微电网线路保护方案

《微电网线路保护方案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、微电网线路保护方案　　摘要随着分布式电源（DistributedGeneration，DG）的大量使用，DG接入配网系统中形成微电网，使得原有的单电源辐射状配电网络变成双电源甚至多电源供电形式。在含有DG的微电网中线路发生故障时，要准确的对故障定位，就需要在保护处加装方向元件。然而实际配电网中，馈线上一般都不装设电压互感器，无法利用电压量信息。本文提出了利用电流Ⅱ段保护的动作信息对故障进行定位，再由信息处理中心对相应断路器发出跳闸命令，切除故障线路的新方案。此方案无需在原配网加装大量的电压互感器和断路器，无需改变

2、原来保护定值，保护不受DG输出功率大小的影响。采用PSCAD/EMTDC软件仿真分析验证了所提保护方案的合理性。　　【关键词】微电网分布式电源配电网限时电流保护短路电流　　微网是由DG、储能装置、能量转换装置、负荷和保护装置构成的一个小型发配电系统。微网的提出解决了分布式电源并网的问题。微网既可以与大电网并网运行，也可以脱离大电网孤岛运行。　　传统的配电网大都是单电源辐射状结构，目前国内配电网继电保护主要采用电流速断保护（Ⅰ段）、限时电流速断保护（Ⅱ段）和定时限过电流保护（Ⅲ段）相结合的三段式电流保护方案。传统的

3、配电网保护配置在DG接入之后形成微网的条件下可能会影响保护的快速性、灵敏性及可靠性，会给系统的安全稳定运行带来危害。因此，含DG的微电网保护引起了许多学者的广泛关注[1-2]。　　文献[3]经过详细分析得出，DG接入配电网中不同母线及馈线不同位置上之后会造成原来保护误动、灵敏度下降，甚至拒动。文献[4]根据计算得出的短路电流大小，分析了DG容量对保护造成的影响。文献[5]提出了含DG的配电网方向纵联保护方案，但需要对过电流保护加装方向元件。文献[6]充分利用广域保护的优势，提出了利用电流间相位关系定位含DG的配电

4、网故障线路的新方案。但以上方案实现时需要在原有保护基础上加装方向元件，投资大，计算复杂。　　该文提出了含DG的微网并网运行时微网线路保护的新方案。因为电流速断保护（Ⅰ段）不能保护线路全长，此方案利用限时电流速断保护（Ⅱ段）的动作信息进行故障定位，不需要在配网馈线上加装电压互感器和功率方向元件，符合工程??际要求，能够快速切除故障，保证其余部分正常供电。　　1微网并网运行线路保护方案　　1.1传统电流保护方案的缺陷　　图1是含DG的微网并网运行系统图，PCC是公共连接点，PCC闭合时，微网并网运行，PCC断开时，微

5、网孤岛运行，微网中线路的保护按无DG接入时辐射状的配网进行配置。　　当DG接入后，使得系统与DG之间的线路成为双电源供电线路。按双电源供电的保护配置，需要在DG上游每条线路两端均加装方向电流保护[9]。但是，基于电压和电流的功率方向元件不能使用，因为实际工程中配电网进行保护配置时，馈线上一般不装设TV，进而电压信息无法获取。但如果加装TV，会增加大量投资，不切合实际。本文提出利用电流Ⅱ段保护的动作信息，对故障进行准确定位的新方案。　　公共连接点PCC闭合时，线路AB某处故障时，故障点的故障电流是由系统S和DG共同

6、提供的，原来的配电网保护配置中保护K2及K3均未加装方向元件，因此DG提供的故障电流可能导致保护K2及K3的电流Ⅱ段保护误动作。本文以保护K2的电流Ⅱ段保护为例进行分析，整定值如式（1）所示。　　式中：k'rel为电流Ⅰ段保护可靠系数，k''rel为电流Ⅱ段保护可靠系数。ES为配电系统电压，Zsmin为系统最小阻抗，ZAB，ZBC，ZCD为线路阻抗。　　流过保护K2的短路电流为：　　式中：EDG为DG的等效电势，ZDG为DG的内阻抗。　　如果，则，进而导致保护K2的电流Ⅱ段保护误动作。位于线路AB下游的保护K2及

7、K3，保护K3的电流Ⅱ段保护的整定值更小，保护K3更容易误动作。　　1.2微网线路保护方案　　本文利用DG上游每个保护的电流Ⅱ段保护的动作信息，不利用方向元件，借助于通讯技术实现故障的准确定位，将故障隔离。　　1.2.1故障位于DG上游非末端　　保护K1的电流Ⅱ段保护动作时，判断出故障可能位于线路AB或BC上。再通过保护K2及K3的电流Ⅱ段保护动作情况准确判断出故障位于线路AB还是线路BC上。　　（1）保护K2的电流Ⅱ段保护动作并且保护K3的电流Ⅱ段保护不动作，可判断流过保护K2的短路电流一定是由系统S提供的。因

8、为如果是由DG提供的，保护K3并未加装方向元件，其电流Ⅱ段保护一定会动作。而且此时不论保护K3下面的保护如何动作，都可以判断出故障位于线路BC上，向断路器K2及K3发出跳闸命令，切断故障线路BC。　　（2）保护K2的电流Ⅱ段保护不动作，此时不论保护K2下面的保护如何动作，都可以判断出故障位于线路AB上，向断路器K1及K2发出跳闸命令，切断故障线路AB。　　（3）保护K2及