縱聯(lián)保護(hù)在含DG配電網(wǎng)中應(yīng)用

縱聯(lián)保護(hù)在含DG配電網(wǎng)中應(yīng)用■神華國能集團(tuán)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(hù)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(hù)錯(cuò)誤的動作。本文對于這個(gè)疑問，提出一種新的維護(hù)計(jì)劃，改進(jìn)了傳統(tǒng)的配電線路維護(hù)裝備。該維護(hù)計(jì)劃依據(jù)DG接入點(diǎn)的方位，對被維護(hù)饋線進(jìn)行了分區(qū)，在DG的上游區(qū)域裝備了方向縱聯(lián)維護(hù)，而整條饋線則保留了過電流維護(hù)。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(hù)分別選用定時(shí)限或反時(shí)限方式。關(guān)鍵字：DG電源；配電網(wǎng)；縱聯(lián)保護(hù)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(hù)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(hù)在含DG配電網(wǎng)中應(yīng)用 52.1含DG配電網(wǎng)保護(hù)的構(gòu)成與配置 62.1.1單個(gè)DG由母線接入情況 62.1.2多個(gè)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(hù)的整定配合 82.3保護(hù)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(hù)裝置。因而，研討針對含DG配電網(wǎng)的新的維護(hù)方案變成當(dāng)前面對的一個(gè)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(hù)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?？尚?。這篇文章提出一種新維護(hù)方案，對原有維護(hù)裝備進(jìn)行改進(jìn)。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(hù)的影響分析依據(jù)配電網(wǎng)的繼電維護(hù)特色，本節(jié)將依據(jù)DG在饋線不一樣方位的接入來逐個(gè)剖析其對配電網(wǎng)維護(hù)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(shí)，毛病點(diǎn)兩邊電源將一起向毛病點(diǎn)供給毛病電流，對于維護(hù)P1來講，不管DG是不是引進(jìn)，因?yàn)榫€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(hù)P1的動作將正常進(jìn)行，不會遭到DG接入的影響。對于相鄰饋線中任意點(diǎn)發(fā)生故障F2時(shí)，由于此時(shí)故障點(diǎn)電流為系統(tǒng)側(cè)和提供的故障電流之和，因此保護(hù)的靈敏度增大了。若相鄰饋線為終端饋線，保護(hù)靈敏度的增大將會有利于故障點(diǎn)的切除；

若相鄰饋線為非終端饋線，維護(hù)靈敏度的升高將有可以形成維護(hù)因失掉選擇性而誤動作。另外當(dāng)F2發(fā)作時(shí)，維護(hù)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(shí)，將會形成維護(hù)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?yàn)殡p端供電，下流側(cè)BC區(qū)域?yàn)轶w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(diǎn)發(fā)作毛病F1時(shí)，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(diǎn)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(hù)P1，與DG接入前比較，其感遭到的毛病電流減小了，維護(hù)的靈敏度將會下降，使得維護(hù)規(guī)模減小了，維護(hù)有可能發(fā)作拒動。若DG上游側(cè)AB端恣意點(diǎn)發(fā)作毛病F2時(shí)，維護(hù)P1的行動不會遭到接入的影響，當(dāng)相鄰饋線恣意點(diǎn)發(fā)作毛病F3時(shí)，也會形成相鄰饋線的維護(hù)靈敏度增大，一起在DG容量足夠大時(shí)也會致使維護(hù)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(shí)，維護(hù)P2、P1感遭到的毛病電流較DG接入前減小了，使得維護(hù)的靈敏度降低，維護(hù)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(shí)，毛病點(diǎn)的毛病電流雖由兩邊電源供給，但維護(hù)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(hù)P2將感遭到來自于DG向毛病點(diǎn)供給的反向電流，當(dāng)DG容量足夠大時(shí)會呈現(xiàn)誤動作。相鄰線路維護(hù)不會遭到影響。