智能配電系統(tǒng)多層級選擇性保護(hù)技術(shù)

張麗萍蔡傳慶繆希仁

（1.福州大學(xué)電氣工程與自動化學(xué)院，福州 350116;

2.中國移動通信集團(tuán)福建有限公司，福州 350000）

智能配電系統(tǒng)多層級選擇性保護(hù)技術(shù)

張麗萍1蔡傳慶2繆希仁1

（1.福州大學(xué)電氣工程與自動化學(xué)院，福州 350116;

2.中國移動通信集團(tuán)福建有限公司，福州 350000）

智能電網(wǎng)是整個電力行業(yè)未來的發(fā)展方向，作為其中的重要組成部分，保障智能配電系統(tǒng)供電的可靠性與持續(xù)性尤其受人關(guān)注。本文從建設(shè)堅強智能配電網(wǎng)的需求出發(fā)，總結(jié)了傳統(tǒng)過電流保護(hù)技術(shù)的不足和包括應(yīng)用在線監(jiān)測以及對控制與保護(hù)等方面的技術(shù)要求，提出低壓配電系統(tǒng)多層級選擇性保護(hù)技術(shù)，并分析了多層級選擇性保護(hù)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)，展望該技術(shù)的應(yīng)用趨勢，為實現(xiàn)多層級全范圍選擇性保護(hù)提供一個新思路。

智能配電系統(tǒng)；在線監(jiān)測；多層級選擇性保護(hù)；短路故障早期檢測；快速分?jǐn)?/p>

國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和智能電網(wǎng)的建設(shè)都對電力系統(tǒng)的安全可靠運行提出了更高的要求，作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，智能配電系統(tǒng)建設(shè)最主要的目標(biāo)是保障供電的可靠性與持續(xù)性[1]。隨著智能配電系統(tǒng)建設(shè)的發(fā)展與需求的不斷提高，配電系統(tǒng)中大功率負(fù)荷迅速增長，大容量機(jī)組不斷投入運行，配電系統(tǒng)的層級和短路電流的規(guī)模也在不斷增長。不斷增強的短路電流對線路、設(shè)備及保護(hù)電器本身的動熱穩(wěn)定性以及相互配合的協(xié)調(diào)性均提出了更高要求，而實現(xiàn)這一目標(biāo)的重要手段之一是采用選擇性保護(hù)[2-3]。目前我國低壓配電系統(tǒng)選擇性保護(hù)的方式主要是過電流保護(hù)，不論是采用傳統(tǒng)的還是智能型的短路保護(hù)電器，大多都仍采用全電流值是否大于其整定值來作為保護(hù)動作的判定依據(jù)。在這種情況下，距故障發(fā)生時刻已過了一定的時間，保護(hù)的快速性得不到保障；若通過的短路電流很大，還可能造成上下級同時跳閘或上級先跳閘的情況，保護(hù)的可靠性同樣受到限制，即目前所采用的過電流保護(hù)方式尚只能實現(xiàn)不完備的局部選擇性保護(hù)。

我國電力行業(yè)的發(fā)展方向是建設(shè)國際領(lǐng)先的統(tǒng)一堅強型智能電網(wǎng)，當(dāng)中極其重要的特點是堅強。堅強的主要含義是能夠?qū)崟r監(jiān)測，并且能預(yù)測電網(wǎng)的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)、診斷和快速消除故障隱患，將故障消滅于萌芽階段，避免帶來故障的擴(kuò)大和次生安全事故，如火災(zāi)、爆炸和大規(guī)模停電的發(fā)生，提高電網(wǎng)運行的可靠性，因此，傳統(tǒng)的保護(hù)方式已不能滿足實際應(yīng)用需求。

