不同分布式电源位置对电流保护影响的分析_毕业论文(编辑修改稿)

不同分布式电源位置对电流保护影响的分析_毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

他保护相配合；对非全电缆线路 ,还相应配置了三相一次自动重合闸装置 ,保证在馈线发生瞬时性故障时 ,快速恢复供电 ,提高系统供电的可靠性 ,然而 ,由于电缆线路的故障大多数是永久性故障 ,所以自动重合闸装置对电缆线 路不适应 [25]。 沈阳农业大学学士学位论文 7 (l)电流速断保护 所谓电流速断保护是指仅反应电流增大而能瞬时动作切除故障的保护 ,也称为无时限电流速断保护 (电流 I 段 )。 其基本原理如图 21： 图 21 电流速断动作特性分析 以保护 2 为例 ,当本线路末端凡点短路时 ,希望速断保护 2 能够瞬时动作切除故障 ,当相邻线路的始端 (习惯上称出口处 )凡点短路时 ,根据选择性的要求 ,保护 2电流速断应该不动作 ,由保护 1 的电流速断来切除该处的故障。 为保证动作的选择性 ,必须从保护装置启动参数的整定上 保证下一条线路出口处短路时不启动 ,所以一般情况下 ,电流速断保护只保护线路的一部分。 根据这样的要求 ,其动作电流的整定原则为 :保护装置的启动电流应按躲开下一条线路出口处通过保护的最大短路电流 (最大运行方式下的三相短路电流 )来整定。 即： m ax..11 1. Bdkdz IKI  （ 23） 其中可靠系数 ~ K。 当然它的动作时限为零 ,其灵敏性用保护的范围大了衡量。 一般情况下电流速断保护应安最小运行方式下两相短路电流来校验 ,其最大的保护范围应大于 50%的线路全长 ,最小保护范围应大于 15%的线路全长。 (2)限时电流速断保护 限时电流速断保护是指能以较小的时限快速切除全线路范围以内的故障的保护 (电流 II 段 )。 其要求要在任何情况下都能保护本线路的全长 ,切能快速切除故障 ,兼作电流速断保护的后备保护。 其工作原理是 :保护范围必然要延伸到下一条线路中去 ,当 下一条线路出口处发生短路时 ,保护启动；为了保证其动作的选择性 ,保护就必须带有一定的时限 ,但是为了尽量缩短时限 ,其要求保护范围不超出下一条线路速断保护的范围 (如果超过了这个范围 ,将出现与下一条线路的保护电流 II 段失去选 择性的情况 )。 其动作电流的整定原则为 :保护装置的启动电流应按照躲过下一条线路电流速断保护范围末端发生短路不同分布式电源位置对电流保护的影响分析 8 时最大短路电流 (或躲过下一条线路电流速断保护的整定值 )来整定，即 : 39。 1. 2. dzkdz IKI  （ 24） 其中可靠系数为 ~ K。 限时速断的动作时限应选择得比下一条线路电流速断保护的动作时限高出一个时间阶段。 即 : tt  12t （ 25） 其中 t 的大小与断路器跳闸时间、时间继电器动作时间的误差、延时的惯性时间等有关 ,一般取。 为了保护线路全长 ,其灵敏系数一般采用最小运行方式下发生两相短路时短路电流来计算。 即 : ~ in..m1  dzBdIIK （ 26） (3)定时限过电流保护 定时限过电流保护是指其起动电流按照躲 过最大负荷电流来整定的一种保护装置(电流 III 段 )。 其作用主要是作为本线路主保护的近后备以及下一线路保护的远后备。 其工作原理为 :正常时不应该动作 ,短路时起动并以时间来保证动作的选择性。 其动作整定原则为 :按躲过本线路最大负荷电流来整定。 同时保证在外部故障切除后 ,保护装置能够返回。 即： m a a a x.m a x.m a x.fzqkzqhzqhfdzIKKIIIIII （ 27） 保护装置的动作电流： m a fh zqkhh IKKKKII  （ 28） 其中 为最大负荷电流 ,hI 为返回电流 , 为最大自启动电流 , hK 为返回系数 , kK 为可靠系数 , zqK 为自启动系数。 