路，导致故障范围扩大，严重影响供电安全性和可靠性。因此，发生永久性单相接地故障时，有必要尽快定位故障线路并切除。
小电流接地***发生单相接地故障时，具有短路电流小、故障特征不明显的特点，经过了国内外多年的研究，已经多种接地选线方法，在实际应用中配置专门的小电流接地选线装置来实现，目前各类装置通常大都会将比相法作为主要选线方法之一，即通过比较各线路零序电流的相位，寻找差异进行故障选线，但比相法选线的前提是要求各线路的零序CT极性必须一致，而现场经常存在零序CT 极性难以校验的问题，导致基于比相法的选线装置都受到限制；再者一般变电站出线间隔众多传统选线装置需要接入大量二次电缆，施工量很大且存在二次电缆断线或虚接等情况下无法实时报警等问题。因此，当前的接地选线装置存在可改进之处。
实用新型内容
本实用新型的目的是：针对小电流接地***，提供一种数字化小电流接地选线***，以解决零序CT极性无法校验，提高选线准确率，减少二次电缆敷设数量以及投资，实现通道实时监测报警以提高运行可靠性。
为了达成上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种数字化小电流接地选线***，包括采集输出装置、接地选线装置以及光纤通讯网络。其中：
采集输出装置包括电流电压互感器和A/D转换模块、数字采样模块、数字开关量收发模块、数据处理计算模块、继电器输出模块；
选线装置包括电流电压互感器和A/D转换模块、数字采样模块、数据同步模块、数据处理计算模块、数字开关量收发模块；
光纤通讯网络，包括SMV通讯网络和GOOSE通讯网络，SMV通讯网络采用点对点光纤直连方式，GOOSE通讯网络采用光纤组网方式。
进一步地，所述的采集输出装置由数据处理计算模块完成零序CT极性判别以及修正采样数据。所述采集输出装置的数据处理计算模块包括零序CT极性判别单元，所述零序CT极性判别单元通过故障时采集输出装置自动比较自产零序电流与外接零序电流相对于自产零序电压的相位，判别零序电流是否极性接入有误，如果极性有误，则发出报警信号，同时对接地故障的零序电流特征量以自产零序电流相对于自产零序电压的相位为基准进行自动修正。
进一步地，所述的采集输出装置由数字采样模块利用IEC60044-8通讯协议点对点方式传输采样数据，由数字开关量收发模块接收选线装置的GOOSE跳闸信号，并通过继电器输出模块出口。
进一步地，所述的接地选线装置，由数字采样模块接收各个线路采集输出装置的采样数据，利用插值重采样的方法由数据同步模块完成数据同步。插值重采样具体通过跟踪接地选线装置以及各个采集输出装置***时钟，将各非同步点 (采集输出装置***时钟)采样数据利用Lagrange插值法插值到同步点(选线装置***时钟)，以实现跨间隔采样数据同步。
进一步地，所述的接地选线装置，利用基于小波包变换的暂态算法通过数据处理计算模块完成故障线路选线，这里的暂态算法主要为暂态比相法、暂态比幅法、暂态功率方向法三种方法。
进一步地，所述的接地选线装置，通过数字开关量收发模块发送GOOSE跳闸信号。选线装置综合比较分析得出故障线路，并向该线路采集输出装置通过GOOSE 通信网络发送跳闸信号，采集输出装置接收选线装置发送的GOOSE信号后跳闸隔离故障。
进一步地，所述的光纤通讯网络由SMV通讯网络、GOOSE通讯网络、交换机组成，SMV通讯网络采用光纤直连点对点方式，GOOSE通讯网络采用光纤组网方式。
采用上述数字化小电流接地选线***后有益之处如下：
(1)能够自动判断零序CT的极性修正采样数据，提高选线准确率；
(3)大量减少二次电缆，减少投资；
(3)模拟量以及开关量通过光纤通讯传输，可实现实时监测报警，提高运行可靠性。
附图说明
图1是本实用新型实施例的小电流接地***主接线示意图；
图2是本实用新型实施例的选线逻辑流程图；
图3是本实用新型数字化小电流接地选线***的配置图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本实用新型的技术方案进行详细说明。
小电流接地***包括中性点不接地、经消弧线圈接地、经高阻接地等形式，图1是以中性点经消弧线圈接地的典型情况为例。图1中L1-L5为该供电***中的5条线路，实际***中并不限于5条。由于中性点为非有效接地，在没有消弧线圈补偿时，非故障线路流过自身的对地电容电流，故障线路流过全***非故障线路对地电容电流之和，但是由于实际故障电流仍然很小，特征不够明显；特别是消弧线圈补偿时，会对故障线路中流过的零序电流进行补偿，此时故障电流会更小，故障特征更加不明显。
目前现有的各类接地选线装置是通过提取零序电流中的工频分量、谐波分量或暂态分量等，综合分析故障线路和非故障线路之间的差异，进行比较得到选线结果，通常大都会将比相法作为主要选线方法之一，即通过比较各线路零序电流的相位进行故障选线，但比相法选线的前提是要求各线路的零序CT极性必须一致，而现场存在零序CT极性难以校验的问题，这就导致所有基于比相法的选线方法都受到限制；选线装置通常电缆接入母线电压及变电站全部线路的零序电流集中实施，这导致现场接线复杂繁多且存在二次电缆断线或虚接等情况下无法实时报警等问题，因此，当前的接地选线装置存在可优化改进之处。
本实用新型实施例所提出的一种数字化小电流接地选线***，包括采集输出装置、接地选线装置以及光纤通讯网络。其中：
