縱聯(lián)保護在含DG配電網(wǎng)中應(yīng)用

縱聯(lián)保護在含DG配電網(wǎng)中應(yīng)用■神華國能集團有限公司天津大港發(fā)電廠王大偉摘要：

傳統(tǒng)的配電線路電流維護受到分布式電源（DG）接入配電網(wǎng)會的影響，可能出現(xiàn)保護錯誤的動作。本文對于這個疑問，提出一種新的維護計劃，改進了傳統(tǒng)的配電線路維護裝備。該維護計劃依據(jù)DG接入點的方位，對被維護饋線進行了分區(qū)，在DG的上游區(qū)域裝備了方向縱聯(lián)維護，而整條饋線則保留了過電流維護。為了能便利整定作業(yè)以及更快地切除毛病，依據(jù)DG接入方位的不一樣，饋線的過電流維護分別選用定時限或反時限方式。關(guān)鍵字：DG電源；配電網(wǎng)；縱聯(lián)保護Abstract:distributionlinecurrenttraditionalmaintenancebydistributedpowersupply(DG)affectaccesstodistributionnetworkwill,possibleprotectionerroraction.Basedonthisquestion,proposedonekindofnewmaintenanceplan,improvedthedistributionlinetraditionalmaintenanceequipment.ThemaintenanceplanbasedontheDGaccesspointrange,tomaintainthefeederisdividedintheupstreamregionofDG,equippedwithdirectionalunitmaintenance,andthewholelineisretainedtheovercurrentprotection.Inordertofacilitatethesettingoperationandfasterclearanceproblems,accordingtotheDGaccessrangearenotthesame,overcurrentprotectionfeederwerechosenastimelimitorinversemethod.Keywords:DGpowersupply;powerdistributionnetwork;longitudinaldifferentialprotection

目錄前言 21DG并網(wǎng)對配電網(wǎng)的影響 21.1DG接入對配電網(wǎng)饋線保護的影響分析 21.1.1終端線路的末端引入DG 21.1.2終端線路的中間段引入DG 31.1.3非終端線路的轉(zhuǎn)供線中引入DG 31.1.4非終端線路中引入DG 41.2DG接入對配電網(wǎng)系統(tǒng)的其他影響 52縱聯(lián)保護在含DG配電網(wǎng)中應(yīng)用 52.1含DG配電網(wǎng)保護的構(gòu)成與配置 62.1.1單個DG由母線接入情況 62.1.2多個DG由母線接入情況 72.1.3DG不通過母線接入的情況 72.2保護的整定配合 82.3保護的動作行為分析 9結(jié)論 9參考文獻(xiàn) 9

前言

散布式電源（DG）在近年來，遭到越來越廣泛的重視。但當(dāng)DG接入配電網(wǎng)后，必然會改動配電網(wǎng)的潮流散布，不可避免地會影響到配電線路的維護裝置。因而，研討針對含DG配電網(wǎng)的新的維護方案變成當(dāng)前面對的一個新課題?！端伎枷嚅g短路影響的散布式電源準(zhǔn)入容量核算》提出了約束DG寫入容量的辦法，可是其寫入的容量跟著DG使用的日益廣泛，也越來越大，這種辦法明顯無法滿足將來DG開展的要求。用多署理系統(tǒng)來完成維護間的和諧，但其需求依托雜亂的通訊網(wǎng)絡(luò)，在配電網(wǎng)中使用并不非常可行。這篇文章提出一種新維護方案，對原有維護裝備進行改進。1DG并網(wǎng)對配電網(wǎng)的影響1.1DG接入對配電網(wǎng)饋線保護的影響分析依據(jù)配電網(wǎng)的繼電維護特色，本節(jié)將依據(jù)DG在饋線不一樣方位的接入來逐個剖析其對配電網(wǎng)維護的影響。1.1.1終端線路的末端引入DG如圖1所示，在終端饋線AB的末端接入DG，此刻AB段將由雙端電源供電，相鄰饋線仍可視為單端電源供電。圖1線路的末端引入DG

