低電壓加速反時(shí)限過電流保護(hù)在微電網(wǎng)中的應(yīng)用

李永麗，金 強(qiáng)，李博通，李中洲

(天津大學(xué)智能電網(wǎng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300072)

隨著全球資源環(huán)境壓力的不斷增大，以風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電等一批可再生能源發(fā)電為代表的分布式發(fā)電技術(shù)獲得了空前的發(fā)展．分布式電源(distributed generator，DG)以微電網(wǎng)方式接入，是目前分布式電源有效利用的最佳方式．微電網(wǎng)是指由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量變換裝置、相關(guān)負(fù)荷等匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)[1-2]．無論微電網(wǎng)處于并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)還是孤島運(yùn)行狀態(tài)，都會(huì)給電力系統(tǒng)保護(hù)帶來新的問題[3-5]．文獻(xiàn)[6]提出了一種應(yīng)用于含有分布式電源的三相四線低電壓系統(tǒng)的保護(hù)方案，該方案采用負(fù)序和零序電流保護(hù)反映微電網(wǎng)中的不對(duì)稱和接地故障．由于涉及序量的計(jì)算，增加了保護(hù)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度．文獻(xiàn)[7]提出了一種由工控機(jī)實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)室微電網(wǎng)保護(hù)系統(tǒng)，由于基于快速數(shù)據(jù)采集的硬件平臺(tái)比較復(fù)雜，因此投資費(fèi)用較大．

筆者分析了含分布式電源微電網(wǎng)的運(yùn)行和故障特性[8-11]，對(duì)低電壓配電網(wǎng)的反時(shí)限過電流保護(hù)進(jìn)行了優(yōu)化，提出了低電壓加速方法，使其對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)變化的適應(yīng)能力進(jìn)一步提高，能夠在分布式電源的輸出功率及系統(tǒng)運(yùn)行模式變化時(shí)保證反時(shí)限過電流保護(hù)具有優(yōu)良的動(dòng)作性能，滿足了繼電保護(hù)選擇性和快速性的要求．

1 微電網(wǎng)的特點(diǎn)及其對(duì)保護(hù)的要求

微電網(wǎng)由于含有多種類型的分布式電源及靈活多變的運(yùn)行方式，因此具有與傳統(tǒng)配電網(wǎng)不同的運(yùn)行和故障特征，也相應(yīng)地對(duì)保護(hù)提出了更嚴(yán)格的要求．

微電網(wǎng)并網(wǎng)或孤島運(yùn)行時(shí)，針對(duì)分布式電源的性質(zhì)及在微電網(wǎng)中的作用，其逆變器通常采取不同的控制方式[12-13]．不同的控制方式會(huì)影響微網(wǎng)故障電流的特性．另外，出于對(duì)電力電子元件的保護(hù)，通常在控制系統(tǒng)中加入電流幅值限定，使得分布式電源在線路故障時(shí)的電流輸出受到限制，甚至只有額定電流的1.2～1.5倍[14]．此外，分布式電源輸出功率的隨機(jī)性和微電網(wǎng)運(yùn)行模式的變化，使得微電網(wǎng)線路故障電流的數(shù)值大小具有較大的變化范圍；這都給保護(hù)的整定和配合帶來了困難[5]．

為了在微電網(wǎng)內(nèi)部故障時(shí)保證電源的安全和用戶供電的可靠性，美國(guó)電氣電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)制定了電網(wǎng)中分布式電源接入的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[14-15]，要求系統(tǒng)故障時(shí)實(shí)現(xiàn)快速切除．因此，微網(wǎng)故障時(shí)保護(hù)的快速檢測(cè)及動(dòng)作將對(duì)微網(wǎng)的安全運(yùn)行意義重大．

針對(duì)微電網(wǎng)對(duì)保護(hù)的要求，有學(xué)者提出基于通訊通道的保護(hù)原理來解決分布式電源接入帶來的保護(hù)整定與配合的難題[7]，但這類方法不僅增加了保護(hù)的復(fù)雜度及成本，且易受傳送數(shù)據(jù)量、通訊速度和通訊通道可靠性的影響．因此，在盡量少的增加投資或不改變配網(wǎng)原有設(shè)備配置的情況下，研究能夠適應(yīng)分布式電源輸出功率隨機(jī)變化及系統(tǒng)運(yùn)行模式改變的保護(hù)策略將是微電網(wǎng)保護(hù)研究的必然選擇．

