4. 并网模式下的保护配置
微电网在并网模式下与上级配电网存在电气连接，故障电流既可能来自微电网内部电源，也可能由配电网侧倒送。因此，并网模式保护配置的核心不是“给每个元件配一套保护”这么简单，而是要解决三个问题：故障由谁切除、在多长时间内切除、切除范围是否与上级配电网的选择性配合一致。本节围绕并网点、馈线、变压器三类保护对象，说明配置原则、整定思路以及与上级配电网的配合方法。
一、并网点保护：微电网与配电网的“接口开关”
并网点（PCC）是微电网与上级配电网的分界点，通常配置一台并网断路器或并网开关柜。并网点保护承担两类任务：一是快速隔离微电网内部故障，防止故障电流影响配电网；二是在配电网侧故障或电能质量异常时可靠解列，避免微电网非计划孤岛运行。
典型并网点保护配置包括：
- 过流保护（带方向）：用于检测微电网向配电网倒送的故障电流，方向指向配电网侧；
- 速断保护：作为并网点近区故障的主保护，动作时间一般整定为 0～0.1 s；
- 过/欠压保护：当并网点电压超出 0.88～1.10 倍额定电压时启动解列；
- 过/欠频保护：频率超出 49.5～50.5 Hz（以 50 Hz 系统为例）时启动解列；
- 防孤岛保护：主动式或被动式检测，动作时间通常不大于 2 s；
- 零序过流保护：用于检测接地故障，整定值需躲过正常不平衡电流。
以某 10 kV 并网点为例，并网断路器额定电流 400 A，电流互感器变比 400/5。速断保护一次动作电流可按躲过微电网最大负荷电流及配电网侧最大穿越性电流整定，例如取 1.5 倍最大负荷电流，即 600 A，二次定值 7.5 A，动作时间 0.05 s。过压保护整定 1.10 倍额定电压，欠压保护整定 0.88 倍额定电压，动作时间均取 0.5 s，以躲过配电网瞬时电压波动。
二、馈线保护：微电网内部的“分支防线”
微电网馈线连接分布式电源、储能、负荷等单元。并网模式下，馈线故障电流由配电网和微电网内其他电源共同提供，保护配置需考虑双向故障电流。馈线保护通常采用三段式过流保护：
- 第一段（速断）：保护线路近区故障，动作时间 0～0.1 s，电流定值按躲过线路末端最大短路电流整定；
- 第二段（限时速断）：保护线路全长，动作时间 0.3～0.5 s，与下一级保护配合；
- 第三段（过流）：作为后备保护，动作时间 0.8～1.2 s，定值按躲过最大负荷电流整定。
对于含分布式电源的馈线，还需配置方向元件，确保保护只对正向故障动作，避免反向故障电流引起误动。若馈线较短、短路电流水平较低，可增设零序保护或负序保护提高灵敏度。
三、变压器保护：微电网与配电网之间的“电压转换关口”
微电网通常通过升压变压器接入 10 kV 或 35 kV 配电网。变压器保护配置需覆盖内部故障和外部故障，主要包括：
- 差动保护：作为变压器内部短路的主保护，动作时间 0.05～0.1 s，整定值按躲过励磁涌流和正常不平衡电流；
- 过流保护：作为外部故障的后备保护，动作时间 0.5～1.0 s；
- 零序过流保护：用于接地故障，动作时间 0.5～1.0 s；
- 过负荷保护：动作于信号或延时跳闸，整定值按 1.05～1.1 倍额定电流；
- 瓦斯保护：油浸式变压器内部故障的快速保护，轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳闸。
以一台 10 kV/0.4 kV、容量 1000 kVA 的升压变压器为例，高压侧额定电流约 57.7 A，低压侧额定电流约 1443 A。差动保护高、低压侧电流互感器变比可分别选 100/5 和 1500/5，差动启动电流取 0.5 倍额定电流，即约 28.9 A（一次值）。过流保护一次动作电流按躲过最大负荷电流整定，取 1.5 倍额定电流，即 86.6 A，动作时间 0.8 s。
四、与上级配电网保护的配合：选择性是核心
微电网保护与上级配电网保护的配合，本质上是时间级差配合和定值配合。配合原则如下：
- 时间级差：微电网并网点保护动作时间应比上级配电网对应保护动作时间小一个级差，通常取 0.3～0.5 s。例如上级配电网馈线保护动作时间 0.8 s，则并网点保护动作时间应不大于 0.5 s。
- 定值配合：微电网并网点过流定值应躲过上级配电网保护动作后可能出现的最大负荷电流，同时应低于上级配电网保护定值，确保微电网内部故障时并网点先动作。
- 方向配合：并网点保护应具备方向判别能力，正向故障（微电网内部）快速动作，反向故障（配电网侧）延时或闭锁，避免越级跳闸。
- 解列配合：当上级配电网故障导致电压、频率异常时，并网点防孤岛保护应在 2 s 内动作解列，防止非计划孤岛运行。
实际工程中，还需与配电网调度部门确认保护定值单，确保微电网侧保护定值与上级配电网保护定值形成完整配合链。若配合困难，可采用光纤差动保护或方向比较式保护提高选择性。
五、配置示例与验证方法
以下给出一份并网模式保护配置示例表，供实际工程参考。表中参数为示例值，实际工程需根据短路计算、设备参数和配电网定值单调整。
| 保护对象 | 保护类型 | 整定示例 | 动作时间 | 配合说明 |
|---|---|---|---|---|
| 并网点 | 速断 | 600 A（一次值） | 0.05 s | 躲过最大负荷，先于上级动作 |
| 并网点 | 过压/欠压 | 1.10 / 0.88 倍额定 | 0.5 s | 躲过瞬时波动 |
| 并网点 | 防孤岛 | 主动+被动 | ≤2 s | 配电网失电时解列 |
| 变压器 | 差动 | 0.5 倍额定电流 | 0.05～0.1 s | 内部故障主保护 |
| 变压器 | 过流 | 1.5 倍额定电流 | 0.8 s | 外部故障后备 |
| 馈线 | 速断 | 躲过末端最大短路电流 | 0～0.1 s | 近区故障快速切除 |
| 馈线 | 限时速断 | 与下级配合 | 0.3～0.5 s | 线路全长保护 |
| 馈线 | 过流 | 躲过最大负荷电流 | 0.8～1.2 s | 后备保护 |
验证配合是否合理，可通过以下方法：在并网点下游设置金属性短路，观察并网点速断保护是否在 0.1 s 内动作，上级配电网保护是否未启动；在馈线末端设置短路，观察馈线限时速断是否动作，并网点保护是否作为后备延时动作。若出现越级跳闸，应检查时间级差和定值配合是否满足要求。