定时限电流保护的动作时限的选择定时限电流保护的动作时限的选择性只有依靠使各保护装置带有不同的时限来满足 ,按阶梯性的原则整定 ,即 tt  下上 t 其动作时限与 过电流大小无关。 由于定时限过电流的保护要求是作为本线路的近后备保护和下一线路的远后备保护 ,所以其灵敏系数的计算也包括两个方面。 作为近后备保护时 ,采用系统在最小运行方式下 ,本线路末端发生两相短路故障时的短路电流来校验。 即： 沈阳农业大学学士学位论文 9 in..dlm  dzIIK 本 （ 29） 作为远后备保护时 ,采用最小运行方式下相邻线路末端两相短路电流进行校验。 即： in..dlm  dzIIK 下 （ 210） 电流 III 段保护的动作电流比电流 I、电流 II 段的动作电流小得多 ,其灵敏度比第I、 II 段更高；在后备保护之间 ,只有灵敏系数和动作时限相互配合时 ,才能保证选择性；电流 III 段保护范围是本线路和相邻下一线路的全长；其动作时限按阶梯型来整定 ,即越接近电源 ,动作时间越长。 从保护的性能角度而言 ,这是定时限过流保护最大的缺点。 电流 I、电流 II 段或电流 III 段保护组成阶段式电流保护 ,由于它有简单、可靠且一般情况下可以满足快速切除故障的要求 ,所以广泛应用于 35kV 及以下的较低压配电网络中。 但是它也有不可避免的缺点 ,由于保护定值的确定直接受电网接线方式和运行方式变化的影响 ,所以阶段式电流保护往往在保护范围或者是灵敏度上不能满足要求。 (4)反时限过流保护 反时限过流保护是一种跟故障电流大小有关的的保护。 它最大的优点克服了定时限过流保护的缺点 ,即越接近电源 ,动作时间越短 ,因此 ,能够较快地切除近处故障。 反时 限过流保护的保护装置的动作电流也按照式 (2一 8)来整定 ,其动作时限也按照阶梯原则来确定，但是动作时限的整定和配合性确相对比较复杂。 常用的反时限过流继电器的动作方程为：    II （ 211） 其中 dzI 为继电器的动作电流 ,K为保护的时间整定常数 ,I为流过继电器的电 流 ,t为动作时间。 反时限过流保护主要用于单侧电源供电的配电网中 ,起主保护和后备保护作用。 (5)自动重合闸 电力系统的运行经验表明 ,架空线路的故障大都是瞬时性故障 ,在线路被继电保护迅速断开以、电弧熄灭后 ,故障点的绝缘强度重新恢复 ,外界物体 (例如数字、鸟类等 )也被电弧烧掉而消失。 此时如果吧断开的线路再重新合上 ,就能够恢复正常的供电 ,所以 ,这类故障是瞬时性故障。 而永久性故障是由于线路倒杆、断线、绝缘子击穿或损坏等引起的故障。 这类故障在线路断开后 ,它们仍然存在 ,及时合上电源 ,线路也会被系统的继电保护重新断开 ,因而 是不能恢复正常供电的。 由于架空线路的故障具备上述性质 ,且永久性故障占一般为 10%左右 ,在继电保护装置动作切除故障后 ,电弧将自动熄灭 ,绝大多数情况下短路处的绝缘可以自动恢复 ,为此 ,电力系统中采用了自动重合闸装置 (AR),即不同分布式电源位置对电流保护的影响分析 10 断路器跳闸后 ,能够自动将断路器重新合闸的装置。 这样就大大的提高了供电的可靠性和电力系统并列运行的稳定性 ,同时还增大了高压输电线路的送电容量 ,对断路器本身由于机构不良或者继电保护误动而引起的误动起到纠正的作用。 为了能够尽量利用重合闸所提供的条件来加速切除故障 ,继电保护能满足配合性的情况下 ,一般 采用两种方式来实现 ,即重合闸前加速保护和重合闸后加速保护。 ① 重合闸前加速保护 重合闸前加速保护一般简称为“前加速”。 当线路上发生故障时 ,为了能够加速地切除故障 ,要求靠近电源侧的保护无选择性地瞬时动作以切除故障。 过后再起动重合闸装置恢复供电 ,以纠正上述无选择性的动作。 这种保护动作方式能够快速地切除故障 ,使瞬时性故障来不及发展为永久性故障 ,从而能够提高重合闸的成功率。 