本發(fā)明涉及一種環(huán)網(wǎng)柜保護(hù)方法及系統(tǒng)，具體涉及一種配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)柜保護(hù)方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：在配電網(wǎng)中環(huán)網(wǎng)柜構(gòu)成的電纜環(huán)網(wǎng)接線方式靈活，由于環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)出線保護(hù)短路電流接近，即使采用微機(jī)保護(hù)選擇性也很差，往往會(huì)發(fā)生越級跳閘而擴(kuò)大故障影響范圍。尤其是級聯(lián)開關(guān)站的線路發(fā)生故障時(shí)，由于配電網(wǎng)供電半徑較短、導(dǎo)線截面較大以及保護(hù)TA的精度原因，級聯(lián)開關(guān)站內(nèi)保護(hù)感受的短路電流差別不大，無法根據(jù)短路電流差異實(shí)現(xiàn)選擇性。此外分布式電源(Distributedgeneration-DG)的接入使得配電網(wǎng)由傳統(tǒng)的輻射狀變?yōu)榄h(huán)網(wǎng)運(yùn)行，則環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)部電流方向更為復(fù)雜。出現(xiàn)以環(huán)網(wǎng)柜作為分段的配電網(wǎng)供電線路不能準(zhǔn)確定位故障位置、選擇性較差等問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)柜保護(hù)方法及系統(tǒng)，本發(fā)明對不同保護(hù)采取不同的保護(hù)配置方式并利用保護(hù)啟動(dòng)信息形成邏輯判據(jù)加速后備保護(hù)動(dòng)作，有效縮小停電范圍。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：一種配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)柜保護(hù)方法，所述方法包括如下步驟：(1)采集環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)保護(hù)安裝處的測量電流及電流方向；(2)根據(jù)環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)保護(hù)位置的不同采取不同的保護(hù)配置方案，形成保護(hù)啟動(dòng)信息和動(dòng)作信息；(3)根據(jù)所述保護(hù)啟動(dòng)信息和動(dòng)作信息形成邏輯判據(jù)進(jìn)行故障定位并判定失靈斷路器；(4)根據(jù)故障定位結(jié)果及斷路器失靈信息加速保護(hù)動(dòng)作，快速切除故障。優(yōu)選的，所述步驟(2)中，包括如下步驟：步驟2-1、環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)線保護(hù)配置為無方向過電流保護(hù)III段，整定值為最大負(fù)荷電流，延時(shí)為0.5s；步驟2-2、環(huán)網(wǎng)柜出線保護(hù)配置為無方向過電流保護(hù)III段，整定值為最大負(fù)荷電流，出線保護(hù)接分布式電源時(shí)延時(shí)為0.5s，接用戶時(shí)延時(shí)為0s；步驟2-3、每個(gè)保護(hù)配置都有弱饋保護(hù)，當(dāng)電壓跌落到非正常電壓時(shí)環(huán)網(wǎng)柜保護(hù)啟動(dòng) 并根據(jù)步驟2-1和步驟2-2進(jìn)行延時(shí)動(dòng)作。優(yōu)選的，所述步驟(3)中，包括如下步驟：步驟3-1、規(guī)定進(jìn)線保護(hù)及分布式電源接入的出線保護(hù)電流方向?yàn)椋毫魅肽妇€為正，流出母線為負(fù)，規(guī)定接入用戶的出線保護(hù)方向?yàn)椋毫鞒瞿妇€為正；步驟3-2、所述故障定位判據(jù)如下：判據(jù)一：當(dāng)則有Sbus＝1；判據(jù)二：當(dāng)則有判據(jù)三：當(dāng)且I(t)連接至電源，則有判據(jù)四：當(dāng)若則有若則有斷路器失靈判據(jù)：當(dāng)則有Eu(k)失靈；當(dāng)則有Ed(j)失靈；當(dāng)則有I(i)失靈；式中：I表示進(jìn)線保護(hù)，下標(biāo)i，t表示進(jìn)線編號，I(i)＝1表示進(jìn)線i過電流保護(hù)啟動(dòng)且方向?yàn)檎?