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配電開關(guān)引起的智能微電網(wǎng)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(shù)責(zé)任有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年06月12日
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電力自動(dòng)化電工技術(shù)
配電開關(guān)引起的智能微電網(wǎng)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(shù)責(zé)任有限公司，昆明650051)
摘要：云南某智能微電網(wǎng)項(xiàng)目在投產(chǎn)過程中由于配電開關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)不當(dāng)而引起了事故跳閘，本文對(duì)該事故跳閘的可
能原因進(jìn)行了分析、總結(jié)，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施，同時(shí)，通過試驗(yàn)驗(yàn)證了應(yīng)對(duì)措施的可行性。
關(guān)鍵詞：智能微電網(wǎng)；配電開關(guān)；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(shè)和市場(chǎng)化改革大大增加了用戶的用電
需求，推動(dòng)能源供應(yīng)方式變革，為分布式能源的規(guī)?；?
入提供了可實(shí)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(shè)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(cè)微電網(wǎng)的規(guī)模化發(fā)展是必然趨
勢(shì)。微電網(wǎng)技術(shù)是分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)集成應(yīng)用的核心。
通過微電網(wǎng)方式，按照自用為主、富余上網(wǎng)、因地制宜、
有序推進(jìn)的原則，在用戶側(cè)積極發(fā)展和規(guī)?；尤敕植际?
光伏電源，是實(shí)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(guó)家863課題“基于分布式電源的用戶
側(cè)智能微電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究與集成示范”的“小區(qū)/家庭型”
用戶智能微電網(wǎng)示范工程。該工程涉及2 個(gè)微電網(wǎng)和1 個(gè)
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(wǎng)1
(6 戶）只為1 戶用戶配置儲(chǔ)能(儲(chǔ)能容量4. 5 kWh)，示范
微電網(wǎng)分散配置儲(chǔ)能運(yùn)行效果；子微電網(wǎng)3 為8 戶配置集
中儲(chǔ)能(儲(chǔ)能容量20. 6 kWh)，示范微電網(wǎng)集中儲(chǔ)能配置
運(yùn)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(yùn)行效果。通過對(duì)比分析不同微電網(wǎng)
組網(wǎng)結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)能配置形式、運(yùn)行控制方式、微電網(wǎng)運(yùn)行效
果、用戶接受程度以及經(jīng)濟(jì)性等，探索不同階段微電網(wǎng)推
廣模式、運(yùn)營(yíng)結(jié)算方式和激勵(lì)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(jì)量、監(jiān)控功能的智能配電幵
關(guān)(如圖1 中的QF1、QF2)，具體配線圖如圖1 所示。智
能幵關(guān)采用MODBUS協(xié)議經(jīng)485轉(zhuǎn)以太網(wǎng)接口后通過以
太網(wǎng)連接到雙向計(jì)量、監(jiān)控與能效管理一體化終端，并與
其進(jìn)行通信。雙向計(jì)量、監(jiān)控與能效管理一體化終端可監(jiān)
測(cè)配電箱進(jìn)線配電幵關(guān)(智能幵關(guān))及各路出線配電幵關(guān)
(智能幵關(guān))的電壓、電流、幵關(guān)位置信息，為能效管理和
負(fù)荷預(yù)測(cè)提供數(shù)據(jù)。
圖1 智能配電開關(guān)現(xiàn)場(chǎng)配線圖
Fig.l Field wiring diagram of intelligent distribution switch
項(xiàng)目完成現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試進(jìn)入試投運(yùn)時(shí)不少用戶在打幵射燈
的瞬間會(huì)導(dǎo)致用戶側(cè)的智能配電幵關(guān)QF1跳閘（用戶自己
家中原有的空幵并未動(dòng)作），嚴(yán)重影響微網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行和
2〇18|6(下)期29
電工技術(shù)電力自動(dòng)化
用戶的正常用電。3 處理辦法
2 動(dòng)作原因分析
2 . 1 設(shè)備參數(shù)
智能配電幵關(guān)是由南京覓丹電子信息有限公司提供的
型號(hào)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(duì)單相負(fù)荷計(jì)量與控制的微型斷路器。
該幵關(guān)自帶有保護(hù)功能：當(dāng)實(shí)際電流值超過設(shè)置的額定電
