高 巖，李永麗，陳曉龍，趙自剛，王 強(qiáng)，任江波

（1.天津大學(xué)電氣自動(dòng)化與信息工程學(xué)院，天津 300072；2.國(guó)網(wǎng)河北省電力有限公司，石家莊 050000）

隨著分布式電源接入配電網(wǎng)，配電網(wǎng)由原有的單端電源結(jié)構(gòu)變?yōu)殡p端電源結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的過(guò)電流保護(hù)由于不具有方向性，其靈敏性與選擇性都可能受到影響。電流差動(dòng)保護(hù)基于基爾霍夫定理，不受電流方向的影響，被越來(lái)越多地應(yīng)用于含分布式電源接入的配電網(wǎng)絡(luò)中。

針對(duì)電流差動(dòng)保護(hù)在含分布式電源接入的配電網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用問(wèn)題，相關(guān)專(zhuān)家做了許多研究。文獻(xiàn)[1]通過(guò)在制動(dòng)特性中引入穿越電流來(lái)提高靈敏性；文獻(xiàn)[2]使用一個(gè)自適應(yīng)系數(shù)動(dòng)態(tài)改變制動(dòng)量，但整定計(jì)算量很大；文獻(xiàn)[3?4]研究了故障分量差動(dòng)保護(hù)，降低了負(fù)荷電流的影響；文獻(xiàn)[5]研究了相位相關(guān)電流差動(dòng)保護(hù)新原理；文獻(xiàn)[6]研究了通過(guò)線(xiàn)路兩側(cè)故障分量電流相位的關(guān)系來(lái)動(dòng)態(tài)整定參數(shù)的方法，但該整定方法只考慮兩側(cè)電流相位的關(guān)系，未考慮幅值的關(guān)系。上述文獻(xiàn)大多基于固定的整定值，但需兼顧保護(hù)動(dòng)作的靈敏性與選擇性的矛盾。

本文研究自適應(yīng)電流差動(dòng)保護(hù)，使用線(xiàn)路兩端電流之間的幅值關(guān)系來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整制動(dòng)系數(shù)整定值。該方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，且同時(shí)兼有很好的靈敏性、速動(dòng)性和安全性。仿真結(jié)果表明，該原理對(duì)區(qū)內(nèi)故障和區(qū)外故障均有很好的性能，其在線(xiàn)路上發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時(shí)可有效地提升靈敏性，具有較強(qiáng)的工程實(shí)際意義。

1 線(xiàn)路兩側(cè)故障分量電流幅值關(guān)系

本文所提出的自適應(yīng)電流差動(dòng)保護(hù)原理針對(duì)含分布式電源接入的配電網(wǎng)。分布式電源主要分分布式電源接入的配電網(wǎng)，可在故障后分解為故障前網(wǎng)絡(luò)和故障附加網(wǎng)絡(luò)的疊加；而對(duì)于逆變型分布式電源，由于其非線(xiàn)性特性和控制系統(tǒng)中的限流環(huán)節(jié)的存在，不可以分解成上述兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的疊加。為了方便推導(dǎo)，本文首先采用同步型分布式電源，基于故障附加網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行理論分析，然后推廣至逆變型分布式電源，分析其適用性。

1.1 區(qū)外故障時(shí)線(xiàn)路兩側(cè)故障分量的幅值關(guān)系

根據(jù)電路的疊加原理，線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí)，可看作是在故障點(diǎn)接入一個(gè)與故障前的電壓幅值相等、相位相差180°的故障附加電源，將故障后的網(wǎng)絡(luò)分解為故障前網(wǎng)絡(luò)與故障附加網(wǎng)絡(luò)。發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，其故障附加網(wǎng)絡(luò)如圖1所示。

圖1 區(qū)外故障的故障附加網(wǎng)絡(luò)示意Fig.1 Schematic of fault additional network for out-of-zone fault

