[发明专利]一种基于限流级差配合的配电网继电保护系统

说明书

本发明公开了一种基于限流级差配合的配电网继电保护系统，其原理是在变电站出线断路器和联络开关配置限流保护装置，发生相间短路故障时，出线断路器限流保护装置迅速限流并与配置于馈线分段开关的保护装置实现多级级差继电保护配合；若为瞬时性故障，限流保护装置和馈线分段开关的一次重合闸功能可以重合闸恢复供电；若为永久性故障，联络开关配置限流保护装置可以在限流条件下实现故障区域的隔离和健全区域恢复供电，相比于配电自动化技术，继电保护又具有动作更加迅速、运行更加可靠的优点，本发明不仅适用于架空配电网，而且也适用于电缆配电网。

技术领域

本发明属于配电网继电保护技术领域，具体涉及一种基于一次设备与二次设备配合的城市配电网高选择性继电保护系统。

背景技术

目前，针对供电半径短的城市配电网继电保护已取得了许多成果，以下做详细介绍：

1.传统的分段式过流保护。

电流增大是电力系统中发生短路故障的基本特征，利用此特征实现的保护也是最早得到应用的继电保护原理。电流保护属于阶段式或具有阶梯动作特征的多段式保护，其选择性依靠上、下级保护的整定值和动作时间的配合来保证，其保护段数根据整定配合的需要而定，但一般至少有三段。由于城市配电网供电半径较短，沿线短路电流相差不大，因而难以采用传统的分段式过流保护配合实现满意的选择性。

2.利用级差配合的配电网继电保护。

多级级差保护配合是指：通过对变电站10kV出线断路器和10kV馈线开关过流保护设置不同的动作延时时间来实现保护配合。为了给多级级差保护配合提供条件，变压器出线断路器可不装设瞬时电流速断保护，以达到在整条馈线上进行多级级差保护配合的目的，其应用能够实现次分支用户故障不影响分支、分支故障不影响主干线。其缺点是变电站出线断路器不能采用瞬时电流速断保护，而需采用延时速断电流保护，且主干线故障时不具备选择性。

3.基于高速可靠通信的智能分布式保护。

为了解决城市配电网继电保护配合问题，提出了一种自愈式分布智能馈线自动化系统，基于通用面向对象变电站事件(GOOSE)通信，通过相邻智能终端间过流信息或方向过流信息的交互，实现了开环及闭环配电线路快速故障定位、故障隔离和恢复供电。该系统原理简单易行，但其缺点是对于闭环配电线路，须引入电压互感器(TV)计算功率方向，增加了一次设备的投资，另外功率方向元件易受TV断线影响，过流灵敏度易受配电网系统不同运行方式下故障电流大小的影响，因此采用方向过流原理非最佳选择。

基于EPON通信的智能配电网馈线差动保护装置运用以太无源光网络(EPON)来实现差动保护装置之间采样数据的传输，配以抗延时抖动及IEEE 1588同步算法提高保护动作精度，实现多端线路差动保护。缺点是若对配电网硬件设施进行相应改造，需建设高速可靠通信网络，不仅建设费用高，维护工作量也大，将带来较高成本。

4.集中智能配电自动化技术。

配电自动化系统可以实时采集包括故障信息在内的配电网运行信息，并依据集中智能进行故障定位、隔离和健全区域供电恢复。集中智能配电自动化技术在收集由配电自动化终端设备上报的故障信息的基础上，采用故障定位规则进行故障定位和隔离，然后进行网络重构，最大限度地恢复健全区域供电，但是也需要建设通信网络，并且因要使用遥控功能，而必须满足信息安全防护相关规定，建设和维护都比较麻烦。

以往针对供电半径短的城市配电网继电保护方案都有一定的缺陷：传统的分段式过流保护配合难以实现满意的选择性；在利用级差配合的配电网继电保护方案中，变电站出线断路器不能采用瞬时电流速断保护，而需采用延时速断电流保护，使得主干线故障时不具备选择性；基于高速可靠通信的智能分布式保护策略，需要建设高速可靠通信网络，不仅建设费用高，维护工作量也大；集中智能配电自动化技术也需要建设通信网络，其使用的遥控功能必须满足信息安全防护相关规定，建设和维护都比较麻烦。

发明内容