徐冰雁，孫 儉，石方迪，葉 影，翟萬(wàn)利，沈杰士，郭 磊

(1.國(guó)網(wǎng)上海市電力公司金山供電公司，上海 200540；2.國(guó)網(wǎng)上海市電力公司，上海 200120)

上海是風(fēng)能和太陽(yáng)能資源都較豐富的地區(qū)，50 m高度的年平均風(fēng)功率密度在300 W/m2以上，沿海灘涂面積寬闊，風(fēng)能開(kāi)發(fā)潛力優(yōu)越。上海地區(qū)歷史年均太陽(yáng)能總輻射量為4 565 MJ/m2，總輻射年際變化呈波動(dòng)特征。根據(jù)上海分布式能源的發(fā)展現(xiàn)狀，“十四五”初期上海市預(yù)計(jì)超過(guò)了1 500 MW的風(fēng)電規(guī)模開(kāi)發(fā)潛力、1 000 MW的光伏裝機(jī)總規(guī)模潛力。

目前上海中壓主干電纜網(wǎng)已形成了開(kāi)關(guān)站單環(huán)網(wǎng)為主的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，滿足了經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的快速發(fā)展。但隨著上海城市發(fā)展對(duì)供電安全性和可靠性要求的不斷提升，對(duì)配電網(wǎng)提出了更高的要求[1]。

為改善故障情況下站間負(fù)荷的轉(zhuǎn)移能力、緩解上海高壓配電網(wǎng)面臨的局部重過(guò)載壓力、提高變電站10 kV間隔和出線的利用率、更加充分地體現(xiàn)配電網(wǎng)的投資效益，基于上海以開(kāi)關(guān)站單環(huán)網(wǎng)為主的電纜網(wǎng)現(xiàn)狀，統(tǒng)籌考慮投資效益，鉆石型配電網(wǎng)的發(fā)展思路可用于指導(dǎo)上海配電網(wǎng)的升級(jí)改造實(shí)踐。

在上海配電網(wǎng)開(kāi)展鉆石型配電網(wǎng)升級(jí)改造的背景下，一方面為適應(yīng)分布式電源廣泛接入的發(fā)展需求，另一方面如果鉆石型配電網(wǎng)大面積推廣建設(shè)，會(huì)使得分布式電源的接入面對(duì)新的情況。為充分發(fā)揮鉆石型配電網(wǎng)分布式電源的接納能力，提前應(yīng)對(duì)新的挑戰(zhàn)，有必要進(jìn)行分布式電源及鉆石型配電網(wǎng)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的應(yīng)用研究，分析分布式電源接入鉆石型配電網(wǎng)的保護(hù)及安全自動(dòng)裝置的動(dòng)作行為，從而為鉆石型配電網(wǎng)轉(zhuǎn)型改造提供理論基礎(chǔ)和實(shí)踐依據(jù)。

1 鉆石型配電網(wǎng)簡(jiǎn)介

鉆石型配電網(wǎng)為分層結(jié)構(gòu)，分為10 kV主干網(wǎng)絡(luò)和10 kV次級(jí)網(wǎng)絡(luò)。

在主干網(wǎng)一層形成以帶分段斷路器的開(kāi)關(guān)站為節(jié)點(diǎn)的雙環(huán)網(wǎng)，在次干網(wǎng)一層形成以配電站為節(jié)點(diǎn)的單環(huán)網(wǎng)或雙環(huán)網(wǎng)。鉆石型配電網(wǎng)具有多側(cè)電源的結(jié)構(gòu)，其運(yùn)行方式靈活，能夠有效提高配電網(wǎng)可靠性，提高變配電設(shè)備利用率[2]，如圖1所示。

圖1 鉆石型配電網(wǎng)示意圖

1.1 鉆石型配電網(wǎng)的組成

1.1.1 10 kV主干網(wǎng)