，I(i)＝-1表示進(jìn)線過電流保護(hù)啟動(dòng)且方向?yàn)樨?fù)；E表示出線保護(hù)，下標(biāo)d表示分布式電源，下標(biāo)u表示用戶，j，k為出線編號，Ed(j)＝1表示分布式電源j出線過電流保護(hù)啟動(dòng)且方向?yàn)檎?，Ed(j)＝-1表示分布式電源j出線過電流保護(hù)啟動(dòng)且方向?yàn)樨?fù)，S表示發(fā)生故障，其下標(biāo)表示故障位置，bus為母線，Sbus＝1表示環(huán)網(wǎng)柜母線發(fā)生故障；表示分布式電源出線j發(fā)生故障；表示進(jìn)線i發(fā)生故障，D表示級聯(lián)環(huán)網(wǎng)柜保護(hù)，表示出線保護(hù)i級聯(lián)的保護(hù),表示用戶k出線處斷路器，為0表示斷 路器閉合，為1表示斷路器打開；為分布式電源j出線處斷路器，為0表示斷路器閉合，為1表示斷路器打開；表示進(jìn)線處斷路器，為0表示斷路器閉合，為1表示斷路器打開。優(yōu)選的，所述步驟(4)中，包括如下步驟：步驟4-1、故障發(fā)生在母線時(shí)，即Sbus＝1，加速斷開環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)所有進(jìn)線保護(hù)及出線保護(hù)；步驟4-2、故障發(fā)生在某一進(jìn)線時(shí)，即加速斷開該進(jìn)線保護(hù)；步驟4-3、故障發(fā)生在分布式電源接入的出線時(shí)，即加速斷開該出線保護(hù)；步驟4-4、故障發(fā)生在另一環(huán)網(wǎng)柜，即閉鎖本環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)啟動(dòng)的所有保護(hù)；步驟4-5、用戶出線保護(hù)失靈，即Eu(k)失靈，加速斷開環(huán)網(wǎng)柜所有進(jìn)線保護(hù)及出線保護(hù)；步驟4-6、當(dāng)分布式電源出線保護(hù)接收到加速命令且斷路器失靈，即則加速斷開所有進(jìn)線保護(hù)及出線保護(hù)；步驟4-7、當(dāng)進(jìn)線保護(hù)接收到加速命令且斷路器失靈，即加速斷開所有進(jìn)線保護(hù)、出線保護(hù)以及級聯(lián)環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)與之相連進(jìn)線保護(hù)。優(yōu)選的，一種配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)柜保護(hù)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：依次相連的故障數(shù)據(jù)采集模塊、過電流保護(hù)模塊、多分支節(jié)點(diǎn)后備保護(hù)模塊和故障切除模塊。優(yōu)選的，所述故障數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)保護(hù)安裝處的測量電流及電流方向，并發(fā)送至所述過電流保護(hù)模塊；所述過電流保護(hù)模塊，用于根據(jù)環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)保護(hù)位置的不同采取不同的保護(hù)配置方案，形成保護(hù)啟動(dòng)信息和動(dòng)作信息，并發(fā)送至所述多分支節(jié)點(diǎn)后備保護(hù)模塊；所述多分支節(jié)點(diǎn)后備保護(hù)模塊，用于根據(jù)所述保護(hù)啟動(dòng)信息和動(dòng)作信息形成邏輯判據(jù)進(jìn)行故障定位并判定失靈斷路器，并將故障定位結(jié)果及斷路器失靈信息發(fā)送至所述故障切除模塊；所述故障切除模塊，用于根據(jù)故障定位結(jié)果及斷路器失靈信息加速保護(hù)動(dòng)作，快速切除故障。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提出環(huán)網(wǎng)柜保護(hù)配置方式以及多分支節(jié)點(diǎn)保護(hù)判據(jù)，利用環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)出線保護(hù)的啟動(dòng)信息及斷路器動(dòng)作信息形成邏輯判據(jù)，對故障準(zhǔn)確定位，加速保護(hù)動(dòng)作。