水电之家讯：福州大学电气工程与自动化学院、嘉兴供电公司的研究人员苏尚流、缪希仁、吴立敏，在2016年第1期《电气技术》杂志上撰文，针对现阶段低压系统短路故障选择性保护的局限性，分析短路故障早期检测及其峰值预测在选择性保护的重要意义，提出低压系统多层级网络全范围选择性协调保护机制技术，阐述实现低压系统多层级网络选择性协调保护的关键点。

通过仿真分析，探讨了多层级网络中各个节点与中控CPU的协调保护机制及其可行性，并提出采用高速晶振同步采样和基于光纤信道的高速SPI通信技术解决多层级网络多节点同步采样误差问题和多节点与中控CPU高速通信问题。

短路故障是低压配电系统最主要的故障之一，传统的低压配电系统短路电流保护采用过电流三段式保护，依据时间-选择性原则，通过设定上下级断路器不同的整定电流、延迟时间来实现选择性保护。

这种保护技术相对成熟，但断路器判断短路故障需要满足全电流大于整定值的条件，短路故障判别时间长，且未考虑配电层级较多时存在延迟时间逐级累加的问题。

此外，当下级断路器负载侧的短路电流大于上级断路器的短延迟整定值，并达到瞬动电流时，就可能出现这两个层级的断路器同时跳闸甚至越级跳闸的情况，使配电系统故障范围扩大。

由此可见，三段式保护以牺牲保护速度来换取保护选择性，其实现低压配电系统实现选择性保护时间较长（一般达到1s，甚至更长），可以看作是一种局部选择性保护，且缺乏低压系统相邻层级及多层级之间相互协调的选择性保护机制[1-6]。

综上所述，传统的选择性保护有其局限性，从局部选择性提升到全局选择性且选择性保护范围从电源侧向终端侧延伸，实现多层级全范围的选择性协调保护已成为低压选择性保护技术方向。随着低压系统短路故障早期检测技术的发展，使得兼顾速度性与选择性的低压配电系统多层级网络全范围选择性的协调保护技术成为可能[6]。

1研究现状

在选择性保护方面，国内外相关专家与企业已开展了大量的研究与开发。文献[7]采用区域联锁实现全选择性保护，较好地解决传统三段式保护的缺点，但是该方法不具备全范围协调能力，只是通过上下层级断路器的ZSI信号来判断短路点，灵活性不高。

文献[8]分析我国井下6kV高压电网短路故障引起的越级跳闸原因的基础上，开发了一种基于CAN总线通信具有选择性短路保护的高压综合保护器，在一定程度上解决了短路故障越级跳闸问题，但是该方案采用CAN总线通信，其最高通信速率为1M，为了实现选择性的同时保证速度性，只能在信道上传输简单信息来表征本地发生故障与否，扩展性能比较差，主从机之间交互受到限制。

文献[9]首次提出了低压断路器保护与控制的单片机处理器控制系统概念，构造了以中控模块为中心的选择性保护通信控制架构。该通信控制架构采用集中式架构,适用于区域保护。但大量原始数据需要在中控模块进行处理，这样不仅对中控模块的运算能力和存储能力的要求大幅度提高，而且通信信道传输的数据量显著增加，从而延长传输时间且要求传输通道带宽性能较高。

由此可见，目前低压系统选择性保护不能兼顾保护的速度性与选择性，研究一种基于短路故障早期检测和高速通信的选择性保护技术，不但可以保证系统对于短路故障的快速反应，同时有望实现保护的选择性与协调性。

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