10 kV主干電纜網(wǎng)以開(kāi)關(guān)站為核心節(jié)點(diǎn)，形成雙環(huán)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。每組雙環(huán)網(wǎng)接線包含4～6座開(kāi)關(guān)站。開(kāi)關(guān)站的開(kāi)關(guān)設(shè)備均為斷路器，采用單母線分段接線。雙環(huán)網(wǎng)線路所供負(fù)荷能夠滿足高峰負(fù)荷正常運(yùn)行方式“N-1”和春秋季負(fù)荷檢修方式“N-1”。

第一級(jí)開(kāi)關(guān)站2路電源來(lái)自同一變電站不同母線或不同變電站；其他開(kāi)關(guān)站兩路電源來(lái)自相鄰開(kāi)關(guān)站不同母線，并且兩座開(kāi)關(guān)站之間設(shè)兩回聯(lián)絡(luò)專線(如圖2所示，4座開(kāi)關(guān)站形成雙側(cè)電源鏈?zhǔn)浇泳€)開(kāi)環(huán)運(yùn)行。

圖2 主干網(wǎng)示意圖

優(yōu)點(diǎn)：線路輸送容量足夠時(shí)可以滿足正常方式下“N-2”供電要求，供電可靠性高，負(fù)荷轉(zhuǎn)供能力較強(qiáng)，并且轉(zhuǎn)供方式較靈活，通過(guò)合理調(diào)整運(yùn)行方式可以更合理地均勻負(fù)荷，提高供電設(shè)備的利用率。

缺點(diǎn)：對(duì)變電站布點(diǎn)數(shù)量要求較高；聯(lián)絡(luò)線占用間隔和廊道資源，需增加投資。

1.1.2 10 kV次干網(wǎng)

10 kV次干電纜網(wǎng)以環(huán)網(wǎng)站為節(jié)點(diǎn)，由同一座開(kāi)關(guān)站不同母線或不同開(kāi)關(guān)站供出，形成單環(huán)網(wǎng)或雙環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖3所示。環(huán)網(wǎng)站采用單段或兩段不聯(lián)系的單母線接線形式。單環(huán)網(wǎng)線路節(jié)點(diǎn)數(shù)不大于6個(gè)，雙環(huán)網(wǎng)線路節(jié)點(diǎn)數(shù)不大于12個(gè)。地塊內(nèi)開(kāi)關(guān)站數(shù)量大于2座時(shí)，地塊內(nèi)環(huán)網(wǎng)站宜采用雙環(huán)網(wǎng)接線。

圖3 次干網(wǎng)示意圖

優(yōu)點(diǎn)：線路輸送容量足夠時(shí)滿足正常方式下“N-1”供電要求，當(dāng)環(huán)網(wǎng)電源來(lái)自主干網(wǎng)中不同的環(huán)網(wǎng)時(shí)，供電可靠性很高。次干網(wǎng)環(huán)網(wǎng)中的開(kāi)關(guān)設(shè)備除電源開(kāi)關(guān)站出線外無(wú)斷路器，無(wú)需配置繼電保護(hù)。

缺點(diǎn)：故障定位和故障恢復(fù)時(shí)間稍長(zhǎng)，但處于可接受范圍。

1.2 鉆石型配電網(wǎng)的運(yùn)行方式

1.2.1 10 kV主干網(wǎng)

正常運(yùn)行方式：所有開(kāi)關(guān)站10 kV分段開(kāi)關(guān)熱備用，來(lái)自變電站的每回電源線路分別供一段10 kV母線(如圖2所示)。在環(huán)網(wǎng)兩側(cè)的電源變電站負(fù)載不均衡時(shí)，可以通過(guò)選擇不同的開(kāi)環(huán)點(diǎn)，靈活調(diào)整運(yùn)行方式，合理調(diào)整電源變電站負(fù)載率，提高供電設(shè)備利用率。

正常運(yùn)行方式下“N-1”故障時(shí)，開(kāi)關(guān)站任一進(jìn)線電源故障失電，失電母線可通過(guò)站內(nèi)分段開(kāi)關(guān)閉合恢復(fù)供電，也可通過(guò)F2或F4開(kāi)關(guān)閉合恢復(fù)供電，轉(zhuǎn)供方式較靈活。

