專利名稱：含分布式電源的饋線電流保護方法
技術領域：
本發明屬于含有分布式電源的配電網領域，特別涉及配電網中輸電線路即饋線的繼 電保護方法。
背景技術：
分布式發電(DG)充分利用了可再生能源，具有良好的環境友好性，已成為重要的電 力能源形式。但隨著DG的接入，配電網不再是單電源網絡，大量的電源和負荷同時存在， 這勢必影響到原有配電網中的輸電線路即饋線的繼電保護，使其選擇性和靈敏性不能滿 足要求而發生誤動作。因此，有必要在分析這些影響的基礎上，研究新的保護方案。文 獻[l]提出在原保護方案的基礎上加裝方向元件和修改定值；文獻[2]提出將故障限流器 接入配電網，在檢測到故障電流后，通過快速改變故障線路的阻抗參數，有效降低故障 電流，以保證保護的選擇性和靈敏性。廣域網建立在計算機和通訊技術的基礎上，它可 以掌握電網中大范圍的全局信息，文獻[3]提出了基于廣域網的含DG配網的饋線過電流保 護方案，靠饋線始端保護檢測到的故障電流幅值區分故障區段，在判斷出故障區段后發 送遙控信息將故障隔離，但該方案無法區分本線路的末端故障與下條線路的出口故障。
發明內容
為克服現有技術的上述不足，本發明提出了含DG配電網的饋線電流保護新方法。該 方法在常規的饋線保護基礎上實現，不需要隨著新DG的不斷接入頻繁地更改定值，能在 原電源與DG之間的所有線路上實現全線故障的快速切除，實現快速主保護的功能，并能 起到階梯時限特性的后備保護功能。
一種含分布式電源的饋線電流保護方法，用于對未接入分布式電源的原有的三段式 保護方案進行改進，其中
(1) 對于分布式電源上游線路，采用如下的兩段式方向電流保護在原有的保護方案基
礎上，將原有的第i段退出只保留第n段和第ni段作為新的兩段式，再加上方向元件來
實現，而原來的II、 III段定值保持不變，只把原II段動作時限改為0秒作為新I段；原 來的第III段作為新II段，其動作時限保持不變即比相鄰保護的時限高出一個時間階段。
(2) 對分布式電源上游線路，將每個保護的I段與其下條饋線保護的I段構成一個通訊 單元，當下條饋線的I段保護不動作時開放本線路的I段保護，反之，閉鎖本線路的I 段；
(3) 對于分布式電源上游的最末一條線路，在其末端裝設方向元件，將線路的兩側保護構成一個通訊單元，當出口保護I段動作且末端功率方向為"+ "時，判為本線路故障， 跳開兩側斷路器；
(4)對于分布式電源下游，不需增設方向元件，也不采用彼此通訊的方式，而是按三段
式電流保護助增的情況整定起動電流。 本發明具有如下的有益效果
1. 含有DG的電網越來越多，本發明適用于多DG接入點的電網，具有良好的應 用前景；
2. DG上游的N條線路中，N-1條的末端不需裝設保護，構成簡單；
3. 上游線路的兩段式方向電流保護可以在常規保護的基礎上，將原有的第I段 退出只保留第n段和第m段、再加上方向元件來實現。而II、 III段定值保持 不變，按照未接入DG的情況整定，只把II段動作時限改為O秒作為新I段， 不需要隨著新DG的不斷接入頻繁地更改定值；
4. 上游線路故障的切除能做到全線速動，起到了快速主保護的功能；對相鄰線 路又起到了具有階梯時限特性的后備保護的功能。
圖1含分布式電源的配電網；
圖2圖l所示的配電網的動作原理框圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明做進一步詳述
圖1所示配網由于DG的引入，使得系統電源和DG之間的上游線路變成了雙側電源 線路。按傳統方法考慮，需要在上游每條線路兩端原有的電流保護基礎上均加裝方向元 件并借助兩端通信的方法來滿足選擇性。
本方法對DG上游的線路，只在原有電源側裝設兩段式方向電流保護，而對側不必裝 設保護。兩段式方向電流保護的第I段電流定值/;按照系統最小運行方式下線路末端短 路能可靠動作的原則整定，動作時間^取0秒，即
式中，《,取0.9， Id^-為線路末端短路的最小短路電流。將每個保護的I段與其下條
饋線保護的I段構成一個通訊單元，當下條饋線的I段保護不動作時開放本線路的I段 保護，反之，閉鎖本線路的I段。這樣一來，本線路I段保護動作且收不到閉鎖信號就 判為內部故障，在跳開本側斷路器的同時發送遙控信息到對端，使對側斷路器也跳閘，
從而將故障隔離。兩段式方向電流保護的第n段電流定值/i按照躲開負荷電流的原則整
定，動作時限比相鄰保護的時限高出一個時間階段即取階梯型，與常規的電流m段整定
原則完全相同。圖2給出了上游保護的動作原理框圖。
對于DG上游的最末一條線路，需要在其末端裝設方向元件，將線路的兩側保護構成
一個通訊單元，當出口保護I段動作且末端功率方向為"+"時，判為本線路故障，跳開 兩側斷路器。
DG下游的各保護無需增設方向元件，也無需采用彼此通訊的方式，只要按三段式電 流保護助增的情況整定起動電流[文獻4]就可以保證有選擇性的動作。 以圖1為例，具體動作情況說明如下。