2 反時(shí)限過電流保護(hù)在微電網(wǎng)中的應(yīng)用

電流保護(hù)的反時(shí)限特性是指保護(hù)動(dòng)作時(shí)間能夠隨著故障電流的大小而變化的特性，因而具有自適應(yīng)的反應(yīng)故障嚴(yán)重程度的能力．反時(shí)限過電流保護(hù)被廣泛應(yīng)用于中低電壓配電網(wǎng)的線路保護(hù)．

目前，國(guó)內(nèi)外低電壓配電網(wǎng)多采用反時(shí)限過電流保護(hù)(inverse-time overcurrent protection，ITOC)作為其主要的保護(hù)原理[16]．通用數(shù)學(xué)模型為

式中：t為保護(hù)動(dòng)作時(shí)間；tp為時(shí)間常數(shù)；Ip為保護(hù)啟動(dòng)電流，應(yīng)大于線路負(fù)荷電流；a為曲線平移系數(shù)，為了使保護(hù)在負(fù)荷電流下不動(dòng)作通常取為 1；n為曲線形狀系數(shù)，通常在0～2之間．

國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)推薦了幾種常用的反時(shí)限曲線如下．

(1) 常規(guī)反時(shí)限

(2) 非常反時(shí)限

(3) 極端反時(shí)限

上述3種反時(shí)限特性曲線的形狀如圖1所示．對(duì)于所有曲線，保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間均隨流過保護(hù)裝置的電流增大而減小，但曲線上各點(diǎn)曲率隨曲線形狀系數(shù) n及流過保護(hù)裝置的電流大小不同而不同．

圖1 n取值不同時(shí)反時(shí)限曲線Fig.1 Inverse-time curves with different n

反時(shí)限特性應(yīng)用于線路保護(hù)時(shí)要考慮上下級(jí)線路保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的配合．當(dāng)本線路出口短路時(shí)應(yīng)使保護(hù)快速動(dòng)作，而下一級(jí)線路出口短路時(shí)本線路保護(hù)應(yīng)有足夠的延時(shí)保證與相鄰線路保護(hù)在動(dòng)作時(shí)間上的配合以滿足選擇性的要求．同時(shí)應(yīng)該考慮系統(tǒng)運(yùn)行方式變化而引起的短路電流的變化范圍，使其能夠在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下發(fā)生短路時(shí)保護(hù)動(dòng)作有足夠的靈敏度．由于含有分布式電源的微電網(wǎng)中線路故障時(shí)電流變化范圍較大(并網(wǎng)運(yùn)行可以達(dá)到(6～10)Ip，孤島運(yùn)行僅(1.2～1.5)Ip[14])，而不同運(yùn)行方式下被保護(hù)線路首末端故障時(shí)，故障電流大小差別較大，且需要與負(fù)荷端熔斷器配合，因此宜采用反時(shí)限特性曲率較大的曲線[17]，所以在本文的分析及仿真中采用圖1中n＝1.0時(shí)的反時(shí)限特性曲線．但是，在實(shí)際應(yīng)用中還需根據(jù)故障電流情況選擇合適的動(dòng)作特性以保證上下級(jí)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的配合關(guān)系．

如前所述，含有分布式電源的微電網(wǎng)在并網(wǎng)或孤島運(yùn)行時(shí)故障電流的大小變化范圍較大且可能發(fā)生故障電流方向的改變，下面用具體微電網(wǎng)為例來分析反時(shí)限過電流保護(hù)應(yīng)用的可行性及存在的問題．低電壓配電系統(tǒng)如圖 2所示，為分析方便略去負(fù)荷，DG表示任意類型的分布式電源，S為等值的配電系統(tǒng)．當(dāng) K1閉合時(shí)為微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng) K1打開時(shí)即為微電網(wǎng)孤島運(yùn)行狀態(tài)．

圖2 含有分布式電源的配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig.2 Structure of distribution network with DGs