正常運(yùn)行方式下“N-2”故障時(shí)，E站兩回進(jìn)線同時(shí)失電，閉合F站F2開(kāi)關(guān)和F4開(kāi)關(guān)完成負(fù)荷轉(zhuǎn)供，G站通過(guò)聯(lián)絡(luò)線帶E站和F站；也可合上一個(gè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)(F2或F4)，并合上E站和F站的分段開(kāi)關(guān)完成負(fù)荷轉(zhuǎn)供(這種方式需確保G站及其電源線路不過(guò)載)，轉(zhuǎn)供方式較靈活。

檢修方式：開(kāi)關(guān)站任一進(jìn)線電源檢修，可通過(guò)合上該站分段開(kāi)關(guān)進(jìn)行供電，也可通過(guò)閉合F2或F4開(kāi)關(guān)進(jìn)行供電，轉(zhuǎn)供方式較靈活。

檢修方式下“N-1”故障分析：假設(shè)E站某一段母線進(jìn)線電源檢修時(shí)，安排E站分段合上。此時(shí)，發(fā)生E站運(yùn)行進(jìn)線故障，可以閉合F站F2或F4開(kāi)關(guān)完成負(fù)荷轉(zhuǎn)供，G站通過(guò)聯(lián)絡(luò)線帶E站和F站。

1.2.2 10 kV次干網(wǎng)

正常運(yùn)行方式：環(huán)網(wǎng)正常運(yùn)行方式通常為，來(lái)自電源開(kāi)關(guān)站的每回電源線向環(huán)網(wǎng)供電(如圖3所示)。

通過(guò)選擇合理的環(huán)網(wǎng)開(kāi)環(huán)點(diǎn)，如圖3中QS6，合理調(diào)整電源開(kāi)關(guān)站負(fù)載率，提高供電設(shè)備利用率。

正常運(yùn)行方式下“N-1”故障分析：配電站任一進(jìn)線電源故障失電，可以通過(guò)配電自動(dòng)化系統(tǒng)或人工檢查后定位故障點(diǎn)，完成故障隔離后，可通過(guò)QS6開(kāi)關(guān)閉合對(duì)非故障區(qū)域恢復(fù)供電。

檢修方式：配電站任一進(jìn)線電源檢修，可通過(guò)閉合QS6開(kāi)關(guān)進(jìn)行供電。

檢修方式下“N-1”故障分析：此時(shí)由于開(kāi)環(huán)點(diǎn)無(wú)法在檢修結(jié)束前閉合，故障點(diǎn)至開(kāi)環(huán)點(diǎn)之間將會(huì)失點(diǎn)，但是失電范圍局限在次干網(wǎng)的局部區(qū)域。對(duì)于雙環(huán)網(wǎng)形式的次干網(wǎng)，配電站還可以通過(guò)低壓臨時(shí)聯(lián)絡(luò)的方式應(yīng)急供電。

2 鉆石型配電網(wǎng)分布式電源的接入分析

2.1 接入方式分析

(1)主干網(wǎng)接入。分布式電源接入10 kV主干網(wǎng)開(kāi)關(guān)站母線的具體接線模式如圖4所示。

圖4 分布式電源接入主干網(wǎng)開(kāi)關(guān)站母線示意圖

(2)次干網(wǎng)接入。分布式電源接入10 kV次干網(wǎng)環(huán)網(wǎng)站母線的具體接線模式如圖5所示。

圖5 分布式電源接入次干網(wǎng)環(huán)網(wǎng)站示意圖

2.2 接入容量分析

鉆石型配電網(wǎng)中，10 kV主干網(wǎng)環(huán)網(wǎng)線路雙側(cè)首段電纜可采用雙拼3×400 mm2電纜，中間段可采用雙拼3×400 mm2或3×400 mm2電纜。10 kV次干網(wǎng)環(huán)網(wǎng)線路可采用3×240 mm2或3×120 mm2電纜，兩回進(jìn)線最高負(fù)載率平均值不高于50%。