圖1中：Rg為故障過(guò)渡電阻，ΔU?k為故障附加電源，Zm、Zn分別為被保護(hù)線(xiàn)路兩側(cè)背后的等效阻抗，ΔI?k.m與 ΔI?k.n分別為流經(jīng)線(xiàn)路兩側(cè)斷路器的故障分量電流。計(jì)算可得

由式（3）可看出，當(dāng)線(xiàn)路上發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，在忽略電流互感器測(cè)量誤差影響的情況下，線(xiàn)路兩側(cè)故障分量電流的幅值相等，其比值恒等于1。

1.2 區(qū)內(nèi)故障時(shí)線(xiàn)路兩側(cè)故障分量的幅值關(guān)系

當(dāng)發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時(shí)，其故障附加網(wǎng)絡(luò)示意如圖2所示。

圖2 區(qū)內(nèi)故障的故障附加網(wǎng)絡(luò)示意Fig.2 Schematic of fault additional network for fault within the zone

根據(jù)圖2，計(jì)算可得

忽略電流互感器誤差的影響，可得該值與故障過(guò)渡電阻無(wú)關(guān)。取I1為其中的較大值，I2為其中的較小值，可得I2/I1為一個(gè)恒小于等于1的值，記為ρ，表示為

由上述分析可知，在不考慮電流互感器誤差的理想狀態(tài)下，根據(jù)線(xiàn)路發(fā)生區(qū)內(nèi)故障后ρ的不同值，可分為以下2種情況：

（1）ρ＜1，由于區(qū)外故障時(shí)不存在ρ＜1的情況，所以可對(duì)區(qū)內(nèi)故障與區(qū)外故障進(jìn)行初步區(qū)分，認(rèn)為此時(shí)為區(qū)內(nèi)故障的可能性較高；

（2）ρ=1，此時(shí)已無(wú)法單純地依據(jù)故障電流分量的比值來(lái)初步區(qū)分區(qū)內(nèi)故障和區(qū)外故障。分析此種情況下差動(dòng)電流與制動(dòng)電流的關(guān)系，由圖1和圖2可看出，當(dāng)所發(fā)生故障為區(qū)外故障時(shí)，線(xiàn)路兩側(cè)保護(hù)裝置所測(cè)電流的幅值和相位相同，差動(dòng)電流為0，制動(dòng)電流近似為穿越電流，差動(dòng)電流遠(yuǎn)小于制動(dòng)電流；當(dāng)所發(fā)生故障為區(qū)內(nèi)故障時(shí)，差動(dòng)電流則遠(yuǎn)大于制動(dòng)電流。綜合比較，可得若線(xiàn)路兩側(cè)故障分量電流的幅值相同，即ρ=1時(shí)，差動(dòng)電流與制動(dòng)電流的關(guān)系在區(qū)外故障和區(qū)內(nèi)故障時(shí)存在很大的差異，利用差動(dòng)項(xiàng)與制動(dòng)項(xiàng)的比較仍可以進(jìn)行故障位置的區(qū)分。

對(duì)于同步型分布式電源接入的配電網(wǎng)絡(luò)，由于其具有線(xiàn)性特征，滿(mǎn)足電路疊加定理，ρ值可直接參照前文的分析利用故障分量電流進(jìn)行計(jì)算。

對(duì)于逆變型電源接入的配電網(wǎng)，由于其非線(xiàn)性特性和控制系統(tǒng)中限流環(huán)節(jié)的存在，所以無(wú)法采用故障附加網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行分析。根據(jù)文獻(xiàn)[11]中的理論推導(dǎo)，對(duì)于逆變型分布式電源接入的配電網(wǎng)，在線(xiàn)路中發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時(shí)，流過(guò)線(xiàn)路兩端的全電流的幅值一般不相等。則將上述公式中的故障電流分量全部替換為全電流時(shí)，仍可滿(mǎn)足以下關(guān)系：在線(xiàn)路發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，兩側(cè)保護(hù)裝置所測(cè)得的全電流幅值的比值為1；而在發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時(shí)，線(xiàn)路兩側(cè)保護(hù)裝置所測(cè)得的全電流幅值的比值不為1。綜合上述分析可知，不管是同步型分布式電源和逆變型分布式電源，若不計(jì)電流互感器誤差等因素的影響，將線(xiàn)路兩側(cè)保護(hù)裝置所測(cè)得的電流幅值進(jìn)行比較，用較小量除以較大量，得到的比值ρ均滿(mǎn)足以下規(guī)律：

