配電網(wǎng)電流保護系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)領(lǐng)域，特別是設(shè)及到配電網(wǎng)電流保護技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 中國城鄉(xiāng)大多數(shù)的配電系統(tǒng)仍然W放射狀鏈式結(jié)構(gòu)為主，該種結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)有許多 優(yōu)點，比如接線可靠、保護整定容易、擴容簡單等。然而隨著智能電網(wǎng)建設(shè)步伐的不斷推進， 新能源大量饋入，分布式電源值istributedGenerator,DG)和微網(wǎng)的接入，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)與自 調(diào)節(jié)技術(shù)日新月益，我國配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，運行方式也更加靈活多變。
[0003] 在該種新的形勢下，傳統(tǒng)的配電網(wǎng)繼電保護已經(jīng)難W適應(yīng)如此復(fù)雜的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和 多變的運行方式，其配合原則和整定工作也變得更加復(fù)雜和困難，主要體現(xiàn)在W下幾個方 面。
[0004] 1)配電網(wǎng)重構(gòu)與自調(diào)節(jié)技術(shù)的實施，使得復(fù)雜配電網(wǎng)相對于傳統(tǒng)配電網(wǎng)運行方式 更加多變，也存在多分段多聯(lián)絡(luò)、環(huán)形接線等拓撲形式，該使得傳統(tǒng)配網(wǎng)中常用的=段式電 流保護難W明確保護范圍，保護間相互配合也更加復(fù)雜，同時還會造成后備保護延時過長 等問題。
[0005] 2)分布式電源接入配電網(wǎng)之后，使配電網(wǎng)的潮流分布和短路水平發(fā)生了較大變 化。分布式電源的不同運行狀態(tài)可能導致上級線路的潮流方向改變，引起上級線路保護的 誤動作；分布式電源的引入改變了分布式電源附近節(jié)點的短路水平，在故障發(fā)生時由于分 布式電源的助增或分流作用，流過保護裝置的故障電流可能增大或減小，它將改變保護的 保護范圍和靈敏度，使保護有可能失去選擇性，也給各線路繼電保護的上下級配合帶來問 題。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)中，對配電網(wǎng)繼電保護的相關(guān)解決方案包括：基于時間級差的配電網(wǎng)多 級保護配合、基于單側(cè)信息的配電網(wǎng)多級保護配合W及二者結(jié)合的方式。前一種配合方式 在主干線故障時需要較長時間切除故障，可能影響系統(tǒng)供電安全；后者容易出現(xiàn)越級跳閩 的現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 有鑒于此，本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)中配電網(wǎng)保護方案后備保護延時較 長、停電范圍大、保護誤動和拒動的問題，提出一種配電網(wǎng)電流保護系統(tǒng)及方法，減少了故 障停電范圍且確保分布式電源持續(xù)供電。
[000引為了實現(xiàn)此目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為如下：
[0009] 一種配電網(wǎng)電流保護系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括依次連接的故障數(shù)據(jù)采集模塊、本地保 護模塊、鄰域信息交互模塊和故障識別模塊，其中，
[0010] 故障數(shù)據(jù)采集模塊用于在故障后采集饋線上保護安裝處和負荷開關(guān)的故障電流 信息，將采集的信息發(fā)送至本地保護模塊；
[0011] 本地保護模塊用于根據(jù)故障電流信息判定本地過電流保護是否動作，并將保護動 作信息、負荷開關(guān)的故障電流信息發(fā)送至鄰域信息交互模塊；
[0012] 鄰域信息交互模塊用于采集上下級保護、背側(cè)保護的保護動作信息和斷路器動作 信息，并將負荷開關(guān)故障電流信息轉(zhuǎn)化為III段過電流保護動作信息；
[0013] 故障識別模塊用于將鄰域信息交互模塊獲取的信息組成保護動作判據(jù)，切除故 障。
[0014] 其中所述本地保護模塊包括正向保護模塊和反向保護模塊，其中，
[0015] 正向保護模塊由出線開關(guān)、可實現(xiàn)級差配合的兩個主干線開關(guān)組成的=級級差過 電流保護構(gòu)成；
[0016] 反向保護模塊由饋線末端的分布式電源上游開關(guān)、可實現(xiàn)級差配合的上游開關(guān)二 級級差過電流保護構(gòu)成。
[0017] 出線開關(guān)和主干線開關(guān)的過電流保護與較近的用戶開關(guān)延時為零秒的III段過 電流保護自然形成二級級差過電流保護
[0018] 且所述正向保護模塊配置為；饋線末端保護作為第=級保護，配置延時為零秒的 III段過電流保護，主干線中間的開關(guān)作為第二級保護，配置延時為第一延時的III段過電 流保護，出線開關(guān)作為第一級保護，配置延時為第二延時的III段過電流保護及延時為第 S延時的I段過電流保護。
