CN105162098A - 一种基于goose技术的中压环网系统故障在线模拟方法 - Google Patents

一种基于goose技术的中压环网系统故障在线模拟方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电力系统继电保护技术领域的方法，具体讲涉及一种基于GOOSE技术的中压环网系统故障在线模拟方法，所述方法为由运行于当地监控后台或便携式电脑的模拟软件与保护装置程序相互配合，采用站控层网络发送及接收报文。在模拟软件系统接线图中设置故障点，模拟系统发生故障，模拟软件发送模拟故障数据给各有关的保护装置，各有关保护装置跟据所接收的信息及装置运行状态，判断保护是否动作。本发明的有益效果在于以下几点：1.保护的动作不受模拟故障的影响，实现了在线模拟。2.可以检查出各装置所设参数是否正确，确保装置正确运行。3.解决了跨所及跨间隔保护联调的困难。4.判据式简单可靠。

Description

一种基于GOOSE技术的中压环网系统故障在线模拟方法
技术领域
本发明涉及一种电力系统继电保护技术领域的方法，具体讲涉及一种基于GOOSE技术的中压环网系统故障在线模拟方法。
背景技术
在配电网系统，特别是在城市轨道交通中压环网（35kV）系统中，环网结构越来越多采用‘大环串’接线方式，环串中的变电所数量较多，每个变电所分别配置用于所内及跨所间的保护装置。各分散的保护装置基于IEC61850的GOOSE技术发送及接收其他保护装置的信息，实现所内分散式母线不完全差动及跨所间的差动保护。
现有技术中的存在以下问题：
1、现场调试装置及系统联调时，与常规保护测试方式存在差异。组成系统的保护装置数量多，基于GOOSE技术的各保护装置需要其它保护装置配合才能正确完成，通常的装置调试方法不便于各保护装置性能的测试。
2、各装置设置的参数较多，当参数设置出现错误时，将会影响到保护装置的正确动作。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于IEC61850的GOOSE技术的中压环网系统故障在线模拟方法。
实现上述目的所采用的解决方案为：
一种基于GOOSE技术的中压环网系统故障在线模拟方法，所述方法为由运行于当地监控后台或便携式电脑的模拟软件与保护装置程序相互配合，采用站控层网络发送及接收报文。在模拟软件系统接线图中设置故障点，模拟系统发生故障，模拟软件发送模拟故障数据给各有关的保护装置，各有关保护装置跟据所接收的信息及装置运行状态，判断保护是否动作。
当在模拟故障期间发生实际故障，相关的保护装置自动退出模拟状态，按实际状态运行，保护装置的动作行为不受模拟故障数据影响。
通过模拟故障及召唤各装置实际运行参数与给定参数比较，能够检查各保护装置动作行为及装置参数设置是否正确。
进一步的，所述方法包括以下步骤：
规定电流由母线流向线路为电流的正方向（参考电压量设为）。
设装置电流方向为D，D=1代表正方向，D=-1代表反方向。
I、模拟软件按实际工程及保护配置，完成系统主接线图，保护配置关系。
II、对于新工程，模拟软件生成装置参数表，该参数表是确保各保护装置正确动作的关键，将参数发送给各装置，各装置固化参数。召唤各装置的参数与发送给装置的参数进行比较，检查装置参数设置是否正确。对于已投运工程，召唤各装置的参数与原给定参数进行比较，检查装置参数设置是否正确。
参数主要内容为：1）本装置的IP地址；
2）订阅GOOSE的各装置IP地址；
3）与本装置在同一母线上的进出线、馈出线数量；
III、依据系统主接线图及规定的电流正方向，确定各装置电流的方向D。
设定短路故障点，故障电流值（电流有效值及初相角）。选定参加在线仿真的各保护装置，自动生成每个装置的模拟故障电流值，下发给选定各装置。装置电流值中的初相角由设定的故障电流值中的初相角及各装置电流的方向自动生成。
设模拟故障电流一次(二次)值为，则发送给各装置的模拟电流值分别为
(1)
(2)
式(1)为发送给电流方向为正的装置，式(2)为发送给电流方向为反方向的装置。当不考虑电流方向时，按式(1)发送模拟电流值。
