配电网电流保护系统及方法
配电网电流保护系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电力系统继电保护技术领域，特别是设及到配电网电流保护技术。
【背景技术】
[0002] 中国城乡大多数的配电系统仍然W放射状链式结构为主，该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，分布式电源值istributedGenerator,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。
[0003] 在该种新的形势下，传统的配电网继电保护已经难W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W下几个方 面。
[0004] 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，该使得传统配网中常用的=段式电 流保护难W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。
[0005] 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。
[0006] 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W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闽 的现象。
【发明内容】
[0007] 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。
[000引为了实现此目的，本发明采取的技术方案为如下：
[0009] 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，
[0010] 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；
[0011] 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；
[0012] 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；
[0013] 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。
[0014] 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，
[0015] 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=级级差过 电流保护构成；
[0016] 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。
[0017] 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
[0018] 且所述正向保护模块配置为；馈线末端保护作为第=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 S延时的I段过电流保护。
[0019] 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。
[0020] 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：
[0021]
[0022] 当Si+S2+S3〉0时动作，
[0023]当Si+S2+Ss=0时不动作，
[0024] 当Si+S2+S3<0时闭锁，其中，
[0025]Si、S2、S3表示判据一、二、S，
[0026]A表示过电流保护出口动作，
[0027] 上标III表示S段过电流保护，
[002引下标0表示所关注的保护，
[0029] 下标C表示对侧保护，
[0030] 下标D表示背侧保护，
[0031] 下标L表示下级保护，
[0032] 下标0B表示所关注保护的分支线路保护，
[0033] 下标LB表示下级线路的分支线路保护。
[0034] 所述故障识别模块组成的保护动作判据包括断路器失灵保护判据，所述断路器失 灵保护判据为：
[003引 芯=1)。(公恶=0) = !,下级线路的分支线路过电流保护出口动作，断路器不动 作时，加速跳开相邻断路器，
[0036] =i)n(邱=巧=1，下级线路过电流保护出口动作，断路器不动作时，加速跳 开相邻断路器，
[0037] 其中A表示过电流保护出口动作，
[003引B表不断路器出口动作，
[0039] 上标III表示S段过电流保护，
[0040] 下标L表示下级保护，
[0041] 下标LB表示下级线路的分支线路保护。
[0042] 一种配电网电流保护方法，所述方法包括步骤：
[0043] A、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；
[0044] B、根据故障电流信息判定本地过电流保护是否动作；
[0045] C、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；
[0046] D、将上下级保护、背侧保护的保护动作信息和断路器动作信息组成保护动作判 据，切除故障。
[0047] 在所述方法的步骤B中，根据故障电流信息判定本地过电流保护是否动作包括正 向保护和反向保护，其中，
[0048] 正向保护为；利用馈线末端保护作为第=级保护，配置延时为零秒的III段过电 流保护，利用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，利用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 S延时的I段过电流保护；
[0049] 反向保护为；利用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，利用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。
[0050] 在步骤D中组成保护动作判据包括组成保护加速动作判据，所述保护加速动作判 据为：
[0化1]
[0化2]
