企业供电网域保护研究

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1、企业供电网域保护研究1绪论1.1研究背景及意义持续稳定的电力供应是保证大中型企业安全生产的重要条件。在企业生产过程中，如果发生电力供应中断，轻则影响生产，重则造成严重的人员伤亡和巨大的经济损失。现代企业供电网中，由于接入的上级电网短路容量不断增大，加上企业供电网自身容量扩大，对继电保护提出了更高的要求。近年来，由于继电保护不正确动作造成停电范围扩大的事故常有发生，有时候一个局部的小扰动或异常运行也可能引起企业供电网大面积停电[1~3]，严重影响企业的生产安全和安全生产。企业供电网拥有一个或数个主变电站，

2、为了解决高压变电站中压配电出线开关柜数量不足的问题，企业供电网中建设了大量的开闭所。因此，现代企业供电网一般采用主变电站带若干开闭所和多条馈线的供电模式。开闭所出线有两种形式，一种是就地直供负荷，另一种则类似于配电网架空公网馈线。开闭所经常采用级联的方式供电，进、出线多用电缆供电且长度短[4~5]，出线供电半径小。目前企业供电网配置的保护，以电流型保护为主，其他保护为辅，企业供电网运行中传统三段式电流保护难以对开闭所进线和出线保护进行整定和配合，经常发生拒动和越级跳闸。上级系统大小运行方式短路电流相差较

3、大，企业供电网线路长度较短，并且出线多采用电缆线路，短路电流水平相差2~3倍，根据常规三段式电流保护的整定方法对级联开闭所进出线电流保护进行整定，保护失去选择性，造成保护的误动[5]。由于整定原则与保主网的运行管理需要，给企业供电网进线的过流保护分配的延时较短，使得其各级过电流保护难以在动作时限上配合[6]，一旦发生短路故障，若采用传统三段式电流保护，极易发生越级跳闸事故。企业供电网馈线的出口保护多采用三段式电流保护，线路末端负荷处多采用速断或过流保护，因此它们在整定和时限上常难以配合，也极易发生拒动和

4、误动事故。1.2国内外研究现状继电保护以切除故障为己任，是电力系统安全的首要屏障，但在现代复杂的企业供电网中传统继电保护已经不能适应企业供电网发展的要求[8]，难以保证企业供电网安全可靠的运行。传统保护由于原理上的先天缺陷导致保护之间配合困难，具体表现为：基于纵联比较和电流差动原理的主保护，虽然具有很好的选择性和较快的动作速度，但只能反映被保护设备内部的故障，对系统其它部分的故障无法提供后备保护；常规的后备保护虽有较大的保护范围，但其选择性的获得要以牺牲动作快速性为代价，动作时间过长，有时会受过负荷等不

5、正常运行状态的影响，导致非故障情况下误动。目前企业供电网中继电保护的保护定值由人工来整定，整定配合基于有限的运行方式，但是企业供电网在接入大电网的不同运行方式下的短路电流相差很大，这种由人工整定的保护在上级电网的网架结构及运行方式因故发生频繁和大幅改变时，易导致后备保护动作特性失配，可能造成开关误动或扩大事故。针对这个问题，上世纪80年代有人提出基于在线自适应整定(On-lineAdaptiveSetting)原理的自适应保护[12]，围绕故障后扰动域识别、最小断点集搜索和快速短路计算等方面内容，采用事

6、件触发模式，实时跟踪电网运行方式的变化，通过自学习，快速计算并在线调整保护定值，防止保护失配并改善继电保护系统灵敏度与选择性，但自适应保护未从根本上克服传统保护的性能缺陷，因而在其实用化方面受到一定限制[12]。.2企业供电网和域保护技术2.1引言当电力系统发生故障时，电流、电压的数值大小与之间的相位角将发生变化，各种继电保护利用这些电气量的变化情况，来识别电网中的各种故障。按继电保护对电力系统信息的利用情况不同，继电保护发展分为以下三个阶段：传统单点信息保护阶段：从电网诞生之日起开始应用，用基于本地测

7、量的各种电气量变化情况，与运行人员计算的整定值进行比较，从而识别故障，并切除故障。该方案应用时间最长，应用范围最广，目前在很多低压配网还在大量应用，但随着电网规模的不断扩大，该方式在应用中，暴露了一些问题，慢慢淘汰。自适应保护[12]阶段：早在1988年，Rockefeuer就对传输线的自适应保护概念做了正式的定义，20世纪自适应保护的研究主要停留在基于本地信息的自适应整定算法上。自适应继电保护的基本思想是使保护能尽可能地适应电力系统的各种变化，该保护方式能根据电力系统运行方式和故障状态的变化而实时改变

8、保护性能、特性或定值。该保护方式是为了解决传统保护不能随着系统运行方式的改变而改变整定值，造成系统继电保护误动、拒动或没有保护范围的情况而发展起来的。自适应继电保护具有改善系统的响应、增强可靠性和提高经济效益等优点。该保护在传统保护的基础上，能够随着电网的运行情况自适应计算定值，但由于电网间联系不断加强，要真正实现保护对系统运行方式和故障状态的自适应，必须获得更多的系统运行和故障信息，用多点信息来识别故障，而近年来，高速广域网技术和广域测量