IV、选定参加模拟的装置，接收模拟电流值及在线故障判别。
V、装置在线运行，当系统发生故障或模拟故障发生时，发送保护启动GOOSE信息。
设装置采集的电流值为，接收的模拟电流值为。
Df=1代表模拟电流正方向，Df=-1代表模拟电流反方向。
1）装置同时满足下式时，发保护正方向启动信息G=1；
I≥Iqdset(3)
D=1(4)
2）装置同时满足下式时，发保护反方向启动信息G=-1；
I≥Iqdset(5)
D=-1(6)
3）装置同时满足下式时，发保护正方向模拟启动信息Gf=1；
I＜Iqdset(7)
If≥Iqdset(8)
Df=1(9)
4）装置同时满足下式时，发保护反方向模拟启动信息Gf=-1；
I＜Iqdset(10)
If≥Iqdset(11)
Df=-1(12)
5）当装置不满足动作条件时Gf=0；
VI、装置在线运行，接收已订阅信息的装置发送来的信息，进行保护逻辑判断。
1）装置本身保护未启动，收到的GOOSE信息中|G|=1，Gf=0；
保护按逻辑进行判断，退出模拟状态，保护连跳动作出口；
2）装置本身保护未启动，收到的GOOSE信息中G=0，|Gf|=1；
保护按逻辑进行判断，满足动作条件时，保护发模拟动作出口信息；
3）装置本身保护启动，收到的GOOSE信息中|G|=1，Gf=0；
保护按逻辑进行判断，退出模拟状态，保护动作出口；
4）装置本身保护启动，收到的GOOSE信息中G=0，|Gf|=1；
保护按逻辑进行判断，将Gf按Gf=0对待，退出模拟状态，保护动作出口。
本发明的有益效果在于以下几点：1.保护的动作不受模拟故障的影响，实现了在线模拟。2.可以检查出各装置所设参数是否正确，确保装置正确运行。3.解决了跨所及跨间隔保护联调的困难。4.判据式(1)～(12)简单可靠。
附图说明
图1为本发明方法中单侧电源供电系统及模拟故障点示意图。
图2为本实施例保护装置在线信息发送逻辑图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
本实施例中，各间隔均采用支持DL/T860《变电站通信网络和系统》的DL/T860.81第8-1部分的GOOSE服务的保护装置。
图1为本发明方法的某种应用：图1中，设每个变电站为两条进出线，1条馈出线，每个断路器配置1台保护装置。单侧电源供电系统。
本例应用，不考虑电流方向，按式(1)发送模拟电流值。
以图1系统图为例说明，具体包括以下步骤：
步骤1，依据全系统及每个所的电气主接线，绘制主接线图及装置配置图。
步骤2，分配每个所装置的IP地址范围，确定各装置IP地址。
自动完成各装置的关联关系，生成装置整定参数表，参数可显示在配置图中各模拟装置中，将各所装置的参数自动或手到分别下载到对应的实际保护装置。
该软件运行于当地监控后台或便携式电脑。利用调试口、站控层网络（监控网）发送及接收报文。
步骤3，将系统图上的模拟装置，与实际安装的装置进行参数校对，发现不一致时提示告警信息。经确认后修改一致。
各装置订阅其它有关连装置的GOOSE信息见表1。
表1订阅信息表
步骤4，选定参加模拟测试的装置。
选择B2、C1装置参加模拟试验。
步骤5，在显示的接线图上设置故障点，生成各装置模拟参数包括故障相别，故障电流幅值及相位角，仿真有效时间，发送给选定参加测试的保护装置。
选择系统模拟短路点d1。
由于系统为单电源供电，按设定的电流方向，则发送给B2装置的模拟故障电流二次值为。该值大于B2保护装置整定的动作电流定值。
发送给C1装置的模拟故障电流二次值为零。
步骤五中：
1）确认B2、C1装置已接收模拟参数；
2）广播发送启动模拟报文；
3）接收B2、C1装置启动模拟确认信息；
4）接收B2、C1装置发送的模拟结果报文；
5)B2装置接收B1、B3、C1装置发来的GOOSE信息；
6）C1装置接收B2、C2、C3装置发来的GOOSE信息；
步骤6，保护装置根据各自运行状态，判断实际采集电流值、模拟故障电流值是否满足启动条件，启动条件为式(3)~(12)，当满足启动条件时，发出该装置满足相应条件的GOOSE信息。
