基于GOOSE的小电流接地选线_刘龙舞.pdf

电世界(2023 1)2929基于 GOOSE 的小电流接地选线刘龙舞(浙江石油化工有限公司，225321，浙江舟山)我国 3 kV 66 kV 电网系统一般采用中性点不接地运行方式或经消弧线圈接地方式运行，110 kV 及以上系统采用中性点直接接地方式运行。一般厂用电网等级为 10 kV 或 6kV。小电流接地系统在发生单相接地的情况下允许连续运行 2 h，与此同时，非故障相相电压会升高为线电压，对运行设备的绝缘提出了更高的要求。另一方面，在单相接地情况下，长时间运行可能造成配网系统两相短路或更严重的后果，对生产带来较大的冲击。目前所用的选线装置多根据系统发生单相接地时的暂态量或稳态量作为判据，在多出线的复杂系统，不能完全准确判断出接地线路1。本文介绍利用供配电系统综合自动化系统站控层 GOOSE 结合微机型综保装置实现接地选线的方法。1小电流接地系统故障分析11经消弧线圈接地的小电流接地系统经消弧线圈接地系统单相接地零序电流分布图如图1 所示。设线路流向母线为正向。当系统发生单相接地时，故障相接地电流主要为系统线路对地的电容电流，一旦电容电流超过设定值，消弧线圈会采取过补偿方式投入电感电流。这时，流入故障线路的电流为感性小电流，滞后零序电压 90，方向由线路流向母线;非故障线路的零序电流大小等于本线路的接地电容电流，超前零序电压90，方向由母线指向线路2;故障相和非故障相流过的电流均为母线指向线路。因此，经消弧线圈接地的系统不易通过零序电流方向进行选线3。12中性点不接地的小电流接地系统中性点不接地系统单相接地零序电流分布图如图 2 所示。图 1经消弧线圈接地的系统单相接地零序电流分布图图 2中性点不接地系统单相接地零序电流分布图发生接地故障时，中性点不接地系统流过故障和非故障线路的零序电流皆为容性，且方向相反。零序功率方向保护原理是利用故障线路零序电流滞后零序电压 90、非故障线路零序电流超前零序电压 90的特点实现的。零序功率方向保护利用非故障线路与故障线路的零序电流相差 180实现有选择性的保护。2基于 GOOSE 的选线IEC 61850 是针对变电站综合自动化系统的 标 准，主 要 有 三 个 方 面 的 应 用:MMS(应用层协议)服务、GOOSE服务、SV服务 发 输 变 电 3030电世界(2023 1)图 310 kV 系统图(一种用于实时传输数字采样信息的通信服务)，其中，GOOSE 用逻辑节点替代了硬节点，用 P2P 通信代替传统的硬接线。经过近二十年的发展，西门子、ABB、国电南瑞、国电南自、东方电子等厂家相继推出了基于 IEC61850 标准的智能设备4。下面介绍利用西门子 7SJ686 系列综合保护测控装置实现接地选线的案例。图 3 为某厂 10 kV 系统图，共有两个变电所，A 站为 10 kV 变电所，主要负荷有 10 kV馈出线、电动机、变压器、电容器等，B 站为10 kV 开闭所，主要负荷有 10 kV 电动机、变压器、电 容 器 等。馈 线 保 护 采 用 西 门 子7SJ686 系列综合保护测控装置。以指向母线的方向为正方向，根据不同位置发生单相接地后零序电流不同的特点设置保护。选取三个典型位置的单相接地短路情况分析零序电流流向。当 B 站10 kV 电动机线路发生单相接地故障时，故障线路首端零序电流互感器(CT)电流由线路流向母线，判断为正向接地，非故障线路零序 CT 电流由母线流向线路判断为反向接地。当 A 站 K 处发生单相接地故障，即10 kV馈出线发生单相接地故障时，故障线路首端零序 CT 电流由线路流向母线，判断为正向接地;故障线路末端零序 CT，即下一级 10 kV开闭所进线零序 CT 电流由线路流向母线，判断为正向接地。当 B 站馈出线线路发生单相接地故障时，B 站故障线路首端零序 CT 电流由线路流向母线，判断为正向接地;A 站故障线路首端零序CT 电流由线路流向母线，判断为正向接地;故障线路末端零序 CT 电流由母线流向线路，判断为反向接地。为避免 B 站出现单相接地故障时 A 站相应馈线保护同时动作的情况，必须采集线路两侧 CT 采样值，以判断故障是在两个保护中间还是在两个保护之外，通过保护动作时间配合准确 切 断 故 障 线 路，实 现 选 线。西 门 子7SJ686 系列综合保护测控装置的主要定值设置如表 1 所示(其余为厂家默认值)。表 1西门子 7SJ686 系列综合保护测控装置的定值设置序号地址参数设定值13101小电流接地选线投入23160小电流接地选线跳闸33113Ins 一段定值/A243114Ins 一段定值/s53117Ins 二段定值/A00263118Ins 二段定值/A0573108零序电压启动值/V30083112延时跳闸时间/s93122Ins 二段方向设定正向3118Ins 二段定值针对不同的设备，针对馈线线路时间设置成无穷大，针对电动机变压 发 输 变 电 电世界(2023 1)3131器回路设置 0 5 s;进线线路时间设置无穷大。下级综保出现正向接地信号后发 GOOSE 信息给上级综保，上级综保判定正向接地，经过一定延时发跳闸命令跳本级开关，并联跳下级开关。针对电动机回路和变压器回路，本级综保判定正向接地故障，即可跳开本级开关。针对母线，需要判定所有馈出开关在合位时有反向接地故障，判定母线接地，发出告警信号，提示工作人员前去处理。采用西门子 7SJ686 系列综合保护测控装置后，系统运行平稳，没有发现有误选及误判的情况。3注意事项为保证选线正确，针对实施过程中容易出现的问题，应注意以下事项。(1)检查零序 CT 极性，以指向母线为正方向，零序 CT 的 P1 应朝向母线侧，采用减极性接法，西门子 7SJ686 系列综合保护测控装置端子接法应按照说明书进行接线。(2)零序 CT 的安装位置应合适，应保证在正常情况下，零序 CT 电流为零，即当屏蔽引出在零序 CT 以上时，电缆接地线应穿过零序 CT 后再接地;当屏蔽引出线在零序 CT 以下时，电缆接地应直接接地，不能再穿过零序 CT。(3)零序 CT 变比和绝缘应复合要求。(4)定期对选线装置进行预防性试验，确保选线动作正确，要建立管理制度和运行台账。4结语系统通过 GOOSE 网实现保护装置之间的信息共享，利用现有的 SCADA 网络，比较正常及故障情况下的电流特点，成功实现了选线功能，经过多年运行，系统选线，保证能长期平稳运行。参考文献 1 林文钦，孙东，高金龙，等 小电流接地系统单相接地故障选线装置测试方法综述 J 东北电力大学学报，2019，39(3):52 58 2 吴大中 电气技术教程 M 北京:清华大学出版社，2017 3 朱涛 基于 SCADA 系统的小电流接地故障选线方法研究J 电力系统保护与控制，2019，47(13):141 147 4 何卫，王永福，缪文贵，等 IEC 61850 深层次互操作试验方案 J 电力系统自动化，2007，31(6):103 107(编辑叶帆)发 输 变 电