（1）當(dāng)線(xiàn)路發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，ρ=1，且差動(dòng)電流遠(yuǎn)小于制動(dòng)電流；

（2）當(dāng)線(xiàn)路發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時(shí)，ρ≠1，且當(dāng)該比值等于1時(shí)，差動(dòng)電流遠(yuǎn)大于制動(dòng)電流。

在工程實(shí)際中，電流互感器會(huì)存在一定的測(cè)量誤差。通常取電流互感器測(cè)量誤差的最大值為±10%，則線(xiàn)路兩側(cè)電流互感器的最大相對(duì)測(cè)量誤差為0.9/1.1≈0.818，因此在發(fā)生區(qū)外故障時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)0.818≤ρ≤1的情況。根據(jù)文獻(xiàn)[12]中的分析，區(qū)內(nèi)故障時(shí)其最大值約為0.25，則ρ＜0.818，不與區(qū)外故障時(shí)ρ可能出現(xiàn)的區(qū)間重合。

綜合上述分析可知，不管是同步型分布式電源和逆變型分布式電源，在工程實(shí)際中，將線(xiàn)路兩側(cè)保護(hù)裝置所測(cè)得的電流幅值進(jìn)行比較，用較小量除以較大量，得到的比值ρ均滿(mǎn)足以下規(guī)律：當(dāng)線(xiàn)路發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，0.818≤ρ≤1；當(dāng)線(xiàn)路發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時(shí)，ρ＜0.818。

可利用該規(guī)律對(duì)電流差動(dòng)保護(hù)的制動(dòng)系數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)整定，在故障為區(qū)外故障的可能性較大時(shí)，抬高制動(dòng)系數(shù)，提高電流差動(dòng)保護(hù)的選擇性，避免保護(hù)誤動(dòng)作；在故障為區(qū)內(nèi)故障的可能性較大時(shí)，降低制動(dòng)系數(shù)，提高電流差動(dòng)保護(hù)的靈敏性，避免保護(hù)拒動(dòng)作。采用自適應(yīng)整定制動(dòng)系數(shù)的方法來(lái)提高電流差動(dòng)保護(hù)的選擇性與靈敏性。

2 基于電流幅值比的自適應(yīng)電流差動(dòng)保護(hù)原理

本文所提出的自適應(yīng)電流差動(dòng)保護(hù)原理基本形式表示為

式中：Id為差動(dòng)電流；Ir為制動(dòng)電流；f(ρ)可對(duì)差動(dòng)保護(hù)的制動(dòng)系數(shù)進(jìn)行整定，其值在ρ為1時(shí)最大，并隨ρ的減少而單調(diào)降低。

傳統(tǒng)電流差動(dòng)保護(hù)對(duì)制動(dòng)系數(shù)的選取范圍通常位于0.3～0.9之間[8]。而本文所提原理由于在進(jìn)行差動(dòng)電流與制動(dòng)電流比較前，已經(jīng)預(yù)先對(duì)故障發(fā)生在區(qū)內(nèi)還是區(qū)外做出了初步判定，所以制動(dòng)系數(shù)的取值范圍可突破傳統(tǒng)差動(dòng)保護(hù)的整定范圍。當(dāng)初步判定為區(qū)外故障時(shí)，制動(dòng)系數(shù)可提升至大于1；當(dāng)初步判定為區(qū)內(nèi)故障時(shí)，制動(dòng)系數(shù)可降低至0.3以下，甚至可降為0，此時(shí)差動(dòng)電流只需躲過(guò)最大不平衡電流。該原理可有效兼顧保護(hù)動(dòng)作的靈敏性與選擇性。