[0053]当Si+S2+S3〉0时动作，
[0054]当Si+S2+S3=0时不动作，
[0055]当Si+S2+S3<0时闭锁，其中，
[0化6] Si、Sg、S3表不判据一.、二.、三，
[0057]A表示过电流保护出口动作，
[0化引上标III表示S段过电流保护，
[0化9] 下标0表示所关注的保护，
[0060] 下标C表示对侧保护，
[0061] 下标D表示背侧保护，
[0062] 下标L表示下级保护，
[0063] 下标0B表示所关注保护的分支线路保护，
[0064] 下标LB表示下级线路的分支线路保护。
[00化]且步骤D中组成保护动作判据包括组成断路器失灵保护判据，所述断路器失灵保 护判据为：
[0066](端=l)n(视二巧二1，下级线路的分支线路过电流保护出口动作，断路器不动 作时，加速跳开相邻断路器，
[0067] (4" (邱=〇) = 1，下级线路过电流保护出口动作，断路器不动作时，加速跳 开相邻断路器，
[0068] 其中A表示过电流保护出口动作，
[0069] B表示断路器出口动作，
[0070] 上标III表示S段过电流保护，
[0071] 下标L表示下级保护，
[0072] 下标LB表示下级线路的分支线路保护。
[0073] 通过采用本发明的配电网电流保护系统及方法，能够解决分布式电源接入配电网 后保护拒动的问题，同时减少了故障所导致的停电范围且确保分布式电源持续供电。邻域 信息交互功能构成保护动作判据加速后备保护，防止故障状况恶化，保障系统安全可靠供 电。本发明的配电网电流保护系统及方法中保护动作判据利用冗余信息，具有一定的容错 性，确保可靠地切除故障。
【附图说明】
[0074] 图1是本发明【具体实施方式】中配电网电流保护系统的结构示意图。
[0075] 图2是本发明【具体实施方式】中一种典型配电网的电路图。
[0076] 图3是本发明实施方 式中发生不同典型故障时保护加速动作判据的判别结果。
【具体实施方式】
[0077] 下面结合附图，对本发明作详细说明。
[007引 W下公开详细的示范实施例。然而，此处公开的具体结构和功能细节仅仅是出于 描述示范实施例的目的。
[0079] 然而，应该理解，本发明不局限于公开的具体示范实施例，而是覆盖落入本公开范 围内的所有修改、等同物和替换物。在对全部附图的描述中，相同的附图标记表示相同的元 件。
[0080] 同时应该理解，如在此所用的术语"和/或"包括一个或多个相关的列出项的任意 和所有组合。另外应该理解，当部件或单元被称为"连接"或"禪接"到另一部件或单元时， 它可W直接连接或禪接到其他部件或单元，或者也可W存在中间部件或单元。此外，用来描 述部件或单元之间关系的其他词语应该按照相同的方式理解（例如，"之间"对"直接之间"、 "相邻"对"直接相邻"等）。
[0081] 首先，统一说明本专利中出线的符号的含义：
[0082] Si、S2、S3表示判据一、二、S，
[0083] A表示过电流保护出口动作，
[0084] B表示断路器出口动作，
[0085] 上标III表示S段过电流保护，
[0086] 下标0表示所关注的保护，
[0087] 下标C表示对侧保护，
[008引 下标D表示背侧保护，
[0089] 下标L表示下级保护，
[0090] 下标0B表示所关注保护的分支线路保护，
[0091] 下标LB表示下级线路的分支线路保护。
[0092] 图1为本发明【具体实施方式】中配电网电流保护系统的结构示意图。如图1所示， 所述配电网电流保护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，
[0093] 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；
[0094] 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；
[0095] 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；
[0096] 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。
[0097] 因此，本发明的配电网电流保护系统能够利用相邻保护的动作信息，W及断路器 的动作信息，对配电网系统构成更为完备的保护。
[009引图2为本发明【具体实施方式】中一种典型配电网的电路图。由于配电网馈线较短， 发生故障时各个位置的短路电流差异不大。例如，在AC馈线段内最大运行方式下发生两相 短路时出线开关处的电流速断保护会动作，而AC段下游发生两相短路时出线开关处的电 流速断保护不会动作，即AC段不适合配置多级配合的过电流保护。
[0099] 因此，在一个【具体实施方式】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=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 游开关两级级差过电流保护构成。
[0100] 具体而言，本地保护模块包括正向保护模块，由出线开关1、主干线开关3、4的正 向=级级差过电流保护构成。另外，本地保护模块包括反向保护模块，由保护6、保护7组成 的反向二级级差过电流保护构成。
[0101] 与此同时，用户开关均配有延时为零秒的III段过电流保护，出线开关W及主干 线开关的延时过电流保护自然与较近的用户开关形成了两级级差配合保护。图2中配置过 电流保护配合的馈线开关用矩形表示，而未配置电流保护配合的馈线开关采用圆圈表示。
[0102] 特别地，所述正向保护模块配置为；馈线末端保护作为第S级保护，配置延时为零 秒的HI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HI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=延时的I段过电流保护。
[0103] 另外，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。
[0104] W上第一延时至第六延时根据系统反应要求等因素来设定，例如在一个具体实施 方式中，所述第一延时为0. 2秒、第二延时为0. 4秒、第S延时为0. 2秒，第四延时为0. 2秒、 第五延时为0. 4秒和第六延时为0. 2秒。