由于 DG的出力可能在 0～100%的額定輸出功率間變化，依照傳統(tǒng)的反時(shí)限過電流保護(hù)整定原則：按分布式電源DG最大功率輸出接入母線B4的情況對(duì)各保護(hù)進(jìn)行整定并使其滿足動(dòng)作時(shí)間的配合關(guān)系．下面分析 DG輸出變化及微電網(wǎng)運(yùn)行模式改變(并網(wǎng)運(yùn)行或孤島運(yùn)行)對(duì)傳統(tǒng)反時(shí)限過電流保護(hù)的影響．

(1) 無分布式電源支路：并網(wǎng)狀態(tài)下，當(dāng) DG 輸出低于最大輸出功率時(shí)，無DG支路上線路L,2發(fā)生故障時(shí)，流過保護(hù)K,2與K,8的故障電流會(huì)比整定情況有所減小，使得按照DG最大功率輸出時(shí)整定的保護(hù)K,2和K,8的動(dòng)作時(shí)間延長(zhǎng)，不利于保護(hù)的快速動(dòng)作．當(dāng) K,1打開，微電網(wǎng)孤島運(yùn)行且線路 L,2發(fā)生故障時(shí)，流過保護(hù) K,2和 K,8的故障電流僅由 DG提供．由于 DG的容量較小，故障電流與并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)相差較大，保護(hù)K,2和K,8的動(dòng)作雖然能夠滿足選擇性要求，但動(dòng)作時(shí)間必然進(jìn)一步延長(zhǎng)，不利于故障的快速切除．

(2) 含分布式電源支路：其保護(hù)可以分為DG上游保護(hù)(K,3、K,5)和DG下游保護(hù)(K,7)．對(duì)于DG下游保護(hù)(K,7)，其分析與無DG支路相同，即存在孤島運(yùn)行時(shí)其動(dòng)作時(shí)間延長(zhǎng)的問題．對(duì)于 DG上游保護(hù)(K,3、K,5)，當(dāng)并網(wǎng)運(yùn)行且線路 L5發(fā)生故障時(shí)，由于DG的接入使流過保護(hù)K,3和K,5的故障電流減小，特別是 DG輸出功率變化較大時(shí)將導(dǎo)致 K,3、K,5的動(dòng)作時(shí)間變化較大，降低了保護(hù)的性能．當(dāng) DG上游線路 L,3發(fā)生故障時(shí)，DG提供的故障電流流過保護(hù)K,5，如果其幅值大于啟動(dòng)值則保護(hù) K,5在反方向故障時(shí)將誤動(dòng)作．

3 低電壓加速反時(shí)限過電流保護(hù)原理

傳統(tǒng)反時(shí)限過電流保護(hù)由于只利用了保護(hù)安裝處的電流信息，因此受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響．微電網(wǎng)的并網(wǎng)及孤島運(yùn)行模式和 DG輸出功率變化的隨機(jī)性則在很大程度上加劇了這種影響，使得不同狀態(tài)下系統(tǒng)電源容量及故障電流水平相差很大，不利于傳統(tǒng)反時(shí)限過電流保護(hù)在孤島運(yùn)行模式下的動(dòng)作．

DG在微電網(wǎng)孤島運(yùn)行時(shí)，電壓與頻率成為系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要指標(biāo)．由于分布式電源的容量及能量存儲(chǔ)單元的調(diào)節(jié)能力有限，在微電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，分布式電源將提高功率輸出以維持系統(tǒng)電壓與頻率的穩(wěn)定．當(dāng)故障點(diǎn)距離分布式電源很近時(shí)將導(dǎo)致該電源輸出功率達(dá)到極限，此時(shí)系統(tǒng)電壓將不能繼續(xù)保持正常水平．故障點(diǎn)距離保護(hù)安裝點(diǎn)越近，則電壓跌落越嚴(yán)重．這種特性亦可由下述故障相電壓的計(jì)算公式得出．當(dāng)三相短路時(shí)保護(hù)安裝處故障相電壓(標(biāo)幺值)為

兩相短路時(shí)，保護(hù)安裝處故障相間的線電壓(標(biāo)幺值)為

中性點(diǎn)接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路時(shí)，保護(hù)安裝處故障相電壓(標(biāo)幺值)為

式中：ZL為故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的阻抗；Us為線路相電壓基準(zhǔn)值．兩相接地短路時(shí)也有類似結(jié)論．