解決了現(xiàn)有環(huán)網(wǎng)柜保護(hù)方案上下級配合關(guān)系難以滿足，故障停電范圍嚴(yán)重?cái)U(kuò)大、難以適應(yīng)分布式電源接入的問題。附圖說明圖1是本發(fā)明提供的一種配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)柜保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖2是本發(fā)明提供的一種配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)柜保護(hù)方法流程圖圖3是本發(fā)明提供的接有DG的配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)柜結(jié)構(gòu)圖圖4是本發(fā)明提供的接有DG配電系統(tǒng)測試圖具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示為一種配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)柜保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。該系統(tǒng)包括：依次相連的依次相連的故障數(shù)據(jù)采集模塊、過電流保護(hù)模塊、多分支節(jié)點(diǎn)后備保護(hù)模塊和故障切除模塊，所述故障數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)保護(hù)安裝處的測量電流及電流方向，并發(fā)送至所述過電流保護(hù)模塊；所述過電流保護(hù)模塊，用于根據(jù)環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)保護(hù)位置的不同采取不同的保護(hù)配置方案，形成保護(hù)啟動(dòng)信息和動(dòng)作信息，并發(fā)送至所述多分支節(jié)點(diǎn)后備保護(hù)模塊；所述多分支節(jié)點(diǎn)后備保護(hù)模塊，用于根據(jù)所述保護(hù)啟動(dòng)信息和動(dòng)作信息形成邏輯判據(jù)進(jìn)行故障定位并判定失靈斷路器，并將故障定位結(jié)果及斷路器失靈信息發(fā)送至所述故障切除模塊；所述故障切除模塊，用于根據(jù)故障定位結(jié)果及斷路器失靈信息加速保護(hù)動(dòng)作，快速切除故障。如圖2所示為一種配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)柜保護(hù)方法流程圖，該方法包括：步驟1、采集環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)保護(hù)安裝處的測量電流及電流方向；步驟2、根據(jù)環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)保護(hù)位置的不同采取不同的保護(hù)配置方案，形成保護(hù)啟動(dòng)信息和動(dòng)作信息；步驟3、根據(jù)所述保護(hù)啟動(dòng)信息和動(dòng)作信息形成邏輯判據(jù)進(jìn)行故障定位并判定失靈斷路器；步驟4、根據(jù)故障定位結(jié)果及斷路器失靈信息加速保護(hù)動(dòng)作，快速切除故障。環(huán)網(wǎng)柜結(jié)構(gòu)使得系統(tǒng)中含有大量母線節(jié)點(diǎn)，這些母線存在很多分支，而根據(jù)分支線 上有沒有接DG的不同情況，又可以將分支分為有源分支和無源分支。本發(fā)明從配電網(wǎng)更普遍的實(shí)際情況出發(fā)，重點(diǎn)針對有源多分支節(jié)點(diǎn)，研究其故障方向的實(shí)用化保護(hù)判據(jù)，無源分支可作為有源分支的特例進(jìn)行考慮。由于環(huán)網(wǎng)柜的出進(jìn)線均可接入分布式電源，如圖3所示，DG接入后的不同環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，示例對開關(guān)柜多級級聯(lián)、分段母線等結(jié)構(gòu)具有可拓展性。