本文基于傳統(tǒng)過電流保護(hù)的不足以及建設(shè)堅強智能配電系統(tǒng)對在線監(jiān)測、短路故障早期檢測以及控制與保護(hù)方面的需求，提出智能配電系統(tǒng)多層級選擇性保護(hù)技術(shù)，從局部選擇性提升到全局選擇性、將選擇性保護(hù)的范圍延伸至終端配電系統(tǒng)，并具備全相角短路故障早期檢測與辨識功能，對任意層級、任意位置發(fā)生的任意類型的短路故障，均能在故障尚未發(fā)展起來之時即被快速、可靠地檢測并分?jǐn)?，為實現(xiàn)多層級全范圍選擇性保護(hù)提供一個新思路。

1 建設(shè)堅強智能配電系統(tǒng)的需求

1.1 在線監(jiān)測

隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，越來越多的大功率機(jī)組和非線性負(fù)載接入配電系統(tǒng)，使得配電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)愈加復(fù)雜；同時，各種電或非電元件或設(shè)備在正常或非正常運行過程中均存在著大量的協(xié)調(diào)、配合、互動等相互影響的動態(tài)過程和能量轉(zhuǎn)換；存在著起動、過載、變頻等有別于正常運行的暫態(tài)過程，也存在著包括電、磁、熱、力、光、機(jī)械、腐蝕等在內(nèi)的物理和化學(xué)過程[4]。而短路故障的規(guī)模也越來越大，對配電系統(tǒng)中的線路和設(shè)備所造成的惡性影響也日益凸顯，這些過程都會對配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行造成影響。早期的低壓配電系統(tǒng)中，人們對于配電系統(tǒng)中各線路或設(shè)備的運行狀態(tài)和微環(huán)境變化往往一無所知，無論是非正常運行狀態(tài)還是故障運行狀態(tài)，都需要通過在線監(jiān)測來獲取，以制定相應(yīng)的應(yīng)對策略，智能配電系統(tǒng)具備在線監(jiān)測的基礎(chǔ)條件。因此，要發(fā)展智能且堅強型的配電系統(tǒng)，就需要實時在線監(jiān)測配電系統(tǒng)各線路、設(shè)備的運行狀態(tài)，在配電系統(tǒng)出現(xiàn)異常狀況的時候能準(zhǔn)確定位異常狀況的來源并能辨識該異常狀況，從而為后續(xù)的恢復(fù)或切除打下基礎(chǔ)。

例如，電器設(shè)備的溫度、振動、帶電狀態(tài)、電磁暫態(tài)以及內(nèi)部微環(huán)境等均是能夠反映設(shè)備動熱穩(wěn)定性的重要參數(shù)與檢測設(shè)備運行狀態(tài)的安全可靠的技術(shù)手段，而非智能的電器設(shè)備并不具備可靠的檢測手段。世界各國在電器研發(fā)上的不斷創(chuàng)新與新技術(shù)的應(yīng)用使得誕生了智能化電器，其應(yīng)用了微處理器、傳感以及通信技術(shù)，能夠?qū)崟r監(jiān)測各配電系統(tǒng)中關(guān)鍵關(guān)節(jié)的運行狀態(tài)與環(huán)境狀態(tài)，實時采集各種電或非電參量，利用通信技術(shù)將監(jiān)測結(jié)果上傳至智能控制中心，智能控制中心中的微處理器根據(jù)負(fù)載、線路或設(shè)備的運行狀況以及環(huán)境狀況的變化情況，進(jìn)行配電系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的自適應(yīng)協(xié)調(diào)與優(yōu)化運行[5]。若遇到無法自適應(yīng)調(diào)節(jié)的短路故障狀態(tài)，則對采集到的電流電壓參量進(jìn)行分析，確定短路故障類型和短路故障發(fā)生位置，并向保護(hù)電器發(fā)送指令，進(jìn)行優(yōu)化控制與保護(hù)。

總之，在線監(jiān)測能夠及時發(fā)現(xiàn)并捕捉配電系統(tǒng)中各主要環(huán)節(jié)運行狀態(tài)和微環(huán)境的變化，是智能配電系統(tǒng)提供自適應(yīng)協(xié)調(diào)與優(yōu)化以及針對短路故障提供選擇性保護(hù)的基礎(chǔ)。