若相鄰饋線恣意點(diǎn)發(fā)作毛病F4時(shí)，分析情況同上，維護(hù)的靈敏度增大了，且有能夠形成維護(hù)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(shí)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(shí)，維護(hù)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(hù)P2的靈敏度也增大了，有利于維護(hù)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(hù)P1動作，但維護(hù)P1感受到的毛病電流較DG接入前減小了，靈敏度下降，維護(hù)規(guī)模減小了，維護(hù)P1有能夠拒動。當(dāng)在AB段發(fā)作毛病F3時(shí)，DG的接入對維護(hù)P1無影響。若相鄰饋線恣意點(diǎn)發(fā)作毛病F4時(shí)，剖析辦法與前述一樣，維護(hù)的靈敏度增大擴(kuò)大了維護(hù)的規(guī)模，且會使維護(hù)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(hù)形成的影響首要概括為以下三點(diǎn)：（1）。因毛病電流的分流，形成維護(hù)感受到的毛病電流減小，使得維護(hù)的靈敏度下降，維護(hù)規(guī)模減小，進(jìn)而使維護(hù)拒動。（2）因配電網(wǎng)維護(hù)未裝備電流方向檢查元件，DG接入對維護(hù)而言發(fā)生反向的毛病電流，導(dǎo)致維護(hù)誤動作（3）當(dāng)未接入DG的相鄰線路毛病時(shí)，因?yàn)镈G和體系電源一起向毛病點(diǎn)供給電流，相鄰線路維護(hù)感受到的毛病電流增大，使得維護(hù)的靈敏度增大，維護(hù)規(guī)模也隨之增大，有能夠形成維護(hù)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(yùn)轉(zhuǎn)后，除了對配電網(wǎng)繼電保護(hù)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(yùn)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(yùn)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(shí)，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(shí)時(shí)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(shí)時(shí)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(shí)時(shí)監(jiān)測和調(diào)度的難度。2縱聯(lián)保護(hù)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(jìn)而致使配電網(wǎng)原有的繼電維護(hù)無法完成維護(hù)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(hù)到達(dá)所需需求，有必要對配電網(wǎng)的繼電維護(hù)方案進(jìn)行改善。關(guān)于多端電源供電網(wǎng)絡(luò)，繼電維護(hù)理論和實(shí)習(xí)早已得出結(jié)論：電流維護(hù)、間隔維護(hù)等只能反應(yīng)維護(hù)安裝處電氣信息量的維護(hù)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(hù)很早就已作為主維護(hù)用到高壓電力體系傍邊，一起以間隔維護(hù)、過流維護(hù)、零序維護(hù)等作后備維護(hù)，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(hù)帶來的一系列影響，學(xué)習(xí)縱聯(lián)維護(hù)在高壓體系維護(hù)中的經(jīng)歷，將縱聯(lián)維護(hù)引進(jìn)到配電網(wǎng)傍邊，一起以電流維護(hù)作為后備維護(hù)，關(guān)于處理DG并網(wǎng)帶來的影響將有其它維護(hù)方案達(dá)不到的作用。本章將首要介紹配電網(wǎng)中引進(jìn)縱聯(lián)維護(hù)后維護(hù)的裝備、維護(hù)原理、仿真分析等內(nèi)容。2.1含DG配電網(wǎng)保護(hù)的構(gòu)成與配置2.1.1單個(gè)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(hù)的配置情況。圖中P1-P6分別為相應(yīng)斷路器的保護(hù)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(gè)DG接入配電系統(tǒng)F1上維護(hù)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(hù)即可，因?yàn)榘l(fā)作瞬時(shí)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(hù)，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?yàn)镻6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(hù)P1、P2處裝備帶方向元件的過電流維護(hù)。因?yàn)榫S護(hù)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(hù)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(hù)功用。