由此可見u能反映故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離，即故障點(diǎn)越近，電壓越低，因此基于此故障特征提出低電壓加速策略來提高反時(shí)限過電流保護(hù)的性能．采用低電壓加速策略后，式(3)所表示的反時(shí)限過電流保護(hù)，其動(dòng)作時(shí)間tua計(jì)算式為

式中u為低電壓加速因子．由于不同類型故障對(duì)應(yīng)的電壓特征有所不同，當(dāng)保護(hù)判定發(fā)生故障后，可以比較保護(hù)安裝處3個(gè)相電壓及3個(gè)線電壓的數(shù)值，u取其中的最小值，則不同故障類型下都能夠起到最優(yōu)的加速效果．

由此可見，當(dāng)線路故障時(shí)，越是距離故障點(diǎn)近的保護(hù)，其低電壓加速因子越小，從而更大程度地加速了保護(hù)的動(dòng)作速度，保證了線路出口嚴(yán)重故障時(shí)保護(hù)能夠快速動(dòng)作．由式(5)～式(7)可以看到：低電壓加速因子在故障電流變小時(shí)其值必然也相應(yīng)減小，所以在微電網(wǎng)孤島運(yùn)行時(shí)，盡管短路電流比并網(wǎng)時(shí)的小，但低電壓加速作用也使過電流保護(hù)能快速動(dòng)作．

由上述分析可見低電壓加速反時(shí)限過電流保護(hù)用于微電網(wǎng)保護(hù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，其具體應(yīng)用如下．

(1) 系統(tǒng)電源側(cè)保護(hù)的配置：基于低電壓加速的反時(shí)限過電流曲線如圖 3所示．曲線 1和曲線 2是滿足動(dòng)作時(shí)間配合關(guān)系的反時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作曲線，曲線 2代表下級(jí)線路保護(hù)．當(dāng)故障發(fā)生在該線路上時(shí)，保護(hù)動(dòng)作曲線在低電壓加速因子作用下不等距平移為 2′，特別是線路發(fā)生出口故障時(shí)，低電壓加速因子使保護(hù) 2能夠瞬時(shí)動(dòng)作．而其上一級(jí)線路保護(hù)處的電壓則相對(duì)較高，動(dòng)作時(shí)間縮短的程度較小，曲線平移為 1′，仍然能夠保證上、下級(jí)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的配合關(guān)系．

圖3 低電壓加速與傳統(tǒng)反時(shí)限過電流曲線對(duì)比Fig.3 Comparison between low voltage acceleration inverse-time overcurrent curves and traditional inverse-time overcurrent curves

為了保證反方向故障時(shí)保護(hù)在 DG提供故障電流下不誤動(dòng)，需要在 DG 上游的保護(hù)(K,3、K,5)處增加方向元件以保證保護(hù)動(dòng)作的選擇性．

(2) 分布式電源側(cè)保護(hù)的配置：為了保證微電網(wǎng)中發(fā)生故障時(shí)，故障元件能夠從兩端隔離，對(duì)接有DG的線路需在DG接入側(cè)裝設(shè)斷路器并配置保護(hù)，如圖3中保護(hù)K,4和K,6．無論微電網(wǎng)處于并網(wǎng)還是孤島運(yùn)行狀態(tài)，線路故障電流均由 DG流向故障點(diǎn)，故障電流的大小則與保護(hù)背側(cè) DG總?cè)萘考俺隽η闆r有關(guān)．因此，同樣可以采用帶方向元件的低電壓加速反時(shí)限過電流保護(hù)原理．當(dāng)DG相聯(lián)線路上發(fā)生三相短路時(shí)，DG側(cè)保護(hù)處電壓將急劇下降，盡管由于DG容量限制使其供出的故障電流不大，但低電壓加速的反時(shí)限過電流保護(hù)仍能快速動(dòng)作．

