聂凤歧

【摘要】本文在介绍分布式电源概念及传统配电网结构和继电保护配置的基础上，以包含分布式电源（DG）的配电系统为例，讨论了DG并入配电网对原有配电网继电保护及安全自动装置的影响，分析了DG对三段式过流保护和反时限过电流保护配合特性及动作行为的影响，并论述了DG对自动重合闸的影响，为并入DG后的配电网继电保护研究提供了一定的理论依据。

【关键词】分布式电源；过电流保护；自动重合闸

1.引言

目前我国的供电系统都是以大机组、大电网、高电压为主要特征的集中式单一供电系统，大电网中任何一点故障所产生的扰动都会对整个电网造成较大影响，局部事故极易扩大为大面积电网事故，严重时可能引起大面积停电甚至是全网崩溃，造成灾难性后果。此外，集中式大电网不能跟踪电力负荷的变化，而为了短暂的峰荷建造发电厂其花费是巨大的，经济效益也非常低。因此国内外专家学者提出了分布式发电（Distributed Generation，DG）的概念。

DG是相对于传统的集中式供电方式而言的，是指将发电系统以小规模（数千瓦至50MW的小型模块式）、分散式的方式布置在用户附近，既可独立于公共电网直接为少量用户提供电能，也可将其接入配电网络，与公共电网一起共同为用户提供电能。DG主要用以提高供电可靠性，可在电网崩溃和意外灾害情况下维持重要用户的可靠供电。此外，DG还具有调峰、再生能源利用、节省输变电投资、降低网损等效益。

传统的配电网一般都是单一电源的辐射型网络，继电保护也是按照辐射型网络进行设计和整定的；DG接入后，单辐射网络变成双端或多端网络，配电网中的潮流分布及故障时短路电流的大小和流向会发生根本性变化，从而给继电保护的设置和动作值的整定增加一定的难度。

2.DG对三段式电流保护的影响及对策

由瞬时电流速断保护、定时限电流速断保护和过电流保护组成的三段式电流保护具有保护原理简单、可靠性高的优点，并且在一般情况下也能够满足快速可靠切除故障的要求，因而在配电网保护中应用较广，但它受电网的接线方式及系统运行方式影响较大。配电网络中并入DG后，系统的潮流将重新分布，发生短路故障时，故障电流的大小和流向也会发生很大变化。显然，DG的接入位置不同，故障电流的大小和流向也会有所不同，从而对保护动作行为的影响也就不同。配电系统中并入DG对三段式电流保护的影响主要表现如下：

（1）导致非故障线路保护误动，从而使保护失去选择性，扩大事故影响范围。

（2）导致本线路保护灵敏度降低，严重时保护拒动。

同时，DG对三段式过流保护的影响与DG的容量大小及接入配电系统的位置有关，因此，并入系统的DG容量不宜过大，在DG容量一定的情况下，并入线路末端时对保护的影响较小，在DG容量较大时，可以事先校验各极端情况下的电流保护定值及灵敏度，必要时还可以考虑为电流保护加设方向元件。

3.DG对反时限过电流保护的影响及对策

反时限过电流保护是动作时限与被保护线路中故障电流大小有关的一种保护，与三段式电流保护相比，它只用一个继电器即可实现，且当系统发生短路故障时，实际切除各点故障的时间均较短，因而也常用于配电系统线路的保护。显然，DG接入点的位置不同对反时限过流保护的影响也不同。具体来说，配电系统中并入DG对反时限过流保护的影响主要有以下两点：

（1）增大保护动作时限，不利于故障的快速切除。

（2）导致非故障线路保护误动，从而使保护失去选择性，扩大事故影响范围。

同时，DG对反时限过流保护的影响与DG的容量大小及接入配电系统的位置有关，并入系统的DG容量不宜过大，在DG容量一定的情况下，并入线路末端时对保护动作行为的影响相对较小，在DG容量较大时，可以事先校验各极端情况下的保护定值及灵敏度，必要时还可以考虑为保护加设方向元件。

4.DG对自动重合闸的影晌及对策

自动重合闸装置应满足下列基本要求：

（1）用控制开关手动操作或通过遥控装置将断路器断开，重合闸装置不应动作；

（2）当断路器处于不允许实现自动重合闸的不正常状态（例如气压、油压降低）时或当系统频率到按频率自动减负荷装置动作将断路器跳闸时，能自动地将ZCH闭锁；

（3）采用控制开关位置与断路器位置不对应启动自动重合闸装置；

（4）在任何情况下，自动重合闸的动作次数应符合预先的规定，如果一次重合闸只应动作一次，当重合于永久性故障而后再次跳闸后，不允许再自动重合；

（5）自动重合闸装置在动作以后应能自动复归，准备好下次再动作；

（6）自动重合闸装置应继电保护配合以实现在重合闸之前或重合闸之后加速保护的动作回路。

经验表明，配电网故障中，瞬时性故障所占的比例高达80%以上，自动重合闸（简称AR）的应用能大大提高系统供电可靠性、减少线路停电次数，特别是对单侧电源供电的单回线路效果尤为显著，因而AR在配电网中获得了广泛应用。

在并入DG前，自动重合闸在重合发生瞬时性故障线路的断路器时，不会对系统造成太大的冲击，故障线路一般能恢复正常供 电，可以很好的保证电网的可靠性。但当配电网中并入DG后，线路发生瞬时性故障时，DG很有可能在故障后并没有脱离线路，而是继续向故障点输送电流，这样就会导致故障点持续电弧，最终导致自动重合闸失败。此外，在故障发生后，電力孤岛与电网往往不能保持同步，在这种情况下非同期重合闸会引起很大的冲击电流或电压，这在现代电力系统中是不允许发生的。

因DG的并入会对自动重合闸造成故障点持续电弧及非同期合闸等隐患，所以应在DG侧装设低周、低压自动解列装置，重合闸动作前，将DG从故障线路中切除，同时为避免故障点持续电弧的影响，重合闸的动作时限应适当延长。

5.结束语

分布式发电（DG）是电力系统发展的一个主要方向，然而大量分布式发电的并网运行，将深刻影响配电网络结构以及配电网中短路电流的大小和流向，给配电网的继电保护带来诸多不利影响。本文阐述了DG并入配电网不同位置时对三段式过流保护及反时限过流保护动作行为的影响及对策，并论述了DG对自动重合闸的影响及对策，为针对分布式发电配网继电保护的研究提供了一定的理论依据。

参考文献

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