[0105] 结合图2中的示例说明，当故障发生在F1处时，由保护8的无延时过电流保护切 除故障，保护8失灵时由出线开关1和保护7作为后备保护切除，同时保证CE段正常供电。 当故障发生在巧时，由保护1和保护7延时0. 2秒切除。故障发生在F3时，由保护3和6 延时0. 2秒切除，若保护3失灵将由保护1作为后备保护延时0. 4秒切除故障。
[0106] 由于配电线路较短难W实现多级保护配合，传统保护切除故障时需要切除大量负 荷。如故障发生在F3时，传统电流保护方案由开关3断开，此时C点W下的负荷全部被切 除。
[0107] 而本发明的配电网过电流保护系统中使用正向保护模块和反向保护模块配置，由 此实现方向过电流保护后，故障F3由保护3和保护6隔离，确保了节点EW下的负荷和分 布式电源DG2不被切除。因此，方向过电流保护不仅确保了分支开关与主干线开关的配合 关系，而且有效减小停电范围，达到快速可靠切除故障的目的。
[0108] 另一方面，分布式电源的接入会影响配电网故障电流的分布，根据外汲和助增原 理，线路故障时分布式电源DG节点上游的短路电流将会减小，分布式电源DG节点下游的短 路电流会增大。在不同故障位置和不同分布式电源DG运行方式下分布式电源对短路电流 的影响不同。
[0109] 由于光伏和风力等分布式电源DG的随机性和间歇性较大，根据某个运行方式计 算的整定值可能不能适应故障电流的变化，从而出现保护误动和拒动现象。除此之外，分布 式电源DG故障电流经过升压变压器后电流值变得很小，且部分分布式电源由于自身过流 保护装置并不能持续提供短路电流，难W根据分布式电源故障电流做出判断。因此，本发明 的配电网电流保护系统及方法提出了保护加速动作判据，根据上下级保护、背侧保护的保 护动作信息和断路器动作信息组成保护动作判据，确保有效可靠切除故障。
[0110] 具体地，基于本地信息的过电流保护方案为保证主干线开关与分支开关的配合关 系，故障发生在主干线时速动性不足，尤其当故障发生时需要由后备保护切除。例如，故障 点F2位置更靠近C时，保护1的延时速断保护不能动作，需要靠过电流保护在较长的时限 下切除，可能会影响站内变压器或母线安全，同样保护3失灵时也会出现该种情况。
[0111] 本发明的配电网电流保护系统及方法为快速切除故障，针对主干线上所有保护提 出了基于邻域信息交互的保护加速动作判据。首先在该些节点上配置方向过电流保护装 置，通过馈线终端设备（FeederTerminal化it,FTU)结合上下级保护、背侧保护的保护动 作信息和断路器动作信息，对区内故障进行定位，快速切除故障。
[0112] 具体而言，所述保护加速动作判据为：
[011 引
[0114] 当S1+S2+S3X)时动作，
[0115] 当Si+S2+S3= 0 时不动作，
[0116] 当Si+S2+S3<0 时闭锁。
[0117] 例如当保护1为所关注保护，而故障发生在巧时，保护1、7的过电流保护出口动 作，保护3、8的过电流保护出口不动作，因此有，聲二1，為"=〇，年，因此有 Si= 1，S3= 1，即S1+S2+S3X)，因此保护1加速动作切除故障。而只配置本地信息的过电流 保护时，需由保护1延时电流速断保护在0. 2s或过电流保护0. 4s后切除，因此本发明的保 护加速动作判据可弥补本地电流保护速动性不足的缺点。同时，充分利用相邻保护信息，形 成多个判据，互为冗余，即使采集到的信息有一部分错误或遗失部分信息也可W准确判断， 因此具有一定的容错性、可靠性较高。
[011引当故障发生在F4时，对于保护3,其下级线路保护出口动作，有Si+S2+S3<0,保护3 闭锁，从而避免了越级跳闽的情况发生。在图3中给出了本发明具体实施例中不同典型故 障位置下保护加速动作判据的判断结果。
[0119] 本发明中用于保护加速动作判据的广域信息都是开关量，并且广域信息的范围仅 限于相邻节点，因此信息传输量不大。按照现有通信条件，可W认为其动作时间小于带固定 延时的电流速断保护，只要整定值满足电流速动保护整定值并等到延时就动作，如果延时 期间故障电流消失则返回，因此不会影响本地电流保护的工作独立性。
[0120] 另外，故障识别模块组成的保护动作判据还包括断路器失灵保护判据，所述断路 器失灵保护判据为：
[0121]晋=：1)〇〇8芯=〇)=!，下级线路的分支线路过电流保护出口动作，断路器不动 作时，加速跳开相邻断路器，
[012引（击m (邱=巧=1，下级线路过 电流保护出口动作，断路器不动作时，加速跳 开相邻断路器。
[0123] 所述断路器失灵保护判据说明：若保护出口信息与断路器状态不一致，则认为该 断路器失灵，因此加速跳开与失灵断路器相邻的断路器，远后备保护得W及时返回，实现传 统断路器失灵保护的功能，并且加速故障切除。
[0124] 与本发明配电网电流保护系统相适应，本发明还【具体实施方式】中还公开了一种配 电网电流保护方法，所述方法包括步骤：
[01巧]A、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；
[01%]B、根据故障电流信息判定本地过电流保护是否动作；
[0127]C、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；
[0128] D、将上下级保护、背侧保护的保护动作信息和断路器动作信息组成保护动作判 据，切除故障。
[0129] 在【具体实施方式】的配电网电流保护方法步骤B中，根据故障电流信息判定本地过 电流保护是否动作包括正向保护和反向保护，其中，
[0130] 正向保护为；利用馈线末端保护作为第S级保护，配置延时为零秒的III段过电 流保护，利用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，利用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 S延时的I段过电流保护。
[0131] 反向保护为；利用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，利用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。
[0132] 另外，在【具体实施方式】的配电网电流保护方法步骤D中，组成保护动作判据包括 组成保护加速动作判据，所述保护加速动作判据为：
[0133]
[0134]当S1+S2+S3X)时动作，
[01巧]当S1+S2+S3=0时不动作，
[0136] 当Si+S2+S3<0时闭锁。
[0137] 另外，步骤D中组成保护动作判据包括组成断路器失灵保护判据，所述断路器失 灵保护判据为：