當(dāng)終端線路AB段任意方位發(fā)作毛病F1時，毛病點兩邊電源將一起向毛病點供給毛病電流，對于維護P1來講，不管DG是不是引進，因為線路結(jié)構(gòu)未發(fā)作改動，短路阻抗不變，其感觸的毛病電流仍由體系側(cè)供給，且巨細(xì)不會發(fā)作變化，則維護P1的動作將正常進行，不會遭到DG接入的影響。對于相鄰饋線中任意點發(fā)生故障F2時，由于此時故障點電流為系統(tǒng)側(cè)和提供的故障電流之和，因此保護的靈敏度增大了。若相鄰饋線為終端饋線，保護靈敏度的增大將會有利于故障點的切除；

若相鄰饋線為非終端饋線，維護靈敏度的升高將有可以形成維護因失掉選擇性而誤動作。另外當(dāng)F2發(fā)作時，維護P1將可以感受到由DG流向F2的毛病電流，且P1沒有電流方向檢查元件，當(dāng)容量足夠大，能使DG供給的毛病電流超越P1整定值時，將會形成維護P1的誤動作。1.1.2終端線路的中間段引入DG如圖2所示，在終端線路AC的中心位置B處接入DG,此刻DG上游側(cè)AB區(qū)域為雙端供電，下流側(cè)BC區(qū)域為體系側(cè)和DG一起單端供電。其他相鄰饋線可視為單端供電。圖2線路中間的任意位置引入DG當(dāng)DG至饋線結(jié)尾BC段恣意點發(fā)作毛病F1時，在DG接入前，毛病電流僅由體系電源供給，DG接入后，依據(jù)疊加原理，毛病點的毛病電流將是體系側(cè)電源和DG供給的毛病電流之和。關(guān)于維護P1，與DG接入前比較，其感遭到的毛病電流減小了，維護的靈敏度將會下降，使得維護規(guī)模減小了，維護有可能發(fā)作拒動。若DG上游側(cè)AB端恣意點發(fā)作毛病F2時，維護P1的行動不會遭到接入的影響，當(dāng)相鄰饋線恣意點發(fā)作毛病F3時，也會形成相鄰饋線的維護靈敏度增大，一起在DG容量足夠大時也會致使維護P1誤動作。1.1.3非終端線路的轉(zhuǎn)供線中引入DG如圖3所示，在轉(zhuǎn)供終端饋線BD線路C處接入DG，此刻AB段由雙端電源供電，DG下流區(qū)域CD段為單側(cè)電源供電，相鄰饋線為單側(cè)電源供電。圖3線路中間的任意位置引入DG