使用的设备少 ,只需要装设一套重合闸装置 ,简单、经济。 它的缺点是断路器的工作条件恶劣 ,动作次数较多 ,若重合于永久性故障时 ,切除时间较长 ,可能对系统造成二次冲击 [2627],一旦重合闸装置拒动 ,则停电范围有可能扩大。 目前 ,重合闸前加速保护一般用于 35kV 以下由发电厂或重要变电站引出的直配线路上 ,以便快速切除故障保证母线电压 ,在这些线路上一般只装设简单的电流保护。 ② 重合闸后加速保护 所谓重合闸后加速保护就是指当线路第一次故障时 ,保护有选择性地动作 ,然后进行重合 ,一般称其为“后加速”。 如果重合在永久性故障上 ,则断路器合闸后 ,保护加速动作 ,瞬时切除故障。 后加速保护也有其优缺点 ,其优点是 :1)第一次又选择性地切除故障 ,不会扩大停电范围； 2)保证了永久性故障能瞬时切除 ,并仍然是有选择性的； 3)和前加速保护相比 ,使用中不受网络结构和负荷条件的。 现在 ,一般说来是有利无害的。 其缺点是 :l)每个断路器都得需要装设一套重合闸 ,接线不见复杂； 2)第一次切除故障是带一定时限的。 据其后加速保护的上述特点 ,“后加速”一般广泛用于 35kV 以上的网络和重要的输电线路中。 因为这些线路都装设了比较完善的保护装置 ,所以第一次有选择性的切除故障的延时是系统运行所允许的 ,这样后加速保护就可以更快地切除永久性故障。 沈阳农业大学学士学位论文 11 3 分布式电源并网位置对配电网络电流保护的影响研究 分布式电源接入配电网络后 ,使传统的配电网络从单电源辐射网络变成了一个多电源网络 ,从而改变了传统配电网系统的网络结构。 当分布式电源接入后 ,其系统的潮流大小、流向和分布都将发生改变 ,传统配网中的继电保护和自动重合闸有可能要做出相应的调整 ,否则分布式电源会使配网系统无法快速地、准确地切除故障 ,进而影响电网系统和设备的安全稳定运行。 分布式电源接入配网系统后对其原有保护产生影响的一个关键因素是分布式电源并网的位 置不同。 本节着重分析不同位置引入分布式电源后对其过流保护的影响。 下面现假设故障点位置固定 ,分布式电源接入位置变动时研究分析 DG接入位置对流过保护电流的规律，通过建立系统发生三相故障的等值电路模型，分析计算分布式电源对电流保护的影响。 提出基于对保护影响最小情况下的最佳并网次序方案 ,为保护定值整定和分布式电源接入配网的设计规划提供一定的理论支撑。 系统接入单个分布式电源的影响分析 分布式电源下游发生故障的情况分析 如图 31 所示 ,系统只接入 DG1,当分布式电源下游发生故障时 (如图 31 中 k,点发生故障 ),保护 4 都要流过正向故障电流 ,对其影响分析如下 : (1)对下游保护 3 的无时限电流速断保护影响分析。 由于 DG1 也会产生故障电流 ,根据其短路电流分配机制的研究 ,对保护 3 的有助增作用 ,故流过它们的故障电流会增大 ,理论上提高了保护 3 的灵敏度 ,保护 1 会先于保护动作切除故障。 但是由于保护 2故障电流的增大 ,使其无时限电流速断保护范围扩大 ,如果保护范围延伸至下一段保护线路上 ,将与保护 1 的无时限电流速断失去选择性。 如果是 2k 点故障时 ,保护 3 与保护 2 之间也会存在类似的问题。 不同分布式电源位置对电流保护的影响分析 12 图 31 含一个分布式电源的系统分析图 但具体故障电流增加到多大才会使保护失去选择性 ,下面根据短路电流分配机制原理 ,进行定量的分析研究。 在 DG1 未接入前 ,流过保护 3 的故障电流为LSLSS XXXXEI  1s ,接入 DGI 后保护 3 流过的故障电流假设为 2kI ,其大小为 39。 dg39。 2k III S  ,流过其 DGI 下游保护的故障电流增量 kI 为： SdgSSSk IIIIII  39。 39。 2 LSSLDGLDGDGSLSL XXX XXXXX XXXX 。