CN104852362A - 适用于含分布式电源的配电网过流保护方法和网架结构 - Google Patents

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唐诚
郝留成
高树同
杨志勇
关永刚
李万岭
汪宁
张明礼
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Abstract

本发明涉及适用于含分布式电源的配电网过流保护方法和网架结构，在馈线上的母线两侧均设置断路器；对含分布式电源的馈线，根据分布式电源的数量进行分段，在分布式电源接入点两侧均设置断路器；所有保护配置功率方向元件和无通道保护判据；根据双端供电配电网阶梯时间整定原则，对各保护进行延时时间整定；每段线路两侧保护分别按不同套的阶梯时间整定：一侧的保护按照由大到小整定，另一侧的按照由小到大整定。本发明将定时限方向过电流保护和无通道加速保护相结合运用到含DG配电网继电保护中，完成故障的快速定位与隔离，实现全线路相继速动，是一种兼顾经济与可靠性的方案。

Description

适用于含分布式电源的配电网过流保护方法和网架结构
技术领域
本发明涉及一种适用于含分布式电源的配电网过流保护方法和网架结构。
背景技术
传统配电网一般采用“闭环网络，开环运行”运行方式，线路故障时短路电流从电源端流向故障点；分布式电源(DG)接入后，单电源辐射型网络变成了多电源网络，故障时短路电流的来源、方向和分布将受到分布式电源的类型、接入位置以及容量的影响。DG接入后对传统继电保护的影响：
如图1所示，当K1点发生非金属性短路故障时，断路器B1处电流仍由系统S提供，DG1、DG2的接入使故障电流增大、故障点电压升高，导致断路器B1处故障电流降低，使B1处保护灵敏性降低甚至拒动。断路器B2处短路电流由DG2提供，B2跳闸使DG2隔离，但DG1必须依靠自身解列与故障点隔离。
当K2点发生短路故障时，断路器B1、B2处均流过短路电流，DG1提供的短路电流使断路器B2处短路电流大于B1处，利于B2处保护动作，增加了保护灵敏度。但DG2必须依靠自身解列与故障点隔离。
当K3点发生非金属接地故障时，断路器B1～B3处均流过短路电流，若DG容量较大，会导致B1或B2处速断保护误动。
由以上分析可知：传统的三段式电流保护在含DG配电网中并不适用，DG的存在易使保护拒动或误动。在双端供电配网中应用广泛的定时限方向过电流保护，也不适合含DG配电网，因为DG数量众多，线路分级、分段较多，根据阶梯时间整定原则难以与上级保护相配合。
申请号为200910067641.8的中国专利申请提出了一种《含分布式电源配电网保护方法》，用于解决含分布式电源的配电网继电保护问题，其中主要使用纵联保护，而纵联保护属于通道保护，保护较为复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于含分布式电源的配电网过流保护方法，用以解决现有过电流保护不适用于带分布式电源的配电网的问题。基于以上方法，本发明还提供一种含分布式电源的配电网新型网架结构。
本发明提供了一种适用于含分布式电源的配电网过流保护方法，在馈线上的母线两侧均设置断路器；对含分布式电源的馈线，根据分布式电源的数量进行分段，在分布式电源接入点两侧均设置断路器；所有保护配置功率方向元件和无通道保护判据；根据双端供电配电网定时限过流保护阶梯时间整定原则，对各保护进行延时时间整定；每段线路两侧保护分别按不同套的阶梯时间整定：一侧的保护按照由大到小整定，另一侧的按照由小到大整定；发生不对称故障时，根据短路功率方向启动保护，经整定时间延时后，故障线路一端断路器动作跳闸，造成健全相电流发生突变，根据所述无通道保护判据，另一端保护在对应的整定时间内检测到电流突变，则判断为区内故障，加速本端断路器动作。
进一步的，根据保护之间的配合和实际结构整定时间。
本发明还提供了一种含分布式电源的网架结构，在馈线上的母线两侧均设置断路器；对含分布式电源的馈线，根据分布式电源的数量进行分段，在分布式电源接入点两侧均设置断路器。