首先規(guī)定進(jìn)線開關(guān)電流流進(jìn)母線為正、流出母線為負(fù)，在各個(gè)進(jìn)線斷路器處配置過電流保護(hù)的Ⅲ段延時(shí)為0.5s，并用功率方向元件檢測其功率方向。出線接負(fù)荷時(shí)用戶開關(guān)感受到的故障電流只可能流出母線，因此用戶開關(guān)處采用無方向的過電流保護(hù)Ⅲ段，延時(shí)為0s。需要說明，出線開關(guān)接分布式電源時(shí)感受到的故障電流特性與進(jìn)線開關(guān)完全相同，因此可以按進(jìn)線的保護(hù)方式對分布式電源接入的出線開關(guān)配置，但由于DG節(jié)點(diǎn)接有升壓變壓器，其故障電流較系統(tǒng)側(cè)小很多等效為弱饋系統(tǒng)，Ⅲ段保護(hù)整定值需要按分布式電源短路水平整定，且由于部分DG不能提供持續(xù)的短路電流，需配有第一節(jié)所述的弱饋保護(hù)。上述保護(hù)配置方式下的故障處理過程：環(huán)網(wǎng)柜A的負(fù)荷側(cè)發(fā)生F1故障時(shí)由用戶開關(guān)A13無延時(shí)切除，進(jìn)線開關(guān)作為后備保護(hù)。當(dāng)A13失靈時(shí)進(jìn)線開關(guān)A01、A02、延時(shí)0.2s切除故障，但此時(shí)級聯(lián)環(huán)網(wǎng)柜B的進(jìn)線開關(guān)感受到故障電流也在0.2s后動(dòng)作。對于F2發(fā)生故障時(shí)也會(huì)導(dǎo)致環(huán)網(wǎng)柜所有進(jìn)線開關(guān)跳閘，可見上述保護(hù)配置模式在電源側(cè)故障和進(jìn)線開關(guān)作為出線開關(guān)的備用時(shí)出線越級跳閘的問題，停電范圍擴(kuò)大。為解決上述問題本節(jié)提出多分支節(jié)點(diǎn)后備保護(hù)判據(jù)，環(huán)網(wǎng)柜智能終端利用本端以及級聯(lián)環(huán)網(wǎng)柜保護(hù)啟動(dòng)及動(dòng)作信息構(gòu)成判據(jù)，準(zhǔn)確定位故障位置加速保護(hù)動(dòng)作。判據(jù)如下：判據(jù)一：當(dāng)則有Sbus＝1；判據(jù)二：當(dāng)則有判據(jù)三：當(dāng)且I(t)連接至電源，則有判據(jù)四：當(dāng)若則有若則有斷路器失靈判據(jù)：當(dāng)則有Eu(k)失靈；當(dāng)則有Ed(j)失靈；當(dāng)則有I(i)失靈。上述式中：I表示進(jìn)線保護(hù)，下標(biāo)i，t表示進(jìn)線編號，I(i)＝1表示進(jìn)線i過電流保護(hù)啟動(dòng)且方向?yàn)檎?，I(i)＝-1表示進(jìn)線過電流保護(hù)啟動(dòng)且方向?yàn)樨?fù)；E表示出線保護(hù)，下標(biāo)d表示分布式電源，下標(biāo)u表示用戶，j，k為出線編號，Ed(j)＝1表示分布式電源j出線過電流保護(hù)啟動(dòng)且方向?yàn)檎珽d(j)＝-1表示分布式電源j出線過電流保護(hù)啟動(dòng)且方向?yàn)樨?fù)，S表示發(fā)生故障，其下標(biāo)表示故障位置，bus為母線，Sbus＝1表示環(huán)網(wǎng)柜母線發(fā)生故障；表示分布式電源出線j發(fā)生故障；表示進(jìn)線i發(fā)生故障，D表示級聯(lián)環(huán)網(wǎng)柜保護(hù)，表示出線保護(hù)i級聯(lián)的保護(hù),表示用戶k出線處斷路器，為0表示斷路器閉合，為1表示斷路器打開；為分布式電源j出線處斷路器，為0表示斷路器閉合，為1表示斷路器打開；表示進(jìn)線處斷路器，為0表示斷路器閉合，為1表示斷路器打開。故障發(fā)生后根據(jù)故障定位結(jié)果及斷路器失靈向保護(hù)下達(dá)命令，加速切除故障，具體操作如下：(1)故障發(fā)生在母線時(shí)，即Sbus＝1，加速斷開環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)所有進(jìn)線保護(hù)及出線保護(hù)；(2)故障發(fā)生在某一進(jìn)線時(shí)，即加速斷開該進(jìn)線保護(hù)；(3)故障發(fā)生在分布式電源接入的出線時(shí)，即加速斷開該出線保護(hù)；(4)故障發(fā)生在另一環(huán)網(wǎng)柜，即閉鎖本環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)啟動(dòng)的所有保護(hù)；(5)用戶出線保護(hù)失靈，即Eu(k)失靈，加速斷開環(huán)網(wǎng)柜所有進(jìn)線保護(hù)及出線保護(hù)；(6)當(dāng)分布式電源出線保護(hù)接收到加速命令且斷路器失靈，即則加速斷開所有進(jìn)線保護(hù)及出線保護(hù)；(7)當(dāng)進(jìn)線保護(hù)接收到加速命令且斷路器失靈，即加速斷開所 有進(jìn)線保護(hù)、出線保護(hù)以及級聯(lián)環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)與之相連進(jìn)線保護(hù)。