當(dāng)DG下流側(cè)CD段發(fā)作毛病F1時，維護P2、P1感遭到的毛病電流較DG接入前減小了，使得維護的靈敏度降低，維護的規(guī)模也隨之減小，將有能夠呈現(xiàn)拒動。在BC段發(fā)作毛病F2時，毛病點的毛病電流雖由兩邊電源供給，但維護P2、P1不會遭到DG接入的影響，仍能牢靠動作。若毛病F3發(fā)作在AB段，則此刻維護P2將感遭到來自于DG向毛病點供給的反向電流，當(dāng)DG容量足夠大時會呈現(xiàn)誤動作。相鄰線路維護不會遭到影響。若相鄰饋線恣意點發(fā)作毛病F4時，分析情況同上，維護的靈敏度增大了，且有能夠形成維護P2的誤動作。1.1.4非終端線路中引入DG如圖4所示，在非終端饋線AC段B處引入DG，此時相鄰饋線為單端電源供電，DG上游區(qū)域AB由系統(tǒng)電源和DG雙端供電，DG下游側(cè)BC段為單端供電。圖4轉(zhuǎn)供的終端饋線引入DG當(dāng)CD段恣意方位發(fā)作毛病F1時，維護P2感受到的毛病電流為DG何體系電源供給的毛病電流之和，較DG接入前增大了，維護P2的靈敏度也增大了，有利于維護對毛病的切除。若毛病F2發(fā)作在BC端恣意方位，此刻應(yīng)由維護P1動作，但維護P1感受到的毛病電流較DG接入前減小了，靈敏度下降，維護規(guī)模減小了，維護P1有能夠拒動。當(dāng)在AB段發(fā)作毛病F3時，DG的接入對維護P1無影響。若相鄰饋線恣意點發(fā)作毛病F4時，剖析辦法與前述一樣，維護的靈敏度增大擴大了維護的規(guī)模，且會使維護P1呈現(xiàn)誤動作情況。概括以上剖析，DG的接入對配電網(wǎng)繼電維護形成的影響首要概括為以下三點：（1）。因毛病電流的分流，形成維護感受到的毛病電流減小，使得維護的靈敏度下降，維護規(guī)模減小，進而使維護拒動。（2）因配電網(wǎng)維護未裝備電流方向檢查元件，DG接入對維護而言發(fā)生反向的毛病電流，導(dǎo)致維護誤動作（3）當(dāng)未接入DG的相鄰線路毛病時，因為DG和體系電源一起向毛病點供給電流，相鄰線路維護感受到的毛病電流增大，使得維護的靈敏度增大，維護規(guī)模也隨之增大，有能夠形成維護因失掉選擇性而誤動作。1.2DG接入對配電網(wǎng)系統(tǒng)的其他影響與配電網(wǎng)并網(wǎng)運轉(zhuǎn)后，除了對配電網(wǎng)繼電保護體系帶來較大影響外，也會從其他方面給配電網(wǎng)的正常運轉(zhuǎn)帶來影響：電能質(zhì)量疑問。DG與集中式發(fā)電不一樣，其發(fā)動和停運主要由用戶來決議，這就能夠出現(xiàn)DG頻頻發(fā)動的情況，造成配電網(wǎng)傍邊潮流出現(xiàn)較大改變，電壓發(fā)作動搖，乃至出現(xiàn)電壓超支。電網(wǎng)的效益疑問。DG并網(wǎng)后，配電網(wǎng)中一些本來有用的元件能夠會擱置或者處于備用態(tài)。例如當(dāng)很多DG接入配網(wǎng)傍邊時，網(wǎng)絡(luò)中的配電變壓器一般都會處于輕載狀況，降低了設(shè)備利用率。配電體系的實時監(jiān)測調(diào)度疑問。配電網(wǎng)特有的單端輻射式構(gòu)造使得體系的實時監(jiān)測和調(diào)節(jié)操控都較為簡潔。DG并網(wǎng)后，配電網(wǎng)信息的收集、開關(guān)操作等都復(fù)雜化了，增加了配電體系實時監(jiān)測和調(diào)度的難度。2縱聯(lián)保護在含DG配電網(wǎng)中應(yīng)用