弱饋維護(hù)首要用于解決縱聯(lián)維護(hù)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(shí)缺點(diǎn)一側(cè)可能因?yàn)闊o法發(fā)動，造成維護(hù)拒動的疑問。當(dāng)縱聯(lián)維護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)作毛病時(shí)，因?yàn)槿蹼娫椿驘o電源側(cè)維護(hù)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(hù)發(fā)動信號，然后致使縱聯(lián)維護(hù)區(qū)內(nèi)毛病時(shí)維護(hù)拒動。為防止這種狀況發(fā)作，就需在傳統(tǒng)的縱聯(lián)維護(hù)基礎(chǔ)上設(shè)置弱饋維護(hù)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(hù)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(hù)設(shè)置的整定值時(shí)，維護(hù)向本側(cè)及對側(cè)發(fā)送發(fā)動信號，假如對側(cè)維護(hù)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(hù)發(fā)動跳閘，進(jìn)而阻隔區(qū)內(nèi)毛病。上維護(hù)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(hù)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(hù)，選擇性由時(shí)間階梯來確保。為了在呈現(xiàn)瞬時(shí)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(gè)DG由母線接入情況假如多個(gè)DG由母線接入，其維護(hù)裝備狀況與接入單個(gè)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(diǎn)為界將F2分Zone1、Zone2、Zone3三個(gè)區(qū)域。其間Zone2、Zone3設(shè)置縱聯(lián)維護(hù)，維護(hù)裝備與單個(gè)DG接入狀況一樣。圖6多DG接入配電系統(tǒng)Zone1：其保護(hù)配置情況與3.21中Zone1配置相同。Zone2：該區(qū)域?yàn)殡p端供電，在P3與P8處配置縱聯(lián)保護(hù)，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(hù)功能。Zone3：該區(qū)域保護(hù)的配置情況與2.11中Zone2的保護(hù)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(diǎn)位置。此時(shí)斷路器的裝設(shè)和保護(hù)的配置與DG通過母線接入時(shí)稍有不同，可以將H點(diǎn)看做新的母線點(diǎn)，并在兩側(cè)裝設(shè)斷路器。保護(hù)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(hù)，其他保護(hù)配置和原理與DG通過母線接入的情況相同。另外，定時(shí)限過流保護(hù)在時(shí)間階梯設(shè)置過長時(shí)可能不能較為快速的切除故障，為能在故障時(shí)較為迅速的隔離和切除故障，可以用反時(shí)限過流保護(hù)來取代定時(shí)限過流保護(hù)。圖7至少有一個(gè)DG不接在母線處

對于反時(shí)限過流維護(hù)，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(hù)之間的挑選性，需求在體系最大運(yùn)轉(zhuǎn)方法下，下一級線路出口短路時(shí)上一級維護(hù)在動作時(shí)限上要比下一級維護(hù)高一個(gè)時(shí)刻階梯Δt,這樣就能確保在其他運(yùn)轉(zhuǎn)方法下維護(hù)的動作時(shí)限均能滿意挑選性需求。2.2保護(hù)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(hù)與Zone1中P3的過電流保護(hù)配合整定，即保護(hù)啟動電流按躲過線路的最大負(fù)荷電流整定，保護(hù)的選擇性由延時(shí)來保證，P3、P2、P1延時(shí)分別整為、t+Δt、t+2Δ。在維護(hù)處設(shè)置重合閘前加快功用，當(dāng)Zone1發(fā)作瞬時(shí)性毛病時(shí)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(shí)才由定時(shí)限過流維護(hù)來切除毛病。Zone2中，規(guī)定P1、P6方向縱聯(lián)維護(hù)功率方向從母線到線路為正，反之為負(fù)。P6側(cè)因?yàn)樘幵谌蹼娫椿驘o電源側(cè)，需通過弱饋維護(hù)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(shí)刻大概小于P2過電流維護(hù)的延時(shí)時(shí)刻。對于饋線F1，裝備過電流維護(hù)，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(hù)整定方式與上述基本相似。不同之處在于定時(shí)間過電流保護(hù)由反時(shí)限過電流保護(hù)作了取代。當(dāng)有多個(gè)DG接入以后，保護(hù)的配置以及整定方法完全類似。2.3保護(hù)的動作行為分析如圖5中所示：Zone1中發(fā)作瞬時(shí)性毛病時(shí)，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