(1) 當上游饋線AB上的任一點F,故障時，保護l流過的功率方向為"+ "，且電 流I段動作；保護2的功率方向為"一"，其方向電流保護不動作，不給保護1發閉鎖 信號。則保護1跳閘，同時發送遙控信息控制斷路器2跳閘，將故障隔離。
(2) 當上游饋線BC的出口F2故障時，按照整定原則公式(1)，保護l、 2的方向 電流I段均動作，而保護3的功率方向為"一"，其方向電流保護不動作。則保護2給 保護l發閉鎖信號，保護l不動作；保護3不給保護2發閉鎖信號，保護2判為BC線路 內部故障，斷開BC兩側斷路器，將故障隔離；
(3) 當上游最末一條饋線CD上的任一點F3故障時，保護2的方向電流I段動作， 保護4的功率方向為"+"，則判為CD線路內部故障，斷開兩側斷路器，將故障隔離。
(4) 由于保護5的動作值是按照DG的容量重新整定的，當DG下游發生故障時能可 靠動作、斷開斷路器，將故障隔離。
對于多DG接入點的情況，上述方案仍適用。例如在圖1配網的C點再加入一 DG，此 情況下的CD仍然為上游的末端饋線。由于該方案的保護I段定值按照未接入DG的情況 整定，所以保護l、 2和3在采用上述整定方法和通訊方式的前提下能保證上游線路故障 的全線速動；保護II段的電流定值需按照躲開多DG情況下各饋線的負荷電流整定。
本發明提出了含DG配電網的饋線電流保護新方法。現將改方法的最佳實施方案描述 如下
1. 對DG上游的線路，只在原有電源側裝設兩段式方向電流保護，而對側不必 裝設保護。將每個保護的I段與其下條饋線保護的I段構成一個通訊單元， 當下條饋線的I段保護不動作時開放本線路的I段保護，反之，閉鎖本線路 的I段；
2. 對于DG上游的最末一條線路，需要在其末端裝設方向元件，將線路的兩側 保護構成一個通訊單元，當出口保護I段動作且末端功率方向為"+ "時， 判為本線路故障，跳開兩側斷路器；
3. DG下游的各保護無需增設方向元件，也無需采用彼此通訊的方式，只要按 三段式電流保護助增的情況整定起動電流就可以保證有選擇性的動作；
4. DG上游線路兩段式方向電流保護中的第I段電流定值/;按照系統最小運行方式下線路末端短路能可靠動作的原則整定，動作時間^取o秒；第n段 電流定值/:按照躲開負荷電流的原則整定，動作時限比相鄰保護的時限高 出一個時間階段即取階梯型。
參考文獻劉森，含分布式電源的配電網保護研究[天津大學碩士學位論文]，天津；天津大學，2007. [2]吳罡，陸于平，花麗丹，等.分布式發電采用故障限流器對繼電保護性能的影響[J].江蘇電機工
程，2007， 26 (2) :1-4.吳新佳，陸于平，林霞，等.分布式發電條件下的廣域過電流保護[C].中國高等學校電力系統
及其自動化專業學術年會，合肥，2007 [4]張艷霞，姜惠蘭.電力系統保護與控制[M]清華大學出版社，2006， 權利要求
1.一種含分布式電源的饋線電流保護方法，用于對未接入分布式電源的原有的三段式保護方案進行改進，其中(1)對于分布式電源上游線路，采用如下的兩段式方向電流保護在原有的保護方案基礎上，將原有的第I段退出只保留第II段和第III段作為新的兩段式，再加上方向元件來實現，而原來的II、III段定值保持不變，只把原II段動作時限改為0秒作為新I段；原來的第III段作為新II段，其動作時限保持不變即比相鄰保護的時限高出一個時間階段。(2)對分布式電源上游線路，將每個保護的I段與其下條饋線保護的I段構成一個通訊單元，當下條饋線的I段保護不動作時開放本線路的I段保護，反之，閉鎖本線路的I段；(3)對于分布式電源上游的最末一條線路，在其末端裝設方向元件，將線路的兩側保護構成一個通訊單元，當出口保護I段動作且末端功率方向為“+”時，判為本線路故障，跳開兩側斷路器；(4)對于分布式電源下游，不需增設方向元件，也不采用彼此通訊的方式，而是按三段式電流保護助增的情況整定起動電流。
全文摘要
本發明屬于含有分布式電源的配電網領域，涉及一種含分布式電源的饋線電流保護方法對于DG上游線路將原有的第I段退出只保留第II段和第III段作為新的兩段式，再加上方向元件來實現，只把原II段動作時限改為0秒作為新I段；對DG上游線路，將每個保護的I段與其下條饋線保護的I段構成一個通訊單元，當下條饋線的I段保護不動作時開放本線路的I段保護，反之，閉鎖本線路的I段；對于DG上游的最末一條線路，在其末端裝設方向元件，將線路的兩側保護構成一個通訊單元，當出口保護I段動作且末端功率方向為“+”時，判為本線路故障，跳開兩側斷路器；對于DG下游，按三段式電流保護助增的情況整定起動電流。本發明的保護方法，不需要隨著新DG的不斷接入頻繁地更改定值，實現快速主保護的功能。
文檔編號H02H7/26GK101515716SQ20091006836
公開日2009年8月26日 申請日期2009年4月3日 優先權日2009年4月3日
發明者張艷霞 申請人:天津大學