[发明专利]一种含分布式光伏电源配电网的电流保护方法

摘要

本发明提供一种含分布式光伏电源配电网的电流保护方法，包括光伏接入点上级线路配设纵联差动电流保护装置及系统电源侧配置I、II、III三段式自适应电流保护装置；配电网发生故障后，自适应电流保护装置首先判断故障类型为两相短路或三相短路并相应确定故障类型系数K_d；自适应电流保护装置判断两相或三相故障并保护装置背侧阻抗及背侧等效电源电动势；在线计算I、II、III三段保护动作整定值并作出相应保护动作以及各纵联差动电流保护装置分别判断故障方向并做出相应保护动作等步骤。本发明的保护方法不受系统运行方式影响，能确保各保护装置正确动作，工作可靠性高。

主权项

1.一种含分布式光伏电源配电网的电流保护方法，其特征在于，包括以下步骤：①在光伏电源接入点的上一级线路两端各设置1个纵联差动电流保护装置，在所述上一级线路以及所述上一级线路的再上一级线路的光伏侧加装断路器；在系统电源侧其余线路配置I、II、III三段式自适应电流保护装置；②配电网发生故障后，自适应电流保护装置首先判断故障类型为两相短路或三相短路并相应确定故障类型系数K_d；③自适应电流保护装置采用式(1)计算两相短路故障时的自适应电流保护装置背侧阻抗Z_s；采用式(2)实时计算三相短路故障时的自适应电流保护装置背侧阻抗Z_s：式中，为自适应电流保护装置安装处的负序故障电压；为自适应电流保护装置安装处的负序故障电流；式中，为自适应电流保护装置安装处的正序故障分量电压；为自适应电流保护装置安装处的正序故障分量电流；④自适应电流保护装置采用式(3)计算其背侧等效电源电动势式中，分别为自适应电流保护装置获取的故障期间保护装置处的故障相电压、故障相电流，为A相、B相或C相；⑤自适应电流保护装置在线计算I、II、III三段保护动作整定值并作出相应保护动作：自适应电流保护装置采用式(4)在线计算I段保护动作整定值I^I_Z：式中：K_k为可靠系数，取值1.1～1.3；K_d为步骤②中确定的故障类型系数；E_s为步骤④所得的保护背侧等效电源电动势；Z_s为步骤③所得的自适应电流保护装置背侧阻抗；Z_L为I段被保护线路阻抗；若流经自适应电流保护装置的故障电流大于计算出的I段保护动作整定值I^I_Z，则自适应电流保护装置的出口继电器瞬时发出跳闸信号给该自适应电流保护装置所辖的断路器，令其跳闸；自适应电流保护装置采用式(5)在线计算II段保护动作整定值I^II_Z：式中，为可靠系数，取值1.1～1.3；K_d为步骤②中确定的故障类型系数；E_s为步骤④所得的保护背侧等效电源电动势；Z_s为步骤③所得的自适应电流保护装置背侧阻抗；Z_L本为本段线路阻抗；Z_L下为保护下一级线路阻抗；若流经自适应电流保护装置的故障电流大于计算出的II段保护动作整定值I^II_Z，则自适应电流保护装置的出口继电器在故障后延时0.5s动作，发出跳闸信号给该自适应电流保护装置所辖的断路器，令其跳闸；自适应电流保护装置采用式(6)在线计算III段保护动作整定值式中，为可靠系数，取值1.1～1.3；K_ss为自启动系数，取值1.2～1.3；K_re为返回系数，取值0.85；I_load为流经自适应电流保护装置的实时负荷电流；若流经自适应电流保护装置的故障电流大于计算出的自适应电流III段保护动作整定值则自适应电流保护装置的出口继电器在故障后相比于下一级自适应III段延时0.5秒动作，发出跳闸信号给该自适应电流保护装置所辖的断路器，令其跳闸；若下一级没有配置自适应III段，则自适应电流保护装置出口继电器在故障后延时1秒动作，发出跳闸信号给该自适应电流保护装置所辖的断路器，令其跳闸；⑥光伏接入点的上一级线路两端配设的纵联差动电流保护装置分别判断故障方向并通信交换判断结果；若2个纵联差动电流保护装置同时判断故障为正方向故障，执行步骤⑦；若2个纵联差动电流保护装置中位于系统电源侧的纵联差动电流保护装置判断结果为反方向故障，执行步骤⑧；若2个纵联差动电流保护装置中位于光伏电源侧的纵联差动电流保护装置判断故障为反方向故障，则执行步骤⑨；⑦2个纵联差动电流保护装置无延时控制设于光伏接入点的上一级线路两侧的断路器跳闸，隔离故障；⑧2个纵联差动电流保护装置判断故障位于光伏接入点的上一级线路的上游线路，2个纵联方向保护装置闭锁光伏接入点的上一级线路两侧断路器，同时光伏接入点的上一级线路的上游线路的系统电源侧相应的自适应电流保护装置控制跳开其所辖的靠近光伏侧的断路器，切断光伏电源电流；⑨2个纵联差动电流保护装置闭锁光伏接入点的上一级线路两侧断路器，光伏接入点的上一级线路的再上一级线路中的自适应电流保护装置控制其所辖的靠近光伏侧的断路器不跳闸；所述的步骤②中，自适应电流保护装置判断故障类型及确定故障类型系数K_d的方法为：自适应电流保护装置采集故障后的系统侧A相电流和C相电流并按以下规则进行判断：若则判定BC两相短路；若则判定AB两相短路；若则判定AC两相短路；若前三式均不满足，则判定三相故障；其中K₁取值0.5；若判定为两相故障，则故障类型系数K_d取值若判定为三相故障，则故障类型系数K_d取值1；所述的步骤③中，式(1)中的负序故障电压和负序故障电流以及式(2)中的正序故障分量电压和正序故障分量电流来自：自适应电流保护装置获取故障发生后的工频故障电压分量△u和工频故障电流分量△i；其中，工频故障电压分量△u由测得的自适应电流保护装置安装处的电压u_m减去故障前状态下的电压u^[0]而得；工频故障电流分量△i由测得的自适应电流保护装置安装处的电流i_m减去故障前状态下的电流i^[0]而得。