配電網(wǎng)繼電保護(hù)受分布式發(fā)電的影響分析

黃慧軍

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)已經(jīng)成為人們生活中不可或缺的因素，人類(lèi)社會(huì)幾乎各項(xiàng)活動(dòng)和措施都需要電力的支持，配電網(wǎng)的繼電保護(hù)在供電的過(guò)程中起到重要的作用，而分布式的發(fā)電是近年來(lái)興起的一種新型的發(fā)電技術(shù)，對(duì)于配電網(wǎng)的繼電保護(hù)能起到一定良好的影響。因此本文研究探討了配電網(wǎng)繼電保護(hù)受分布式發(fā)電的影響。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；繼電保護(hù)；分布式發(fā)電；影響

中圖分類(lèi)號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0.前言

在電力的供電系統(tǒng)中，配電網(wǎng)的繼電保護(hù)是其中的一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容。在目前我國(guó)傳統(tǒng)的供電系統(tǒng)當(dāng)中，主要是采取以大電網(wǎng)和高電壓為主要特點(diǎn)的集中式的通電，但這種供電方式一旦在供電的過(guò)程中任何一個(gè)部位發(fā)生了故障，則會(huì)對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)造成影響，甚至?xí)斐蓢?yán)重的電網(wǎng)事故，會(huì)造成整個(gè)電網(wǎng)的崩潰，為人們的生產(chǎn)和生活帶來(lái)無(wú)法估計(jì)的損失。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，分布式發(fā)電的概念被提出，并隨著科技的不斷提高，該項(xiàng)技術(shù)在供電方面得到不斷的推廣和發(fā)展。相對(duì)于傳統(tǒng)的集中式發(fā)電技術(shù)而言，分布式發(fā)電具有更多的優(yōu)勢(shì)以及能帶來(lái)更好的經(jīng)濟(jì)利益，而該項(xiàng)技術(shù)也會(huì)對(duì)配電網(wǎng)的繼電保護(hù)帶來(lái)一定的影響。

1.分布式發(fā)電

分布式發(fā)電通常簡(jiǎn)稱(chēng)為DG，是指將上千瓦或者是數(shù)百兆瓦的功率進(jìn)行小型的模塊化和分散化布置在相關(guān)用戶(hù)的附近，形成高效以及可靠的發(fā)電單元。分布式發(fā)電主要包括微型的燃?xì)廨啓C(jī)、風(fēng)力發(fā)電以及生物質(zhì)能的發(fā)電等。分布式的電源在分布式發(fā)電中起到重要作用，使用分布式的電源能對(duì)能源的利用效率進(jìn)行提高并且降低能源的消耗，根據(jù)所使用能源類(lèi)型的不同可以將分布式的電源進(jìn)行分類(lèi)，使用化石材料作為能源的分布式電源主要有復(fù)式的發(fā)動(dòng)機(jī)和燃料電池等；利用可再生能源的分布式電源主要有風(fēng)力發(fā)電機(jī)、水力發(fā)電機(jī)以及利用太陽(yáng)能進(jìn)行光伏發(fā)電等。此外還有利用電能存儲(chǔ)作為運(yùn)轉(zhuǎn)能量的分布式電源等。

2.配電網(wǎng)的相關(guān)結(jié)構(gòu)以及保護(hù)的相關(guān)配置

2.1 三段式的電流保護(hù)

三段式的電流保護(hù)是比較傳統(tǒng)的配電網(wǎng)保護(hù)方案，主要是使用瞬時(shí)的電流和定時(shí)的限電流進(jìn)行速斷的保護(hù)，以及使用過(guò)電流來(lái)進(jìn)行保護(hù)。在進(jìn)行電流的速斷保護(hù)時(shí)主要是在線路末端發(fā)生短路現(xiàn)象時(shí)，對(duì)路過(guò)的最大的短路電流進(jìn)行整定，能夠在瞬時(shí)進(jìn)行相關(guān)的動(dòng)作來(lái)將故障切除，但是該種方法對(duì)于全長(zhǎng)的路線無(wú)法起到保護(hù)的作用。

2.2 反時(shí)限過(guò)電流的保護(hù)

反時(shí)限過(guò)電流的保護(hù)是傳統(tǒng)配電網(wǎng)保護(hù)方案中的另一種，是對(duì)動(dòng)作的時(shí)限以及被保護(hù)的線路中短路的電流進(jìn)行保護(hù)的一種方案。當(dāng)發(fā)生短路現(xiàn)象時(shí)，電流越大，則受到保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限則會(huì)越短，具體為對(duì)近處的故障所起到保護(hù)動(dòng)作的時(shí)限段，對(duì)稍遠(yuǎn)一點(diǎn)距離的故障進(jìn)行保護(hù)時(shí)其動(dòng)作的時(shí)限也比較短，但對(duì)于距離較遠(yuǎn)的故障進(jìn)行保護(hù)時(shí)其動(dòng)作的時(shí)限則會(huì)比較長(zhǎng)。反時(shí)限過(guò)電流的保護(hù)能夠?qū)λ俣刃院瓦x擇性的要求進(jìn)行同時(shí)滿足，在配電網(wǎng)的繼電保護(hù)中是運(yùn)用較為廣泛的保護(hù)方案。

3.分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的相關(guān)影響

傳統(tǒng)的配電網(wǎng)繼電保護(hù)方案能對(duì)供電中的故障進(jìn)行一定的處理，但是仍存在著一定的欠缺。分布式發(fā)電技術(shù)的不斷運(yùn)用和推廣能夠?qū)鹘y(tǒng)的保護(hù)方案進(jìn)行改良，完善保護(hù)的方式，提高對(duì)故障的處理能力以及對(duì)電網(wǎng)的保護(hù)能力。