4 仿真驗(yàn)證

圖 4為一個(gè)含分布式電源的低電壓配電系統(tǒng)．系統(tǒng)線電壓為400 V，中性點(diǎn)接地運(yùn)行，線路長(zhǎng)度如圖 4所示，線路序參數(shù)為 X1＝X2＝0.072,3,Ω/km，R1＝R2＝0.253,Ω/km，X0＝0.289,Ω/km，R0＝1.01,Ω/km，各母線負(fù)荷均為 0.04,MVA，所有負(fù)荷功率因數(shù)均為 0.9．分布式電源 DG1為 VF控制電源(提供電壓支持)，最大輸出功率為 0.15,MVA；DG2為可變功率電源，最大輸出功率為 0.2,MW；所有分布式電源最大輸出電流均為其額定電流的1.5倍；配電系統(tǒng)S容量為 5,MVA．當(dāng)開關(guān) K1閉合時(shí)，微電網(wǎng)處于并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，反之則為孤島運(yùn)行狀態(tài)．

圖4 仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig.4 System structure of simulation

仿真時(shí)設(shè)置故障并得到各保護(hù)安裝處的電壓與電流，計(jì)算并比較采用低電壓加速與不采用低電壓加速時(shí)反時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作情況．傳統(tǒng)反時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作方程見式(3)，而采用低電壓加速的反時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作方程見式(8)．對(duì)于同一點(diǎn)的保護(hù)，2個(gè)式中tp、Ip整定為相同值．

保護(hù)的啟動(dòng)電流可整定成

式中：lmaxI 為最大負(fù)荷電流；reK 為返回系數(shù)，取值為0.95；relK 為可靠系數(shù)，取值為 1.2；msK 為自啟動(dòng)系數(shù)，實(shí)際整定時(shí)需考慮負(fù)荷情況(電機(jī)容量及啟動(dòng)特性)，仿真中取2.0．

對(duì)系統(tǒng)中各保護(hù)按照傳統(tǒng)的反時(shí)限過電流保護(hù)的整定原則整定tp．使保護(hù)K,2在L,2出口故障時(shí)的動(dòng)作時(shí)間比保護(hù) K,8長(zhǎng) 0.3,s，保護(hù) K,7、K,5、K,3的動(dòng)作時(shí)間亦按照階梯型時(shí)限特性整定．

4.1 微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行仿真結(jié)果

設(shè)定DG2輸出功率為0.1,MW，即50%容量輸出.

(1)三相故障設(shè)置在線路 L,5出口(圖 4中 F1點(diǎn))，保護(hù) K,3、K,5、K,7動(dòng)作情況見表 1．其中 u為低電壓加速因子，ITOC表示傳統(tǒng)反時(shí)限過電流保護(hù)，UAITOC表示電壓加速反時(shí)限過電流保護(hù)．

表1 并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)F1點(diǎn)三相短路保護(hù)動(dòng)作情況Tab.1 Performance of protection in three phase fault condition at F1 when grid-connected

從仿真結(jié)果可以看出，線路 L,5故障時(shí)，保護(hù)K,3、K,5、K,7都將啟動(dòng)，保護(hù)K,4和K,6判定為反方向故障，不會(huì)動(dòng)作；由于分布式電源 DG2的存在使得流過保護(hù)K,3、K,5的電流減小，按照傳統(tǒng)反時(shí)限過電流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間較長(zhǎng)，采用低電壓加速后，提高了保護(hù)的動(dòng)作速度．而鄰近故障點(diǎn)的保護(hù) K,7可實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)跳閘．

(2) 兩相故障設(shè)置在線路 L4出口(圖 4中 F,2點(diǎn))，保護(hù) K,3、K,5、K,6的動(dòng)作情況見表 2．

表2 并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)F2點(diǎn)兩相短路保護(hù)動(dòng)作情況Tab.2 Performance of protection in two phase fault condition at F2 when grid-connected

當(dāng)線路L,4故障時(shí)，保護(hù)K,3、K,5判定為正方向并啟動(dòng)，在低電壓加速作用下，K,5快速動(dòng)作．保護(hù)K,4判定為反方向故障，不動(dòng)作．保護(hù) K,6判定為正方向故障，亦在低電壓加速因子作用下快速動(dòng)作．所以該保護(hù)方案可以實(shí)現(xiàn)故障線路從兩端被快速切除．而按照傳統(tǒng)的反時(shí)限過電流保護(hù)整定時(shí)，保護(hù)K,5和K,6動(dòng)作時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致DG,1和DG,2都被迫退出運(yùn)行[17]．