根據(jù)《上海電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)原則》、《上海電網(wǎng)若干技術(shù)原則的規(guī)定》中的電纜載流量計(jì)算，主干網(wǎng)首段單回線路的最大傳輸容量約為24 MW，非首段約為12 MW，次干網(wǎng)進(jìn)線線路允許的最大傳輸容量約為8 MW。單座開(kāi)關(guān)站允許帶載約為6 MW。

當(dāng)電源存在多處接入時(shí)，首先計(jì)算接入配電站上級(jí)為同一座開(kāi)關(guān)站的電源容量之和，校核其是否超過(guò)該開(kāi)關(guān)站進(jìn)線允許的傳輸容量上限，取其與進(jìn)線容量的較小值；再計(jì)算主干網(wǎng)上各開(kāi)關(guān)站及其下游所供配電站的接入電源容量之和，取其與首段線路的傳輸容量上限24 MW之間的較小值為允許接入容量。

綜上，將允許接入鉆石型配電網(wǎng)中的電源容量計(jì)算結(jié)果匯總見(jiàn)表1。

表1 鉆石型配電網(wǎng)接入容量上限 MW

從表1可見(jiàn)，按線路容量邊界，因首段線路采用雙拼電纜，首段線路相連的開(kāi)關(guān)站允許接入容量最大，正常運(yùn)行方式下理論允許接入的電源總?cè)萘恳彩芷湎拗?。按短路電流?jì)算邊界，允許接入的電源容量計(jì)算結(jié)果大于按線路容量邊界考慮的結(jié)果。

綜合結(jié)果來(lái)看，鉆石型配電網(wǎng)允許接入的電源總?cè)萘坎灰顺^(guò)24 MW，而次干網(wǎng)單個(gè)環(huán)網(wǎng)柜位置處可允許接入的電源容量不宜超過(guò)8 MW。

3 分布式電源接入鉆石型配電網(wǎng)的保護(hù)配置

3.1 分布式電源接入對(duì)鉆石型配電網(wǎng)保護(hù)的影響分析

在以負(fù)荷開(kāi)關(guān)作為操作和保護(hù)電器的雙環(huán)網(wǎng)中，在該網(wǎng)絡(luò)中任意一點(diǎn)故障，包括雙環(huán)網(wǎng)中分布式電源聯(lián)絡(luò)線以外的負(fù)荷線路，因負(fù)荷開(kāi)關(guān)不具有切斷故障電流的能力，都無(wú)法有選擇性的切除故障。

故障切除只有通過(guò)上級(jí)變電站出線斷路器或分布式電源出口處的斷路器完成。因此，分布式電源接入雙環(huán)網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行后，即使發(fā)生在分布式電源聯(lián)絡(luò)線以外的故障(甚至是其他用戶)，也將迫使電源脫網(wǎng)，擾動(dòng)結(jié)束后進(jìn)行再并列。如果分布式電源運(yùn)行需要的輔機(jī)系統(tǒng)在脫網(wǎng)后失去電源，那分布式電源將被迫停機(jī)。這一過(guò)程對(duì)于和生產(chǎn)工藝有關(guān)聯(lián)的小電源尤其不利，例如余熱發(fā)電等。

當(dāng)分布式電源接入鉆石型配電網(wǎng)的主干網(wǎng)時(shí)，如果繼電保護(hù)配置和整定運(yùn)行得當(dāng)，就能實(shí)現(xiàn)故障的有選擇性切除，也能有效避免不利情況的發(fā)生。

分布式電源接入對(duì)鉆石型配電網(wǎng)的保護(hù)影響如下。

(1)線路保護(hù)。在開(kāi)關(guān)站有分布式電源接入的出線上，如果在出線斷路器的系統(tǒng)側(cè)或開(kāi)關(guān)站的其他線路上發(fā)生故障，在該斷路器上會(huì)流過(guò)由分布式電源提供的短路電流。對(duì)于不經(jīng)過(guò)方向元件閉鎖的過(guò)流保護(hù)此時(shí)會(huì)有誤動(dòng)作的可能。