接入配電網(wǎng)后，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由本來的單電源輻射式變?yōu)槎喽穗娫淳W(wǎng)絡(luò)，潮流分布發(fā)生了較大的改動，進而致使配電網(wǎng)原有的繼電維護無法完成維護選擇性、速動性、可靠性和靈敏性的需求。因而，要想使并入的配電網(wǎng)維護到達(dá)所需需求，有必要對配電網(wǎng)的繼電維護方案進行改善。關(guān)于多端電源供電網(wǎng)絡(luò)，繼電維護理論和實習(xí)早已得出結(jié)論：電流維護、間隔維護等只能反應(yīng)維護安裝處電氣信息量的維護方案，很難在速動性、選擇性、可靠性和靈敏性方面到達(dá)需求?？v聯(lián)維護很早就已作為主維護用到高壓電力體系傍邊，一起以間隔維護、過流維護、零序維護等作后備維護，來處理多端供電網(wǎng)中各方面的和諧合作疑問。針對DG并網(wǎng)給配電網(wǎng)維護帶來的一系列影響，學(xué)習(xí)縱聯(lián)維護在高壓體系維護中的經(jīng)歷，將縱聯(lián)維護引進到配電網(wǎng)傍邊，一起以電流維護作為后備維護，關(guān)于處理DG并網(wǎng)帶來的影響將有其它維護方案達(dá)不到的作用。本章將首要介紹配電網(wǎng)中引進縱聯(lián)維護后維護的裝備、維護原理、仿真分析等內(nèi)容。2.1含DG配電網(wǎng)保護的構(gòu)成與配置2.1.1單個DG由母線接入情況圖5所示為一簡單輻射式雙饋線配電網(wǎng)系統(tǒng)，其中S等效為系統(tǒng)側(cè)，雙饋線分別為F1、F2，以該簡單模型來說明保護的配置情況。圖中P1-P6分別為相應(yīng)斷路器的保護配置，DG連接在C母線上。圖中將饋線F1按DG下游側(cè)和上游側(cè)分為Zone1、Zone2。圖5單個DG接入配電系統(tǒng)F1上維護裝備狀況：Zone1能夠看作單端供電網(wǎng)，僅需在P3裝備過電流維護即可，因為發(fā)作瞬時性毛病的概率大，可在P3處設(shè)置主動重合閘前加快功用。Zone2在P1和P6處裝備方向縱聯(lián)維護，并設(shè)置主動重合閘功用，且處重合閘必須由P1處主動重合閘發(fā)動，即僅當(dāng)P1處重合閘，合閘成功檢查不到毛病電流的狀況下，P6處重合閘才干發(fā)動合閘。因為P6處雙端供電，很可能有非同期合閘的狀況呈現(xiàn)，那么在P6處主動重合閘設(shè)置檢同期功用，另在維護P1、P2處裝備帶方向元件的過電流維護。因為維護需求做到不論DG退出與否亦或是容量巨細(xì)都能牢靠動作，P6側(cè)為弱電源或無電源側(cè)，那么關(guān)于與P6的縱聯(lián)維護依托傳統(tǒng)設(shè)置方法明顯無法達(dá)到需求，還需在P6側(cè)設(shè)置弱饋維護功用。弱饋維護首要用于解決縱聯(lián)維護中，線路兩邊一端為大電源端，一側(cè)為弱電源端（或許無電源端，終端）狀況下，在線路上發(fā)作毛病時缺點一側(cè)可能因為無法發(fā)動，造成維護拒動的疑問。當(dāng)縱聯(lián)維護區(qū)內(nèi)發(fā)作毛病時，因為弱電源或無電源側(cè)維護感受到的毛病信息量對比弱小或許無法感受到毛病信息量，不能向?qū)?cè)及本側(cè)宣布維護發(fā)動信號，然后致使縱聯(lián)維護區(qū)內(nèi)毛病時維護拒動。為防止這種狀況發(fā)作，就需在傳統(tǒng)的縱聯(lián)維護基礎(chǔ)上設(shè)置弱饋維護功用。此功用首要依托電壓元件來完成，即區(qū)內(nèi)發(fā)作毛病的狀況下，維護所在處的電壓突變量必定因毛病的影響而增大，當(dāng)這一突變量高于弱饋維護設(shè)置的整定值時，維護向本側(cè)及對側(cè)發(fā)送發(fā)動信號，假如對側(cè)維護也一起向本側(cè)及對側(cè)發(fā)送發(fā)動信號，則縱聯(lián)維護發(fā)動跳閘，進而阻隔區(qū)內(nèi)毛病。上維護裝備狀況：由圖中可知，F(xiàn)2饋線可視為單側(cè)電源供電。那么維護的裝備與DG未接入配電網(wǎng)的裝備狀況類似，僅需求在P4、P5處裝備過電流維護，選擇性由時間階梯來確保。為了在呈現(xiàn)瞬時性毛病的狀況下疾速康復(fù)供電，一起在P4處設(shè)置主動重合閘前加快功用。2.1.2多個DG由母線接入情況假如多個DG由母線接入，其維護裝備狀況與接入單個DG狀況相似。如圖6所示DG1和DG2分別由經(jīng)母線C和母線D接入。以DG接入點為界將F2分Zone1、Zone2、Zone3三個區(qū)域。其間Zone2、Zone3設(shè)置縱聯(lián)維護，維護裝備與單個DG接入狀況一樣。圖6多DG接入配電系統(tǒng)Zone1：其保護配置情況與3.21中Zone1配置相同。Zone2：該區(qū)域為雙端供電，在P3與P8處配置縱聯(lián)保護，且設(shè)置自動重閘功能，P8處能同期自檢。由于P8處出于弱饋側(cè)，還應(yīng)配置弱饋保護功能。Zone3：該區(qū)域保護的配置情況與2.11中Zone2的保護配置情況完全相似。2.1.3DG不通過母線接入的情況DG有可能不通過母線而直接接入饋線當(dāng)中，如圖7所示，DG直接接在段饋線的H點位置。此時斷路器的裝設(shè)和保護的配置與DG通過母線接入時稍有不同，可以將H點看做新的母線點，并在兩側(cè)裝設(shè)斷路器。保護的分區(qū)仍按照DG下游側(cè)和上游側(cè)分別Zone1和Zone2，為Zone1中的P1、P5配置縱聯(lián)保護，其他保護配置和原理與DG通過母線接入的情況相同。另外，定時限過流保護在時間階梯設(shè)置過長時可能不能較為快速的切除故障，為能在故障時較為迅速的隔離和切除故障，可以用反時限過流保護來取代定時限過流保護。圖7至少有一個DG不接在母線處