1.2 控制與保護(hù)

智能配電系統(tǒng)在在線監(jiān)測完成對線路或設(shè)備的運行狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)的參量獲取后，最關(guān)鍵的一步就是對狀態(tài)參量所反映的非正常運行狀態(tài)或故障狀態(tài)進(jìn)行有效的優(yōu)化控制與保護(hù)。智能配電系統(tǒng)中的控制電器應(yīng)具備能根據(jù)運行狀態(tài)的變化實時地調(diào)整控制程序完成最佳電路接通和斷開過程，并且能夠調(diào)整控制策略，自適應(yīng)地完成狀態(tài)轉(zhuǎn)換與參數(shù)調(diào)節(jié)，使設(shè)備能從非正常運行狀態(tài)盡快地轉(zhuǎn)入額定運行狀態(tài)[4]。而智能配電系統(tǒng)對保護(hù)功能的應(yīng)用需求主要體現(xiàn)在快速、可靠的選擇性保護(hù)上。由于配電系統(tǒng)層級較多，負(fù)載類型和故障類型多樣，這就使得當(dāng)配電系統(tǒng)任意位置發(fā)生短路故障時，短路故障保護(hù)只切斷故障位置供電而保障其他非故障位置的持續(xù)可靠供電變得異常重要，因此對短路故障保護(hù)的選擇性提出了極高的要求[6]。

目前低壓配電系統(tǒng)中廣泛采用的選擇性保護(hù)方式是過電流保護(hù)，主要分為電流選擇性和時間選擇性。電流選擇性是通過設(shè)定上下級斷路器不同的整定電流來實現(xiàn)對過載、短路故障的選擇性保護(hù)配合，即三段式保護(hù)，其優(yōu)點是技術(shù)成熟、原理簡單且成本較低。但基于電流選擇性的瞬動保護(hù)的動作時間僅為開關(guān)的固有分閘時間，在短路電流足夠大時，會出現(xiàn)上下級同時跳閘或上級先跳閘的情況，選擇性難以保障，且保護(hù)范圍上亦收到限制，只能做到局部而非全范圍的保護(hù)[7-8]；而時間選擇性則是對于相同的短路電流，設(shè)定不同的動作時間，靠時間來決定上下級的開關(guān)順序以實現(xiàn)選擇性。雖然彌補了電流選擇性的不足，但當(dāng)多級開關(guān)串聯(lián)時，延時時間累計增加，上級開關(guān)延時時間越長，故障時短路電流持續(xù)時間越長，整個配電系統(tǒng)要付出更大的代價來滿足動、熱穩(wěn)定的要求[9-10]。此外，基于三段式保護(hù)的斷路器總是在短路電流達(dá)到其整定值時才開始分?jǐn)?，此時分?jǐn)嗟亩搪冯娏鞒３Ｌ幱诜逯蹈浇瑢嗦菲鞯氖褂脡勖鼤斐刹豢赡孓D(zhuǎn)的影響。這種以犧牲保護(hù)的快速性甚至可靠性為代價來獲取選擇性的保護(hù)方式并不能滿足智能配電系統(tǒng)對保護(hù)功能的需求。

迄今，低壓配電系統(tǒng)短路故障全范圍選擇性保護(hù)的機(jī)理尚未得到解決，智能配電系統(tǒng)的堅強性亦無從談起。綜上所述，智能配電系統(tǒng)對選擇性保護(hù)的需求[11]如下：

1）實現(xiàn)全電流選擇性保護(hù)，即在任何短路電流時確保上、下級斷路器不同時跳閘或越級跳閘從而將短路故障限制在最小范圍內(nèi)。

2）實現(xiàn)全范圍選擇性保護(hù)，即終端配電系統(tǒng)也要具備可靠的選擇性保護(hù)。

3）在短路故障尚未發(fā)展起來的極短時間內(nèi)完成故障切除，實現(xiàn)智能配電系統(tǒng)選擇性保護(hù)。

2 多層級選擇性保護(hù)技術(shù)