[013引 晋=1)。(这至=巧=1，下级线路的分支线路过电流保护出口动作，断路器不动 作时，加速跳开相邻断路器，
[0139] (4" (邱二巧=1，下级线路过电流保护出口动作，断路器不动作时，加速跳 开相邻断路器。
[0140] 因此，本发明所提出的配电网电流保护系统及其方法，主保护W双端电流量配置 级差电流保护，有效解决分布式电源接入配电网后保护拒动的问题，同时减少了故障停电 范围且确保分布式电源持续供电。邻域信息交互构成保护动作判据加速后备保护，防止故 障状况恶化，保障系统安全可靠供电。保护动作判据利用了冗余信息，具有一定容错性，确 保可靠切除故障。
[0141] 需要说明的是，上述实施方式仅为本发明较佳的实施方案，不能将其理解为对本 发明距离保护范围的限制，在未脱离本发明构思前提下，对本发明所做的任何微小变化与 修饰均属于本发明的距离保护范围。
【主权项】
1. 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ΠΙ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。2. 根据权利要求1中所述的配电网电流保护系统，其特征在于，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。3. 根据权利要求2中所述的配电网电流保护系统，其特征在于，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ΠΙ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。4. 根据权利要求2中所述的配电网电流保护系统，其特征在于，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ΠΙ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。5. 根据权利要求1中所述的配电网电流保护系统，其特征在于，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SfSfS3X)时动作， 当SASjS3= O时不动作， 当Si+vs/o时闭锁，其中， SpSp S3表示判据一、二、三， A表示过电流保护出口动作， 上标III表示三段过电流保护， 下标0表示所关注的保护， 下标C表示对侧保护， 下标D表示背侧保护， 下标L表示下级保护， 下标OB表示所关注保护的分支线路保护， 下标LB表示下级线路的分支线路保护。6. 根据权利要求1中所述的配电网电流保护系统，其特征在于，所述故障识别模块组 成的保护动作判据包括断路器失灵保护判据，所述断路器失灵保护判据为：,下级线路的分支线路过电流保护出口动作，断路器不动作 时，加速跳开相邻断路器，，下级线路过电流保护出口动作，断路器不动作时，加速跳开相 邻断路器， 其中A表示过电流保护出口动作， B表示断路器出口动作， 上标III表示三段过电流保护， 下标L表示下级保护， 下标LB表示下级线路的分支线路保护。7. -种配电网电流保护方法，所述方法包括步骤： A、 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； B、 根据故障电流信息判定本地过电流保护是否动作； C、 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； D、 将上下级保护、背侧保护的保护动作信息和断路器动作信息组成保护动作判据，切 除故障。8. 根据权利要求7中所述的配电网电流保护方法，其特征在于，所述方法的步骤B中， 根据故障电流信息判定本地过电流保护是否动作包括正向保护和反向保护，其中， 正向保护为：利用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，利用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，利 用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； 反向保护为：利用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，利用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。9. 根据权利要求7中所述的配电网电流保护方法，其特征在于，步骤D中组成保护动作 判据包括组成保护加速动作判据，所述保护加速动作判据为：当SfSfS3X)时动作， 当SASjS3= O时不动作， 当Si+vs/o时闭锁，其中， SpSp S3表示判据一、二、三， A表示过电流保护出口动作， 上标III表示三段过电流保护， 下标0表示所关注的保护， 下标C表示对侧保护， 下标D表示背侧保护， 下标L表示下级保护， 下标OB表示所关注保护的分支线路保护， 下标LB表示下级线路的分支线路保护。10.根据权利要求7中所述的配电网电流保护方法，其特征在于，步骤D中组成保护动 作判据包括组成断路器失灵保护判据，所述断路器失灵保护判据为：，下级线路的分支线路过电流保护出口动作，断路器不动作 时，加速跳开相邻断路器，，下级线路过电流保护出口动作，断路器不动作时，加速跳开相 邻断路器， 其中A表示过电流保护出口动作， B表示断路器出口动作， 上标III表示三段过电流保护， 下标L表示下级保护， 下标LB表示下级线路的分支线路保护。
【专利摘要】一种配电网电流保护系统及方法，所述系统包括故障数据采集模块、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；本地保护模块用于判定本地过电流保护是否动作；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。利用本发明的配电网电流保护系统及方法，能够解决分布式电源接入配电网后保护拒动的问题，同时减少了故障所导致的停电范围且确保分布式电源持续供电。
【IPC分类】H02H7/26
【公开号】CN104901292
【申请号】CN201510337303
【发明人】马静, 黄天意, 王桐, 孙吕祎
【申请人】华北电力大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月17日
