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配電開關引起的智能微電網事故跳閘原因分析與處理

文檔作者：董玉杰任妮王家陳文檔來源：云南電力技術責任有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年06月12日
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電力自動化電工技術
配電開關引起的智能微電網事
故跳閘原因分析與處理
董玉杰，任妮，王家陳
(云南電力技術責任有限公司，昆明650051)
摘要：云南某智能微電網項目在投產過程中由于配電開關參數(shù)設計不當而引起了事故跳閘，本文對該事故跳閘的可
能原因進行了分析、總結，并提出了相應的改進措施，同時，通過試驗驗證了應對措施的可行性。
關鍵詞：智能微電網；配電開關；事故跳閘
Cause Analysis and Treatment of Intelligent Microgrid Trip Caused by Distribution Switch
DONGYujie，RENNi， WANGJiachen
(Yunnan Electric Power Technology Co. , Ltd. , Kunming 650217 , China)
Abstract ： Due to the improper design of distribution switch parameters， a fault trip project m Yunnan during production. This paper analyzes and summarizes the possible causes of the trip， and puts forward
corresponding improvement measures. At the same tme， the feasibility of the countermeasures s verified through experiments.
intelligent micro-grid； distribution switch； fault trip
〇引言
新型城鎮(zhèn)化建設和市場化改革大大增加了用戶的用電
需求，推動能源供應方式變革，為分布式能源的規(guī)?；?
入提供了可實施的外部環(huán)境。分布式能源尤其是分布式光
伏發(fā)電的建設將成倍激增，基于多種可再生能源尤其是基
于分布式光伏發(fā)電的用戶側微電網的規(guī)?；l(fā)展是必然趨
勢。微電網技術是分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)集成應用的核心。
通過微電網方式，按照自用為主、富余上網、因地制宜、
有序推進的原則，在用戶側積極發(fā)展和規(guī)?；尤敕植际?
光伏電源，是實現(xiàn)新能源就地消納利用，發(fā)揮分布式光伏
發(fā)電系統(tǒng)效能的最有效的方式。
云南某小區(qū)是國家863課題“基于分布式電源的用戶
側智能微電網關鍵技術研究與集成示范”的“小區(qū)/家庭型”
用戶智能微電網示范工程。該工程涉及2 個微電網和1 個
分布式發(fā)電系統(tǒng)，各系統(tǒng)示范目的不同，其中子微電網1
(6 戶）只為1 戶用戶配置儲能(儲能容量4. 5 kWh)，示范
微電網分散配置儲能運行效果；子微電網3 為8 戶配置集
中儲能(儲能容量20. 6 kWh)，示范微電網集中儲能配置
運行效果；分布式發(fā)電系統(tǒng)2(6 戶）為分布式光伏直接接
入，示范分布式光伏運行效果。通過對比分析不同微電網
組網結構、儲能配置形式、運行控制方式、微電網運行效
果、用戶接受程度以及經濟性等，探索不同階段微電網推
廣模式、運營結算方式和激勵政策等，滿足不同用戶需
求。
收稿日期：2018-03-01
1 事故概況
課題組選配了具有雙向計量、監(jiān)控功能的智能配電幵
關(如圖1 中的QF1、QF2)，具體配線圖如圖1 所示。智
能幵關采用MODBUS協(xié)議經485轉以太網接口后通過以
太網連接到雙向計量、監(jiān)控與能效管理一體化終端，并與
其進行通信。雙向計量、監(jiān)控與能效管理一體化終端可監(jiān)
測配電箱進線配電幵關(智能幵關)及各路出線配電幵關
(智能幵關)的電壓、電流、幵關位置信息，為能效管理和