3 自適應(yīng)電流差動(dòng)保護(hù)靈敏性分析

采用靈敏度系數(shù)衡量靈敏性。靈敏度系數(shù)是電流差動(dòng)保護(hù)很重要的一個(gè)指標(biāo)，它確保在發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時(shí)保護(hù)不拒動(dòng)。電流差動(dòng)保護(hù)的靈敏度系數(shù)定義為其動(dòng)作方程中差動(dòng)項(xiàng)與制動(dòng)項(xiàng)的比值[12]，其計(jì)算公式為

分析式（9）可知：若線(xiàn)路上電流差動(dòng)保護(hù)的靈敏度系數(shù)大于1，則差動(dòng)項(xiàng)大于制動(dòng)項(xiàng)，保護(hù)裝置動(dòng)作，且其數(shù)值越大，保護(hù)裝置的動(dòng)作越靈敏；而若電流差動(dòng)保護(hù)的靈敏度系數(shù)小于1，則差動(dòng)項(xiàng)小于制動(dòng)項(xiàng)，保護(hù)裝置不動(dòng)作。因此可以根據(jù)靈敏度系數(shù)Ksen是否大于1來(lái)判斷保護(hù)是否動(dòng)作，并以大于1的幅度來(lái)判斷保護(hù)動(dòng)作的靈敏性。將式（4）代入式（9）中，可得

分析式（12），靈敏度系數(shù)與制動(dòng)系數(shù)有關(guān)，制動(dòng)系數(shù)越小，保護(hù)的靈敏度系數(shù)越高；反之，制動(dòng)系數(shù)越大，保護(hù)的靈敏度系數(shù)越低。然而對(duì)于傳統(tǒng)電流差動(dòng)保護(hù)原理，制動(dòng)系數(shù)的選取不能過(guò)低，通常取0.3～0.9之間，否則容易擴(kuò)大故障的影響范圍。本文所提自適應(yīng)電流差動(dòng)保護(hù)原理，由于制動(dòng)系數(shù)跟隨系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)而自適應(yīng)整定，可采用更低的制動(dòng)系數(shù)，相比傳統(tǒng)原理顯著增大了保護(hù)的靈敏性，降低了保護(hù)拒動(dòng)的可能性。

采用三角函數(shù)，對(duì)自適應(yīng)電流差動(dòng)保護(hù)的制動(dòng)系數(shù)整定為

在此種整定方法下，制動(dòng)系數(shù)K隨ρ的減少而單調(diào)降低。當(dāng)ρ=1時(shí)，f(ρ)=1，此時(shí)制動(dòng)系數(shù)為1，差動(dòng)電流與制動(dòng)電流直接進(jìn)行比較；當(dāng)ρ=0時(shí)，f(ρ)=0，制動(dòng)系數(shù)為0，此時(shí)差動(dòng)電流只需大于固定門(mén)檻值即可動(dòng)作。則靈敏度系數(shù)隨ρ的變化規(guī)律如圖3所示。

圖3 靈敏度系數(shù)隨ρ的變化規(guī)律Fig.3 Variation of sensitivity coefficient with ρ

圖中，曲線(xiàn)①代表制動(dòng)系數(shù)K隨ρ的變化規(guī)律；曲線(xiàn)②代表制動(dòng)系數(shù)K的倒數(shù)隨ρ的變化規(guī)律，自適應(yīng)電流差動(dòng)保護(hù)的靈敏度系數(shù)與該值成正比，工程實(shí)際中，傳統(tǒng)電流差動(dòng)保護(hù)的制動(dòng)系數(shù)通常最低取值為0.3；曲線(xiàn)③代表當(dāng)制動(dòng)系數(shù)整定值固定為0.3時(shí)，其倒數(shù)在圖中的位置。分析圖3可以看出，隨著ρ值的降低，自適應(yīng)電流差動(dòng)保護(hù)的靈敏度系數(shù)會(huì)增大，即線(xiàn)路兩側(cè)保護(hù)所測(cè)電流的幅值差異越大，該保護(hù)的靈敏性越強(qiáng)。