【技术领域】
[0001] 本发明设及电力系统继电保护技术领域，特别是设及到配电网电流保护技术。
【背景技术】
[0002] 中国城乡大多数的配电系统仍然W放射状链式结构为主，该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，分布式电源值istributedGenerator,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。
[0003] 在该种新的形势下，传统的配电网继电保护已经难W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W下几个方 面。
[0004] 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，该使得传统配网中常用的=段式电 流保护难W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。
[0005] 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。
[0006] 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W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闽 的现象。
【发明内容】
[0007] 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。
[000引为了实现此目的，本发明采取的技术方案为如下：
[0009] 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，
[0010] 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；
[0011] 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；
[0012] 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；
[0013] 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。
[0014] 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，
[0015] 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=级级差过 电流保护构成；
[0016] 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。
[0017] 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
[0018] 且所述正向保护模块配置为；馈线末端保护作为第=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 S延时的I段过电流保护。
[0019] 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。
[0020] 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：
[0021]
[0022] 当Si+S2+S3〉0时动作，
[0023]当Si+S2+Ss=0时不动作，
[0024] 当Si+S2+S3<0时闭锁，其中，
[0025]Si、S2、S3表示判据一、二、S，
[0026]A表示过电流保护出口动作，
[0027] 上标III表示S段过电流保护，
[002引下标0表示所关注的保护，
[0029] 下标C表示对侧保护，
[0030] 下标D表示背侧保护，
[0031] 下标L表示下级保护，
[0032] 下标0B表示所关注保护的分支线路保护，
[0033] 下标LB表示下级线路的分支线路保护。
[0034] 所述故障识别模块组成的保护动作判据包括断路器失灵保护判据，所述断路器失 灵保护判据为：
[003引 芯=1)。(公恶=0) = !,下级线路的分支线路过电流保护出口动作，断路器不动 作时，加速跳开相邻断路器，
[0036] =i)n(邱=巧=1，下级线路过电流保护出口动作，断路器不动作时，加速跳 开相邻断路器，
[0037] 其中A表示过电流保护出口动作，
[003引B表不断路器出口动作，
[0039] 上标III表示S段过电流保护，
[0040] 下标L表示下级保护，
[0041] 下标LB表示下级线路的分支线路保护。
[0042] 一种配电网电流保护方法，所述方法包括步骤：
[0043] A、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；
[0044] B、根据故障电流信息判定本地过电流保护是否动作；
[0045] C、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；
[0046] D、将上下级保护、背侧保护的保护动作信息和断路器动作信息组成保护动作判 据，切除故障。
[0047] 在所述方法的步骤B中，根据故障电流信息判定本地过电流保护是否动作包括正 向保护和反向保护，其中，
[0048] 正向保护为；利用馈线末端保护作为第=级保护，配置延时为零秒的III段过电 流保护，利用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，利用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 S延时的I段过电流保护；
[0049] 反向保护为；利用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，利用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。
[0050] 在步骤D中组成保护动作判据包括组成保护加速动作判据，所述保护加速动作判 据为：
[0化1]
[0化2]
[0053]当Si+S2+S3〉0时动作，
[0054]当Si+S2+S3=0时不动作，
[0055]当Si+S2+S3<0时闭锁，其中，