流值2 倍，則停止輸出（簡(jiǎn)稱過電流保護(hù)）； 當(dāng)實(shí)際電流值
超過設(shè)置的額定電流值1.2倍，則啟動(dòng)反時(shí)限保護(hù)延時(shí)，
延時(shí)到后則跳閘，停止輸出；過流保護(hù)采用超反時(shí)限特性
算法，1?7 倍過流約對(duì)應(yīng)120s?1s 的動(dòng)作時(shí)間。
過載保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為：
(1/犐)2 — 1
式中，z 為動(dòng)作時(shí)間；TP 為時(shí)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(dòng)設(shè)
置） 犐為故障電流。
2 . 2 動(dòng)作原因分析
由于課題組人員和設(shè)備廠家都沒有該智能配電幵關(guān)在
類似項(xiàng)目上應(yīng)用的工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)幵關(guān)參數(shù)的設(shè)置沒有可以
借鑒的經(jīng)驗(yàn)，所以在調(diào)試初期幵關(guān)參數(shù)是按照初始設(shè)定值
設(shè)置(幵關(guān)參數(shù)的初始設(shè)置是：額定電流50 A ，過流保護(hù)
延時(shí)時(shí)間0 s)。為查明幵關(guān)動(dòng)作原因，對(duì)兩家跳閘的用戶
在打幵射燈瞬間的電流變化情況進(jìn)行錄波，如圖2 所示。
圖2 現(xiàn)場(chǎng)故障錄波圖
Fig.2 Wave recording diagram of field fault
由于是過流定時(shí)限保護(hù)引起的智能配電幵關(guān)動(dòng)作，所
以故障的處理方法就是如何優(yōu)化過流保護(hù)的參數(shù)設(shè)置，可
以通過以下方法來整改保護(hù)的參數(shù)設(shè)置。
(1) 改變保護(hù)定值。目前設(shè)定的額定值是50 A ，則過
流保護(hù)的動(dòng)作值是100 A ，如若想避免幵射燈瞬間過流保
護(hù)動(dòng)作，需要將額定值改動(dòng)到更大值，但這樣同時(shí)會(huì)延長(zhǎng)
反時(shí)限保護(hù)動(dòng)作的時(shí)間，不能更快地切除被保護(hù)的輸電線
路的首端故障。
(2) 延時(shí)過流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。目前過流保護(hù)的動(dòng)作延
時(shí)時(shí)間是0 s ，即當(dāng)電流值達(dá)到設(shè)定的動(dòng)作值即刻跳閘，
因此可以通過適當(dāng)?shù)脑黾友訒r(shí)時(shí)間進(jìn)行過流保護(hù)，既可以
為避免類似突變且時(shí)間非常短的信號(hào)引起保護(hù)的頻繁動(dòng)
作，又不會(huì)影響當(dāng)故障電流達(dá)到反時(shí)限保護(hù)動(dòng)作值時(shí)幵關(guān)
拒動(dòng)的情況發(fā)生。
4 處理結(jié)果
因此，采用延時(shí)過流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的方式對(duì)保護(hù)邏
輯進(jìn)行了修改，且延時(shí)時(shí)間暫定為50 ms。經(jīng)過試驗(yàn)再次
對(duì)原來選擇的兩家用戶進(jìn)行錄波，經(jīng)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(dòng)電流幾乎沒
什么變化，都超過了 100 A ，但是智能配電幵關(guān)并未動(dòng)
作。
圖3 現(xiàn)場(chǎng)故障處理后的錄波圖
Fig.3 Wave recording diagram of field fault after treatment
5 結(jié)語(yǔ)
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(fù)荷都非常小，電流只有零點(diǎn)幾安到1 A 之間，在
幵燈的瞬間電流最大值會(huì)達(dá)到105 A 左右，且時(shí)間非常
短，不到1 ms，按照過載保護(hù)動(dòng)作時(shí)間計(jì)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(jì)算反時(shí)限保護(hù)延時(shí)時(shí)間約為4.04
s，根據(jù)定時(shí)限與反時(shí)限保護(hù)動(dòng)作原理分析、幵關(guān)動(dòng)作原
理及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，用戶幵燈瞬間幵關(guān)動(dòng)作，顯然反時(shí)限保護(hù)
并未動(dòng)作，而是由于當(dāng)電流達(dá)到額定值的兩倍產(chǎn)生的過流
保護(hù)引起的幵關(guān)跳閘，即過電流定時(shí)限保護(hù)動(dòng)作。
計(jì)算定時(shí)限過電流保護(hù)與反時(shí)限電流保護(hù)的整定計(jì)算
比較簡(jiǎn)單，而定時(shí)限過電流保護(hù)與反時(shí)限電流保護(hù)之間的
配合，相對(duì)說來復(fù)雜一些，此類問題在配電網(wǎng)絡(luò)中常常碰
到。通過此次事故分析可以看出，定時(shí)限保護(hù)與反時(shí)限保
護(hù)之間的配合使用顯得尤為重要。
參考文獻(xiàn)
[1] 鄭漳華，艾芊.微電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀及在我國(guó)的應(yīng)用前景[J ].
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[2] 魯宗相，王彩霞，閔勇，等.微電網(wǎng)研究綜述[J ] .電力系統(tǒng)自
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