一种基于dg接入的配网故障定位及孤岛划分方法_3

文档序号:9455105阅读:来源:国知局
DG的配电自动化系统重合闸时间配合策略
[0070]故障排除后0.3秒,断路器B可以进行自动重合闸。显然的DG对当地的自动化自动重合闸的时间设定存在影响。通常情况下,DG会发生停运,所以,馈线的送电方向将只从高压/中压进行,这一方案将取消DG在配电网存在引入所有效果。如果故障是临时性质,它将在以前所述序列动作后恢复供电,而对于永久性故障,会再次跳开B。
[0071 ] 而配电自动化的引入将会为进一步提高故障处理水平提供帮助。对于以上描述故障,当I为快速重合,而2为慢速重合。0.3秒重合会消除临时故障,如为永久故障,则会再次跳开断路器。同时,会跳开故障指示器,然后由他们选择跳开合适的(负荷)开关。如果是永久性故障,消费者Cl,C2和IC将跳闸和开关1,3,5,7将会跳开(最后两个故障检测器FD3和FD4将会动作,然而由于反方向发电机的功率电子耦合典型设置提供线路额定电流的160%,因此会忽略此短路电流而不启动跳闸-此方式该开口开关5和7不会跳开)。但始终会因DG的停运而将配网还原成辐射性网络,之后的故障处理程序就会照旧。
[0072]此外,再次重合后,FDl会感受到电压的存在和变电站Cl开关I闭合(通常在5秒)。然后FD2检测电压的存在,变电站C2开关3闭合。这导致重合于故障再次打开。在同一时间开关3将打开并被闭锁不再重合,因为开关跳开当时即发生在其闭合瞬间。重合器重新关闭和开关I的顺序关闭将馈线健康部分恢复送电。因此识别故障部分:它的位置是打开的封锁开关和其下游FD/开关之间。如果可能的话,馈线的有故障的其余下游部分可以被重新通过手拉手线路恢复供电。
[0073]1.3DG的孤岛划分及再并网策略
[0074]一旦DG脱网,当并网保护动作后,联接纽带必须恢复。两种DG跳闸/恢复的方法被行业内广泛使用。第一种恢复方法(情况I)用于DG与当地负荷不匹配的情况。此时,并网保护通常跳开DG断路器。当供电系统恢复时,DG通常自动重新同步。许多供电公司需要同期继电器在主要并网点断路器进行同期合闸,以避免不同步合闸。同期继电器一般配备母线检无压(低电压)逻辑,使DG所在失压母线重合于系统。第二种并网恢复方法(情况2)用于DG大致与本地负载匹配的情况。在这种情况下,由并网保护跳开主进线断路器。在许多情况下,石油化工、造纸行业的DG配有内部低频减载装置,DG脱网后有与其相匹配的局部负荷以支持孤岛运行方式。
[0075]当检测DG与系统不再同步时,需要立即脱网。DG快速脱网,以允许馈线断路器实现自动重合闸。系统侧快速重合闸可以在变电站断路器跳闸后15至20个周波后实现。系统则需要对DG脱网速度做出要求。利用低频继电器加上重合闸脱网阻止大多数DG在系统干扰时提供对系统电源的支持能力。
[0076]然而这种解决方案有时不能简单地应用在现实中,因为配电网和DG属于不同所有者,并不总是可以协调工作的。有时重要的用户将在DG重启期间受到干扰。为了永久性故障后DG的持续运行,引入智能型断路器的断开/重合,同时伴随着打开某些(负荷)开关。该解决方案意味着不仅通过故障检测器,同时通过确定的孤岛边界启动打开开关。另一种带来破坏性条件会施加在同步发电机,尤其是往复式发动机原动机,由于系统长时间无法消除故障使的系统中的同步机失去同步。因为往复式发动机的机器惯性非常低,对其影响尤其大。当完全失去同步时,可能导致轴扭矩损坏。突然失衡的发电机电气和机械动力输出使的往复式发动机发电失去同步。当发生严重(一般三相)短路而无法快速消除时,而在故障期间的机械动力输出保持不变,发电机的电力输出可能会因此突然减少。在此期间发电机失去同步,并会经历一场严重的电压骤降。电压跌落的越多时,发电机电能输出就越少,这种电气和机械输出之间不平衡导致发电机加速,更加导致失去同步。如果欠压继电器延时设置过长时,发电机可滑极而导致轴扭矩损害。一个基于阻抗原理的失步继电器可以用于检测该条件,并从系统中使DG脱网。