本发明将定时限方向过电流保护和无通道加速保护相结合运用到含DG配电网继电保护中，完成故障的快速定位与隔离，实现全线路相继速动。虽然增加一些设备(断路器和功率方向元件)，但是其投入相对于配电自动化主站的建设可忽略不计，是一种兼顾经济与可靠性的方案。并且采用无通道保护，保护相对简单。
附图说明
图1是含DG的配电网传统网架结构图；
图2是含DG的配电网新型网架结构图。
具体实施方式
方法实施例
为了保护的实施，需要对传统网架结构进行改进，形成一种新的配电网网架结构，如图2所示，即在馈线上的母线两侧均设置断路器，以及对含DG的馈线，根据DG的数量进行分段，在DG接入点两侧加装断路器。
对于保护装置，所有保护处增加功率方向元件。功率方向：由母线流向线路为正。各保护处添加无通道保护判据，进行加速保护。
根据双端供电配电网定时限过流保护阶梯时间整定原则，对各保护进行延时时间整定。每段线路两侧保护分别按不同套的阶梯时间整定。例如断路器B1、B2处保护按一套时间，由大到小整定；断路器B4、B5处保护按另一套时间，由小到大整定。
发生短路故障后，只有短路功率方向为正时，保护才会启动。经整定时间延时后，故障线路一端断路器动作跳闸，引起系统结构发生变化，造成健全相电流发生突变，根据无通道保护判据，另一端继电器在整定时间内检测到电流突变，则判断为区内故障，加速本端断路器动作。
举例来说，图2中，K1点发生不对称故障时，断路器B1、B4、B5处短路功率方向为正，过电流保护启动；经过一定延时后，断路器B4首先动作跳闸(B4处整定时间短于B1处整定时间)，断路器B5过电流保护返回；断路器B1处在整定时间里检测到非故障相电流突变，加速跳闸。
图2中K2点发生不对称故障时，断路器B1、B2、B5处短路功率方向为正，过电流保护启动；经过一定延时后，断路器B5动作跳闸；断路器B1、B2处均检测到非故障相电流突变，断路器B2处突变发生在预先整定时间内，动作跳闸；短路器B1处突变不在预先整定时间内，不会加速动作，在断路器B2跳闸后过电流保护返回。
图2中K3点发生不对称故障时，断路器B3、B4处短路功率方向正，过电流保护启动；一般情况断路器B4处保护整定时间小于B3处，为了避免B4误动，断路器B3应由其对侧断路器加速跳闸；断路器B4过电流保护返回。
含有DG配电网过电流保护时间整定应综合考虑所有馈线保护延时时间，如图2中K3故障时，应保证断路器B3在B4动作之前加速动作，即B3线路对侧保护整定时间小于B4处保护整定时间。
上述含DG配电网过电流保护加速方法的说明，没有给出过流保护具体整定时间，是因为配电网结构复杂多变，应根据实际结构整定时间，注意保护之间的配合。也没有给出具体的无通道保护判据，无通道保护判据可以在现有技术手段中进行选取。
含分布式电源的网架结构实施例
本实施例中的网架结构与实施例1中图2应用的网架结构完全相同，故不再赘述。
以上给出了本发明涉及两个主题的具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.适用于含分布式电源的配电网过流保护方法，其特征在于，在馈线上的母线两侧均设置断路器；对含分布式电源的馈线，根据分布式电源的数量进行分段，在分布式电源接入点两侧均设置断路器；
所有保护配置功率方向元件和无通道保护判据；
根据双端供电配电网定时限过流保护阶梯时间整定原则，对各保护进行延时时间整定；每段线路两侧保护分别按不同套的阶梯时间整定：一侧的保护按照由大到小整定，另一侧的按照由小到大整定；
发生不对称故障时，根据短路功率方向启动保护，经整定时间延时后，故障线路一端断路器动作跳闸，造成健全相电流发生突变，根据所述无通道保护判据，另一端保护在对应的整定时间内检测到电流突变，则判断为区内故障，加速本端断路器动作。
2.根据权利要求1所述的适用于含分布式电源的配电网过流保护方法，其特征在于，根据保护之间的配合和实际结构整定时间。
3.含分布式电源的网架结构，其特征在于，在馈线上的母线两侧均设置断路器；对含分布式电源的馈线，根据分布式电源的数量进行分段，在分布式电源接入点两侧均设置断路器。
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