基于" 主从式" 纵联保护的分布式发电技术接入对配网继电保护系统分析

康清华 新疆生产建设兵团第四师霍尔果斯河流域灌溉管理处 835221

【文章摘要】

伴随我国科学技术水平的提高，推进了发电技术的发展，尤其以分布式发电多见，但该技术并网运行会改变配电系统短路电流的分布、流向及大小，这就使电流正常工作不能获得保障。对此，基于纵联比较式保护原理，笔者结合多年工作经验与体会，提出主从式配电系统变电站级区域纵联保护方案。

【关键词】

继电保护；配网；分布式发电技术；主从式；纵联保护

0 引言

经过电力技术的发展，推进了分布式发电供电网络发展，可独立运行、也可以与主系统并网运行是分布式发电技术的特点，该技术可实现自我管理、保护、控制。特别是在意外灾害或电网崩溃情况下，该技术还能够给重要用户维持供电。虽然分布式发电的经济价值和实用价值不菲，但在与配电网并网运行时分布式发电对配电网电能效益、继电保护、电能质量带来较大影响。其中，尤为突出的是对配网几点保护所带来的影响。对此，为确保各种情况下配电系统都能够安全、可靠地运行，提出了有效的继电保护方案。

1 分布式技术对配网继电保护系统影响

在电力系统中，分布式发电技术的诞生，提供了一种利用分布式发电技术功能的可能。当出现故障时，分布式发电技术可继续运行，但是在接入配网后，多电源复杂网络取代了单电源辐射网络，将原先网络中短路电流的流向和大小改变了。除此之外，在配电网中，部分分布式电源会伴随自然环境状况发生改变，如在阴天时，为确保负荷正常用电，需要从配电网中吸取电能，而在阳光充足的晴天，在配电网上传输富裕的电能。所以，当分布式电源接入后，复杂化了配网的运行方式。整定配合原先阶段式电流保护变得具有难度，整定时甚至无法按照规程进行操作，危害电网的同时，也丧失了保护作用。在电网中接入分布式电源后，一旦短路故障发生，在助增作用下，流过保护装置的故障电流会减小，从而对继电保护的灵敏性造成影响。若故障发生于相邻线路时，还会误动未安装方向元件保护装置，选择性得不到保障。除此之外，存在的分布式电源同时持续给故障点提供短路电流，导致重合闸失败，将停电时间延长，原本瞬时故障就会发展成为永久性故障。

2 防范对策

当配电网中接入分布式发电技术后，配电网变为多电源结构，将原先单电源结构改变。继电保护性能在多侧有电源的复杂输配电网络中难以从各方面达到要求。对此，提出了一种新的纵联保护方案，

2.1 系统构成

通过对比纵联区域检测故障方向信息，纵联比较式保护可判断出区域故障点的所在，采样不需要在各端点之间进行，仅仅少量的信息量需要交换，技术的时间较为简单。在此提出了一分布式电源配电变电站为保护区域，将站级保护主机设置于变电站中，并将保护从机安装于每一个用户接口、分段开关、微网、分布式电源上，通过站内通信网络，站内保护从机与保护主机相连接，通过远方通信网络，站外保护从机与主机通信。方案中，站外各保护从机与保护主机的通信选用的通信方式为查询式。从很大程度上简化了站外保护从机软硬件，减少安装维护的工作量、节省了投资，就是该方式主要优势。但是，它也有自身的缺点，如无法实现故障的无时限切除，但是动作时间的延缓并非会产生严重问题。除此之外，对于保护主机而言，保护系统对其有着较强的依赖性，一旦保护主机出现故障，将导致整套保护措施无法正常开展工作。将后备保护配备与各保护从机中，后备保护具备电流或方向过电流原理，这样对于配电系统对继电保护可靠性的要求，应能够达到系统整体可靠性。

2.2 系统工作原理

将站级保护主机设置与本保护系统中，并将从机设置与不同的断路开关位置。通过通信网络，主机与从机进行通信。方向继电器安装于每一个从机内部，其作用是对安装点处的故障方向进行测量。当查询命令被主机受到时则提供给主机故障方向信息。通过对不同从机上传难缠的信息的处理，利用故障定位算法，主机可以对故障区段进行判断，从而将跳闸命令发给相应的断路器。在方案中，主配电系统指向配电系统末端，换言之，由上而下的方向是从机方向继电器的正方向。因主电网能够提供较大的短路电流且容量较大，这样主电网就决定了方向继电器的检测灵敏度，从很大程度上削减了分布式电源运行断续行和易变性对方向继电器检测灵敏度造成的影响。将分层顺序检测故障的算法应用于保护方案中。不必对因接入的分布式发电技术影响短路电流而降低了保护的选择性和灵敏度进行考虑，只需要在出现故障时对故障电流经过保护装置时，故障正反方向的检测进行判断，使得故障方向容易判断的原因在于故障电流在短路发生时一定大于正常时负荷电流，而不会受到分布式发电技术的影响。

2.3 系统工作流程

通过检测和判断母线电压、变电站各馈出线电流、变压器高低压侧电流，元件算法起动，对系统发生故障与否进行判断。区域纵联保护系统在配电系统正常运行过程中不进行工作，二是循环故障监视与数据采集，对故障的发生做好准备，当对系统发生故障作出判断后，区域纵联保护立即进入工作状态；当配电系统出现故障时，第一步先按照外网与变电站连接点位置方向元件的动作对本站范围内是否存在故障进行判断。若PCC 处方向元件发生动作，表示本站范围内出现了故障，保护系统则进入下个步骤的判断，反之表明本站范围内未发生故障，保护系统并不产生反应；当短路故障发生与本站范围内时，变压器内部故障根据变压器低压侧方向元件的动作状态进行判断。根据各馈出线出口处以及母线分段开关处方向元件动作状态，对母线有无故障进行判断；通过查询的方式，在对某一条馈线故障进行判断的情况下，保护主机对该馈线上一切保护从机处方向元件的动作状态进行收集，通过对各分段开关处方向元件的动作状态进行对比，主机则对故障所在区段进行判断；当确定故障区段后，对该区段内各个从机处方向元件的动作状态进行进一步对比，当从机方向元件都未发生动作，那么在该区段内的配电线路上一定存在故障。当故障区段内的任意保护从机方向元件产生动作，说明在该从机的下游存在故障。

3 结束语

分布式发电的经济价值和实用价值虽高，但在与配电网并网运行时分布式发电对配电网电能效益、继电保护、电能质量带来较大影响。为解决分布式发电技术对配电几点保护所产生的影响，提出纵联保护方案，不管发生哪种类型的故障，方案都能够排除配电网运行方式所带来的影响，迅速、有效地将故障清除。

【参考文献】

[1]孙敏, 陆巍巍, 魏力, 解凯, 方圆,姚婷婷. 天津大港油田调度、配网、综自整体解决方案[J]. 电力自动化设备,2010(11).

[2] 干耀生, 唐庆华, 方琼, 张黎明,付艳华, 房亚囡. 城市中压配网中性点小电阻接地方式分析[J]. 电力系统及其自动化学报,2013(3).

[3] 赵新刚, 刘平阔, 刘璐, 王婕妤. 中国可再生能源发电对火力发电技术替代的实证研究——基于LVC 模型[J]. 技术经济,2011(10).__