迄今為止的短路保護(hù)方法均不完全適用于低壓系統(tǒng)短路故障全范圍選擇性保護(hù)，本文根據(jù)智能配電系統(tǒng)的應(yīng)用需求提出了多層級選擇性保護(hù)技術(shù)，以期實現(xiàn)短路故障的全范圍選擇性保護(hù)。

2.1 故障參量采集

要實現(xiàn)多層級選擇性保護(hù)，首先要對能反映短路故障特征的兩個參量，即電壓和電流進(jìn)行采集。由于本文所采用的多層級選擇性保護(hù)技術(shù)主要是針對短路電流變化來檢測和判定故障的，因此對于電流的采樣頻率和精度要求較高，需要在配電系統(tǒng)中各段支路的保護(hù)電器安裝處加裝動態(tài)響應(yīng)快，測量頻帶寬的大電流測試裝置，其采樣頻率應(yīng)至少達(dá)到100kHz，測量精度應(yīng)能達(dá)到 1%以下，同時能對多路電流信號進(jìn)行同步采樣，這樣才能準(zhǔn)確捕捉到多層級短路故障發(fā)生時刻的電流突變特征量，為后續(xù)的短路故障早期檢測提供可靠數(shù)據(jù)。而該技術(shù)對電壓采集的要求不高，只需將電壓傳感器安裝于電源處，一般來說，短路故障發(fā)生時，電源電壓會出現(xiàn)較明顯的跌落，其變化幅度比短路發(fā)生時刻電流的變化幅度要明顯得多，本文僅根據(jù)電壓跌落來確定短路故障的發(fā)生時刻，而短路故障發(fā)生的位置、類型等則通過對電流采樣值的分析來確定。

2.2 短路故障早期檢測與辨識

本文所提出的多層級選擇性保護(hù)技術(shù)的關(guān)鍵之一在于對所采集到的電流信號進(jìn)行短路故障早期檢測與辨識，主要通過具備分析測控能力的Compact-RIO硬件系統(tǒng)中的FPGA模塊以及LabVIEW圖形化程序開發(fā)平臺加以技術(shù)實現(xiàn)。首先對采集到的包含有白噪聲和脈沖噪聲干擾的原始電流信號進(jìn)行濾波處理，以免造成噪聲和短路故障特征量的混淆，導(dǎo)致早期檢測算法誤判。前置濾波器采用了集白噪聲和正負(fù)脈沖噪聲濾除功能于一體的形態(tài)小波濾波器[12]，將濾波后的較為光滑的電流信號輸入短路故障早期檢測算法程序中進(jìn)行下一步分析。

本文所提出的多層級選擇性保護(hù)技術(shù)采用小波包細(xì)節(jié)分解算法作為短路故障早期檢測的執(zhí)行算法。小波變換的基本過程是用一簇函數(shù)去表示或逼近一個信號，與傳統(tǒng)傅里葉變換不同的是，小波變換的基函數(shù)是具有有限的持續(xù)時間和突變頻率/振幅的小波函數(shù)，這使其可較準(zhǔn)確地擬合原始信號，特別是具有突變特征的非平穩(wěn)信號。此外，作為一種時頻域分析方法，小波變換可通過伸縮和平移等運算功能實現(xiàn)對信號的多分辨率細(xì)化分析，從而有效地提取信號中的有用信息。由于短路全電流的變化規(guī)律與短路瞬間電源電壓或電流相位（即故障初相角）有密切關(guān)系，因此必須將短路故障初相角作為探討短路電流特性重要考慮因素[13]。實驗證明[14]，通過小波變換將信號分解得到第四尺度細(xì)節(jié)分量，可以獲取短路電流明顯的突變特征，以此作為短路故障早期檢測的特征量，可實現(xiàn)在大部分相角下短路后極短時間（0.2ms）內(nèi)檢測出故障，但在某些短路電流突變特征不明顯的相角區(qū)間，其檢測速度及辨識效果并不理想，且文獻(xiàn)[14]所做實驗僅針對單層級配電系統(tǒng)的單相短路故障，并未涉及多層級配電系統(tǒng)及其他類型的短路故障。

