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摘要：本文在介绍分布式电源概念及传统配电网结构和继电保护配置的基础上，以包含分布式电源（DG）的配电系统为模型，重点分析DG上下游及相邻馈线不同地点发生短路故障，短路电流的大小和分布对三段式过流保护，为并入DG后的配电网继电保护算法研究提供了一定的理论依据。
关键词：分布式电源；配电网；继电保护
分布式发电（简称DG）是指将发电系统以小规模、分散式的方式布置在用户附近，既可独立于公共电网直接为少量用户提供电能，也可将其接入配电网络，与公共电网一起共同为用户提供电能。因DG的接入位置不同，故障电流的大小和流向也会有所不同，从而对保护动作行为的影响也就不同。
1.在线路末端并入DG
如图 1 所示，在线路的末端并入 DG。此时系统S和DG之间的区段由原来的单电源辐射供电变成双电源供电，其他区段仍为单电源供电。系统短路点位置不同，DG的并入对各保护动作行为的影响也不同，具体分析如下：
（a）DG 下游F1点发生短路故障
当 DG 上游F1点发生短路故障时，由于保护P3、P4 感受不到故障电流，因而其动作行为不受DG并入的影响。流过故障点的短路电流由系统S 和DG两者共同提供，但流过保护P1、P2的短路电流仅由系统S提供，P1、P2感受到的短路电流的大小和方向均与并入DG前相同，故保护的动作行为不受DG并入的影响，P2能可靠动作并切除故障线路。
（b）DG 上游F2点发生短路故障
当DG上游F2点发生短路故障时，保护P3、P4同样感受不到故障电流，因而其动作行为也不受DG并入的影响。流过故障点的短路电流由系统S和DG两者共同提供，但流过保护P1的故障电流仅由系统S提供，保护动作行为不受并入DG的影响，P1能可靠动作并切除故障线路。F2点故障时，P2能感受到DG 提供的短路电流，此时有两种可能：一是DG提供的短路电流足够大，P2能可靠动作并切除本线路，然后由DG独立地向LD3供电，形成所谓的电力孤岛，但无意中形成的孤岛可能会对系统、用户设备等造成危害，而且低劣的电能质量会损害孤岛中的负荷，因此一般不允许孤岛运行；二是采取“反孤岛”策略，使并入配电网的DG 瞬时感应电压骤降或主网服务的中断而与系统自动解列。
2.在线路中间位置并入DG
如图2所示，在其中一条馈线的中间位置并入DG。此时系统与DG之间的区段为双电源供电，其他区域仍为单电源供电。系统短路点位置不同，DG的并入对各保护的影响也不同，具体分析如下：
（a）DG 下游F1点发生短路故障
当DG下游F1点发生短路故障时，P3、P4感受不到故障电流，因而保护动作行为不会受到 DG并入的影响。流过 P2的故障电流将由系统S和DG共同提供，保护能可靠动作并切除故障线路。值得注意的是，此时流过保护P1的故障电流虽也仅由系统S提供，但此故障电流比并入DG前F1发生短路时流过P1的故障电流要小（且并入的DG容量越大，F1发生短路时P1感受到的故障电流越小），因而P1的灵敏度将有所降低。
（b）DG 上游F2点发生短路故障
当DG上游F2点发生短路故障时，保护P3、P4感受不到故障电流，其动作行为不会受到 DG 并入的影响。同（1）中情况一样，流过保护 P1 的故障电流虽只由系统S提供，但该故障电流比并入DG前要小，从而使得P1的灵敏度降低，严重时P1甚至会拒动。可见，必要时应限制并入系统的DG容量。
（c）同一母线的其他馈线F3点发生短路故障
当 F3 点发生短路故障时，P2感受不到故障电流，其保护动作行为不会收到影响。流过 P3 的故障电流由系统S和 DG共同提供，保护能可靠动作并切除故障线路。但当F3点发生故障时，保护P1能感受到DG提供的短路电流，若DG容量过大，则P1会误动并切除本线路，此时DG应与系统自动解列。
3 小结
通过以上分析，我们可以看出，配电系统中并入DG对三段式过流保护的影响与DG的容量大小及接入配电系统的位置有关，在DG容量一定的情况下，并入线路末端时对保护的影响较小，在DG容量较大时，可以事先校验各极端情况下的电流保护定值及灵敏度，必要时还可以考虑为电流保护加设方向元件。
参考文献：
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[2]丁书文.电力系统微机型自动装置[M].北京：中国电力出版社，2005.
[3]王成山，李鹏．分布式发电系统仿真理论与方法[J]．电力科学与技术学报，2008（1）：8-12.
作者简介：
姚岳（1985-），男，山西忻州人，毕业于太原理工大学电力系统专业，研究生，工程师，研究方向为电力系统运行与控制。
吕晨旭（1973-），男，山西忻州人，毕业于华北电力大学电力系统专业，研究生，高级工程师，研究方向为电力系统保护。
史新华（1975-），男，山西忻州人，毕业于太原理工大学电力系统专业，大学本科，高级工程师，研究方向为电力系统保护。
闫效康（1963-）男，山西忻州人，毕业于太原理工大学电力系统专业，大学本科，高级工程师，研究方向为电力系统自动化。
周茜（1986-），女，山西忻州人，毕业于武汉大学电力系统专业，研究生，工程师，研究方向为电力系统运行与控制。
论文作者:姚岳 吕晨旭 史新华 闫效康 周茜
论文发表刊物:《基层建设》2015年24期供稿
论文发表时间:2016/3/18
标签：故障论文; 电流论文; 系统论文; 忻州论文; 动作论文; 发生论文; 电力系统论文; 《基层建设》2015年24期供稿论文;