(1)采集输出装置分别对各线路进行模拟量采样，由数据处理计算模块完成零序CT极性判别，修正采样数据，由数字采样模块通过IEC60044-8协议点对点发送至选线装置。所述的采集输出装置由数据处理计算模块完成零序CT极性判别以及修正采样数据。所述采集输出装置的数据处理计算模块包括零序CT极性判别单元，所述零序CT极性判别单元通过故障时采集输出装置自动比较自产零序电流与外接零序电流相对于自产零序电压的相位，判别零序电流是否极性接入有误，如果极性有误，则发出报警信号，同时对接地故障的零序电流特征量以自产零序电流相对于自产零序电压的相位为基准进行自动修正。IEC60044-8协议具有采样传输延时固定的特点，可适用于不同装置间利用重采样技术实现同步采样，另外采集输出装置还通过数字开关量收发模块接收由接地选线装置发送的 GOOSE跳闸信号，通过跳闸隔离故障。
(2)接地选线装置就地采样母线零序电压数据，由数字采样模块接收各个线路采集输出装置发来的采样数据；通过数据同步模块完成采样数据同步；最后由数据处理计算模块利用基于小波包变换的暂态算法综合比较判别选出故障线路。
接地选线装置所需得各线路零序电流采样数据，是由不同的采集输出装置提供的属于跨间隔采样，这就带来了多个装置间采样同步的问题，IEC60044-8协议的传输延时为固定延时，故这里采用插值重采样的方法进行同步，通过跟踪选线装置以及各个采集输出装置***时钟，将各非同步点(采集输出装置***时钟) 采样数据利用Lagrange插值法插值到同步点(选线装置***时钟)，以实现跨间隔采样数据同步。
接地选线装置对已经同步处理后的数据采用基于小波包变换的暂态比相法、暂态比幅法、暂态功率方向法等方法综合比较分析选出故障线路，并由数字开关量收发模块向该线路采集输出装置发送GOOSE跳闸信号，以实现跳闸隔离故障。
(3)光纤通讯网络，其中采集输出装置与接地选线装置间采样数据的传输，通过IEC60044-8协议点对点直连方式传输，两者之间的GOOSE信号通过采用组网方式传输。
举例说明，图3中，P0为接地选线装置，L1-L5为5条线路，P1-P5为相应线路的采集输出装置。各采集输出装置将接地选线装置P0所需的采样数据通过光纤点对点传输给选线装置，选线装置就地采集母线零序电压数据，并接收各个线路采集输出装置发来的采样数据，利用重采样方法进行采样数据同步。当发生 L3接地故障时，选线装置P0综合比较分析得出故障线路L3，并向L3线路采集输出装置发送GOOSE跳闸信号，采集输出装置从GOOSE通信网络上获取到GOOSE 跳闸信号后，跳开L3线路，实现故障选线。
综上，本实用新型所提出的一种数字化小电流接地选线***可在小电流接地***实现接地故障选线；通过自动判别零序CT的极性修正采样数据，解决现场零序CT极性难以校验的问题，提高了比相法选线准确率；各装置除本身直流电源采用电缆连接外，其余通讯组网皆为光纤，从而大量减少了二次电缆数量，并实现了链路实时监测报警功能。
以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。
Claims (6)
1.一种数字化小电流接地选线***，其特征在于，包括采集输出装置、接地选线装置以及光纤通讯网络，所述采集输出装置通过光纤通讯网络与选线装置连接；其中：
采集输出装置包括电流电压互感器和A/D转换模块、数字采样模块、数字开关量收发模块、数据处理计算模块、继电器输出模块；
选线装置包括电流电压互感器和A/D转换模块、数字采样模块、数据同步模块、数据处理计算模块、数字开关量收发模块；
光纤通讯网络，包括SMV通讯网络和GOOSE通讯网络，SMV通讯网络采用点对点光纤直连方式，GOOSE通讯网络采用光纤组网方式。
2.如权利要求1所述的一种数字化小电流接地选线***，其特征在于：所述采集输出装置的数据处理计算模块进行零序CT极性判别修正采样数据；采集输出装置的数字采样模块采用IEC60044-8通讯协议点对点方式传输采样数据。
3.如权利要求1所述的一种数字化小电流接地选线***，其特征在于：所述的采集输出装置的数字开关量收发模块接收选线装置的GOOSE跳闸信号，并通过继电器输出模块出口。
4.如权利要求1所述的一种数字化小电流接地选线***，其特征在于：所述接地选线装置的数字采样模块接收采集输出装置发送的采样数据并通过数据同步模块完成数据的同步处理。
5.如权利要求1所述的一种数字化小电流接地选线***，其特征在于：所述接地选线装置的数据处理计算模块利用暂态算法综合比较选出故障线路并通过数字开关量收发模块发送GOOSE跳闸信号。
6.如权利要求1所述的一种数字化小电流接地选线***，其特征在于：所述采集输出装置的数据处理计算模块包括零序CT极性判别单元，所述零序CT极性判别单元通过故障时自动比较自产零序电流与外接零序电流相对于自产零序电压的相位，判别零序电流是否极性接入有误，如果极性有误，则对接地故障的零序电流特征量以自产零序电流相对于自产零序电压的相位为基准进行自动修正。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN111505438A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-08-07 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种改进型自适应馈线自动化方法 |
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2018
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