含超导元件的配电网继电保护方案研究
发布时间：2021-11-10 06:25
随着分布式电源（DG）在电力系统中的大量应用,电力系统继电保护的拒动、误动及保护配合失败问题成为影响电网稳定运行的重要问题。首先分析了DG对传统保护的影响机理,提出一种基于微处理器的新型电流-电压-时间继电保护特性的方向过流继电器,可用于减少继电保护动作时间,恢复被DG破坏的保护之间的配合。利用超导器件遏制短路电流的特性解决误动问题,提出以超导器件与所提新型继电器相配合的含DG的配电网继电保护方案,并以IEEE-14节点系统为例,验证了所提方案的有效性。
【文章来源】：智慧电力. 2020,48(08)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
含DG的双馈线配电网模型
式中：tmnl为第m个继电器在l处发生故障类型n（三相短路时n=3，两相短路时n=3，单相短路时n=1）的动作时间；Vf为故障处故障电压测量值；f为常数，用于控制电压对继电器动作时间的影响；ISCmnl为第m个继电器在l处发生故障类型n时故障短路电流测量值；Ip为基准电流，通常选择被保护设备的额定电流；TDSi为继电器的时间整定值。显然，当f和TDSi的值选择不同，继电器的动作时间特性也会不同，如图2为f=0.2,TDSi=0.1的保护动作时间图，其中x轴为故障电压；y轴为故障电流；额定电流选择为0.1 p.u。由图2可知，此新特性包含2个部分，第1部分是传统继电器设定，即电流-时间特性，随着电流的增大，故障动作时间越来越短，此部分与传统继电器的反时限动作特性基本相同；第2部分是传统反时限过流保护所不能实现的，主要表现为电流-电压-时间特性，电压作为传统电流-时间特性的补充，使线路电压越低时继电器动作越迅速，而故障后线路的电压将变小，继电器动作将变迅速；同时考虑不同故障类型下过流保护灵敏度不同的问题，加入了指数控制变量f，通过改变f值控制故障电压对动作时间的影响，一方面避免继电器动作时间为零；另一方面对于不同的系统和不同故障类型，可以设置不同的f值，改善保护之间的配合。从图2可知，通过改变f可以控制随着故障电压的变化故障动作时间的变化率。因此，f可以看成是保护配合问题的附加控制变量，针对不同的保护配合问题，设置不同的f值，以达到最优化保护配合。
图3为选择不同f值时的保护动作时间变化。随着f值的增大，故障电压对保护时间的影响逐渐变大，显然f值不同保护动作时间不同，对于接入DG的配电网，只需要对每1个继电器设置不同的f值，使之达到最优的配合，就能够使继电器总动作时间最优，有效解决配电网之间的保护配合问题。本文提出的电流-电压-时间继电器的核心是微处理器控制，利用电压互感器和电流互感器测得各相的电流电压后对测得的故障电压电流进行处理，使继电器能够准确迅速动作切除故障，相对传统继电器只依靠1个电流测量值控制继电器动作，新型继电器特性加入了电压变化的控制，能够大大提高保护动作的准确性。同时，在控制算法中加入了对故障电压进行控制的变量值f，通过设置不同的f值能有效地改善继电器之间的保护配合问题，实现在最短时间内切除线路所有故障的目的。因此，较传统继电器，采用此改进型方向过流继电器对于改善含DG的配电网的继电保护有较好的效果。
【参考文献】：
期刊论文
[1]10kV分布式电源并网对配电网继电保护的影响分析[J]. 窦小晶,薛钊,叶日新,穆海宝. 智慧电力. 2019(12)
[2]分布式电源对配网继电保护影响及综合改进保护方案[J]. 谢民,王同文,徐靖东,邵庆祝,于洋,张炜. 电力系统保护与控制. 2019(19)
[3]智能分布式配电保护及自愈控制[J]. 赵希才. 供用电. 2019(09)
[4]配电网广域保护信息流建模与通信性能分析[J]. 李艳,张安龙,郑曦. 电力科学与技术学报. 2019(02)
[5]面向闭环运行配电网的广域保护控制方案[J]. 黄昱翰,蔡泽祥,潘天亮,陈炯聪. 电力科学与技术学报. 2019(02)
[6]有源配电网分布式故障自愈方案与实现[J]. 吴悦华,高厚磊,徐彬,康耕强,武志刚,王宁. 电力系统自动化. 2019(09)
[7]分布式电源接入配电网的继电保护研究[J]. 宋健,许喆,翟爽,徐永健,王丹. 山东电力技术. 2018(10)
[8]适应逆变型分布式电源接入的配电网保护方法[J]. 潘本仁,贾科,杨哲,宿昌,桂小智,万勇. 南方电网技术. 2018(10)
[9]含逆变型分布式电源的配电网正序综合阻抗纵联保护[J]. 雷霖,唐成达,青禹成,张鹏,赖真良,赵永鑫. 电力系统保护与控制. 2018(18)
