隨著分布式電源（DG）在電力系統(tǒng)中的大量應(yīng)用,電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的拒動(dòng)、誤動(dòng)及保護(hù)配合失敗問題成為影響電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要問題。首先分析了DG對(duì)傳統(tǒng)保護(hù)的影響機(jī)理,提出一種基于微處理器的新型電流-電壓-時(shí)間繼電保護(hù)特性的方向過流繼電器,可用于減少繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間,恢復(fù)被DG破壞的保護(hù)之間的配合。利用超導(dǎo)器件遏制短路電流的特性解決誤動(dòng)問題,提出以超導(dǎo)器件與所提新型繼電器相配合的含DG的配電網(wǎng)繼電保護(hù)方案,并以IEEE-14節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)為例,驗(yàn)證了所提方案的有效性。 

【文章來源】：智慧電力. 2020,48(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

含DG的雙饋線配電網(wǎng)模型

式中：tmnl為第m個(gè)繼電器在l處發(fā)生故障類型n（三相短路時(shí)n=3，兩相短路時(shí)n=3，單相短路時(shí)n=1）的動(dòng)作時(shí)間；Vf為故障處故障電壓測量值；f為常數(shù)，用于控制電壓對(duì)繼電器動(dòng)作時(shí)間的影響；ISCmnl為第m個(gè)繼電器在l處發(fā)生故障類型n時(shí)故障短路電流測量值；Ip為基準(zhǔn)電流，通常選擇被保護(hù)設(shè)備的額定電流；TDSi為繼電器的時(shí)間整定值。顯然，當(dāng)f和TDSi的值選擇不同，繼電器的動(dòng)作時(shí)間特性也會(huì)不同，如圖2為f=0.2,TDSi=0.1的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間圖，其中x軸為故障電壓；y軸為故障電流；額定電流選擇為0.1 p.u。由圖2可知，此新特性包含2個(gè)部分，第1部分是傳統(tǒng)繼電器設(shè)定，即電流-時(shí)間特性，隨著電流的增大，故障動(dòng)作時(shí)間越來越短，此部分與傳統(tǒng)繼電器的反時(shí)限動(dòng)作特性基本相同；第2部分是傳統(tǒng)反時(shí)限過流保護(hù)所不能實(shí)現(xiàn)的，主要表現(xiàn)為電流-電壓-時(shí)間特性，電壓作為傳統(tǒng)電流-時(shí)間特性的補(bǔ)充，使線路電壓越低時(shí)繼電器動(dòng)作越迅速，而故障后線路的電壓將變小，繼電器動(dòng)作將變迅速；同時(shí)考慮不同故障類型下過流保護(hù)靈敏度不同的問題，加入了指數(shù)控制變量f，通過改變f值控制故障電壓對(duì)動(dòng)作時(shí)間的影響，一方面避免繼電器動(dòng)作時(shí)間為零；另一方面對(duì)于不同的系統(tǒng)和不同故障類型，可以設(shè)置不同的f值，改善保護(hù)之間的配合。從圖2可知，通過改變f可以控制隨著故障電壓的變化故障動(dòng)作時(shí)間的變化率。因此，f可以看成是保護(hù)配合問題的附加控制變量，針對(duì)不同的保護(hù)配合問題，設(shè)置不同的f值，以達(dá)到最優(yōu)化保護(hù)配合。

圖3為選擇不同f值時(shí)的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間變化。隨著f值的增大，故障電壓對(duì)保護(hù)時(shí)間的影響逐漸變大，顯然f值不同保護(hù)動(dòng)作時(shí)間不同，對(duì)于接入DG的配電網(wǎng)，只需要對(duì)每1個(gè)繼電器設(shè)置不同的f值，使之達(dá)到最優(yōu)的配合，就能夠使繼電器總動(dòng)作時(shí)間最優(yōu)，有效解決配電網(wǎng)之間的保護(hù)配合問題。本文提出的電流-電壓-時(shí)間繼電器的核心是微處理器控制，利用電壓互感器和電流互感器測得各相的電流電壓后對(duì)測得的故障電壓電流進(jìn)行處理，使繼電器能夠準(zhǔn)確迅速動(dòng)作切除故障，相對(duì)傳統(tǒng)繼電器只依靠1個(gè)電流測量值控制繼電器動(dòng)作，新型繼電器特性加入了電壓變化的控制，能夠大大提高保護(hù)動(dòng)作的準(zhǔn)確性。同時(shí)，在控制算法中加入了對(duì)故障電壓進(jìn)行控制的變量值f，通過設(shè)置不同的f值能有效地改善繼電器之間的保護(hù)配合問題，實(shí)現(xiàn)在最短時(shí)間內(nèi)切除線路所有故障的目的。因此，較傳統(tǒng)繼電器，采用此改進(jìn)型方向過流繼電器對(duì)于改善含DG的配電網(wǎng)的繼電保護(hù)有較好的效果。

【參考文獻(xiàn)】：
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