压器的接 地问题，给出了工程实践中如何进行变压器选择及保护配置的方法。通过以上分析可以看 出只有综合分析DG接入配网的具体情况，并结合其运行方式的考虑，因地制宜才能选择出 优化的适用于本身DG接入情况的保护配置方案。在面临当前配网保护的典型设计并非针 对高渗透度的DG接入的情况下，为解决DG接入下的保护配置提供了有效的思路和解决方 法。
【附图说明】
[0033] 图I DG并入配电网一次图；
[0034] 图2 DG并网变压器不同联接组别；
[0035] 图3激发变压器铁磁谐振一次图；
[0036] 图4 DG并网时零序保护范围变化；
[0037] 图5并网变压器选择取向图；
[0038] 图6风电场系统故障时低电压穿越示意图。
【具体实施方式】：
[0039] 下面结合附图对本发明进行详细说明：
[0040] 本申请首先介绍系统及DG业主保护配置原则及要求，然后通过DG并网变压器选 择及接地方式的选择，分析系统侧保护与DG保护的配合原则；最后通过实例说明在工程实 践中如何进行保护方案的选择及配置。
[0041] 基于DG并网保护的相关准则与要求：
[0042] 在DG并网设计过程中，供电系统管理部门曾经多次努力尝试进行了规范DG并网 保护要求。但是由于以下所列变量，证明规范要求是非常困难的。
[0043] (1)由于供电系统的配网保护配置不一，有些仅使用"保险丝"，有些采用线路重合 闸和分段器。自动重合闸的动作时间、机械特性也各不相同。
[0044] (2)各种类型的DG发电机可以被分为三大类：a.同步发电机：包含发动机、燃气 轮机、小水电；b.感应发电机：主要指风力发电机；c.异步发电机：包含微型涡轮机、燃料 电池、光伏。
[0045] 这些发电机类型具有不同的电特性并因此具有不同的互联保护要求。目前最常见 的DG类型是同步发电机。供电系统对每种类型DG的并网互联要求看法不一。
[0046] 国际上普遍采用的是IEEE-1547标准，可是此标准对DG互联保护要求提供了非常 有限的实际指导。它要求过/欠频率和过压/欠压互联保护。它清楚地定义了在DG和供 电系统公共耦合（PCC)点之间安装互联保护，还规定DG并网操作要求，但没有提供方法、解 决方案或可选方案，以满足这些要求。
[0047] 并网变压器对并网保护的重大影响
[0048] 其中，DG并网变压器选择原则及相关标准
[0049] DG通常连接到配网系统中。接入的电压等级范围从4~35千伏不等，并四线制系 统。这种配电系统允许单相运行，运行电压为相电压，采用柱上变压器，通常有大量的馈线 负荷。图1是一个典型的供电电路。DG并网变压器选择取决于变压器中性点和避雷器是否 可经受破坏性过电压的冲击。
[0050] 五柱式变压器连接被广泛用于DG与供电系统的并网连接。所有这些变压器连接 方式均各自有优缺点。图2给出了一些可能的选择和每个连接方式的优缺点。
[0051] IEEE-1547针对DG引起的并网运行过电压问题指出：配电系统DG互联接地方案 不得造成"过电压"，超过该地区的电力系统连接设备的额定电压，并不得破坏区域接地故 障保护的配合关系。
[0052] 在实际中，供电公司和DG业主只有两种互联变压器一次绕组结构可选择。不接地 的一次绕组（A侧或Y侧不接地）会有过压风险，接地的一次绕组（Y侧接地）有可能注入 不必要的接地故障电流从而破坏馈线接地保护配合关系。因此在进行保护方案选择时要充 分考虑这两个方面，一方面要避免故障隔离进入孤岛运行方式时出现过电压，另一方面要 考虑后者对系统零序保护带来的影响。最好的解决方案是在综合考虑DG接入容量及接入 地点后，采用综合保护及安全自动装置动作方案，即避免产生过电压又能充分利用零序保 护增加保护灵敏度。
[0053] DG并网变压器选择的方法：
[0054] (1) 一次绕组不接地变压器