(2)母線保護(hù)。當(dāng)變電站(或開(kāi)關(guān)站)母線故障時(shí)，現(xiàn)有的主變后備(或變電站線路后備)保護(hù)均能可靠切除系統(tǒng)提供的短路電流；分布式電源側(cè)的繼電保護(hù)也能切除其提供的短路電流(或由變流器逆止)。接入“鉆石型”配電網(wǎng)的分布式電源，不承擔(dān)支撐電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的任務(wù)，對(duì)其在故障切除后是否失穩(wěn)不做要求。因此，對(duì)故障的切除時(shí)間，無(wú)系統(tǒng)穩(wěn)定原因?qū)е碌目焖偾谐蟆?/p>

(3)備自投。在鉆石型配電網(wǎng)中，分布式電源的接入比較分散，可通過(guò)主干網(wǎng)開(kāi)關(guān)站或是次干網(wǎng)配電站接入。主變保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)10 kV側(cè)斷路器時(shí)僅聯(lián)跳同一母線上的并聯(lián)電容器，并不聯(lián)跳所有包含電源的線路。而在目前的備自投合閘邏輯中，將在無(wú)法有效確認(rèn)母線失壓的情況下合上分段斷路器，可能導(dǎo)致非同期合閘，對(duì)分布式電源造成沖擊，同時(shí)也降低了備自投合閘的成功率。

3.2 分布式電源接入的鉆石型配電網(wǎng)保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的配置

考慮到分布式電源接入后對(duì)繼電保護(hù)的影響，鉆石型配電網(wǎng)系統(tǒng)側(cè)保護(hù)配置要考慮以下要求。

3.2.1 線路保護(hù)

(1)在有分布式電源接入的開(kāi)關(guān)站出線斷路器處，通常應(yīng)按照雙側(cè)電源電網(wǎng)的要求設(shè)置線路保護(hù)，宜配置(方向)過(guò)流保護(hù)，考慮到分布式電源的容量較小，提供的短路電流遠(yuǎn)小于系統(tǒng)提供的短路電流，方向元件通常可以不投入；對(duì)于短線路或因接入配電網(wǎng)的分布式電源容量較大導(dǎo)致繼電保護(hù)不滿足“四性”要求時(shí)，可增配縱聯(lián)差動(dòng)電流保護(hù)。

(2)對(duì)逆變器類型分布式電源，如果電網(wǎng)中任一點(diǎn)短路時(shí)，逆變器提供的短路電流流過(guò)任何設(shè)備時(shí)均不導(dǎo)致設(shè)備過(guò)載，可以按照單側(cè)電源電網(wǎng)的要求設(shè)置線路保護(hù)。逆變器必須具備快速檢測(cè)孤島且檢測(cè)到孤島后立即斷開(kāi)與電網(wǎng)連接的能力。

3.2.2 母線保護(hù)

如無(wú)穩(wěn)定要求，開(kāi)關(guān)站母線可以不配置母線保護(hù)。

3.2.3 防孤島保護(hù)

旋轉(zhuǎn)電機(jī)(同步電機(jī)、感應(yīng)電機(jī))類型分布式電源，無(wú)需專門(mén)設(shè)置防孤島保護(hù)。

3.2.4 解列裝置

(1)在有分布式電源接入的開(kāi)關(guān)站母線處，應(yīng)按母線配置故障解列裝置。故障解列裝置測(cè)量元件通常以電網(wǎng)故障電氣量(故障時(shí)的過(guò)電流、低電壓、零序電壓、零序電流等)作為判據(jù)，其動(dòng)作定值要保證預(yù)定的解列范圍有足夠的靈敏度。同時(shí)，應(yīng)能夠躲過(guò)常見(jiàn)運(yùn)行方式下的正常電氣量和不平衡電氣量。

(2)變電站或開(kāi)關(guān)站設(shè)置的低周低壓減載裝置獨(dú)立于故障解列裝置，用于系統(tǒng)側(cè)的頻率和電壓穩(wěn)定控制。區(qū)別于故障解列，低周低壓減載裝置應(yīng)經(jīng)滑差閉鎖。