4.2 微電網(wǎng)孤島運(yùn)行仿真結(jié)果

開關(guān) K,1打開，DG,2按照最大功率 0.2,MW輸出．

(1) 單相接地故障設(shè)置在線路L,5出口(圖4中F1點(diǎn))，保護(hù)K,5、K,6、K,7的動(dòng)作情況見表3．

表3 孤島運(yùn)行時(shí)F1點(diǎn)單相接地短路保護(hù)動(dòng)作情況Tab.3 Performance of protection in single phase to ground fault condition at F1 when islanding

微電網(wǎng)孤島運(yùn)行狀態(tài)下線路L,5故障時(shí)，分布式電源DG,1和DG,2對(duì)故障點(diǎn)提供的故障電流使保護(hù)K,5、K,7動(dòng)作．但由于故障電流較小使得按照最大運(yùn)行方式下(并網(wǎng)狀態(tài)且分布式電源輸出功率最大)整定的反時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間較長(zhǎng)．采用低電壓加速原理后，K,7能夠無延時(shí)動(dòng)作快速切除故障．保護(hù) K6由于判定為反方向，正確不動(dòng)作．如果采用傳統(tǒng)的反時(shí)限過電流保護(hù)，K,7動(dòng)作時(shí)間為0.27,s，將導(dǎo)致 DG,2長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在低電壓狀態(tài)下而被迫退出運(yùn)行，不利于對(duì)負(fù)荷連續(xù)供電．

(2) 兩相接地故障設(shè)置在線路L,1出口(圖4中F,3點(diǎn))，保護(hù)K,2、K,3、K,4的動(dòng)作情況見表4．

表4 孤島運(yùn)行時(shí)F3點(diǎn)兩相接地短路保護(hù)動(dòng)作情況Tab.4 Performance of protection in two phase to ground fault condition at F3 when islanding

微電網(wǎng)孤島運(yùn)行時(shí)，線路 L,1故障使保護(hù) K,2、K,4均啟動(dòng)；由于故障電流小(僅由 DG 提供)，不利于保護(hù)快速動(dòng)作．當(dāng)采用低電壓加速策略后，保護(hù)K,2能夠快速動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)故障的隔離．保護(hù) K,3判定為反方向故障，不動(dòng)作．

仿真結(jié)果顯示：由于微電網(wǎng)內(nèi)電源容量相對(duì)很小，當(dāng)孤島運(yùn)行時(shí)故障電流幅值遠(yuǎn)小于并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，使得按照最大運(yùn)行方式整定的傳統(tǒng)反時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作性能變差，動(dòng)作時(shí)間較長(zhǎng)．但由于微網(wǎng)內(nèi)部故障使分布式電源輸出功率達(dá)到極限，導(dǎo)致系統(tǒng)電壓明顯下降，在低電壓加速因子的作用下仍然能夠保證保護(hù)具有較好的動(dòng)作特性．尤其是該保護(hù)原理能夠反映故障點(diǎn)的位置，在線路出口嚴(yán)重故障時(shí)能實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)跳閘．

由于低電壓加速反時(shí)限過電流保護(hù)原理及方向判定元件都需采用電壓的數(shù)據(jù)，當(dāng)電壓互感器斷線時(shí)保護(hù)將可能發(fā)生誤動(dòng)作，因此，必須加入 PT斷線閉鎖功能．

5 結(jié) 語

本文提出了一種基于低電壓加速的反時(shí)限過電流保護(hù)方法．該方法利用故障后保護(hù)安裝處電壓與故障位置的關(guān)系，提出采用低電壓加速因子提高傳統(tǒng)反時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作速度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)故障的快速切除．同時(shí)通過仿真驗(yàn)證了當(dāng)分布式電源接入后，在分布式電源輸出功率波動(dòng)及微電網(wǎng)運(yùn)行模式改變的情況下，該保護(hù)原理仍然能夠在滿足保護(hù)選擇性的同時(shí)有效地提高反時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作速度而無需改變保護(hù)的整定值．

本文提出的基于低電壓加速的反時(shí)限過電流保護(hù)方法主要應(yīng)用于400,V的低電壓微電網(wǎng)系統(tǒng)，能夠反映各種類型故障，該原理亦可推廣應(yīng)用于含微電網(wǎng)的10,kV配電系統(tǒng)．

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