[0化6] Si、Sg、S3表不判据一.、二.、三，
[0057]A表示过电流保护出口动作，
[0化引上标III表示S段过电流保护，
[0化9] 下标0表示所关注的保护，
[0060] 下标C表示对侧保护，
[0061] 下标D表示背侧保护，
[0062] 下标L表示下级保护，
[0063] 下标0B表示所关注保护的分支线路保护，
[0064] 下标LB表示下级线路的分支线路保护。
[00化]且步骤D中组成保护动作判据包括组成断路器失灵保护判据，所述断路器失灵保 护判据为：
[0066](端=l)n(视二巧二1，下级线路的分支线路过电流保护出口动作，断路器不动 作时，加速跳开相邻断路器，
[0067] (4" (邱=〇) = 1，下级线路过电流保护出口动作，断路器不动作时，加速跳 开相邻断路器，
[0068] 其中A表示过电流保护出口动作，
[0069] B表示断路器出口动作，
[0070] 上标III表示S段过电流保护，
[0071] 下标L表示下级保护，
[0072] 下标LB表示下级线路的分支线路保护。
[0073] 通过采用本发明的配电网电流保护系统及方法，能够解决分布式电源接入配电网 后保护拒动的问题，同时减少了故障所导致的停电范围且确保分布式电源持续供电。邻域 信息交互功能构成保护动作判据加速后备保护，防止故障状况恶化，保障系统安全可靠供 电。本发明的配电网电流保护系统及方法中保护动作判据利用冗余信息，具有一定的容错 性，确保可靠地切除故障。
【附图说明】
[0074] 图1是本发明【具体实施方式】中配电网电流保护系统的结构示意图。
[0075] 图2是本发明【具体实施方式】中一种典型配电网的电路图。
[0076] 图3是本发明实施方 式中发生不同典型故障时保护加速动作判据的判别结果。
【具体实施方式】
[0077] 下面结合附图，对本发明作详细说明。
[007引 W下公开详细的示范实施例。然而，此处公开的具体结构和功能细节仅仅是出于 描述示范实施例的目的。
[0079] 然而，应该理解，本发明不局限于公开的具体示范实施例，而是覆盖落入本公开范 围内的所有修改、等同物和替换物。在对全部附图的描述中，相同的附图标记表示相同的元 件。
[0080] 同时应该理解，如在此所用的术语"和/或"包括一个或多个相关的列出项的任意 和所有组合。另外应该理解，当部件或单元被称为"连接"或"禪接"到另一部件或单元时， 它可W直接连接或禪接到其他部件或单元，或者也可W存在中间部件或单元。此外，用来描 述部件或单元之间关系的其他词语应该按照相同的方式理解（例如，"之间"对"直接之间"、 "相邻"对"直接相邻"等）。
[0081] 首先，统一说明本专利中出线的符号的含义：
[0082] Si、S2、S3表示判据一、二、S，
[0083] A表示过电流保护出口动作，
[0084] B表示断路器出口动作，
[0085] 上标III表示S段过电流保护，
[0086] 下标0表示所关注的保护，
[0087] 下标C表示对侧保护，
[008引 下标D表示背侧保护，
[0089] 下标L表示下级保护，
[0090] 下标0B表示所关注保护的分支线路保护，
[0091] 下标LB表示下级线路的分支线路保护。
[0092] 图1为本发明【具体实施方式】中配电网电流保护系统的结构示意图。如图1所示， 所述配电网电流保护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，
[0093] 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；
[0094] 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；
[0095] 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；
[0096] 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。
[0097] 因此，本发明的配电网电流保护系统能够利用相邻保护的动作信息，W及断路器 的动作信息，对配电网系统构成更为完备的保护。
[009引图2为本发明【具体实施方式】中一种典型配电网的电路图。由于配电网馈线较短， 发生故障时各个位置的短路电流差异不大。例如，在AC馈线段内最大运行方式下发生两相 短路时出线开关处的电流速断保护会动作，而AC段下游发生两相短路时出线开关处的电 流速断保护不会动作，即AC段不适合配置多级配合的过电流保护。
[0099] 因此，在一个【具体实施方式】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=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 游开关两级级差过电流保护构成。
[0100] 具体而言，本地保护模块包括正向保护模块，由出线开关1、主干线开关3、4的正 向=级级差过电流保护构成。另外，本地保护模块包括反向保护模块，由保护6、保护7组成 的反向二级级差过电流保护构成。
[0101] 与此同时，用户开关均配有延时为零秒的III段过电流保护，出线开关W及主干 线开关的延时过电流保护自然与较近的用户开关形成了两级级差配合保护。图2中配置过 电流保护配合的馈线开关用矩形表示，而未配置电流保护配合的馈线开关采用圆圈表示。
[0102] 特别地，所述正向保护模块配置为；馈线末端保护作为第S级保护，配置延时为零 秒的HI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HI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=延时的I段过电流保护。
[0103] 另外，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。
[0104] W上第一延时至第六延时根据系统反应要求等因素来设定，例如在一个具体实施 方式中，所述第一延时为0. 2秒、第二延时为0. 4秒、第S延时为0. 2秒，第四延时为0. 2秒、 第五延时为0. 4秒和第六延时为0. 2秒。
[0105] 结合图2中的示例说明，当故障发生在F1处时，由保护8的无延时过电流保护切 除故障，保护8失灵时由出线开关1和保护7作为后备保护切除，同时保证CE段正常供电。 当故障发生在巧时，由保护1和保护7延时0. 2秒切除。故障发生在F3时，由保护3和6 延时0. 2秒切除，若保护3失灵将由保护1作为后备保护延时0. 4秒切除故障。
