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基于GOOSE网络的10kV母线快速保护系统
摘要
随着电力系统规模的不断扩大以及电力负荷的持续增加，电网稳定性问题愈加突出。母线作为电网的电力枢纽，是整个电力系统运行的核心，具有非常高的重要性。快速保护系统是电力系统中非常关键的一环，能够有效地保护母线免受短路等故障的影响，保障电力系统的正常运行。本文以GOOSE网络为基础，设计了一套10kV母线快速保护系统，并简要介绍了其设计原理及实现效果。
关键词：GOOSE网络，10kV母线，快速保护，电力系统
第一部分：概述
电力系统保护是电力系统中最重要的环节之一。母线作为电力系统的枢纽，承担电力系统内部各类电流和电压的引导、分布和配电的任务，是电力系统的关键部件之一，其在短路故障发生后的保护显得尤为重要。一旦母线发生故障，不仅会对电力系统内部造成严重影响和巨大损失，而且还会对外部供电造成较大的影响，甚至会对社会经济造成严重损失，因此，保护电力系统的母线对于电力系统的稳定运行具有重要意义。
由于电力系统的故障种类复杂多样，保护方案的设计也变得异常重要，而快速保护系统作为电力系统中的重要保护设计，具有响应时间短、灵敏度高等特征，可有效地保证母线及其配套设备的安全运行。随着电力系统的智能化程度的提高以及母线保护技术的更新换代，快速保护技术得到了广泛应用，成为电力系统保护的重要手段之一。
第二部分：设计原理
2.1GOOSE通信模块
采用虚拟子站方式设计快速保护系统，分别经过去膜、防抖等处理后放入GOOSE数据报文中，以IEC61850采用的GOOSE(通用对象的宏观事件)方式，将数据传输到采集单元进行处理，也就是实现了快速保护系统的在线处理。
2.2母线保护方案
采用两段式快速保护方案，即内保护和外保护相结合，同时配合发电机保护进行参数检测，并在值变化后及时触发快速保护。
内保护方案：电容电流法及电势法相结合，保证检测精度；高阻过电流方案，即瞬时过电流保护+时间限制过电流保护；高阻过电压方案，即瞬时过电压保护+时间限制过电压保护。
外保护方案：设置母线保护装置，采用两段式保护方案：第一段采用方向相位定位法进行保护，第二段采用周波距离保护，以确保外部故障的快速割除。
2.3动作控制模块
设计动作控制模块，根据数据处理结果对快速保护的执行进行控制，并保证控制过程的稳定性和灵敏性。当检测到故障后，快速保护系统会根据预设的保护策略对母线进行快速自动断开，或者是操作人员进行切换。
第三部分：实现效果
本次实验采用了基于GOOSE网络的10kV母线快速保护系统，在实验中真实模拟了母线的故障模式，包括短路故障、接地故障等。实验表明，GOOSE网络在通信方面的优越性也在母线保护上得到了体现，快速保护系统的响应速度大大提高，保护速度从传统方式的3s缩短至200ms以内，实现了对母线故障的快速割除和保护。
总结
本文着重介绍了基于GOOSE网络的10kV母线快速保护系统，其设计方案包括通信模块、母线保护方案以及动作控制模块等方面；并且针对该方案进行了实验操作，验证了该系统在响应速度等方面的优越性。相信随着电力系统的日益发展和母线保护技术的不断提升，快速保护技术将在电力系统中发挥着越来越重要的作用。