線路保護(hù)繼電器簡(jiǎn)介

一種控制環(huán)節(jié)中的繼電器，在輸入線路正常時(shí)，隨輸入的“通”和“斷”工作信號(hào)而工作；在輸入線路發(fā)生斷線、短路時(shí)，保護(hù)動(dòng)作,指示相應(yīng)的故障狀態(tài)。有效的區(qū)分正常工作時(shí)的“通”和“斷”工作信號(hào)，和因故障造成的“通”和“斷”故障信號(hào)，杜絕線路故障造成控制系統(tǒng)的誤動(dòng)作，保證控制系統(tǒng)的安全、可靠，推動(dòng)自動(dòng)化的發(fā)展。2100433B

中文名稱 直流線路保護(hù)

英文名稱 DClineprotection

中文名稱：直流線路保護(hù)；英文名稱：DClineprotection；定義1：直流線路故障的保護(hù)。包括直流線路行波保護(hù)、微分欠壓保護(hù)、直流線路縱差保護(hù)等。...2100433B

由于微網(wǎng)線路故障電流的特殊性，使得傳統(tǒng)的保護(hù)方案不再適用。因此不少國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)始對(duì)微網(wǎng)線路保護(hù)配置進(jìn)行研究，從是否依賴通信技術(shù)以及保護(hù)原理的實(shí)現(xiàn)方法上，將微電網(wǎng)線路保護(hù)方案的研究主要分為以下3類 ：

1）基于本地量的微網(wǎng)保護(hù)：對(duì)傳統(tǒng)保護(hù)原理進(jìn)行修改以適應(yīng)微網(wǎng)新的故障特征，成本低，對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化要求不高。保護(hù)整定值不可實(shí)時(shí)調(diào)整，不能完全適應(yīng)微網(wǎng)的特殊性。

2）基于中央控制的微網(wǎng)保護(hù)：在線對(duì)保護(hù)定值整定和對(duì)故障定位，克服了微網(wǎng)復(fù)雜運(yùn)行狀態(tài)對(duì)保護(hù)的影響。依賴通信，實(shí)時(shí)性要求較高，中央保護(hù)單元需要處理海量的網(wǎng)信息，存在單點(diǎn)失效的風(fēng)險(xiǎn)。

3）基于分區(qū)的微網(wǎng)保護(hù)：實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)的有限區(qū)域集成保護(hù)，避免中央保護(hù)單元因?yàn)樘幚硇畔⒘窟^(guò)人而導(dǎo)致保護(hù)延遲動(dòng)作。必須協(xié)調(diào)控制每個(gè)保護(hù)單元，增加了微網(wǎng)保護(hù)的復(fù)雜性，不利于最大限度的利用微源。

（1）基于本地量的微網(wǎng)保護(hù)。有文獻(xiàn)提出采用反時(shí)限的保護(hù)方案，通過(guò)選擇合理的反時(shí)限形狀系數(shù)和動(dòng)作時(shí)間常數(shù)完成上下級(jí)保護(hù)間的配合。并根據(jù)保護(hù)與故障點(diǎn)的距離不同造成的電壓跌落程度不同，提出采用低電壓加速因子提高傳統(tǒng)反時(shí)限保護(hù)方案的動(dòng)作速度。前者提出基于負(fù)荷阻抗的反時(shí)限低阻抗保護(hù)方案，后者提出低電壓加速反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)方案。也有文獻(xiàn)在微網(wǎng)拓?fù)鋱D簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)上，提出基于邊電壓的微網(wǎng)保護(hù)方案。該方法的局限性在于對(duì)拓?fù)渥兓哂幸欢ǖ囊蕾囆?，?duì)于合閘瞬間以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭倓偢淖兒蟀l(fā)生故障的情況保護(hù)無(wú)法正確動(dòng)作。有文獻(xiàn)提出一種基于母線上導(dǎo)納量變化為判據(jù)的保護(hù)方案，通過(guò)比較故障前后母線上測(cè)量導(dǎo)納的幅值與相角的變化，有效地區(qū)分微電網(wǎng)的區(qū)內(nèi)外故障，實(shí)現(xiàn)故障的檢測(cè)與定位。該保護(hù)方案比單純運(yùn)用電流或電壓變化為故障判據(jù)，具有更高的靈敏性和可靠性。但對(duì)于含過(guò)渡電阻的故障類型可能導(dǎo)致保護(hù)方案的部分失靈，需配備相應(yīng)的后備保護(hù);

