微电网继电保护中特殊性问题解决方案的探讨

李志洁 张晓彤 王 伟 孙宁波 郑德涛

国网平度市供电公司

微电网继电保护中特殊性问题解决方案的探讨

李志洁 张晓彤 王 伟 孙宁波 郑德涛

国网平度市供电公司

利用分布式发电的清洁能源和可再生能源对电网进行优化，可以优化能源结构，促进节能减排，对实现经济可持续发展具有重要意义。自2013下半年以来，国家出台了一系列支持分布式能源发展的能源政策，可以预见，在不久的将来，配电网将迎来大量的分布式电源接入和高渗透。当前配电网的网络基础、保护、控制和运行管理等问题显然不能应对目前的发展情况。因此，微电网整合分布式发电的优点，同时减少分布式发电对电网的影响和负面影响，充分发挥分布式发电的价值。

微电网(微网)；继电保护；故障

1 引言

当电网发生短路故障时，继电保护装置能快速、准确地切断开关，使电源切断了继电保护的特殊性。在变电站运行过程中，主要的保护和后备保护存在着一些特殊的问题。深入了解继电保护中的特殊问题，可以有效地提高继电保护人员的现场安全管理和控制能力，是保证电网安全稳定运行的有力保证。在此基础上，本文主要分析了主要的特殊问题。在绝大多数情况下，主要的保护作用是能够快速、特别地清除故障设备。

2 继电保护现状

因为电网跨越辽阔区域，其安全稳定运行非常容易受气候条件影响，而且的气候虽然夏季比较温暖湿润，冬季的比较湿冷，而且区域的降水量较为丰富，所以在电网故障中，临界性的降水是电网故障的主导因素。即电网故障大量集中于恶劣气候条件下例如暴雨、冰雪，或者是与气候相关事件火山、雷暴的环境当中下出现。在对电网停电数据统计的基础上，采用组织理论对电网发生事故的宏观规律进行深入化的研究，研究结果初步证明电网具有自组织临界性的特征。此外，继电保护隐式故障是指电网保护装置中存在的一个永久性缺陷，这个缺陷的存在，虽然只是在电力系统发生故障或者运行不正常的情况下才会出现，但是其造成的后果却十分严重。由此可见，电网的继电保护装置的隐式故障是电网电力系统故障发生的重要原因。

3 继电保护特殊性的问题

3.1 母线保护和断路器失灵

保护以往的继电保护和自动装置的安全使用情况表明，失灵保护产生的主要原因是误碰失灵保护进入回路，因为失灵电流的判断是通过独立装置进行实现的，而不是由经常说的跳闸功能的失灵保护来判断的。如果出现这种现象，失灵保护很容易进入回路，需要依据相关技术进行操作并且判断电流的方向。针对失灵电流的运行需要有准确的判断力和观察力，从而解决出现的问题，保证它运行的可靠性。

3.2 线路死区故障

母线差动保护动作，在没有分支和纵差动保护电路时，应采用输电线路先导保护，提示对侧跳闸(允许纵联保护、母线差动保护作用、光纤纵纵差保护作用，采用母线差动保护动作跳直侧或顶侧电流零)。采用预防事故措施后，线路主保护能快速去除线路死区故障。

3.3 失去选择性

选择性的要求就是设定保护范围，在发生故障时，邻近短路点的主保护先动作，只有邻近的保护装置拒动时，再启动后备保护。假设有一个地方发生短路故障时，配电网和分布式电源同时给它提供短路电流，想要对它点进行故障切除，就必须保证保护可以可靠动作。但是由于传统的继电保护装置是根据配电网的特点来配置保护的，其在线路上并没有加装方向元件，当装机容量足够大的时候，流过保护的电流可能造成误动，失去选择性。

4 微电网继电保护中特殊性问题的解决方案

4.1 与通信设备相配合

针对电流的保护系统对通信设备的要求，两者需要密切配合。二次设计在这方面进行统一和协调。在继电保护装置和通信设备方面做了具体的规定，包括以下三点：(1)如果是50km以下的线路，条件合适的可以优先使用双光缆。条件不合适的或者没有迂回线路的需要由双回线路设置双光缆；(2)一条回路线的两套保护措施在进行专业操作时，需要通过两套独立的通信设备相互传输，每套通信设备可以传输最多8套的保护信息；(3)如果使用专用的光纤线路进行操作时，光纤线路可以直接从通信架直接引接。

4.2 提升继电保护工作人员的作业技术标准

继电保护保护工作标准化设计到一系列复杂的程度，需要进行多方面的配合。例如，继电保护的装置检验、消缺、施工等方面工作配合。要想完成以上作业标准，还应该以工作人员本身的技术掌握为切入点，安排专业的人员进行继电保护标准化设计中各环节的技术指导和培训。①继电保护工作人员应该具备电工基础和明确继电保护的基础理论。②应该熟悉继电保护的设计原理，并在此基础上能看懂二次回路图纸的设计思路。③要提升继电保护标准化专业设计的专业管理还应从工作人员的技术素质和工作技术水平上进行提升，遵循继电保护标准化设计的规章流程，以此进行继电保护的前期准备、现场施工以及后续检验三大方面的工作，在继电保护标准化设计研究和实践中逐步提升工作人员的技术标准。

4.3 继电保护管理系统建立

目前，世界各国对微电网的研究层出不穷。但是对于微电网继电保护管理系统还没有得到足够的关注。微电网继电保护管理系统建立的目的在于：当微电网发生故障时，控制管理系统可以更好地对故障进行监控，并且使保护装置可以可靠动作，保证微电网安全运行。由此出发，将主节点设于静态开关PCC处，通过各种保护设备的互联，实现了微电网和配电网对运行线路上继电保护动作的监控、运行状态的检测，全网配置保护、故障数据显示和事故告警等功能。用以确保微电网能够正常稳定运行。

5 结束语

微电网形成方式决定了微电网内部短路电流幅值、相位等特性取决于微电源。微电网保护所面临的特殊性问题主要为：短路电流小以及微电源工作的不确定性带来的可靠性差、特殊性差以及灵敏度低；即便保护正确动作，微电网也极有可能瓦解。可采用基于相邻信息交互判别故障原理的微机保护作为微电网主保护，按微电源集中于一处接入和微电源分开接入的情况选择保护原理；主动配电网模式下微电网按并网运行还是孤岛运行情况选择保护方法。

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