CN102497029B

CN102497029B - 基于iec61850标准的并联中值电阻选线装置及方法

Info

Publication number: CN102497029B
Application number: CN201110445974.7A
Authority: CN
Inventors: 李刚; 吴宝明; 朱长明; 盛杨; 姜健
Original assignee: Siyuan Electric Co Ltd
Current assignee: Shanghai Sieyuan Opti-Electronic Co., Ltd.
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2011-12-27
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2031-12-27
Also published as: CN102497029A

Abstract

本发明公开了一种基于IEC61850标准的并联中值电阻选线装置及方法，其选线装置由电压互感器、就地智能单元、控制器、GOOSE网络交换机、变电站自动化后台、MMS网络交换机组成；电压互感器实时采样电网中性点电压，并传至就地智能单元；就地智能单元完成中性点电压数字化转化，并通过IEC61850-9-2SMV采样值规约传输给控制器；控制器根据中性点电压判断系统是否发生单相接地，同时控制器通过GOOSE规约从所述GOOSE网交换机获取开关柜组的每条出线的零序电流3I0，并在接地时选出接地线路；控制器接入MMS网络交换机，将选线结果以MMS报文格式发送给变电站自动化后台。本发明实现数据传输网络化，使数据格式完全符合IEC61850标准，满足于数字化变电站要求。

Description

基于IEC61850标准的并联中值电阻选线装置及方法

技术领域

本发明涉及一种电力配电网系统的单相接地选线技术，尤其涉及一种基于IEC61850标准的并联中值电阻选线装置以及相应的选线方法。

背景技术

基于IEC61850标准的数字化变电站的建设在我国已经全面展开，随着越来越多的数字化变电站的建设，传统的小电流选线装置已经不能满足数字化变电站的要求。尤其对于中性点采用消弧线圈接地的电网系统，系统单相接地时故障电流很小，只有采用并联中值电阻的选线装置才能保证选线的准确性。

传统的并联中值电阻选线装置适用于中性点采用消弧线圈的电网系统，工作时可以由消弧线圈控制，也可以自行控制。一般根据中性点电压判断系统是否发生单相接地，通过电缆获取每条线路开关柜的零序电流，接地发生时，控制并联中值电阻的投入和切除，从而获得投入和切除并联中值电阻时刻的线路零序电流，根据一定的计算方法找出接地线路，并将选线结果传输给自动化后台。

公开号为CN101540499A，公开日为2009年9月23日(申请号为200910029854.1)的专利文件，其记载了“城市配网中值电阻接地快速选线跳闸装置及选线方法”。

但是上述装置及选线方法不能满足IEC61850的通讯要求，无法适用于数字化变电站的要求，为此急需开发一种了基于IEC61850标准的满足数字化变电站要求的并联中值电阻选线方法。

发明内容

本发明针对现有装置及选线方法不能满足IEC61850的通讯要求，无法适用于数字化变电站要求的问题，而提供一种基于IEC61850标准的并联中值电阻选线装置，同时还提供一种基于IEC61850标准的并联中值电阻选线方法。本发明通过使得中性点电压采样的数字化，零序电流采样的数字化，并联中值电阻的控制数字化和自动化后台通讯的网络化，从而实现数据传输网络化，使数据格式完全符合IEC61850标准，满足于数字化变电站要求。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种基于IEC61850标准的并联中值电阻选线装置，该装置包括电压互感器、就地智能单元、控制器、GOOSE网络交换机、变电站自动化后台、MMS网络交换机；所述电压互感器实时采样电网中性点电压，并传至所述就地智能单元；所述就地智能单元完成中性点电压数字化转化，并通过IEC61850-9-2SMV采样值规约传输给控制器；所述控制器根据中性点电压判断系统是否发生单相接地，同时所述控制器通过GOOSE规约从所述GOOSE网交换机获取开关柜组的每条出线的零序电流3I0，并在接地时选出接地线路；所述控制器接入MMS网络交换机，将选线结果以MMS报文格式发送给变电站自动化后台。

一种基于IEC61850标准的并联中值电阻选线方法，该方法包括如下步骤：

(1)通过IEC61850-9-2SMV采样值服务采集中性点电压；

(2)根据中性点电压判断系统是否发生单相接地，并通过GOOSE规约从GOOSE网交换机获取线路开关柜组的每条出线的零序电流3I0；

(3)接地发生时，控制并联中值电阻的投入、切除，记录并根据并联中值电阻投入前、投入后的线路零序电流选出接地线路；

(4)选线结果以MMS报文格式发送给变电站自动化后台。

进一步的，上述步骤(2)中可接入N条出线。

进一步的，上述步骤(3)中采用综合排队对比的选线方法选出发生单相接地的线路。

根据上述技术方案得到的本发明具有以下优点：

(1)、本发明涉及的所有信号实现就地数字化，数据传输网络化。通信介质通常采用光纤但不限于光纤。

(2)、本发明方法中性点电压采样符合IEC61850-9-2《特定通信服务映射(SCSM)-通过ISO/IEC8802-3的采样值》标准，既可以满足传统电压互感器的模拟信号转数字化的要求，也可以满足数字化电压互感器的信号采样。中性点电压采用光纤传输。