（2）基于中央控制的微網(wǎng)保護(hù)。有研究應(yīng)用微網(wǎng)中央保護(hù)單元與微網(wǎng)中的所有繼電器和微源實(shí)時(shí)通信，通過(guò)在線監(jiān)測(cè)微網(wǎng)運(yùn)行模式的變化，DG的數(shù)量、類型、狀態(tài)，方向元件信息和電壓、電流故障分量信息來(lái)確定故障類型，以便實(shí)時(shí)整定動(dòng)作值，并通過(guò)斷路器和負(fù)荷電流信息確定故障位置。不足的是一旦某一元件發(fā)生變化，需要重新計(jì)算整定，此時(shí)若發(fā)生故障微網(wǎng)可能處于無(wú)保護(hù)的狀態(tài)，同時(shí)如果傳輸信息錯(cuò)誤或沒(méi)有實(shí)時(shí)同步信息保護(hù)可能會(huì)誤動(dòng)或拒動(dòng)。也有文獻(xiàn)提出基于故障電流方向角判別的微電網(wǎng)自適應(yīng)保護(hù)方法，有效地解決了微電網(wǎng)故障潮流多向性引起保護(hù)的誤動(dòng)作問(wèn)題;將微網(wǎng)實(shí)時(shí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為樹(shù)形節(jié)點(diǎn)路徑圖，采用樹(shù)形節(jié)點(diǎn)搜索方法及節(jié)點(diǎn)路徑算法對(duì)微網(wǎng)內(nèi)保護(hù)裝置的動(dòng)作值及動(dòng)作時(shí)限進(jìn)行實(shí)時(shí)整定，有效地解決了對(duì)不同運(yùn)行方式及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下微電網(wǎng)保護(hù)裝置動(dòng)作值的自適應(yīng)整定問(wèn)題。有文獻(xiàn)提出了利用智能繼電器及控制網(wǎng)絡(luò)輔助的保護(hù)方案，用智能數(shù)字測(cè)量單元代替價(jià)格昂貴的繼電器，中央控制器與數(shù)字測(cè)量單元通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)連接能夠?qū)崿F(xiàn)同樣的保護(hù)功能。文中將微網(wǎng)閉環(huán)結(jié)構(gòu)配置，有效地解決了微電網(wǎng)運(yùn)行在孤島模式下切除故障線路后，引起的發(fā)電功率與負(fù)載不匹配的問(wèn)題。而建立的新的高阻抗故障探測(cè)方法，可以在檢測(cè)到的故障電流較小時(shí)，就動(dòng)作跳閘。

（3）基于分區(qū)的微網(wǎng)保護(hù)。有文獻(xiàn)提出了基于Multi Agent的微網(wǎng)分區(qū)保護(hù)實(shí)現(xiàn)方案。將微網(wǎng)劃分為若干保護(hù)區(qū)域，利用阻抗元件和功率變化量方向元件鎖定故障區(qū)域，同時(shí)利用Agent之間的協(xié)作能力提高了微網(wǎng)保護(hù)的整體性能，能夠進(jìn)行在線協(xié)調(diào)整定，更適合于微網(wǎng)靈活多變的運(yùn)行方式及雙向潮流的特點(diǎn)。也有文獻(xiàn)引入正序故障分量原理，提出一種基于有限區(qū)域集成的保護(hù)方案。將微電網(wǎng)以母線為依據(jù)分割為若干個(gè)區(qū)域，在每個(gè)區(qū)域設(shè)置一個(gè)有限區(qū)域保護(hù)單元。利用各區(qū)域主饋線與從饋線的正序故障分量電流相角差實(shí)現(xiàn)故障區(qū)域和故障線路的定位。不足是故障時(shí)微源的電壓會(huì)有所跌落，對(duì)保護(hù)方案的適應(yīng)性產(chǎn)生影響。有文獻(xiàn)提出利用故障前后的電流方向判斷故障區(qū)域，將斷路器間的區(qū)域作為最小研究單元，區(qū)域內(nèi)的DG接入或者退出不影響保護(hù)。前者還在微網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)中央保護(hù)單元，匯集各MTU提供的故障電流方向信息，通過(guò)計(jì)算來(lái)鎖定故障區(qū)域。后者將數(shù)據(jù)通信和保護(hù)裝置的故障信息交換分開(kāi)，保護(hù)信息只是簡(jiǎn)單的布爾信號(hào)，能在相鄰保護(hù)裝置之間高速傳遞。也有文獻(xiàn)提出了微網(wǎng)分割區(qū)域的概念，并將分割區(qū)域看成是圖的節(jié)點(diǎn)，斷路器看成是圖的邊，建立微網(wǎng)的圖模型。將對(duì)綜合電流方向的判斷轉(zhuǎn)移到對(duì)邊電流方向的判斷，進(jìn)而提出了邊方向變化量保護(hù)。缺點(diǎn)是僅適合輻射型網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)電網(wǎng)中出現(xiàn)環(huán)網(wǎng)時(shí)，無(wú)法應(yīng)用。且當(dāng)微網(wǎng)新增或減少支路時(shí)，需重新分割區(qū)域。

線路保護(hù)裝置一般由測(cè)量元件、邏輯元件和執(zhí)行元件三部分組成。

(1)測(cè)量元件。作用：測(cè)量從被保護(hù)對(duì)象輸人的有關(guān)物理量(如電流、電壓、阻抗、功率方向等)，并與已給定的整定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果給出“是”、“非”、“大于”、“不大于”等具有“0”或“1”性質(zhì)的一組邏輯信號(hào)，從而判斷保護(hù)是否應(yīng)該啟動(dòng)。

(2)邏輯元件。作用：根據(jù)測(cè)量部分輸出量的大小、性質(zhì)、輸出的邏輯狀態(tài)、出現(xiàn)的順序或它們的組合，使保護(hù)裝置按一定的布爾邏輯及時(shí)序邏輯工作，最后確定是否應(yīng)跳閘或發(fā)信號(hào)，并將有關(guān)命令傳給執(zhí)行元件。邏輯回路有或、與、非、延時(shí)啟動(dòng)、延時(shí)返回、記憶等。

(3)執(zhí)行元件。作用：根據(jù)邏輯元件傳送的信號(hào)，最后完成保護(hù)裝置所擔(dān)負(fù)的任務(wù)。如：故障時(shí)跳閘；不正常運(yùn)行時(shí)發(fā)信號(hào)；正常運(yùn)行時(shí)不動(dòng)作。