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各个层级的本地处理装置均设有发送数据优先级,越接近负载端,其发送优先级越高。当发生短路故障时,流过短路电流的相关支路同时判断出短路故障(同步采样的前提下,其时间间隔小于一个采样时间间隔),此时发送数据优先级越高的支路最先发送相关数据,发送优先级低的支路延迟一定时间,等待优先级高的从机将数据发送完毕再发送本地故障数据,因此,越靠近电源侧的层级支路延迟时间越长。
中控CPU对各个节点的短路故障信息即dd5标幺值进行对比,判断出具体的短路支路,并对该支路的断路器容量、预期分断电流和短路电流峰值进行匹配,如果匹配则发送分断信号给短路支路的断路器,如果不匹配则将分断信号传输给上一层级的断路器,从而实现选择性协调保护。
短路故障发生后,多层级网络中的节点接收到中控CPU分断信号,该节点的本地处理装置实时检测电流信号,并根据本地断路器的分断特性计算分断时间。如果在这段时间内断路器没有可靠分断,则通知中控CPU,中控CPU立即发送分断信号给上级断路器,为短路支路提供后备保护。
实现低压系统多层级网络选择性协调保护的前提是保护的可靠性,在发生短路故障的时候应该及时分断低压断路器[6],所以上述低压系统选择性协调保护架构依然可保留常规的三段式保护。当选择性协调保护系统发生故障时,如通信系统故障或本地检测装置故障,则开启常规三段式保护,从而在实现全范围选择性协调保护的同时,可以保留系统的可靠性。
2.3低压配电系统多层级短路故障仿真分析
本文采用MATLAB中的Simulink的电力系统工具箱,针对图1低压系统多层级短路故障选择性保护架构,建立了低压配电系统多层级网络短路故障模型,如图2所示,以获取全相角范围短路故障仿真样本。
图2低压配电系统多层级故障模型
针对上述全范围选择性保护机制,仿真在不同层级不同初相角下(a)发生短路故障时,对各个支路的电流进行多尺度三次B样条二进小波变换及小波包变换,分析在短路故障发生0.2ms时的电流波形高阶细节分量的瞬时标幺值dd5*随a的变化情况,dd5*的基准值为支路稳定运行时电流的dd5分量峰值,短路支路为图2的i31支路、i20支路、i10支路,仿真结果如图3(a-c)所示,图上只列出了dd5*大于阈值的相关支路,即判断出短路故障的支路[13]。
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