当模拟d1点短路时，B2、C1装置所配置的状态量差动保护接收到模拟故障电流，其它装置不接收模拟故障电流值，且不参加模拟测试。
步骤6中：
1）发送确认收到模拟参数；
2）收到启动模拟报文后，B2、C1装置发送收到启动模拟确认信息。
3）状态量差动的动作判据为Gm+Gn=1；
4）B2装置满足式（7）~（9），发送GB2f=1，
5)C1装置不满足式（7）~（9），发送GC1f=0；
6）B2装置满足GB2f+GC1f=1，B2装置发模拟动作报文；
7）C1装置满足GB2f+GC1f=1，C1装置发模拟动作报文；
8）超出模拟有效时间时，自动退出模拟状态；
步骤7，选定参加模拟装置，在模拟期间系统发生故障
1）启动的装置，退出模拟，收到其它模拟信息的GOOSE按G=0处理。
2）非启动的装置，收到其它装置实际启动故障信息GOOSE=1时，退出模拟态。
步骤8，非选定参加模拟装置
如果接收的GOOSE具有模拟态，将该GOOSE按G=0非故障态处理。
最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于GOOSE技术的中压环网系统故障在线模拟方法，包括由运行于当地监控后台或便携式电脑的模拟软件与保护装置程序相互配合，通过模拟故障及召唤各装置实际运行参数与给定参数比较，用来检查各保护装置动作行为及装置参数设置是否正确，参数的比较方法如下：规定电流由母线流向线路为电流的正方向，设装置电流方向为D，D=1代表正方向，D=-1代表反方向，
步骤1，模拟软件按实际工程及保护配置，完成系统主接线图，保护配置关系；依据系统主接线图及规定的电流正方向，确定各装置电流的方向D；
步骤2，设定短路故障点，故障电流值；选定参加在线仿真的各保护装置，自动生成每个装置的模拟故障电流值，下发给选定各装置；
设模拟故障电流一次(二次)值为，则发送给各装置的模拟电流值分别为
(1)
(2)
步骤3，对选定参加模拟的装置，接收模拟电流值并按照下述保护逻辑进行在线故障判别；
设装置采集的电流值为，接收的模拟电流值为，
Df=1代表模拟电流正方向，Df=-1代表模拟电流反方向，
1）装置同时满足下式时，发保护正方向启动信息G=1；
I≥Iqdset(3)
D=1(4)
2）装置同时满足下式时，发保护反方向启动信息G=-1；
I≥Iqdset(5)
D=-1(6)
3）装置同时满足下式时，发保护正方向模拟启动信息Gf=1；
I＜Iqdset(7)
If≥Iqdset(8)
Df=1(9)
4）装置同时满足下式时，发保护反方向模拟启动信息Gf=-1；
I＜Iqdset(10)
If≥Iqdset(11)
Df=-1(12)
5）当装置不满足动作条件时Gf=0；
步骤4，装置在线运行，接收已订阅信息的装置发送的信息，进行保护逻辑判断的方法如下：
1）装置本身保护未启动，收到的GOOSE信息中|G|=1，Gf=0；
保护按逻辑进行判断，退出模拟状态，保护连跳动作出口；
2）装置本身保护未启动，收到的GOOSE信息中G=0，|Gf|=1；
保护按逻辑进行判断，满足动作条件时，保护发模拟动作出口信息；
3）装置本身保护启动，收到的GOOSE信息中|G|=1，Gf=0；
保护按逻辑进行判断，退出模拟状态，保护动作出口；
4）装置本身保护启动，收到的GOOSE信息中G=0，|Gf|=1；
保护按逻辑进行判断，将Gf按Gf=0对待，退出模拟状态，保护动作出口。
2.根据权利要求1所述的一种基于GOOSE技术的中压环网系统故障在线模拟方法，其特征在于：所述的工程为新工程时，模拟软件生成装置参数表，将参数发送给各装置，各装置固化参数；召唤各装置的参数与发送给装置的参数进行比较，检查装置参数设置是否正确；对于已投运工程，召唤各装置的参数与原给定参数进行比较，检查装置参数设置是否正确。
3.根据权利要求2所述的一种基于GOOSE技术的中压环网系统故障在线模拟方法，其特征在于：所述参数主要内容为：1）本装置的IP地址；2）订阅GOOSE的各装置IP地址；3）与本装置在同一母线上的进出线、馈出线数量。
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