本文引入小波包細(xì)節(jié)分解算法，其在信號高頻段的頻率分辨率和在低頻段的時域分辨率都較小波變換有顯著提高，對短路故障電流信號經(jīng)小波變換得到的第四尺度細(xì)節(jié)分量加以進(jìn)一步分解，得到高階細(xì)節(jié)分量，可以獲取比第四尺度細(xì)節(jié)分量更明顯的短路電流突變特征量，而算法本身增加的時間極少，可實現(xiàn)全相角下的短路故障早期檢測（0.2ms）。

短路故障早期檢測的速度性和有效性除了受到算法的影響，另一個關(guān)鍵的影響因素就是故障閾值[15]。由于早期檢測最終是以所提取的特征量是否超過設(shè)定的故障閾值來判別故障發(fā)生，以特征量第一次超過故障閾值的時刻來定位故障發(fā)生時刻，因此，故障閾值的設(shè)置非常關(guān)鍵。在實際多層級低壓配電系統(tǒng)中，一般來說越靠近電源側(cè)以及工況狀態(tài)下承載電流越多的線路或設(shè)備，發(fā)生短路故障時其所承受的短路電流等級就越大，相對而言越靠近負(fù)載側(cè)的線路或設(shè)備短路電流等級則越小。本文以對短路故障電流信號經(jīng)小波變換得到的第四尺度細(xì)節(jié)分量加以進(jìn)一步分解所得到高階細(xì)節(jié)分量作為判斷短路故障的特征量，其數(shù)值通常隨短路電流的增大而增大，但還與短路故障初相角密切相關(guān)，若將故障閾值設(shè)的太大，則在某些故障特征不明顯的短路故障初相角下，可能發(fā)生漏判或檢測時間延長，影響早期檢測的速度性和有效性；若為了追求檢測速度而一味減小故障閾值，則可能將電動機(jī)起動、電力電容器投切等暫態(tài)過程誤判為短路故障。在算法提取短路故障特征量的基礎(chǔ)上，還需要設(shè)定合適的故障閾值，以確?？焖儆行У貦z測和辨識短路故障[16-18]。

2.3 快速分?jǐn)?/p>

傳統(tǒng)過電流三段式保護(hù)電器的一個比較大的缺陷是其大多都采用全電流值是否大于其整定值來作為保護(hù)動作的判定依據(jù)，在分?jǐn)鄷r短路電流往往已經(jīng)發(fā)展起來，呈現(xiàn)出一個比較大的峰值電流，而一般斷路器的分?jǐn)噙^程通常要持續(xù)數(shù)個周波，這又導(dǎo)致短路電流進(jìn)一步發(fā)展，極易造成配電系統(tǒng)故障支路甚至上級支路的線路和設(shè)備發(fā)生損壞，對斷路器自身的壽命也相當(dāng)不利，因此實現(xiàn)短路故障早期檢測基礎(chǔ)上的快速分?jǐn)嗍侵悄芘潆娤到y(tǒng)多層級選擇性保護(hù)技術(shù)的又一關(guān)鍵所在?？焖俜?jǐn)嗟睦硐牖Ч欠謹(jǐn)鄼C(jī)構(gòu)在早期檢測算法檢測到短路故障并觸發(fā)保護(hù)后立刻動作，并能在極短的時間內(nèi)完成短路電流（包括電弧）的完全分?jǐn)?，將短路電流對線路和設(shè)備的影響限制到最小。目前我校已經(jīng)研究出了平均全開斷時間在5ms以內(nèi)的快速分?jǐn)鄼C(jī)構(gòu)，大幅改善短路保護(hù)的速度性，提高智能配電系統(tǒng)的保護(hù)性能，使短路電流在開始的 1/4個周期內(nèi)即被分?jǐn)?，有效保護(hù)線路和設(shè)備不受短路故障侵害。