[0106] 由于配电线路较短难W实现多级保护配合，传统保护切除故障时需要切除大量负 荷。如故障发生在F3时，传统电流保护方案由开关3断开，此时C点W下的负荷全部被切 除。
[0107] 而本发明的配电网过电流保护系统中使用正向保护模块和反向保护模块配置，由 此实现方向过电流保护后，故障F3由保护3和保护6隔离，确保了节点EW下的负荷和分 布式电源DG2不被切除。因此，方向过电流保护不仅确保了分支开关与主干线开关的配合 关系，而且有效减小停电范围，达到快速可靠切除故障的目的。
[0108] 另一方面，分布式电源的接入会影响配电网故障电流的分布，根据外汲和助增原 理，线路故障时分布式电源DG节点上游的短路电流将会减小，分布式电源DG节点下游的短 路电流会增大。在不同故障位置和不同分布式电源DG运行方式下分布式电源对短路电流 的影响不同。
[0109] 由于光伏和风力等分布式电源DG的随机性和间歇性较大，根据某个运行方式计 算的整定值可能不能适应故障电流的变化，从而出现保护误动和拒动现象。除此之外，分布 式电源DG故障电流经过升压变压器后电流值变得很小，且部分分布式电源由于自身过流 保护装置并不能持续提供短路电流，难W根据分布式电源故障电流做出判断。因此，本发明 的配电网电流保护系统及方法提出了保护加速动作判据，根据上下级保护、背侧保护的保 护动作信息和断路器动作信息组成保护动作判据，确保有效可靠切除故障。
[0110] 具体地，基于本地信息的过电流保护方案为保证主干线开关与分支开关的配合关 系，故障发生在主干线时速动性不足，尤其当故障发生时需要由后备保护切除。例如，故障 点F2位置更靠近C时，保护1的延时速断保护不能动作，需要靠过电流保护在较长的时限 下切除，可能会影响站内变压器或母线安全，同样保护3失灵时也会出现该种情况。
[0111] 本发明的配电网电流保护系统及方法为快速切除故障，针对主干线上所有保护提 出了基于邻域信息交互的保护加速动作判据。首先在该些节点上配置方向过电流保护装 置，通过馈线终端设备（FeederTerminal化it,FTU)结合上下级保护、背侧保护的保护动 作信息和断路器动作信息，对区内故障进行定位，快速切除故障。
[0112] 具体而言，所述保护加速动作判据为：
[011 引
[0114] 当S1+S2+S3X)时动作，
[0115] 当Si+S2+S3= 0 时不动作，
[0116] 当Si+S2+S3<0 时闭锁。
[0117] 例如当保护1为所关注保护，而故障发生在巧时，保护1、7的过电流保护出口动 作，保护3、8的过电流保护出口不动作，因此有，聲二1，為"=〇，年，因此有 Si= 1，S3= 1，即S1+S2+S3X)，因此保护1加速动作切除故障。而只配置本地信息的过电流 保护时，需由保护1延时电流速断保护在0. 2s或过电流保护0. 4s后切除，因此本发明的保 护加速动作判据可弥补本地电流保护速动性不足的缺点。同时，充分利用相邻保护信息，形 成多个判据，互为冗余，即使采集到的信息有一部分错误或遗失部分信息也可W准确判断， 因此具有一定的容错性、可靠性较高。
[011引当故障发生在F4时，对于保护3,其下级线路保护出口动作，有Si+S2+S3<0,保护3 闭锁，从而避免了越级跳闽的情况发生。在图3中给出了本发明具体实施例中不同典型故 障位置下保护加速动作判据的判断结果。
[0119] 本发明中用于保护加速动作判据的广域信息都是开关量，并且广域信息的范围仅 限于相邻节点，因此信息传输量不大。按照现有通信条件，可W认为其动作时间小于带固定 延时的电流速断保护，只要整定值满足电流速动保护整定值并等到延时就动作，如果延时 期间故障电流消失则返回，因此不会影响本地电流保护的工作独立性。
[0120] 另外，故障识别模块组成的保护动作判据还包括断路器失灵保护判据，所述断路 器失灵保护判据为：
[0121]晋=：1)〇〇8芯=〇)=!，下级线路的分支线路过电流保护出口动作，断路器不动 作时，加速跳开相邻断路器，
[012引（击m (邱=巧=1，下级线路过 电流保护出口动作，断路器不动作时，加速跳 开相邻断路器。
[0123] 所述断路器失灵保护判据说明：若保护出口信息与断路器状态不一致，则认为该 断路器失灵，因此加速跳开与失灵断路器相邻的断路器，远后备保护得W及时返回，实现传 统断路器失灵保护的功能，并且加速故障切除。
[0124] 与本发明配电网电流保护系统相适应，本发明还【具体实施方式】中还公开了一种配 电网电流保护方法，所述方法包括步骤：
[01巧]A、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；
[01%]B、根据故障电流信息判定本地过电流保护是否动作；
[0127]C、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；
[0128] D、将上下级保护、背侧保护的保护动作信息和断路器动作信息组成保护动作判 据，切除故障。
[0129] 在【具体实施方式】的配电网电流保护方法步骤B中，根据故障电流信息判定本地过 电流保护是否动作包括正向保护和反向保护，其中，
[0130] 正向保护为；利用馈线末端保护作为第S级保护，配置延时为零秒的III段过电 流保护，利用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，利用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 S延时的I段过电流保护。
[0131] 反向保护为；利用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，利用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。
[0132] 另外，在【具体实施方式】的配电网电流保护方法步骤D中，组成保护动作判据包括 组成保护加速动作判据，所述保护加速动作判据为：
[0133]
[0134]当S1+S2+S3X)时动作，
[01巧]当S1+S2+S3=0时不动作，
[0136] 当Si+S2+S3<0时闭锁。
[0137] 另外，步骤D中组成保护动作判据包括组成断路器失灵保护判据，所述断路器失 灵保护判据为：
[013引 晋=1)。(这至=巧=1，下级线路的分支线路过电流保护出口动作，断路器不动 作时，加速跳开相邻断路器，