4 算例驗(yàn)證與仿真

本文采用Matlab仿真平臺(tái)對(duì)10 kV的輻射狀配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行仿真，驗(yàn)證所提出的保護(hù)新原理的正確性，采用的模型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D4所示。

圖4 仿真配電網(wǎng)模型結(jié)構(gòu)Fig.4 Structure of simulation model of distribution network

仿真模型的參數(shù)如下：等效電源ES=10.5 kV，等效系統(tǒng)阻抗ZS=j0.126 Ω。線(xiàn)路AB、BC、AE為架空線(xiàn)路，單位長(zhǎng)度電阻為0.345 Ω，單位長(zhǎng)度電抗為0.27 Ω，線(xiàn)路的長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)AB=5 km，LBC=7 km，LAE=4 km。線(xiàn)路CD、EF為電纜線(xiàn)路，單位長(zhǎng)度電阻為0.093 Ω，單位長(zhǎng)度電抗為0.259 Ω，線(xiàn)路的長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)CD=7 km，LEF=6 km。母線(xiàn)B、C、D、E、F均接入負(fù)荷，大小均為1.5 MV·A，功率因數(shù)為0.9。母線(xiàn)C接入分布式電源，分為同步型電源和逆變型電源，分別進(jìn)行驗(yàn)證。自適應(yīng)電流差動(dòng)保護(hù)的制動(dòng)系數(shù)按式（13）進(jìn)行整定。

4.1 同步型電源接入配電網(wǎng)的算例

4.1.1 區(qū)外故障下保護(hù)的動(dòng)作特性

在母線(xiàn)C上接入同步型電源，以線(xiàn)路BC作為被保護(hù)線(xiàn)路，在線(xiàn)路AB中點(diǎn)處設(shè)定兩相故障和三相故障，過(guò)渡電阻用Rg表示，分別取0 Ω、20 Ω和50 Ω，仿真結(jié)果如表1所示。

表1 區(qū)外故障下保護(hù)的動(dòng)作情況（同步型電源接入配電網(wǎng)）Tab.1 Action of protection under out-of-zone fault（with synchronous power source connected to distribution network）

仿真結(jié)果表明，當(dāng)系統(tǒng)中接入同步型電源時(shí)，對(duì)于區(qū)外故障，利用本文所提出的自適應(yīng)電流差動(dòng)保護(hù)原理可使制動(dòng)系數(shù)保證高整定值，具有很強(qiáng)的可靠性。

4.1.2 區(qū)內(nèi)故障下保護(hù)的動(dòng)作特性

在母線(xiàn)C上接入同步型電源，以線(xiàn)路BC作為被保護(hù)線(xiàn)路，在線(xiàn)路BC的首端、中點(diǎn)處和末端設(shè)定兩相故障和三相故障，過(guò)渡電阻用Rg表示，分別取0 Ω、20 Ω和50 Ω，仿真結(jié)果如表2～表4所示，表中，其制動(dòng)系數(shù)整定值取K=0.9，傳統(tǒng)電流差動(dòng)保護(hù)用①表示，自適應(yīng)電流差動(dòng)保護(hù)用②表示。

表2 線(xiàn)路首端故障下保護(hù)的動(dòng)作情況（同步型電源接入配電網(wǎng)）Tab.2 Action of protection under line-head fault（with synchronous power source connected to distribution network）

表3 線(xiàn)路中點(diǎn)故障下保護(hù)的動(dòng)作情況（同步型電源接入配電網(wǎng)）Tab.3 Action of protection under line-mid fault（with synchronous power source connected to distribution network）