(3)當(dāng)系統(tǒng)電源由于電源側(cè)故障斷開(kāi)后，將形成局部的孤立系統(tǒng)。該系統(tǒng)如果能夠自平衡，故障解列裝置未動(dòng)作，則由調(diào)度機(jī)構(gòu)決定是否解列。如該系統(tǒng)失穩(wěn)，則故障解列動(dòng)作，切除分布式電源聯(lián)絡(luò)線，開(kāi)關(guān)站或變電站母線失壓。此時(shí)可以滿足備自投或自愈系統(tǒng)的無(wú)壓條件。

3.2.5 備自投/自愈裝置

當(dāng)分布式電源接入鉆石型配電網(wǎng)后，目前的備自投合閘邏輯中，將在無(wú)法有效確認(rèn)母線失壓的情況下合上分段斷路器，可能導(dǎo)致非同期合閘，對(duì)分布式電源造成沖擊，同時(shí)也降低了備自投合閘的成功率。

因此，為提高動(dòng)作成功率，同時(shí)為防止發(fā)生非同期合閘，應(yīng)采取必要的聯(lián)切分布式電源線路的措施。

(1)應(yīng)對(duì)鉆石型配電網(wǎng)電源變電站的10 kV分段備自投，建議增加直接對(duì)母線電壓測(cè)量獲取的判據(jù)，保證設(shè)備的安全，提高動(dòng)作成功率。對(duì)于其中與失壓跳閘邏輯相關(guān)的電壓定值與時(shí)間定值,應(yīng)該特別注意與母線上的故障解列裝置的配合，要考慮在失去系統(tǒng)電源支持后，無(wú)法自平衡的孤立電網(wǎng)應(yīng)首先通過(guò)故障解列裝置切除有關(guān)的分布式電源聯(lián)絡(luò)線。變電站備自投的合閘邏輯中，對(duì)母線無(wú)壓的確認(rèn)，除了有關(guān)斷路器的分位以外，建議增加直接對(duì)母線電壓測(cè)量獲取的判據(jù)，保證設(shè)備的安全，提高動(dòng)作成功率。

(2)在主干網(wǎng)開(kāi)關(guān)站內(nèi)，當(dāng)存在分布式電源線路接入時(shí)，考慮故障后由于小電源支撐電壓不滿足自愈、分段備自投無(wú)壓判斷等情況，增加聯(lián)切分布式電源功能。

在自愈裝置的改進(jìn)方面，由于在自愈功能中，聯(lián)切的對(duì)象是故障點(diǎn)和開(kāi)環(huán)點(diǎn)之間的開(kāi)關(guān)站中定義為分布式電源的線路，因此當(dāng)自愈功能退出時(shí)，自愈聯(lián)切小電源功能也同時(shí)退出。

具體措施主要體現(xiàn)在當(dāng)開(kāi)關(guān)站的分段備自投跳主干網(wǎng)線路時(shí)，可以選擇聯(lián)切容量較大的開(kāi)關(guān)站分布式電源，同時(shí)開(kāi)關(guān)站也應(yīng)對(duì)母線電壓通過(guò)測(cè)量元件的方式進(jìn)行再確認(rèn)。當(dāng)開(kāi)關(guān)站母線保護(hù)功能投入，母線保護(hù)動(dòng)作后，應(yīng)該聯(lián)切母線上的分布式電源線路。

鉆石型配電網(wǎng)保護(hù)及安全自動(dòng)裝置配置見(jiàn)表2。

表2 鉆石型配電網(wǎng)保護(hù)及安全自動(dòng)裝置配置

續(xù)表

4 分布式電源接入鉆石型配電網(wǎng)的保護(hù)及安全自動(dòng)裝置動(dòng)作行為分析

以開(kāi)關(guān)站接入一個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)小電源為例，討論各個(gè)可能的故障點(diǎn)發(fā)生短路后，各類保護(hù)的動(dòng)作次序，從而得出現(xiàn)有保護(hù)配置是否合理，是否需要增加保護(hù)配置，是否需要改進(jìn)保護(hù)裝置的功能。鉆石型配電網(wǎng)可能的故障點(diǎn)如圖6所示。

