[發(fā)明專利]一種基于微電網(wǎng)短路電流的保護裝置及其配置方法

有效

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• 申請日: 2013-10-26
• 公開（公告）號: CN103532115B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧長虹;張寅懷;廖毅;譚茂強;張雪焱;黃文濤;莫言君;魯麗娟;谷新梅;周鈺
• 申請（專利權(quán)）人: 中國能源建設(shè)集團廣東省電力設(shè)計研究院有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 廣州廣信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司44261
• 代理人: 張文雄

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于微電網(wǎng)短路電流的保護裝置及其配置方法。屬于電力系統(tǒng)的微電網(wǎng)電流保護技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

微電網(wǎng)是由分布式電源、負荷和輸配電系統(tǒng)構(gòu)成的，可以獨立運行或者與大電網(wǎng)并網(wǎng)運行的，具有對內(nèi)部電源和負荷協(xié)調(diào)優(yōu)化控制功能的微型電力系統(tǒng)。由于其具有多分布式電源，不同類型的分布式電源提供的短路電流的能力與其控制策略有關(guān)，分布式電源對短路電流的不同貢獻使得保護整定計算更為復(fù)雜，微電網(wǎng)的獨有特點決定了其保護技術(shù)與傳統(tǒng)配電網(wǎng)保護有著極大不同。目前國內(nèi)外關(guān)于微電網(wǎng)的保護技術(shù)的研究處于起步階段，而傳統(tǒng)保護整定計算不適用微電網(wǎng)的保護。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一，是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于微電網(wǎng)短路電流的保護裝置,該裝置從微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計的角度，結(jié)合微電網(wǎng)的各分布式電源的特點，對微電網(wǎng)的電流保護及零序電流保護進行改進。

本發(fā)明的目的之二，是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于微電網(wǎng)短路電流保護裝置的配置方法。

本發(fā)明的目的可之一以通過采取如下技術(shù)方案達到：

一種基于微電網(wǎng)短路電流的保護裝置,包括微電網(wǎng)及短路電流保護電路，該短路電流保護電路包括若干電流速斷保護單元、分別設(shè)置在各分布式電源節(jié)點處，其特征在于：在短路電流保護電路設(shè)有方向性電流保護單元，所述方向性電流保護單元設(shè)置在易產(chǎn)生動作的保護節(jié)點，主要由功率方向閉鎖元件構(gòu)成，用于消除電流速斷保護單元中雙側(cè)電源或多側(cè)電源電流保護的無選擇動作，該功率方向閉鎖元件在短路電流方向由母線流向線路時動作，開放電流保護；當短路電流方向由線路流向母線時不動作，閉鎖電流保護，構(gòu)成方向性電流保護，即形成改進電流保護。

本發(fā)明的目的之一還可以通過采取如下技術(shù)方案達到：

進一步地，在短路電流保護電路中設(shè)有零序電流保護單元，該零序電流保護單元包括零序電流Ⅰ段速斷保護、零序電流Ⅱ段保護和零序電流Ⅲ段保護；零序電流Ⅰ段速斷保護具有躲開下級線路出口處單相或兩相接地短路時出現(xiàn)的最大零序電流保護結(jié)構(gòu)或躲開斷路器三相出頭不同時合閘時出現(xiàn)的最大零序電流保護結(jié)構(gòu)；零序電流Ⅱ段保護具有相間短路限時電流速斷保護結(jié)構(gòu)，其啟動電流首先考慮與下級線路的零序電流速斷保護范圍的末端相配合，并帶有高出一個Δt的時限，以保證動作的選擇性；零序電流Ⅲ段保護經(jīng)電阻接地故障和相鄰元件故障的后備保護，在躲過本線路末端變壓器其他各側(cè)不相短路最大不平衡電流的前提下，力爭滿足相鄰線路末端故障時的靈敏系數(shù)要求。

進一步地，短路電流保護電路設(shè)置的若干電流速斷保護單元，包括過流保護I段回路和過流保護II段回路；過流保護I段回路采用雙側(cè)供電系統(tǒng)的電流速斷保護電路結(jié)構(gòu)，過流保護II段回路采用分布式電源接入后的限時電流速斷保護電路結(jié)構(gòu)，用于雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中的限時電流速斷保護，與下一級保護的電流速斷相配合。

進一步地，所述功率方向閉鎖元件由功率方向繼電器構(gòu)成，所述短路電流保護電路包括電流繼電器和時間繼電器，以電流繼電器為主要部件構(gòu)成過流保護I段回路，以時間繼電器為主要部件構(gòu)成過流保護II段回路；由功率方向繼電器、電流繼電器、時間繼電器組成微電網(wǎng)短路電流保護聯(lián)動電路結(jié)構(gòu)，即只有功率方向閉鎖元件和電流元件都動作以后，才能去啟動時間元件，再經(jīng)過預(yù)定的延時動作后動作于跳閘。

進一步地，所述功率方向繼電器是用以判別功率方向或測定電流、電壓間相位角的繼電器；故障的方向利用短路功率的方向判定，短路功率的方向取決于保護安裝處電流、電壓之間的相位關(guān)系。由于功率方向繼電器主要反應(yīng)于加入繼電器中電流和電壓之間的相位而工作，因此用相位比較方式來實現(xiàn)最為簡單。

本發(fā)明的目的之二可以通過采取如下技術(shù)方案達到：

一種基于微電網(wǎng)短路電流保護裝置的配置方法，其特征在于包括如下步驟：

1）確定基本信息，包括節(jié)點信息和支路信息，節(jié)點信息是指節(jié)點數(shù)和節(jié)點類型；支路信息是指支路左右節(jié)點號、支路電阻和支路電抗；所述節(jié)點類型指是否接入發(fā)電機以及發(fā)電機組的類型；

2）根據(jù)改進電流Ι段保護的原理，計算每一條支路的短路電流I_ij，循環(huán)變量為節(jié)點數(shù)N，從1到N計算每個節(jié)點的短路電流I_j(j=1L?N)；然后循環(huán)配置每條支路的左右節(jié)點的I段保護，循環(huán)變量為支路數(shù)B，找到支路變量B的左右節(jié)點號i,j，通過i,j找到對應(yīng)節(jié)點短路的短路電流I_i和I_j，根據(jù)上述I段保護原理配置左右節(jié)點i,j的I段保護；