[0019] 而所述反向保護模塊配置為：饋線首端的分布式電源上游開關(guān)作為第二級保護， 配置延時為第四延時的III段過電流保護，饋線末端的分布式電源上游開關(guān)作為第一級保 護，配置延時為第五延時的III段過電流保護及延時為第六延時的I段過電流保護。
[0020] 所述故障識別模塊組成的保護動作判據(jù)包括保護加速動作判據(jù)，所述保護加速動 作判據(jù)為：
[0021]
[0022] 當Si+S2+S3〉0時動作，
[0023]當Si+S2+Ss=0時不動作，
[0024] 當Si+S2+S3<0時閉鎖，其中，
[0025]Si、S2、S3表示判據(jù)一、二、S，
[0026]A表示過電流保護出口動作，
[0027] 上標III表示S段過電流保護，
[002引下標0表示所關(guān)注的保護，
[0029] 下標C表示對側(cè)保護，
[0030] 下標D表示背側(cè)保護，
[0031] 下標L表示下級保護，
[0032] 下標0B表示所關(guān)注保護的分支線路保護，
[0033] 下標LB表示下級線路的分支線路保護。
[0034] 所述故障識別模塊組成的保護動作判據(jù)包括斷路器失靈保護判據(jù)，所述斷路器失 靈保護判據(jù)為：
[003引 芯=1)。(公惡=0) = !,下級線路的分支線路過電流保護出口動作，斷路器不動 作時，加速跳開相鄰斷路器，
[0036] =i)n(邱=巧=1，下級線路過電流保護出口動作，斷路器不動作時，加速跳 開相鄰斷路器，
[0037] 其中A表示過電流保護出口動作，
[003引B表不斷路器出口動作，
[0039] 上標III表示S段過電流保護，
[0040] 下標L表示下級保護，
[0041] 下標LB表示下級線路的分支線路保護。
[0042] 一種配電網(wǎng)電流保護方法，所述方法包括步驟：
[0043] A、在故障后采集饋線上保護安裝處和負荷開關(guān)的故障電流信息；
[0044] B、根據(jù)故障電流信息判定本地過電流保護是否動作；
[0045] C、采集上下級保護、背側(cè)保護的保護動作信息和斷路器動作信息；
[0046] D、將上下級保護、背側(cè)保護的保護動作信息和斷路器動作信息組成保護動作判 據(jù)，切除故障。
[0047] 在所述方法的步驟B中，根據(jù)故障電流信息判定本地過電流保護是否動作包括正 向保護和反向保護，其中，
[0048] 正向保護為；利用饋線末端保護作為第=級保護，配置延時為零秒的III段過電 流保護，利用主干線中間的開關(guān)作為第二級保護，配置延時為第一延時的III段過電流保 護，利用出線開關(guān)作為第一級保護，配置延時為第二延時的III段過電流保護及延時為第 S延時的I段過電流保護；
[0049] 反向保護為；利用饋線首端的分布式電源上游開關(guān)作為第二級保護，配置延時為 第四延時的III段過電流保護，利用饋線末端的分布式電源上游開關(guān)作為第一級保護，配 置延時為第五延時的III段過電流保護及延時為第六延時的I段過電流保護。
[0050] 在步驟D中組成保護動作判據(jù)包括組成保護加速動作判據(jù)，所述保護加速動作判 據(jù)為：
[0化1]
[0化2]

[0053]當Si+S2+S3〉0時動作，
[0054]當Si+S2+S3=0時不動作，
[0055]當Si+S2+S3<0時閉鎖，其中，
[0化6] Si、Sg、S3表不判據(jù)一.、二.、三，
[0057]A表示過電流保護出口動作，
[0化引上標III表示S段過電流保護，
[0化9] 下標0表示所關(guān)注的保護，
[0060] 下標C表示對側(cè)保護，
[0061] 下標D表示背側(cè)保護，
[0062] 下標L表示下級保護，
[0063] 下標0B表示所關(guān)注保護的分支線路保護，
[0064] 下標LB表示下級線路的分支線路保護。
[00化]且步驟D中組成保護動作判據(jù)包括組成斷路器失靈保護判據(jù)，所述斷路器失靈保 護判據(jù)為：
[0066](端=l)n(視二巧二1，下級線路的分支線路過電流保護出口動作，斷路器不動 作時，加速跳開相鄰斷路器，
[0067] (4" (邱=〇) = 1，下級線路過電流保護出口動作，斷路器不動作時，加速跳 開相鄰斷路器，
[0068] 其中A表示過電流保護出口動作，
[0069] B表示斷路器出口動作，
[0070] 上標III表示S段過電流保護，
[0071] 下標L表示下級保護，
[0072] 下標LB表示下級線路的分支線路保護。
[0073] 通過采用本發(fā)明的配電網(wǎng)電流保護系統(tǒng)及方法，能夠解決分布式電源接入配電網(wǎng) 后保護拒動的問題，同時減少了故障所導致的停電范圍且確保分布式電源持續(xù)供電。鄰域 信息交互功能構(gòu)成保護動作判據(jù)加速后備保護，防止故障狀況惡化，保障系統(tǒng)安全可靠供 電。本發(fā)明的配電網(wǎng)電流保護系統(tǒng)及方法中保護動作判據(jù)利用冗余信息，具有一定的容錯 性，確?？煽康厍谐收?。
【附圖說明】
[0074] 圖1是本發(fā)明【具體實施方式】中配電網(wǎng)電流保護系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0075] 圖2是本發(fā)明【具體實施方式】中一種典型配電網(wǎng)的電路圖。
[0076] 圖3是本發(fā)明實施方