圖6 鉆石型配電網(wǎng)故障點(diǎn)示意圖

4.1 變電站母線故障S1

(1)變電站保護(hù)動(dòng)作分析：變電站變壓器后備保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)關(guān)A1，接入開(kāi)關(guān)站的分布式電源通過(guò)主干網(wǎng)線路向變電站母線故障處提供短路電流。由于主干網(wǎng)保護(hù)可能不滿足動(dòng)作條件(區(qū)外故障或故障電流小于整定值)，無(wú)法將分布式電源從系統(tǒng)中隔離。

(2)第1個(gè)開(kāi)關(guān)站保護(hù)動(dòng)作分析：變電站保護(hù)動(dòng)作，通過(guò)自愈系統(tǒng)向E站自愈保護(hù)發(fā)跳開(kāi)E1命令；如果能夠?qū)崿F(xiàn)供電自平衡，故障解列功能不動(dòng)作，則由調(diào)度機(jī)構(gòu)決定是否解列。如果系統(tǒng)失穩(wěn)，則故障解列功能動(dòng)作，切除分布式電源聯(lián)絡(luò)線，開(kāi)關(guān)站母線失壓，此時(shí)滿足自愈系統(tǒng)的無(wú)壓條件，合F2開(kāi)關(guān)，使系統(tǒng)恢復(fù)供電；檢測(cè)分布式電源同期并網(wǎng)裝置，是否滿足并網(wǎng)條件，確認(rèn)并網(wǎng)。

(3)第2個(gè)開(kāi)關(guān)站保護(hù)動(dòng)作分析：如果E1拒動(dòng)，通過(guò)自愈系統(tǒng)向F站自愈保護(hù)發(fā)跳開(kāi)F1命令；如果能夠?qū)崿F(xiàn)供電自平衡，故障解列功能不動(dòng)作，則由調(diào)度機(jī)構(gòu)決定是否解列。如果系統(tǒng)失穩(wěn)，則故障解列功能動(dòng)作，切除分布式電源聯(lián)絡(luò)線，開(kāi)關(guān)站母線失壓，此時(shí)滿足自愈系統(tǒng)的無(wú)壓條件，合F2開(kāi)關(guān)，使系統(tǒng)恢復(fù)供電；檢測(cè)分布式電源同期并網(wǎng)裝置，是否滿足并網(wǎng)條件，確認(rèn)并網(wǎng)。

4.2 主干網(wǎng)線路故障

(1)主干網(wǎng)線路故障S2。主干網(wǎng)線路發(fā)生故障S2，線路縱差保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)關(guān)A2，E1，如果可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域供電自平衡，則無(wú)需更多動(dòng)作；當(dāng)系統(tǒng)失穩(wěn)時(shí)，應(yīng)考慮安排故障解列動(dòng)作，切除分布式電源聯(lián)絡(luò)線，此時(shí)母線無(wú)壓，開(kāi)關(guān)站F的分布式配電保護(hù)自愈裝置在已充電并且母線無(wú)壓的情況下收到自愈啟動(dòng)令后合開(kāi)關(guān)F2，恢復(fù)供電，檢測(cè)分布式電源同期并網(wǎng)裝置，是否滿足并網(wǎng)條件，確認(rèn)并網(wǎng)。

(2)主干網(wǎng)線路故障S5。主干網(wǎng)線路發(fā)生故障S5，線路縱差保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)E2，F(xiàn)1，如果可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域供電自平衡，則無(wú)需更多動(dòng)作；當(dāng)系統(tǒng)失穩(wěn)時(shí)，應(yīng)考慮安排故障解列動(dòng)作，切除分布式電源聯(lián)絡(luò)線，此時(shí)母線無(wú)壓，開(kāi)關(guān)站F的分布式配電保護(hù)自愈裝置在已充電并且母線無(wú)壓的情況下收到自愈啟動(dòng)令后合開(kāi)關(guān)F2，恢復(fù)供電，檢測(cè)分布式電源同期并網(wǎng)裝置，是否滿足并網(wǎng)條件，確認(rèn)并網(wǎng)。