根據(jù)上述判據(jù)分析圖3的故障處理過程：當(dāng)故障發(fā)生在F1且A13失靈時(shí)滿足判據(jù)一，則加速斷開環(huán)網(wǎng)柜A中所有進(jìn)線保護(hù)及DG保護(hù)，則環(huán)網(wǎng)柜B的進(jìn)線開關(guān)過電流保護(hù)在未動(dòng)作前返回。當(dāng)故障發(fā)生在F2時(shí)，環(huán)網(wǎng)柜A的智能終端檢測到A01、A02、A11保護(hù)啟動(dòng)，A01方向?yàn)樨?fù)、其余保護(hù)方向?yàn)檎?，且A01直接連接至系統(tǒng)，滿足判據(jù)四第一條，智能終端下達(dá)命令加速短路A01。環(huán)網(wǎng)柜B智能終端檢測到B01、B02保護(hù)啟動(dòng)，B01方向?yàn)樨?fù)、B02方向?yàn)檎?，同時(shí)與B01相連的保護(hù)A02方向?yàn)檎齽t滿足判據(jù)四的閉鎖條件，則閉鎖環(huán)網(wǎng)柜B的進(jìn)線保護(hù)，避免了越級跳閘。F3故障時(shí)，環(huán)網(wǎng)柜A內(nèi)A01、A02、A11保護(hù)啟動(dòng)，A02方向?yàn)樨?fù)、其余保護(hù)方向?yàn)檎?，且與A02級聯(lián)的開關(guān)B01方向?yàn)樨?fù)滿足判據(jù)四第二條動(dòng)作判據(jù)，則加速斷開A02，環(huán)網(wǎng)柜B的故障處理過程與A類似，不再詳述。F4故障時(shí)，環(huán)網(wǎng)柜A內(nèi)A01、A02、A11保護(hù)啟動(dòng)，方向均為正，滿足判據(jù)二，加速斷開A01、A02、A11。若此時(shí)A02斷路器失靈根據(jù)判據(jù)五，斷開環(huán)網(wǎng)柜A所有電源側(cè)開關(guān)以及與相連的B01。為驗(yàn)證本發(fā)明的實(shí)用性，采用仿真軟件PSCAD/EMTDC搭建測試系統(tǒng)，如圖3所示。系統(tǒng)額定電壓為10.5kV，電源ES1接于母線A，電源ES2接于母線G，分布式電源DG1接于母線C，分布式電源DG2接于母線D，分布式電源DG3接于母線E，分布式電源DG4接于母線F。具體參數(shù)如表1所示。在線路AFG發(fā)生故障的保護(hù)動(dòng)作信息如表2所示。表1測試系統(tǒng)配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)線路編號線路類型R(Ω/km)X(Ω/km)長度(km)A-B架空線路0.2700.3478B-C架空線路0.2700.3477B1支路電纜線路0.2590.0934A-D架空線路0.2590.0938D-E架空線路0.2590.0938D1支路架空線路0.2700.3474A-F電纜線路0.2590.0936F-G電纜線路0.2590.0936表2測試系統(tǒng)保護(hù)動(dòng)作信息本發(fā)明利用多分支節(jié)點(diǎn)保護(hù)判據(jù)改善了環(huán)網(wǎng)柜結(jié)構(gòu)尤其級聯(lián)環(huán)網(wǎng)柜越級跳閘、擴(kuò)大停電范圍的問題，滿足環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)保護(hù)上下級配合要求并加速后備保護(hù)動(dòng)作，僅采用環(huán)網(wǎng)柜開關(guān)邏輯量信息、無數(shù)據(jù)同步問題，計(jì)算速度快，很好的解決了配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)柜的保護(hù)配合問題。最后應(yīng)當(dāng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。當(dāng)前第1頁1 2 3