2.4 短路電流趨勢預(yù)測

眾所周知，當(dāng)某條支路發(fā)生短路故障時，其上級支路的電流同樣會發(fā)生突變，且這種突變亦可由前述的短路故障早期檢測算法檢測得出。因此，在將短路故障早期檢測算法應(yīng)用于多層級智能配電系統(tǒng)時，若僅根據(jù)所提取的故障特征量大于故障閾值來定位故障發(fā)生位置并觸發(fā)保護(hù)動作，將可能造成上下級保護(hù)同時動作，即越級跳閘，造成非故障區(qū)域斷電，全選擇性保護(hù)無法實現(xiàn)。針對這一問題，本文所提出的多層級選擇性保護(hù)技術(shù)在短路故障早期檢測的基礎(chǔ)上，利用早期檢測算法分析所得的數(shù)據(jù)，對短路電流進(jìn)行趨勢預(yù)測[19]，重點是峰值預(yù)測。該預(yù)測應(yīng)能綜合考慮短路故障早期檢測時間、峰值預(yù)測時間、斷路器固有動作時間等，預(yù)測出斷路器實際需開斷的短路電流大小，然后將預(yù)測結(jié)果經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)上傳至智能控制中心。智能控制中心存儲有不同層級、支路發(fā)生的不同類型短路故障電流等級信息以及斷路器的額定開斷能力、所處位置等信息，其可結(jié)合短路電流趨勢預(yù)測的結(jié)果，準(zhǔn)確定位短路故障所處的層級支路，分析判斷出最靠近短路點且能可靠分?jǐn)喈?dāng)前短路電流的斷路器，并給其發(fā)出故障分?jǐn)鄤幼髦噶睢?/p>

將短路電流趨勢預(yù)測應(yīng)用于多層級選擇性保護(hù)技術(shù)，可在短路故障發(fā)生時為智能配電系統(tǒng)選擇合適層級的斷路器加以控制保護(hù)，以提高智能配電系統(tǒng)在短路故障發(fā)生時多層級之間的選擇性與協(xié)調(diào)性，有效縮小故障停電范圍，避免盲目提高保護(hù)電器的容量，更好地實現(xiàn)低壓系統(tǒng)多層級短路故障保護(hù)的選擇性、速度性與經(jīng)濟(jì)性。

綜上所述，本文所提出的智能配電系統(tǒng)多層級選擇性保護(hù)技術(shù)能夠?qū)Σ煌瑢蛹?、不同類型的短路故障進(jìn)行實時采集測控，既能滿足短路故障的快速、實時、可靠檢測，又具備分析、辨識、預(yù)測、分?jǐn)嗄芰?，具有廣闊的應(yīng)用發(fā)展前景，其技術(shù)架構(gòu)如圖1所示[20]。

圖1 智能配電系統(tǒng)多層級選擇性保護(hù)技術(shù)架構(gòu)圖

3 多層級選擇性保護(hù)技術(shù)應(yīng)用趨勢

本文所提出的智能配電系統(tǒng)多層級選擇性保護(hù)技術(shù)在未來的應(yīng)用中，應(yīng)著力在以下幾個方面實現(xiàn)優(yōu)化提升：

1）本文所提出的多層級選擇性保護(hù)技術(shù)以短路故障早期檢測算法對電流信號的分解結(jié)果作為短路故障早期檢測的特征量，無論如何設(shè)置短路故障閾值，仍存在無法有效辨識短路故障和起動暫態(tài)過程的誤判風(fēng)險。因此，可對短路電流早期檢測算法進(jìn)行優(yōu)化，降低誤判率，例如，對短路點后的電壓信號進(jìn)行采集，在短路故障發(fā)生時，短路點后的電壓會瞬間跌落至零點上下，可利用電壓的這一特性作為檢測短路故障的判據(jù)。由于在電動機(jī)等起動暫態(tài)過程中電壓不會發(fā)生明顯變化，因此該方法可更有效地辨識起動過程和短路故障，避免誤判。

