[发明专利]配电网电流保护系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，特别是涉及到配电网电流保护技术。

背景技术

中国城乡大多数的配电系统仍然以放射状链式结构为主，这种结构的网络有许多优点，比如接线可靠、保护整定容易、扩容简单等。然而随着智能电网建设步伐的不断推进，新能源大量馈入，分布式电源(Distributed Generator，DG)和微网的接入，网络重构与自调节技术日新月益，我国配电网结构日益复杂，运行方式也更加灵活多变。

在这种新的形势下，传统的配电网继电保护已经难以适应如此复杂的电网结构和多变的运行方式，其配合原则和整定工作也变得更加复杂和困难，主要体现在以下几个方面。

1)配电网重构与自调节技术的实施，使得复杂配电网相对于传统配电网运行方式更加多变，也存在多分段多联络、环形接线等拓扑形式，这使得传统配网中常用的三段式电流保护难以明确保护范围，保护间相互配合也更加复杂，同时还会造成后备保护延时过长等问题。

2)分布式电源接入配电网之后，使配电网的潮流分布和短路水平发生了较大变化。分布式电源的不同运行状态可能导致上级线路的潮流方向改变，引起上级线路保护的误动作；分布式电源的引入改变了分布式电源附近节点的短路水平，在故障发生时由于分布式电源的助增或分流作用，流过保护装置的故障电流可能增大或减小，它将改变保护的保护范围和灵敏度，使保护有可能失去选择性，也给各线路继电保护的上下级配合带来问题。

现有技术中，对配电网继电保护的相关解决方案包括：基于时间级差的配电网多级保护配合、基于单侧信息的配电网多级保护配合以及二者结合的方式。前一种配合方式在主干线故障时需要较长时间切除故障，可能影响系统供电安全；后者容易出现越级跳闸的现象。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的旨在克服现有技术中配电网保护方案后备保护延时较长、停电范围大、保护误动和拒动的问题，提出一种配电网电流保护系统及方法，减少了故障停电范围且确保分布式电源持续供电。

为了实现此目的，本发明采取的技术方案为如下：

一种配电网电流保护系统，所述系统包括依次连接的故障数据采集模块、本地保护模块、邻域信息交互模块和故障识别模块，其中，

故障数据采集模块用于在故障后采集馈线上保护安装处和负荷开关的故障电流信息，将采集的信息发送至本地保护模块；

本地保护模块用于根据故障电流信息判定本地过电流保护是否动作，并将保护动作信息、负荷开关的故障电流信息发送至邻域信息交互模块；

邻域信息交互模块用于采集上下级保护、背侧保护的保护动作信息和断路器动作信息，并将负荷开关故障电流信息转化为III段过电流保护动作信息；

故障识别模块用于将邻域信息交互模块获取的信息组成保护动作判据，切除故障。

其中所述本地保护模块包括正向保护模块和反向保护模块，其中，

正向保护模块由出线开关、可实现级差配合的两个主干线开关组成的三级级差过电流保护构成；

反向保护模块由馈线末端的分布式电源上游开关、可实现级差配合的上游开关二级级差过电流保护构成。

出线开关和主干线开关的过电流保护与较近的用户开关延时为零秒的III段过电流保护自然形成二级级差过电流保护

且所述正向保护模块配置为：馈线末端保护作为第三级保护，配置延时为零秒的III段过电流保护，主干线中间的开关作为第二级保护，配置延时为第一延时的III段过电流保护，出线开关作为第一级保护，配置延时为第二延时的III段过电流保护及延时为第三延时的I段过电流保护。

而所述反向保护模块配置为：馈线首端的分布式电源上游开关作为第二级保护，配置延时为第四延时的III段过电流保护，馈线末端的分布式电源上游开关作为第一级保护，配置延时为第五延时的III段过电流保护及延时为第六延时的I段过电流保护。

所述故障识别模块组成的保护动作判据包括保护加速动作判据，所述保护加速动作判据为：

当S₁+S₂+S₃>0时动作，

当S₁+S₂+S₃＝0时不动作，

当S₁+S₂+S₃<0时闭锁，其中，

S₁、S₂、S₃表示判据一、二、三，