表4 線(xiàn)路末端故障下保護(hù)的動(dòng)作情況（同步型電源接入配電網(wǎng)）Tab.4 Action of protection under line-end fault（with synchronous power source connected to distribution network）

仿真結(jié)果表明，當(dāng)系統(tǒng)中接入同步型電源時(shí)，對(duì)于區(qū)內(nèi)故障，本文所提出的自適應(yīng)電流差動(dòng)保護(hù)原理相比于傳統(tǒng)保護(hù)原理具有很高的靈敏性。同時(shí)分析數(shù)據(jù)可得出，對(duì)于同一故障點(diǎn)，在過(guò)渡電阻變化時(shí)，若系統(tǒng)運(yùn)行方式未發(fā)生變化，則ρ值保持不變，制動(dòng)系數(shù)近似等于恒定值，提升了保護(hù)在高阻故障時(shí)的靈敏性。

4.2 逆變型電源接入配電網(wǎng)的算例

4.2.1 區(qū)外故障下保護(hù)的動(dòng)作特性

在母線(xiàn)C上接入逆變型電源，以線(xiàn)路BC作為被保護(hù)線(xiàn)路對(duì)區(qū)外故障進(jìn)行仿真。

對(duì)不同過(guò)渡電阻下的保護(hù)動(dòng)作特性進(jìn)行仿真，分布式電源的并網(wǎng)容量取1 000 kW，過(guò)渡電阻分別取0 Ω、20 Ω和50 Ω，仿真結(jié)果如表5所示。

表5 區(qū)外故障下保護(hù)的動(dòng)作情況（逆變型電源接入配電網(wǎng)）Tab.5 Action of protection under out-of-zone fault（with inverter power source connected to distribution network）

分析表5中數(shù)據(jù)，可看出當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，對(duì)于不同的過(guò)渡電阻，本文所提的自適應(yīng)電流差動(dòng)保護(hù)均可以可靠地不動(dòng)作。

對(duì)分布式電源不同并網(wǎng)容量下的保護(hù)動(dòng)作特性進(jìn)行仿真，過(guò)渡電阻取20 Ω，分布式電源的并網(wǎng)容量分別取為0 kW、1 000 kW、2 000 kW，仿真結(jié)果如表6所示。

表6 區(qū)外故障下保護(hù)的動(dòng)作情況（逆變型電源接入配電網(wǎng)，且分布式電源并網(wǎng)容量不同）Tab.6 Action of protection under out-of-zone fault（with inverter power source connected to distribution network，and different grid?connected capacities of distributed generations）

分析表6中數(shù)據(jù)，可看出當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，對(duì)于不同的分布式電源并網(wǎng)容量，本文所提的自適應(yīng)電流差動(dòng)保護(hù)均可以可靠地不動(dòng)作。

表5和表6中的仿真結(jié)果表明，當(dāng)系統(tǒng)中接入逆變型電源時(shí)，對(duì)于區(qū)外故障，利用本文所提出的自適應(yīng)電流差動(dòng)保護(hù)原理，制動(dòng)系數(shù)可保證高整定值，具有很強(qiáng)的可靠性。

4.2.2 區(qū)內(nèi)故障下保護(hù)的動(dòng)作特性

在母線(xiàn)C上接入逆變型電源，以線(xiàn)路BC作為被保護(hù)線(xiàn)路對(duì)區(qū)內(nèi)故障進(jìn)行仿真。

對(duì)不同過(guò)渡電阻下的保護(hù)動(dòng)作特性進(jìn)行仿真，分布式電源的并網(wǎng)容量取為1 000 kW，在線(xiàn)路BC的首端、中點(diǎn)處和末端處分別設(shè)置兩相故障和三相故障，過(guò)渡電阻分別取0 Ω、20 Ω和50 Ω，仿真結(jié)果分別如表7～表9所示。表中符號(hào)所對(duì)應(yīng)的含義與前文相同。

表7 線(xiàn)路首端故障下保護(hù)的動(dòng)作情況（逆變型電源接入配電網(wǎng)）Tab.7 Action of protection under line-head fault（with inverter power source connected to distribution network）

