专利名称：含分布式电源的馈线电流保护方法
技术领域：
本发明属于含有分布式电源的配电网领域，特别涉及配电网中输电线路即馈线的继 电保护方法。
背景技术：
分布式发电(DG)充分利用了可再生能源，具有良好的环境友好性，已成为重要的电 力能源形式。但随着DG的接入，配电网不再是单电源网络，大量的电源和负荷同时存在， 这势必影响到原有配电网中的输电线路即馈线的继电保护，使其选择性和灵敏性不能满 足要求而发生误动作。因此，有必要在分析这些影响的基础上，研究新的保护方案。文 献[l]提出在原保护方案的基础上加装方向元件和修改定值；文献[2]提出将故障限流器 接入配电网，在检测到故障电流后，通过快速改变故障线路的阻抗参数，有效降低故障 电流，以保证保护的选择性和灵敏性。广域网建立在计算机和通讯技术的基础上，它可 以掌握电网中大范围的全局信息，文献[3]提出了基于广域网的含DG配网的馈线过电流保 护方案，靠馈线始端保护检测到的故障电流幅值区分故障区段，在判断出故障区段后发 送遥控信息将故障隔离，但该方案无法区分本线路的末端故障与下条线路的出口故障。
发明内容
为克服现有技术的上述不足，本发明提出了含DG配电网的馈线电流保护新方法。该 方法在常规的馈线保护基础上实现，不需要随着新DG的不断接入频繁地更改定值，能在 原电源与DG之间的所有线路上实现全线故障的快速切除，实现快速主保护的功能，并能 起到阶梯时限特性的后备保护功能。
一种含分布式电源的馈线电流保护方法，用于对未接入分布式电源的原有的三段式 保护方案进行改进，其中
(1) 对于分布式电源上游线路，采用如下的两段式方向电流保护在原有的保护方案基
础上，将原有的第i段退出只保留第n段和第ni段作为新的两段式，再加上方向元件来
实现，而原来的II、 III段定值保持不变，只把原II段动作时限改为0秒作为新I段；原 来的第III段作为新II段，其动作时限保持不变即比相邻保护的时限高出一个时间阶段。
(2) 对分布式电源上游线路，将每个保护的I段与其下条馈线保护的I段构成一个通讯 单元，当下条馈线的I段保护不动作时开放本线路的I段保护，反之，闭锁本线路的I 段；
(3) 对于分布式电源上游的最末一条线路，在其末端装设方向元件，将线路的两侧保护构成一个通讯单元，当出口保护I段动作且末端功率方向为"+ "时，判为本线路故障， 跳开两侧断路器；
(4)对于分布式电源下游，不需增设方向元件，也不采用彼此通讯的方式，而是按三段
式电流保护助增的情况整定起动电流。 本发明具有如下的有益效果
1. 含有DG的电网越来越多，本发明适用于多DG接入点的电网，具有良好的应 用前景；
2. DG上游的N条线路中，N-1条的末端不需装设保护，构成简单；
3. 上游线路的两段式方向电流保护可以在常规保护的基础上，将原有的第I段 退出只保留第n段和第m段、再加上方向元件来实现。而II、 III段定值保持 不变，按照未接入DG的情况整定，只把II段动作时限改为O秒作为新I段， 不需要随着新DG的不断接入频繁地更改定值；
4. 上游线路故障的切除能做到全线速动，起到了快速主保护的功能；对相邻线 路又起到了具有阶梯时限特性的后备保护的功能。
图1含分布式电源的配电网；
图2图l所示的配电网的动作原理框图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详述
图1所示配网由于DG的引入，使得系统电源和DG之间的上游线路变成了双侧电源 线路。按传统方法考虑，需要在上游每条线路两端原有的电流保护基础上均加装方向元 件并借助两端通信的方法来满足选择性。
本方法对DG上游的线路，只在原有电源侧装设两段式方向电流保护，而对侧不必装 设保护。两段式方向电流保护的第I段电流定值/;按照系统最小运行方式下线路末端短 路能可靠动作的原则整定，动作时间^取0秒，即
式中，《,取0.9， Id^-为线路末端短路的最小短路电流。将每个保护的I段与其下条
馈线保护的I段构成一个通讯单元，当下条馈线的I段保护不动作时开放本线路的I段 保护，反之，闭锁本线路的I段。这样一来，本线路I段保护动作且收不到闭锁信号就 判为内部故障，在跳开本侧断路器的同时发送遥控信息到对端，使对侧断路器也跳闸，
从而将故障隔离。两段式方向电流保护的第n段电流定值/i按照躲开负荷电流的原则整
定，动作时限比相邻保护的时限高出一个时间阶段即取阶梯型，与常规的电流m段整定
原则完全相同。图2给出了上游保护的动作原理框图。
对于DG上游的最末一条线路，需要在其末端装设方向元件，将线路的两侧保护构成
一个通讯单元，当出口保护I段动作且末端功率方向为"+"时，判为本线路故障，跳开 两侧断路器。
DG下游的各保护无需增设方向元件，也无需采用彼此通讯的方式，只要按三段式电 流保护助增的情况整定起动电流[文献4]就可以保证有选择性的动作。 以图1为例，具体动作情况说明如下。