[0139] (4" (邱二巧=1，下级线路过电流保护出口动作，断路器不动作时，加速跳 开相邻断路器。
[0140] 因此，本发明所提出的配电网电流保护系统及其方法，主保护W双端电流量配置 级差电流保护，有效解决分布式电源接入配电网后保护拒动的问题，同时减少了故障停电 范围且确保分布式电源持续供电。邻域信息交互构成保护动作判据加速后备保护，防止故 障状况恶化，保障系统安全可靠供电。保护动作判据利用了冗余信息，具有一定容错性，确 保可靠切除故障。
[0141] 需要说明的是，上述实施方式仅为本发明较佳的实施方案，不能将其理解为对本 发明距离保护范围的限制，在未脱离本发明构思前提下，对本发明所做的任何微小变化与 修饰均属于本发明的距离保护范围。
【主权项】
1. 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ΠΙ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。2. 根据权利要求1中所述的配电网电流保护系统，其特征在于，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。3. 根据权利要求2中所述的配电网电流保护系统，其特征在于，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ΠΙ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。4. 根据权利要求2中所述的配电网电流保护系统，其特征在于，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ΠΙ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。5. 根据权利要求1中所述的配电网电流保护系统，其特征在于，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SfSfS3X)时动作， 当SASjS3= O时不动作， 当Si+vs/o时闭锁，其中， SpSp S3表示判据一、二、三， A表示过电流保护出口动作， 上标III表示三段过电流保护， 下标0表示所关注的保护， 下标C表示对侧保护， 下标D表示背侧保护， 下标L表示下级保护， 下标OB表示所关注保护的分支线路保护， 下标LB表示下级线路的分支线路保护。6. 根据权利要求1中所述的配电网电流保护系统，其特征在于，所述故障识别模块组 成的保护动作判据包括断路器失灵保护判据，所述断路器失灵保护判据为：,下级线路的分支线路过电流保护出口动作，断路器不动作 时，加速跳开相邻断路器，，下级线路过电流保护出口动作，断路器不动作时，加速跳开相 邻断路器， 其中A表示过电流保护出口动作， B表示断路器出口动作， 上标III表示三段过电流保护， 下标L表示下级保护， 下标LB表示下级线路的分支线路保护。7. -种配电网电流保护方法，所述方法包括步骤： A、 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； B、 根据故障电流信息判定本地过电流保护是否动作； C、 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； D、 将上下级保护、背侧保护的保护动作信息和断路器动作信息组成保护动作判据，切 除故障。8. 根据权利要求7中所述的配电网电流保护方法，其特征在于，所述方法的步骤B中， 根据故障电流信息判定本地过电流保护是否动作包括正向保护和反向保护，其中， 正向保护为：利用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，利用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，利 用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； 反向保护为：利用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，利用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。9. 根据权利要求7中所述的配电网电流保护方法，其特征在于，步骤D中组成保护动作 判据包括组成保护加速动作判据，所述保护加速动作判据为：当SfSfS3X)时动作， 当SASjS3= O时不动作， 当Si+vs/o时闭锁，其中， SpSp S3表示判据一、二、三， A表示过电流保护出口动作， 上标III表示三段过电流保护， 下标0表示所关注的保护， 下标C表示对侧保护， 下标D表示背侧保护， 下标L表示下级保护， 下标OB表示所关注保护的分支线路保护， 下标LB表示下级线路的分支线路保护。10.根据权利要求7中所述的配电网电流保护方法，其特征在于，步骤D中组成保护动 作判据包括组成断路器失灵保护判据，所述断路器失灵保护判据为：，下级线路的分支线路过电流保护出口动作，断路器不动作 时，加速跳开相邻断路器，，下级线路过电流保护出口动作，断路器不动作时，加速跳开相 邻断路器， 其中A表示过电流保护出口动作， B表示断路器出口动作， 上标III表示三段过电流保护， 下标L表示下级保护， 下标LB表示下级线路的分支线路保护。
【专利摘要】一种配电网电流保护系统及方法，所述系统包括故障数据采集模块、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；本地保护模块用于判定本地过电流保护是否动作；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。利用本发明的配电网电流保护系统及方法，能够解决分布式电源接入配电网后保护拒动的问题，同时减少了故障所导致的停电范围且确保分布式电源持续供电。
【IPC分类】H02H7/26
【公开号】CN104901292
【申请号】CN201510337303
【发明人】马静, 黄天意, 王桐, 孙吕祎
【申请人】华北电力大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月17日
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