（广西钦州鑫源电力勘察设计有限公司）
摘要：分布式电源（DG）接入配电网后，改变了原有网络的短路电流流向，会导致原有馈线保护出现灵敏度降低、拒动、误动等问题针，对这一问题，文中提出一种新的保护方案。该保护方案根据DG接入点的位置，对被保护馈线进行了分区，在DG的上游区域配置了方向纵联保护，而整条馈线则保留了过电流保护。为了能方便整定工作以及更快地切除故障，根据DG接入位置的不同，馈线的过电流保护分别采用定时限或反时限形式。采用该保护方案后，无论DG的输出功率如何变化，故障都能被可靠切除。
关键词：分布式电源；配电网；保护方案
近年来，分布式电源（DG）已经受到越来越广泛的关注。但当DG接入配电网后，必然会改变配电网的潮流分布，配电线路的保护装置不可避免地会受到影响。因此，研究针对含 DG 配电网的新的保护方案成为目前面临的一个新课题。
1 DG 接入配电网后对保护的影响
目前，国内配电网系统大多是单侧电源、辐射型网络，在现有保护配置下，如果在配电网中接入DG，将会对配电网的保护产生较大的影响如图1所示，当DG下游发生故障时，对于DG下游的保护1和保护2，DG的接入增加了流过它们的电流，对过电流保护动作有利，但是有可能会使2处的电流速断保护范围延伸到下一条线路，从而使速断保护动作失去选择性；对于保护2和保护3，由于保护2处的过电流保护检测到的短路电流增大，保护3处检测到的短路电流减少，使得保护2处的过电流保护动作灵敏性增大，保护3处的灵敏性降低，因此，DG的接入将更有利于保护2处和保护3处的过电流保护的协调。当DG上游发生故障时，对于保护3和保护4，其感受到的故障电流只由系统提供，故DG的接入不会对其构成影响。当相邻馈线发生故障时，DG 供出的反向短路电流有可能导致DG上游的保护误动作，从而中断健全线路的正常供电。根据DG接入的数量以及DG接入点和故障点位置的不同，文献[2]还详细分析了其他一些情况下DG对保护的影响。
2 含 DG 配电网保护方案
2.1 所有DG均接在母线处
图2 单DG情况下的保护方案
当只有一个DG接在母线C处时，如图2所示。本方案根据 DG接入的位置将馈2分成 2个区域：区域 1为 DG的上游区域，由路AB和BC组成；区域2为DG的下游区域，由路CD和DE组成。在DG接入点的上游侧加装断路器以及保护装置5。在区域1中保护4处和保护5处配置方向纵联保护，当区内故障时它将瞬时动作保护整个区域；在保护3处和保护4处还要配置带有方向元件的定时限过电流保护。考虑到当区域1发生故障时，如果此时DG的输出功率较小或者已经退出运行，可能导致方向纵联保护5侧的方向元件灵敏度不足，不能动作，所以在保5处还应配置弱馈保护，以保证无DG的输出功率如何变化，方向纵联保护都能可靠地保护整个区域 1。在保护4和保护5处还设置了重合闸功能，当保护 4处的断路器跳闸后，将启动保护4处的重合闸重新恢复供电。由于此时保护5处断路器已经断开且未重合，因此保护 4只需配置一般的重合闸，不要求有检同期功能。保护5的重合闸功能只有在保护 4 判为瞬时性故障时才由保护4来启动，当然由于此时DG仍然存在，因此这里的重合闸需要检同期。如果区域 1发生的故障是瞬时性的，则在重合闸动作之后就恢复供电；如果故障是永久性的，则故障由过流保护3或保护4有选择性地切除。
区域1的保护配置类似于配电网系统中常用的由电流速断和过电流保护组成的重合闸前加速馈方式，只是这里用同样瞬时动作的方向纵联保护代替了电流速断保护。区域2是一个单端电源网络，在保护1处和保护2处分别配置定时限过电流保护，并根据实际情况采取重合闸前加速或后加速方式。对于没有接入DG的线1，还是按照传统的重合闸前加速或后加速方式的电流保护进行配置。
对线2进行上述保护配置以后，由第1节中的分析可知，DG的接入将不会对线2原来没有DG接入时的定时限过电流保护之间的配合产生影响，整条线的过电流保护完全可以保留原有的定值和时限上的配合关系，不需要重新进行整定。
对于有多个DG接入的情况，分析方法类似（见图 3）。线2接有2个DG，将 线2分为3个区域，分别给区域1和区域2配置方向纵联保护，区域1和2中的定时限过流保护也加装方向元件。
2.2 至少有一个 DG 不接在母线处
当一条馈线上至少有一个 DG 不接在母线处时，如图4所示。DG接在母线B和C之间的K点，此时需要在K点两侧分别加装断路器和保护4和保护5。这样不可避免地需要进行过电流保护的重新整定配合，为了能在发生故障时较快地切除故障，以减小短路对DG的破坏，可以用反时限过电流保护来代替定时限过电流保护。如果把DG的接入点K当做新的母线，那么此时对各个断路器处保护的配置将与2.1.1 节中介绍的完全一样。
对反时限过流保护的整定原则是：启动电流仍然按躲开最大负荷电流来整定；同时，为了保证保护之间的选择性，要求在最大运行方式下，下一级路出口短路时，上一级保护在动作时限上要比下一级保护高一个时间阶梯t，这样即可保证在其他运行方式下保护的动作时限均能满足选择性要求[9-11]。按照这一原则，对图4中馈2的反时限过电流保护进行整定配合。
首先对区域2中保护1处和保护4处的反时限保护进行整定配合，在最大运行方式下，即DG以最大出力运行，保护1的出口发生短路时，保护1可整定为瞬时动作；为保证选择性，此时保护4的动作时限应比保护1高出一个时间阶梯t。这样整定以后，当DG输出功率变
小或退出运行时，保护1和保护4仍然能够保证可靠配合。
对于区域 1中保护2处的反时限过流保护，考虑在DG没有接入的情况下，保护4出口短路时，保护2的动作时限应整定为比保护4高出一个时间阶梯t，这样就能保证当DG接入以后，保护2和保护4仍然能够保证选择性。对于保护3处的反时限保护，按照相同方法与保护2进行时限上的配合。
3 结语
本文介绍了一种新的保护方案，对传统的保护配置进行了改进，并保留了过电流保护。本方案根据DG接入点的位置，对被保护馈线进行分区。在DG的上游区域，将配置方向纵联保护来保护整个区域，同时对该区域中的过电流保护加装方向元件，采用该保护方案后，无论DG的输出功率如何变化，故障都能被可靠切除。
参考文献：
[1] 胡吟，韦钢，言大伟，张鑫.分布式电源在配电网中的优化配置[J].电力系统保护与控制. 2012（11）
[2] 谭又宁，王倩，黄涛，唐渝. 含大容量分布式电源的配电网继电保护影响分析和保护方案研究[J]. 电力学报. 2012（02）.
论文作者:陆萍
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/13
标签：电流论文; 时限论文; 区域论文; 故障论文; 方案论文; 动作论文; 方向论文; 《电力设备》2017年第6期论文;