(1) 当上游馈线AB上的任一点F,故障时，保护l流过的功率方向为"+ "，且电 流I段动作；保护2的功率方向为"一"，其方向电流保护不动作，不给保护1发闭锁 信号。则保护1跳闸，同时发送遥控信息控制断路器2跳闸，将故障隔离。
(2) 当上游馈线BC的出口F2故障时，按照整定原则公式(1)，保护l、 2的方向 电流I段均动作，而保护3的功率方向为"一"，其方向电流保护不动作。则保护2给 保护l发闭锁信号，保护l不动作；保护3不给保护2发闭锁信号，保护2判为BC线路 内部故障，断开BC两侧断路器，将故障隔离；
(3) 当上游最末一条馈线CD上的任一点F3故障时，保护2的方向电流I段动作， 保护4的功率方向为"+"，则判为CD线路内部故障，断开两侧断路器，将故障隔离。
(4) 由于保护5的动作值是按照DG的容量重新整定的，当DG下游发生故障时能可 靠动作、断开断路器，将故障隔离。
对于多DG接入点的情况，上述方案仍适用。例如在图1配网的C点再加入一 DG，此 情况下的CD仍然为上游的末端馈线。由于该方案的保护I段定值按照未接入DG的情况 整定，所以保护l、 2和3在采用上述整定方法和通讯方式的前提下能保证上游线路故障 的全线速动；保护II段的电流定值需按照躲开多DG情况下各馈线的负荷电流整定。
本发明提出了含DG配电网的馈线电流保护新方法。现将改方法的最佳实施方案描述 如下
1. 对DG上游的线路，只在原有电源侧装设两段式方向电流保护，而对侧不必 装设保护。将每个保护的I段与其下条馈线保护的I段构成一个通讯单元， 当下条馈线的I段保护不动作时开放本线路的I段保护，反之，闭锁本线路 的I段；
2. 对于DG上游的最末一条线路，需要在其末端装设方向元件，将线路的两侧 保护构成一个通讯单元，当出口保护I段动作且末端功率方向为"+ "时， 判为本线路故障，跳开两侧断路器；
3. DG下游的各保护无需增设方向元件，也无需采用彼此通讯的方式，只要按 三段式电流保护助增的情况整定起动电流就可以保证有选择性的动作；
4. DG上游线路两段式方向电流保护中的第I段电流定值/;按照系统最小运行方式下线路末端短路能可靠动作的原则整定，动作时间^取o秒；第n段 电流定值/:按照躲开负荷电流的原则整定，动作时限比相邻保护的时限高 出一个时间阶段即取阶梯型。
参考文献刘森，含分布式电源的配电网保护研究[天津大学硕士学位论文]，天津；天津大学，2007. [2]吴罡，陆于平，花丽丹，等.分布式发电采用故障限流器对继电保护性能的影响[J].江苏电机工
程，2007， 26 (2) :1-4.吴新佳，陆于平，林霞，等.分布式发电条件下的广域过电流保护[C].中国高等学校电力系统
及其自动化专业学术年会，合肥，2007 [4]张艳霞，姜惠兰.电力系统保护与控制[M]清华大学出版社，2006， 权利要求
1.一种含分布式电源的馈线电流保护方法，用于对未接入分布式电源的原有的三段式保护方案进行改进，其中(1)对于分布式电源上游线路，采用如下的两段式方向电流保护在原有的保护方案基础上，将原有的第I段退出只保留第II段和第III段作为新的两段式，再加上方向元件来实现，而原来的II、III段定值保持不变，只把原II段动作时限改为0秒作为新I段；原来的第III段作为新II段，其动作时限保持不变即比相邻保护的时限高出一个时间阶段。(2)对分布式电源上游线路，将每个保护的I段与其下条馈线保护的I段构成一个通讯单元，当下条馈线的I段保护不动作时开放本线路的I段保护，反之，闭锁本线路的I段；(3)对于分布式电源上游的最末一条线路，在其末端装设方向元件，将线路的两侧保护构成一个通讯单元，当出口保护I段动作且末端功率方向为“+”时，判为本线路故障，跳开两侧断路器；(4)对于分布式电源下游，不需增设方向元件，也不采用彼此通讯的方式，而是按三段式电流保护助增的情况整定起动电流。
全文摘要
本发明属于含有分布式电源的配电网领域，涉及一种含分布式电源的馈线电流保护方法对于DG上游线路将原有的第I段退出只保留第II段和第III段作为新的两段式，再加上方向元件来实现，只把原II段动作时限改为0秒作为新I段；对DG上游线路，将每个保护的I段与其下条馈线保护的I段构成一个通讯单元，当下条馈线的I段保护不动作时开放本线路的I段保护，反之，闭锁本线路的I段；对于DG上游的最末一条线路，在其末端装设方向元件，将线路的两侧保护构成一个通讯单元，当出口保护I段动作且末端功率方向为“+”时，判为本线路故障，跳开两侧断路器；对于DG下游，按三段式电流保护助增的情况整定起动电流。本发明的保护方法，不需要随着新DG的不断接入频繁地更改定值，实现快速主保护的功能。
文档编号H02H7/26GK101515716SQ20091006836
公开日2009年8月26日 申请日期2009年4月3日 优先权日2009年4月3日
发明者张艳霞 申请人:天津大学