2）本文所提出的多層級選擇性保護(hù)技術(shù)利用快速分?jǐn)鄼C(jī)構(gòu)可實現(xiàn)檢測到短路故障后5ms內(nèi)完全分?jǐn)喽搪饭收?，但其仍有可能在短路電流的峰值附近進(jìn)行分?jǐn)?，電弧較大，分?jǐn)嗟臅r間存在分散性，機(jī)構(gòu)尚不夠穩(wěn)定，對分?jǐn)鄼C(jī)構(gòu)的壽命不利。因此，可研究開發(fā)智能保護(hù)電器，能自適應(yīng)地實現(xiàn)優(yōu)化的分?jǐn)噙^程（如無弧、少弧分?jǐn)嗷蚓C合配電系統(tǒng)最佳狀態(tài)下分?jǐn)啵Ａ硗?，也可采用帶有限流能力的保護(hù)電器，將短路電流峰值快速降低至線路或設(shè)備的額定電流范圍內(nèi)再進(jìn)行分?jǐn)啵行Х乐苟搪反箅娏鲗€路及設(shè)備的侵害，延長保護(hù)電器壽命。

3）本文所提出的多層級選擇性保護(hù)技術(shù)目前仍處于實驗階段，尚未形成一套完整的系統(tǒng)，未來應(yīng)將其小型化、產(chǎn)品化，并使其能更加適應(yīng)復(fù)雜多變的低壓配電系統(tǒng)環(huán)境，早日投入市場。

4 結(jié)論

我國在電力行業(yè)的發(fā)展上提出了建設(shè)堅強智能電網(wǎng)的目標(biāo)，而短路故障對多層級低壓配電系統(tǒng)來說發(fā)展極快且危害極大，是對電網(wǎng)堅強性的挑戰(zhàn)，需采用選擇性保護(hù)以保證電網(wǎng)供電的可靠性與持續(xù)性。傳統(tǒng)的過電流保護(hù)存在速度性和可靠性不足、只能實現(xiàn)局部選擇性等缺陷。本文在分析傳統(tǒng)選擇性保護(hù)方法和智能配電系統(tǒng)對控制與保護(hù)的應(yīng)用需求的基礎(chǔ)上，提出智能配電系統(tǒng)多層級選擇性保護(hù)技術(shù)，闡述了實現(xiàn)全選擇性保護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)及其實現(xiàn)方法，并提出了優(yōu)化方案，為智能配電系統(tǒng)選擇性協(xié)調(diào)保護(hù)的研究奠定技術(shù)基礎(chǔ)，有廣闊的應(yīng)用發(fā)展前景。

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The Technology for Selective Coordination of Multilevel Protection in Intelligent Power Distribution System

Zhang Liping1Cai Chuanqing2Miao Xiren1
(1.College of Electrical Engineering and Automation,Fuzhou University,Fuzhou 350116;2.China Mobile communication group Fujian Co.,Ltd,Fuzhou 350000)

Smart grid is the future development direction of the electric industry.The reliability and continuity of the power supply is particularly concerned by people.Multilevel protection in intelligent power distribution is critical.The conventional method for short circuit fault in low-voltage system is over-current protection.But it has disadvantages such as inadequate of speed and reliability and inadequate of the ability to coordinate at each level etc.In order to research the mechanism of the full range of selective coordination of multi-level protection and improve the existing lack of selective protection,based on the review of applied research of selective protection methods of short-circuit fault in recent years,the paper proposed the experimental system and control and test device technology solution of multi-level selective short-circuit fault protection,and provide an experimental basis for research of low-voltage multi-level selective coordination protection.

intelligent power distribution system;online monitor;selective coordination of multi-level protection;early detection of short circuit current;fast breaking

張麗萍（1977-），女，講師，研究方向為電氣設(shè)備在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)以及電力電子高頻磁技術(shù)。

國家自然科學(xué)基金資助項目（51377023）

福建省教育廳資助項目（JA12050）