[0055] 如图2所示，当发生永久性相间故障（故障点Fl)时，变电站内的断路器A跳开，而 当DG容量与接带的负荷相近时，非故障相过压会引起柱上变压器发生磁饱和，一般会在饱 和曲线拐点处发生。因此，断路器跳闸后，在孤岛运行方式下当地负荷会产生2倍DG容量 而导致过载时，因为负荷的阻尼作用而不会产生铁磁谐振过电压，这种情况下考虑使用不 接地变压器。这种小容量变压器，在发生相间故障时，由于当地负荷远大于其容量的原因， 非故障相电压不会高于正常LN电压，从而避免变压器饱和。出于这个原因，一次绕组不接 地变压器一般应用于较小的DG上。
[0056] 如图3所示，当发生相间（或两相接地）故障时，变电站内的断路器跳闸，DG进入 孤岛运行状态，这时非故障相电压升高，变压器过饱和产生铁磁谐振过电压。如果DG保护 能在这种异常情况下快速动作，则可以避免铁磁谐振的发生。当DG侧接带负荷时，流过DG 并网变压器的故障电流较大，可以保证其DG保护快速动作。相反，当DG侧未接带负荷时， 则系统侧流过DG的故障电流较小，DG保护不易快速动作，引起铁磁谐振。
[0057] 通过以上分析可以看出，对于小型DG，装配有"反孤岛装置"，在DG侧接带有相当 负荷时可以考虑DG并网变压器采用不接地方式。如果DG容量较大，且DG侧接带有充分的 负荷，如200%以上，或者经校验，系统侧发生故障时，有足够的故障电流使的DG异常运行 保护可靠动作，也可选用不接地变压器。
[0058] (2) -次接地变压器绕组
[0059] 它的主要缺点是，为故障点提供了"不希望的"接地故障电流和降低了变电站断路 器中流过的故障电流。这样会破坏原有的保护配合关系。考虑以下情况：
[0060] a.如果故障靠近馈线末端，变电站接地故障电流的减小可能会导致变电站对接地 故障无法响应。如图4所示，由于并网变压器接地点对零序电流的分流作用，使的其馈线保 护区变小，无法感知馈线末端故障。如果是这种情况，在实际实用中将不得不增加一个柱上 重合器来检测附近供电电路的终端接地故障。这一重合器对零序电流比较敏感，当感受到 接地故障时并不跳开（因为是单相接地故障），但是会报警，这种配置已在配电自动化中实 现。
[0061] b.如果在现实中是用的保验丝，而电源的故障电流减少和保险丝电流增加会导致 保验丝熔断，并与变压器保护失去配合关系。如图2中的Fl故障。
[0062] c.如图2所示，如果故障是在相邻的馈线（F2)上，会有故障电流流过变电站母线 并可能导致在保护不配合时引起断路器A跳闸。要避免这种情况，断路器A的保护需要加 上方向，只对馈线A故障动作。
[0063] 如图4所示，即使当DG是脱网（发电机断路器是打开的），如果DG变压器与系统 互联，仍会向供电系统提供接地故障电流，在DG接地变压器低压绕组中也会有零序电流流 通。除了以上问题，在DG并网之前负载电流的不平衡量也会通过主变电站变压器接地中性 点返回，在变电站变压器中性点与DG变压器中性点间进行分流。由于不对称分量的影响， 发电机过负荷能力降低，这会减少DG变压器的承载能力，并且会在单相保护装置如保险丝 和线路重合动作时，带来馈线电流不平衡的问题。
[0064] 工程实践DG并网变压器及保护方法的选择：
[0065] 由以上分析可知，并网变压器不论选择接地与否，总是存在其优缺点。因此，最好 的方案是根据DG接入实际情况因地制宜，结合实际情况选择适合的变压器并网绕组方式 及相应保护方案。如图5所示，在第一象限内，当DG容量越趋向于大于当地负荷时，应宜采 用变压器一次侧直接接地运行方式。反之，在第二象限内，可能引起过压的运行方式时，变 压器一次绕组宜优先选择非直接接地的接地方式，确定其方式后，根据其参数特点，包括零 序网络参数，分析其对系统保护的影响（主要是零序保护），最终确定保护方案。
[0066] 由于可能出现的感应过电压主要来自于铁磁谐振，但铁磁谐振并不局限于感应发 电机，也可发生在同步发电机上。以下列出了可能导致铁磁谐振的条件。
[0067] (I)DG必须从系统脱网，即处在孤岛运行状态；
[0068] (2)在孤岛上有功负荷必须小于3倍DG容量；
[0069] (3)系统电容必须大于25%而小