(3)、本发明方法采用光缆或者网线接入智能开关柜的GOOSE网交换机，通过GOOSE规约获取线路零序电流3I0。

(4)、本发明方法整个控制过程全面实现数字化，符合IEC61850标准要求，采用GOOSE规约传输并联中电阻的控制命令及状态状态反馈。

(5)、本发明方法的自动化后台网络通讯采用完全符合IEC61850标准要求的制造报文规范MMS标准规约，用于传输遥信服务和遥测服务。

(6)、本发明方法可以适用于单独运行的并联中值电阻选线装置也可以与数字化消弧线圈及并联中值电阻成套装置。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明装置的原理图。

图2为本发明方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1，本发明提供的基于IEC61850标准的并联中值电阻选线装置，其构成包括并联中值电阻一次设备柜1、电压互感器2、就地智能单元3、控制器4、线路开关柜组5、过程层GOOSE网络交换机6、变电站自动化后台7、MMS网络交换机8。

其中并联中值电阻一次设备柜1和就地智能单元3之间采用电缆连接，传输并联中值电阻的控制信号及反馈信号。

电压互感器2和就地智能单元3之间采用电缆连接，传输中性点电压的模拟量信号。

就地智能单元3和控制器4之间采用光缆连接，传输符合IEC61850-9-2SMV采样值规约的中性点电压，符合GOOSE规约的并联中值电阻的控制信号及反馈信号。

控制器4和GOOSE网络交换机6之间采用光缆或者网线连接，传输符合GOOSE规约的线路零序电流3I0。

控制器4和MMS网络交换机8之间光纤或者网线连接，传输MMS报文格式的选线结果给变电站自动化后台7。

参见图2，提供的基于IEC61850标准的并联中值电阻选线方法，其包括如下步骤：

(I)通过IEC61850-9-2SMV采样值服务采集中性点电压；

(II)根据中性点电压判断系统是否发生单相接地，并通过GOOSE规约从GOOSE网交换机获取线路开关柜组的每条出线的零序电流3I0；

(III)接地发生时，控制并联中值电阻的投入、切除，记录并根据并联中值电阻投入前、投入后的线路零序电流选出接地线路；

(IV)选线结果以MMS报文格式发送给变电站自动化后台。

基于上述方案，本发明的具体实施如下：

第一步，电压互感器2实时采样电网中性点电压给就地智能单元3。

第二步，就地智能单元3完成中性点电压数字化转化并通过IEC61850-9-2SMV采样值规约传输给控制器4。

第三步，控制器4根据中性点电压判断系统是否发生单相接地，同时控制器4通过GOOSE规约从GOOSE网交换机6获取开关柜组5的每条出线的零序电流3I0，可接入N(N＝1，2，...，n-1，n)条出线。

第四步，接地发生时，控制器控制并联中值电阻的投入、切除，并记录并联中值电阻投入前、投入后的线路零序电流3I0，采用综合排队对比的选线方法选出发生单相接地的线路。

第五步，控制器4接入MMS网络交换机8，将选线结果以MMS报文格式发送给变电站自动化后台7，完成整个选线过程。

上述方案解决了传统并联中值电阻选线装置不能适用于数字化变电站的问题，并且本发明适用但不局限于数字化变电站中性点采用消弧线圈接地并联中值电阻选线的电网系统。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种基于IEC61850标准的并联中值电阻选线装置，其特征在于，所述选线装置包括并联中值电阻一次设备柜、电压互感器、就地智能单元、控制器、GOOSE网络交换机、变电站自动化后台、MMS网络交换机；

所述并联中值电阻一次设备柜和就地智能单元之间采用电缆连接，所述并联中值电阻一次设备柜和电压互感器之间相接；所述电压互感器和就地智能单元之间采用电缆连接；所述就地智能单元和控制器之间采用光缆连接；所述控制器和GOOSE网络交换机之间采用光缆或者网线连接，所述控制器和MMS网络交换机之间光纤或者网线连接；

所述并联中值电阻一次设备柜向就地智能单元传输并联中值电阻的控制信号及反馈信号；所述电压互感器实时采样电网中性点电压，并传至所述就地智能单元；所述就地智能单元完成中性点电压数字化转化，并通过IEC61850-9-2SMV采样值规约传输给控制器；所述控制器根据中性点电压判断系统是否发生单相接地，同时所述控制器通过GOOSE规约从所述GOOSE网交换机获取开关柜组的每条出线的零序电流3I0，并在接地时选出接地线路；所述控制器接入MMS网络交换机，将选线结果以MMS报文格式发送给变电站自动化后台。

2.一种基于IEC61850标准的并联中值电阻选线方法，其特征在于，所述选线方法包括如下步骤：

（1）电压互感器实时采样电网中性点电压给就地智能单元，并联中值电阻一次设备柜向就地智能单元传输并联中值电阻的控制信号及反馈信号；

（2）就地智能单元完成中性点电压数字化转化并通过IEC61850-9-2SMV采样值规约传输给控制器；

（3）控制器根据中性点电压判断系统是否发生单相接地，同时控制器通过GOOSE规约从GOOSE网交换机获取开关柜组的每条出线的零序电流3I0；

（4）接地发生时，控制器控制并联中值电阻的投入、切除，并记录并联中值电阻投入前、投入后的线路零序电流3I0，选出发生单相接地的线路；

（5）控制器接入MMS网络交换机，将选线结果以MMS报文格式发送给变电站自动化后台，完成整个选线过程。

3.根据权利要求2所述的一种基于IEC61850标准的并联中值电阻选线方法，其特征在于，所述步骤（3）中可接入N条出线。

4.根据权利要求2所述的一种基于IEC61850标准的并联中值电阻选线方法，其特征在于，所述步骤（4）中采用综合排队对比的选线方法选出发生单相接地的线路。