負荷預測提供數(shù)據(jù)。
圖1 智能配電開關現(xiàn)場配線圖
Fig.l Field wiring diagram of intelligent distribution switch
項目完成現(xiàn)場調試進入試投運時不少用戶在打幵射燈
的瞬間會導致用戶側的智能配電幵關QF1跳閘（用戶自己
家中原有的空幵并未動作），嚴重影響微網的穩(wěn)定運行和
2〇18|6(下)期29
電工技術電力自動化
用戶的正常用電。3 處理辦法
2 動作原因分析
2 . 1 設備參數(shù)
智能配電幵關是由南京覓丹電子信息有限公司提供的
型號為NJ39-80E50-S-1-A -C 的智能磁保持微型斷路器，
為高度集成化的針對單相負荷計量與控制的微型斷路器。
該幵關自帶有保護功能：當實際電流值超過設置的額定電
流值2 倍，則停止輸出（簡稱過電流保護）； 當實際電流值
超過設置的額定電流值1.2倍，則啟動反時限保護延時，
延時到后則跳閘，停止輸出；過流保護采用超反時限特性
算法，1?7 倍過流約對應120s?1s 的動作時間。
過載保護動作時間為：
(1/犐)2 — 1
式中，z 為動作時間；TP 為時間整定值（出廠固定值
為8.33); 犐為電流整定值(按額定電流值的1.2倍自動設
置） 犐為故障電流。
2 . 2 動作原因分析
由于課題組人員和設備廠家都沒有該智能配電幵關在
類似項目上應用的工程經驗，對幵關參數(shù)的設置沒有可以
借鑒的經驗，所以在調試初期幵關參數(shù)是按照初始設定值
設置(幵關參數(shù)的初始設置是：額定電流50 A ，過流保護
延時時間0 s)。為查明幵關動作原因，對兩家跳閘的用戶
在打幵射燈瞬間的電流變化情況進行錄波，如圖2 所示。
圖2 現(xiàn)場故障錄波圖
Fig.2 Wave recording diagram of field fault
由于是過流定時限保護引起的智能配電幵關動作，所
以故障的處理方法就是如何優(yōu)化過流保護的參數(shù)設置，可
以通過以下方法來整改保護的參數(shù)設置。
(1) 改變保護定值。目前設定的額定值是50 A ，則過
流保護的動作值是100 A ，如若想避免幵射燈瞬間過流保
護動作，需要將額定值改動到更大值，但這樣同時會延長
反時限保護動作的時間，不能更快地切除被保護的輸電線
路的首端故障。
(2) 延時過流保護動作時間。目前過流保護的動作延
時時間是0 s ，即當電流值達到設定的動作值即刻跳閘，
因此可以通過適當?shù)脑黾友訒r時間進行過流保護，既可以
為避免類似突變且時間非常短的信號引起保護的頻繁動
作，又不會影響當故障電流達到反時限保護動作值時幵關
拒動的情況發(fā)生。
4 處理結果
因此，采用延時過流保護動作時間的方式對保護邏
輯進行了修改，且延時時間暫定為50 ms。經過試驗再次
對原來選擇的兩家用戶進行錄波，經處理后的錄波圖如
圖3 所示。如圖可見，打幵射燈的瞬間啟動電流幾乎沒
什么變化，都超過了 100 A ，但是智能配電幵關并未動
作。
圖3 現(xiàn)場故障處理后的錄波圖
Fig.3 Wave recording diagram of field fault after treatment
5 結語
由圖可見，兩家電流變化情況非常相似，在打幵射燈
前用戶負荷都非常小，電流只有零點幾安到1 A 之間，在
幵燈的瞬間電流最大值會達到105 A 左右，且時間非常
短，不到1 ms，按照過載保護動作時間計算公式，即：
十一 犜狆 _ 8. 33
(犐犐）2 - 1 .105
( 60
4. 0388
)2 - 1
1 0 5 A 的故障電流計算反時限保護延時時間約為4.04
s，根據(jù)定時限與反時限保護動作原理分析、幵關動作原
理及現(xiàn)場試驗，用戶幵燈瞬間幵關動作，顯然反時限保護
并未動作，而是由于當電流達到額定值的兩倍產生的過流
保護引起的幵關跳閘，即過電流定時限保護動作。
計算定時限過電流保護與反時限電流保護的整定計算
比較簡單，而定時限過電流保護與反時限電流保護之間的
配合，相對說來復雜一些，此類問題在配電網絡中常常碰
到。通過此次事故分析可以看出，定時限保護與反時限保
護之間的配合使用顯得尤為重要。
參考文獻
[1] 鄭漳華，艾芊.微電網的研究現(xiàn)狀及在我國的應用前景[J ].
2008,32(16):27-31，58.
[2] 魯宗相，王彩霞，閔勇，等.微電網研究綜述[J ] .電力系統(tǒng)自
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