[发明专利]含分布式电源的配电网中的距离保护装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及含分布式电源的配电网中的距离保护装置和方法。

背景技术

在一般的配电网中都包含继电保护，主要反应电力系统故障和危及安全运行的异常工况，来保护电力系统及其元件(发电机、变压器、输电线路等)，使之免遭损害。继电保护的作用在于，当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。而距离保护作为继电保护的一种，广泛用于配电网当中。

作为一种新的能源供应方式，出现了所谓分布式能源。分布式能源是一种建在用户端的能源供应方式，可独立运行，也可并网运行，分布式能源包括太阳能、风能、储能电池等(下面称其为DG)。随着分布式能源的接入，势必对配网中的继电保护造成影响。即，在电网发生短路故障时，分布式能源有可能使输电线路的距离保护的灵敏性不能满足要求，造成距离保护的拒动。

图7是对配电网中目前应用的距离保护进行说明的图。距离保护的核心器件是阻抗继电器10。图5中，M、N、P分别是与配电网的馈线相连的母线，1是电网输入能源。11为用于测量母线M上的电压的变压器，Um为测量得到的电压，12为用于测量母线M与母线N间的馈线电流的电流传感器，Im为测量得到的电流。K为线路故障发生处。

如图7所示，将测得的电压Um和电流Im加到阻抗继电器10中，阻抗继电器10得到的是它们的比值即阻抗Z_M，即根据测得的电压Um和测得的电流Im，求出阻抗Z_M＝Um/Im，称之为阻抗继电器的测量阻抗Z_M，阻抗继电器的测量阻抗反应了故障点到保护安装处的阻抗，也就是反应了故障点的远近，即故障点到保护安装处的距离，所以把以阻抗继电器为核心构成的反应输电线路电气量变化的保护称作距离保护。距离保护在每一段馈线上都进行安装，即在馈线NP间也安装有同样的距离保护(图示省略)。

通常，距离保护分三段，I段保护和II段保护和III段保护的范围如图7所示。

在距离保护安装线路即馈线MN末端及相邻下一段线路即馈线NP的一部分发生故障时，距离保护的II段保护应该动作，以通过断路器(未图示)断开相应线路。

但是DG接入后，由于DG与线路并联，DG也向故障线路提供短路电流，因此会使测量电流变大、测量阻抗变小，会使距离II段保护的测量阻抗值变小，致使保护范围减小。即，DG接入影响了距离保护II段的测量阻抗值Z_M，当发生故障时，上游线路的II段保护会产生拒动，使距离保护的灵敏性不能满足要求。

针对这一问题，现有技术中也作了一些研究，并提出过一些方法。

在专利文献[1]中，主要是改进电流保护方法来保护含分布式电源的馈线。但是，在新能源接入问题上没有提到距离保护的改进方法。

在技术文献[2]中，分析了分布式电源对距离保护的影响，使距离保护灵敏度降低，当故障发生时，距离保护拒动。但是只分析了分布式电源对距离保护的影响但没有相应的解决方案。

在技术文献[3]中，提到了随着DG接入距离保护解决方案，但是每接入DG保护时均需修改保护的整定值。其存在的问题是，每接入一个DG就要重新整定并修改距离保护保护的定值，给定值整定工作带来麻烦。

专利文献[1][CN101515715A]

技术文献[2]分布式电源对变电站距离保护和重合闸的影响[电力系统保护与控制，第38卷第20期217-219]；

技术文献[3]距离保护在具有分布式电源配电网系统中的应用[电气应用2006年第25卷第12期56-60]

不过，根据公知技术，例如技术文献[2]“分布式电源对变电站距离保护和重合闸的影响”得出的分析结论，DG的接入对距离保护I段和III段没有影响，因此需要进行改进的是距离保护中的II段保护。

发明内容

本发明正是针对这些问题提出的，提供了一种含分布式电源的配电网中的距离保护装置和方法，考虑到分布式能源接入对配网中距离保护的影响，使距离保护、特别是其中的II段保护不受DG的影响，能正确动作。

本发明的一个方面，提供一种含分布式电源的配电网中的距离保护装置，配置在配电网的母线之间的馈线上，对所述馈线以及作为与所述馈线相邻的下一级馈线实施第1段距离保护和范围比所述第1段距离保护大的第2段距离保护，其中，