表8 線(xiàn)路中點(diǎn)故障下保護(hù)的動(dòng)作情況（逆變型電源接入配電網(wǎng)）Tab.8 Action of protection under line-mid fault（with inverter power source connected to distribution network）

表9 線(xiàn)路末端故障下保護(hù)的動(dòng)作情況（逆變型電源接入配電網(wǎng)）Tab.9 Action of protection under line-end fault（with inverter power source connected to distribution network）

分析表7～表9中數(shù)據(jù)可看出，當(dāng)系統(tǒng)中接入同步型電源時(shí)，對(duì)于不同位置和不同過(guò)渡電阻，本文所提的自適應(yīng)電流差動(dòng)保護(hù)均可以可靠地動(dòng)作，且相比于傳統(tǒng)保護(hù)原理具有很高的靈敏性。

對(duì)分布式電源不同并網(wǎng)容量下的保護(hù)動(dòng)作特性進(jìn)行仿真，在線(xiàn)路BC中點(diǎn)處設(shè)定過(guò)渡電阻為20 Ω的兩相故障和三相故障，分布式電源的并網(wǎng)容量分別取為0 kW、1 000 kW、2 000 kW，可得仿真結(jié)果如表10所示，表中傳統(tǒng)電流差動(dòng)保護(hù)用①表示，其制動(dòng)系數(shù)整定值取K=0.9，自適應(yīng)電流差動(dòng)保護(hù)用②表示。

表10 線(xiàn)路末端故障下保護(hù)的動(dòng)作情況（逆變型電源接入配電網(wǎng)，且分布式電源不同并網(wǎng)容量）Tab.10 Action of protection under line-end fault（with inverter power source connected to distribution network，and different grid-connected capacities of distributed generations）

分析表10中數(shù)據(jù)可看出，當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時(shí)，對(duì)于在不同的分布式電源并網(wǎng)容量，本文所提的自適應(yīng)電流差動(dòng)保護(hù)均可以可靠地動(dòng)作，且相比于傳統(tǒng)保護(hù)原理具有很高的靈敏性。

表7～表10中的仿真結(jié)果表明，當(dāng)系統(tǒng)中接入逆變型電源時(shí)，對(duì)于區(qū)內(nèi)故障，本文所提出的電流差動(dòng)保護(hù)原理具有很高的靈敏性，可以可靠地動(dòng)作。

5 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)區(qū)外故障與區(qū)內(nèi)故障時(shí)線(xiàn)路兩側(cè)的故障分量電流幅值關(guān)系進(jìn)行分析計(jì)算，得出區(qū)內(nèi)故障和區(qū)外故障時(shí)該關(guān)系的不同特性。根據(jù)區(qū)外故障時(shí)線(xiàn)路兩側(cè)故障分量電流幅值的比值恒等于1、區(qū)內(nèi)故障時(shí)隨故障點(diǎn)而變化的特點(diǎn)，提出基于線(xiàn)路兩側(cè)電流幅值比的自適應(yīng)制動(dòng)系數(shù)整定方法。該原理應(yīng)用于含分布式電源的配電網(wǎng)中，用以初步判定故障發(fā)生位置，以此作為依據(jù)適當(dāng)抬高或降低制動(dòng)系數(shù)，降低了區(qū)外保護(hù)誤動(dòng)和區(qū)內(nèi)保護(hù)拒動(dòng)的可能性。與傳統(tǒng)電流差動(dòng)保護(hù)進(jìn)行了靈敏性的對(duì)比，本文所提出的電流差動(dòng)保護(hù)可提高區(qū)內(nèi)故障時(shí)的靈敏性。使用Matlab/Simulink仿真平臺(tái)對(duì)電流差動(dòng)保護(hù)新原理進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本文所提出的自適應(yīng)電流差動(dòng)保護(hù)新原理的高可靠性與高靈敏性。