[10]适应分布式电源接入的配电网过流保护整定策略[J]. 叶斌,王祺,代磊,王绪利,谢宁,候四维. 智慧电力. 2018(06)
本文编号：3486749
【文章来源】：智慧电力. 2020,48(08)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
含DG的双馈线配电网模型
式中：tmnl为第m个继电器在l处发生故障类型n（三相短路时n=3，两相短路时n=3，单相短路时n=1）的动作时间；Vf为故障处故障电压测量值；f为常数，用于控制电压对继电器动作时间的影响；ISCmnl为第m个继电器在l处发生故障类型n时故障短路电流测量值；Ip为基准电流，通常选择被保护设备的额定电流；TDSi为继电器的时间整定值。显然，当f和TDSi的值选择不同，继电器的动作时间特性也会不同，如图2为f=0.2,TDSi=0.1的保护动作时间图，其中x轴为故障电压；y轴为故障电流；额定电流选择为0.1 p.u。由图2可知，此新特性包含2个部分，第1部分是传统继电器设定，即电流-时间特性，随着电流的增大，故障动作时间越来越短，此部分与传统继电器的反时限动作特性基本相同；第2部分是传统反时限过流保护所不能实现的，主要表现为电流-电压-时间特性，电压作为传统电流-时间特性的补充，使线路电压越低时继电器动作越迅速，而故障后线路的电压将变小，继电器动作将变迅速；同时考虑不同故障类型下过流保护灵敏度不同的问题，加入了指数控制变量f，通过改变f值控制故障电压对动作时间的影响，一方面避免继电器动作时间为零；另一方面对于不同的系统和不同故障类型，可以设置不同的f值，改善保护之间的配合。从图2可知，通过改变f可以控制随着故障电压的变化故障动作时间的变化率。因此，f可以看成是保护配合问题的附加控制变量，针对不同的保护配合问题，设置不同的f值，以达到最优化保护配合。
图3为选择不同f值时的保护动作时间变化。随着f值的增大，故障电压对保护时间的影响逐渐变大，显然f值不同保护动作时间不同，对于接入DG的配电网，只需要对每1个继电器设置不同的f值，使之达到最优的配合，就能够使继电器总动作时间最优，有效解决配电网之间的保护配合问题。本文提出的电流-电压-时间继电器的核心是微处理器控制，利用电压互感器和电流互感器测得各相的电流电压后对测得的故障电压电流进行处理，使继电器能够准确迅速动作切除故障，相对传统继电器只依靠1个电流测量值控制继电器动作，新型继电器特性加入了电压变化的控制，能够大大提高保护动作的准确性。同时，在控制算法中加入了对故障电压进行控制的变量值f，通过设置不同的f值能有效地改善继电器之间的保护配合问题，实现在最短时间内切除线路所有故障的目的。因此，较传统继电器，采用此改进型方向过流继电器对于改善含DG的配电网的继电保护有较好的效果。
【参考文献】：
期刊论文
[1]10kV分布式电源并网对配电网继电保护的影响分析[J]. 窦小晶,薛钊,叶日新,穆海宝. 智慧电力. 2019(12)
[2]分布式电源对配网继电保护影响及综合改进保护方案[J]. 谢民,王同文,徐靖东,邵庆祝,于洋,张炜. 电力系统保护与控制. 2019(19)
[3]智能分布式配电保护及自愈控制[J]. 赵希才. 供用电. 2019(09)
[4]配电网广域保护信息流建模与通信性能分析[J]. 李艳,张安龙,郑曦. 电力科学与技术学报. 2019(02)
[5]面向闭环运行配电网的广域保护控制方案[J]. 黄昱翰,蔡泽祥,潘天亮,陈炯聪. 电力科学与技术学报. 2019(02)
[6]有源配电网分布式故障自愈方案与实现[J]. 吴悦华,高厚磊,徐彬,康耕强,武志刚,王宁. 电力系统自动化. 2019(09)
[7]分布式电源接入配电网的继电保护研究[J]. 宋健,许喆,翟爽,徐永健,王丹. 山东电力技术. 2018(10)
[8]适应逆变型分布式电源接入的配电网保护方法[J]. 潘本仁,贾科,杨哲,宿昌,桂小智,万勇. 南方电网技术. 2018(10)
[9]含逆变型分布式电源的配电网正序综合阻抗纵联保护[J]. 雷霖,唐成达,青禹成,张鹏,赖真良,赵永鑫. 电力系统保护与控制. 2018(18)
[10]适应分布式电源接入的配电网过流保护整定策略[J]. 叶斌,王祺,代磊,王绪利,谢宁,候四维. 智慧电力. 2018(06)
本文编号：3486749
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