[0077]基本的想法很简单-为了发生永久性故障后,为了 DG和重要的用户立即形成孤岛。哪个开关将被打开依赖于DG功率,实际用电量,网络状态,以及可用的开关和保护。该方案的孤岛是提前设定,并通过特定的事件触发。例如图1的馈线,这意味着断路器B/重合器动作将伴随着打开开关5和8。触发事件可以是当检测到故障发生,通过继电器R和电压继电器设定为同时动作)。这意味着一个孤岛由DG和MV/LV与IC组成。故障时,只要故障动作曲线不是落在孤岛上DG和IC之间,此操作都是成功的。设置相应的故障检测器可以过滤故障发生在孤岛上的情况。有必要引入故障在馈线上孤岛边界的探测器。关于实例示于图1可以使用故障检测器FD3和FD4。如果两个探测器被跳开,故障是岛的下游,或者两者不跳丨I],故障是岛的上游。最后,如果只FD3跳丨U和FD4没有,这将意味着故障是在岛上的,孤岛是不可能运行。(负荷)开关8要更为换断路器以便当故障是岛上的下游时,提供孤岛运行方式。开关5必须比断路器B和断路器8 (前开关8)更慢打开,以避免切断短路电流。断路器B开关5和断路器8之间的协调,通过适当调整的时间设置。强制性先决条件是DG能够继续运行,直到孤岛操作建立(这是肯定的,因为DG在故障状态能够继续运行至少500-600毫秒),这是相当足够的时间建立孤岛运行方式。
[0078]由图4可以看出,只有在明确DG的故障耐受时间,系统暂态稳定的故障切除最大时间以及孤岛划分的策略后才能最终确定最终孤岛运行方案。因此这是一个需要综合评估系统,DG双方正常运行方式及暂态特性的综合方案。
[0079]实施例一:
[0080]如图5所示,为集中式配网自动化故障自动定位及隔离系统。假设在分段开关D下游区段接入DG,当分段开关C与D之间发生永久性故障时,故障区域判定过程为:DL跳闸后,启动故障区间判定,30S收集所有开关保护动作信息,从电源侧起,最后一个由系统侧作为大电源提供短路电流整定的相对较大护动作定值启动的最后一级开关与相邻的由DG提供的相对较小的保护动作定值启动开关之间即为故障区段。故障区域确定后自动隔离。而对于DG在正常运行方式下退出运行时的故障隔离,只要是系统侧保护动作最后一级开关与相邻没有保护动作的开关之间即可判定为故障区段。
[0081](I)判断故障区域:DL跳闸后,开启故障区间判定,30秒收集线路上所有开关发出的信息(均有保护信息),从电源侧起,最后一个有保护信息上传的开关与相邻没有保护信息的开关之间为故障区段;
[0082](2)故障区段判定后,系统自动将其隔离:自动对非故障区间恢复送电或认为隔离故障点后,对非故障区间送电。
[0083]图6为所列为适用于配网自动化的电压型开关故障诊断系统的动作行为分析。而对于DG接入的情况,唯一不同的是,当FCB再次保护跳闸,线路失电后各开关自动断开;B分段开关(RTU2)因Y-延时中断电自动设置正方向闭锁,而相邻的RTU3因残压加于S侧自动设置反方向闭锁。(LOCK状态即使在RTU的失电时也能被记忆)。而在进行离线参数设定时,DG的接入位置是在系统中输入,因此,对于开关D来讲,首先感受到的是一直存在于其RTU终端来自S侧的电压,而其RTU系统侧是感受到的小于其整定时间XL的恢复又消失的电压,因此自动设置反方向闭锁。原理图如图7所示。
[0084]当下游分支发生永久性故障,由于当地DG容量不大,因此不考虑孤岛运行情况,只需在重合闸定动作整定上作了 0.5秒的延时,其重合闸时间设为1.5-2S,其首级分段开关动作时间Y延时为28S,这是考虑与二次重合闸储能相配合,由他级次均为X延时为7S,如果要进一步要求DG孤岛运行状况,在目前的配电自动化动作时间内,不论其是否为永久
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