對于反時限過流維護，其發(fā)動電流依舊按躲開最大負(fù)荷電流來整定。為了確保維護之間的挑選性，需求在體系最大運轉(zhuǎn)方法下，下一級線路出口短路時上一級維護在動作時限上要比下一級維護高一個時刻階梯Δt,這樣就能確保在其他運轉(zhuǎn)方法下維護的動作時限均能滿意挑選性需求。2.2保護的整定配合對于圖5配電網(wǎng)模型，Zone2中P1、P2的過電流保護與Zone1中P3的過電流保護配合整定，即保護啟動電流按躲過線路的最大負(fù)荷電流整定，保護的選擇性由延時來保證，P3、P2、P1延時分別整為、t+Δt、t+2Δ。在維護處設(shè)置重合閘前加快功用，當(dāng)Zone1發(fā)作瞬時性毛病時可用重合閘前加快功用來消除，僅當(dāng)區(qū)域內(nèi)發(fā)作永久性毛病時才由定時限過流維護來切除毛病。Zone2中，規(guī)定P1、P6方向縱聯(lián)維護功率方向從母線到線路為正，反之為負(fù)。P6側(cè)因為處在弱電源或無電源側(cè)，需通過弱饋維護電壓元件對電壓突變量的檢查來向?qū)?cè)和本側(cè)發(fā)信。需求指出的是Zone2中主動重合閘對毛病的處置時刻大概小于P2過電流維護的延時時刻。對于饋線F1，裝備過電流維護，且P4處設(shè)置重合閘前加快功用，整定辦法與Zone1相同。對于2.13節(jié)當(dāng)中的情況，保護整定方式與上述基本相似。不同之處在于定時間過電流保護由反時限過電流保護作了取代。當(dāng)有多個DG接入以后，保護的配置以及整定方法完全類似。2.3保護的動作行為分析如圖5中所示：Zone1中發(fā)作瞬時性毛病時，P3重合閘前加快功用發(fā)動，重合閘跳閘并合閘，毛病消除，供電康復(fù)正常。若為永久性毛病重合閘，合