3.1 分布式發(fā)電在配電網(wǎng)中的相關(guān)接入方式

目前在我國(guó)配電網(wǎng)中所使用的分布式電源為小型的發(fā)電機(jī)組，使用電壓為110kV的中斷變電站來(lái)將配電網(wǎng)進(jìn)行合并，在變電站的電壓的10kV以及35kV的母線上進(jìn)行接入，具體過(guò)程如圖1所示。

3.2 分布式發(fā)電對(duì)三段式電流保護(hù)的相關(guān)影響

在傳統(tǒng)的三段式電流保護(hù)中該種方法具有原理簡(jiǎn)單以及可靠性比較高的優(yōu)點(diǎn)，在一般的情況下能夠?qū)收线M(jìn)行快速的切除處理，但是在對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行保護(hù)的過(guò)程中該種方法會(huì)受到電網(wǎng)接線的方式以及相關(guān)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)方式的影響。當(dāng)將分布式發(fā)電和配電網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)合時(shí)，會(huì)對(duì)系統(tǒng)中的潮流進(jìn)行重新分布，當(dāng)發(fā)生短路現(xiàn)象時(shí)，故障部位的電流在大小以及流向上也會(huì)發(fā)生相關(guān)的變化。當(dāng)分布式發(fā)電接入的位置不同，對(duì)故障部位電流的影響也會(huì)有所不同。分布式發(fā)電接入的方式主要有兩種，一種是在線路的末端接入，另一種是在電力的中部進(jìn)行接入。

3.3 分布式發(fā)電對(duì)自動(dòng)重合閘的相關(guān)影響

（1）對(duì)于非同期的合閘，當(dāng)分布式發(fā)電和配電網(wǎng)合并之后，分布式電源在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中有可能加速也有可能減速，這個(gè)時(shí)候因?yàn)榉植际诫娫此a(chǎn)生的電力孤島和系統(tǒng)的側(cè)電源并不能保持同步，當(dāng)兩者的差距達(dá)到一定程度時(shí)會(huì)使非同期的合閘產(chǎn)生較強(qiáng)的沖擊電壓，會(huì)對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)和分布式的電源產(chǎn)生比較大的沖擊。

（2）會(huì)導(dǎo)致發(fā)生故障的線路點(diǎn)發(fā)生電弧的重燃。當(dāng)配電網(wǎng)失去了系統(tǒng)的側(cè)電壓之后，分布式電源很有可能會(huì)對(duì)發(fā)生故障的線路點(diǎn)進(jìn)行供電，當(dāng)使用重合閘時(shí)，分布式電源所產(chǎn)生的電流會(huì)導(dǎo)致故障線路所產(chǎn)生的電弧重燃，從而會(huì)讓故障的范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。綜上所述，在將分布式發(fā)電和配電網(wǎng)進(jìn)行合并時(shí)要在其側(cè)面安裝低解壓列的裝置，在對(duì)系統(tǒng)中側(cè)面重合閘的繼電器進(jìn)行線路無(wú)壓的檢測(cè)時(shí)，也要對(duì)分布式電源進(jìn)行同期的側(cè)檢。

3.4 分布式發(fā)電對(duì)熔斷器保護(hù)所產(chǎn)生的相關(guān)影響

分布式發(fā)電的裝置對(duì)于熔斷器的影響主要有兩個(gè)方面，第一是分布式電源和系統(tǒng)的側(cè)電源都會(huì)對(duì)發(fā)生故障的線路提供電流，當(dāng)提供電流的數(shù)值超過(guò)一定的范圍時(shí)，會(huì)對(duì)線路造成損壞或者是熔斷，這個(gè)時(shí)候分布式電源會(huì)對(duì)熔斷器保護(hù)中的配合關(guān)系進(jìn)行影響和破壞；而第二個(gè)方面則是當(dāng)分布式電源向發(fā)生故障的線路提供反方向的電流時(shí)，此時(shí)的熔斷器會(huì)失去對(duì)方向的判斷能力，當(dāng)反方向的電流量大到一定程度時(shí)會(huì)使故障更加嚴(yán)重，也不符合相關(guān)的保護(hù)設(shè)置。

結(jié)語(yǔ)

分布式發(fā)電是一種比較新型的發(fā)電方式，在分布式發(fā)電中使用分布式電源能對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)產(chǎn)生重要的影響。分布式發(fā)電具有分散以及隨機(jī)變動(dòng)等一系列特點(diǎn)，但將大量的分布式電源在配電網(wǎng)中進(jìn)行接入時(shí)會(huì)對(duì)其安全以及穩(wěn)定帶來(lái)較大的影響。在傳統(tǒng)的配電分析方法當(dāng)中，在將分布式發(fā)電接入之后，根據(jù)程度的不同需要進(jìn)行相關(guān)的完善以及改進(jìn)。分布式發(fā)電作為一種高效能的發(fā)電方式，具有廣泛的運(yùn)用前景，能對(duì)配電網(wǎng)的繼電保護(hù)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，對(duì)分布式發(fā)電在配電網(wǎng)中進(jìn)行聯(lián)合的研究，能進(jìn)一步完善相關(guān)的聯(lián)合技術(shù)并將配電網(wǎng)的可靠性以及供電的質(zhì)量進(jìn)行提高。

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