4.3 開(kāi)關(guān)站母線故障

(1)第1個(gè)開(kāi)關(guān)站母線故障S3。開(kāi)關(guān)站母線發(fā)生故障S3，開(kāi)關(guān)站E的分布式配電保護(hù)自愈裝置母差保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)本母線上所有開(kāi)關(guān)，并遠(yuǎn)跳E1，E2的對(duì)側(cè)開(kāi)關(guān)并閉鎖備自投。F站如果可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域供電自平衡，則無(wú)需更多動(dòng)作；當(dāng)系統(tǒng)失穩(wěn)時(shí)，應(yīng)考慮安排故障解列動(dòng)作，切除分布式電源聯(lián)絡(luò)線，此時(shí)母線無(wú)壓，開(kāi)關(guān)站F的分布式配電保護(hù)自愈裝置在已充電并且母線無(wú)壓的情況下收到自愈啟動(dòng)令后合開(kāi)關(guān)F2，恢復(fù)供電，檢測(cè)分布式電源同期并網(wǎng)裝置，是否滿足并網(wǎng)條件，確認(rèn)并網(wǎng)。

(2)第2個(gè)開(kāi)關(guān)站母線故障S6。開(kāi)關(guān)站母線發(fā)生故障S6，開(kāi)關(guān)站F的分布式配電保護(hù)自愈裝置母差保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)本母線上所有開(kāi)關(guān)，并遠(yuǎn)跳F1及其對(duì)側(cè)開(kāi)關(guān)和閉鎖備自投F3，無(wú)需自愈操作。電網(wǎng)及E站的分布式電源向系統(tǒng)供電。

4.4 開(kāi)關(guān)站出線故障

若開(kāi)關(guān)站出線無(wú)分布式電源接入，饋線保護(hù)動(dòng)作跳出線開(kāi)關(guān)；若分支線有分布式電源接入，饋線出線開(kāi)關(guān)處增加聯(lián)切分布式電源功能及同期并網(wǎng)功能。

5 結(jié)語(yǔ)

(1)分布式電源接入鉆石型配電網(wǎng)的電源總?cè)萘坎灰顺^(guò)24 MW，次干網(wǎng)單個(gè)環(huán)網(wǎng)柜允許接入的電源容量不宜超過(guò)8 MW。

(2)在主干網(wǎng)線路中均設(shè)置了縱差保護(hù)，對(duì)主干線路故障具有絕對(duì)選擇性。差動(dòng)原理的保護(hù)定值不會(huì)受到保護(hù)間配合的影響，可以采用較低的定值，對(duì)區(qū)內(nèi)故障的靈敏度很高。

(3)過(guò)流或零流保護(hù)配合層級(jí)簡(jiǎn)單，僅有變電站出線的與開(kāi)關(guān)站次干網(wǎng)出線兩級(jí)，在動(dòng)作延時(shí)上能保證足夠的時(shí)間級(jí)差，因此能夠確保上下級(jí)保護(hù)的選擇性。

(4)鉆石型配電網(wǎng)的自愈系統(tǒng)能夠適應(yīng)雙環(huán)網(wǎng)運(yùn)行中的各種方式，無(wú)需考慮開(kāi)關(guān)站之間備自投的時(shí)間配合，僅考慮與變電站備自投的時(shí)間配合。在主干網(wǎng)故障切除后，可通過(guò)環(huán)網(wǎng)的自愈邏輯進(jìn)行故障隔離和非故障區(qū)恢復(fù)供電。如果恢復(fù)失敗或遭遇“N-2”故障時(shí)，開(kāi)關(guān)站分段備自投動(dòng)作。

在鉆石型配電網(wǎng)環(huán)境下，通過(guò)利用差動(dòng)保護(hù)簡(jiǎn)化繼電保護(hù)配合關(guān)系，調(diào)整備自投邏輯，并考慮適應(yīng)分布式電源接入的保護(hù)配置方案，能夠更好地發(fā)揮鉆石型配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，提高供電可靠性。