大規(guī)模風(fēng)電接入的繼電保護(hù)問題綜述

呂蒙

摘 要 本文研究了風(fēng)電的接入對電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響，以及一些風(fēng)電接入后的方位變化對電網(wǎng)繼電器故障定位的影響，風(fēng)電接入后的容量對配電繼電網(wǎng)保護(hù)的影響以及線路長短對配電網(wǎng)的影響等。在提出繼電保護(hù)配置的原則的基礎(chǔ)上，緩解了部分風(fēng)電接入后原有的保護(hù)產(chǎn)生的問題，提高保護(hù)可靠性。

關(guān)鍵詞 風(fēng)電接入；繼電保護(hù)；措施分析

引言

時(shí)代的發(fā)展社會(huì)的進(jìn)步，讓傳統(tǒng)的石化能源飽受壓力。這些石化能源上的利用，讓環(huán)境也受到很大的污染，環(huán)境上的突出表現(xiàn)引起了人們的重視，人們開始加大對能源發(fā)展上的研發(fā)與應(yīng)用力度。在能源的開發(fā)與利用上，風(fēng)能發(fā)電是一種較為清潔的能源，并且可以再生。但是風(fēng)力發(fā)電上，具有間歇性與不可控性，并且風(fēng)力發(fā)電還會(huì)受到地域上的限制，現(xiàn)如今，廣泛的風(fēng)電接入受到了人們的廣泛關(guān)注。

1 配電網(wǎng)繼電保護(hù)的配置原則

在風(fēng)電接入后，簡易的電流保護(hù)有可能做不到正確切斷故障，從而造成電網(wǎng)繼電保護(hù)的不穩(wěn)定。

1.1 電流速斷保護(hù)

電流瞬時(shí)故障保護(hù)，繼電保護(hù)，電流反應(yīng)系統(tǒng)里電流的忽然增加導(dǎo)致電流保護(hù)出現(xiàn)的瞬時(shí)移動(dòng)動(dòng)作稱為電流保護(hù)期。保護(hù)裝置的設(shè)置原理是根據(jù)規(guī)避電路線網(wǎng)中故障產(chǎn)生點(diǎn)產(chǎn)生的最大短路電流，其自身的保護(hù)靈敏度是根據(jù)系統(tǒng)中兩相短路的保護(hù)的最小工作模式為限。電流速斷保護(hù)接線簡單且動(dòng)作可靠，切除故障速度快，但是不能保護(hù)電路全長。按被保護(hù)設(shè)備短路的電流整定，當(dāng)短路電流超過整定值時(shí)，則保護(hù)裝置動(dòng)作，斷路器跳閘，電流速斷保護(hù)一般沒有時(shí)限，不能保護(hù)線路全長，即存在保護(hù)的死區(qū)。為克服此缺陷，常采用帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)以保護(hù)線路全長。時(shí)限速斷的保護(hù)范圍不僅包括線路全長，而且深入到相鄰線路的無時(shí)限保護(hù)的一部分，其動(dòng)作時(shí)限比相鄰線路的無時(shí)限保護(hù)大一個(gè)級差[1]。

1.2 限時(shí)電流速斷保護(hù)

這是一種有一定延時(shí)的快速保護(hù)手段，無論什么情形，應(yīng)限制電流迅速切斷故障來保護(hù)整個(gè)這條線的長度安全，況且扮演保護(hù)角色的當(dāng)前的部分線路電流I段也有保護(hù)作用，用于切斷這個(gè)I段范圍之外的問題故障。因此依據(jù)線路確保的選擇性，一定要和下一行速斷保護(hù)的線路進(jìn)行區(qū)別。

1.3 定時(shí)限過電流保護(hù)

限保護(hù)是裝置啟動(dòng)后其動(dòng)作時(shí)限與作用量大小無關(guān)的一種保護(hù)措施。與其相配的是定時(shí)限保護(hù)裝置。流動(dòng)的電流依據(jù)規(guī)避掉最大的承受的電流來設(shè)定的保護(hù)模式，就是電流段III保護(hù)。在普通的一般情形下，其電網(wǎng)的保護(hù)動(dòng)作度較小，又能夠維持此線路的全長長度，同時(shí)還能夠維護(hù)好隔壁線路的全長，在整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)中有著備用保護(hù)的功能[2]。

2 風(fēng)電接入對電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響

2.1 風(fēng)電接入位置和故障位置的影響

風(fēng)電接入到這個(gè)配電網(wǎng)，最初設(shè)定的操作在跳間的電流保護(hù)設(shè)置的四個(gè)基礎(chǔ)規(guī)定會(huì)有著各種不一樣范圍的影響。當(dāng)風(fēng)電接入的位置不一樣，或者不一樣的故障問題位置對整個(gè)電網(wǎng)的保護(hù)的影響范圍也不一樣。

當(dāng)風(fēng)電接入位置接在配電網(wǎng)饋線非末端母線C段，假設(shè)線路各點(diǎn)為ABCD，保護(hù)為1、2、3。如果上游產(chǎn)生故障問題，保護(hù)1會(huì)迅速切除故障點(diǎn)，沒有風(fēng)電接入的時(shí)候便要切斷整個(gè)線路AD，然而當(dāng)母線C接入風(fēng)力發(fā)電機(jī)后便會(huì)持續(xù)供電使得線路BD段成為一個(gè)孤島線路流動(dòng)，到最后會(huì)由于風(fēng)力發(fā)電里面的保護(hù)設(shè)置規(guī)則而退出電網(wǎng)。因此需要于線路BC段在接近母線C的一段上增加安裝有保護(hù)設(shè)置功能和方向的元件，以此才能規(guī)避上述現(xiàn)象的產(chǎn)生。

如果下游產(chǎn)生故障問題，風(fēng)電的接入將讓通過保護(hù)3處的問題放大，于是便可能延長保護(hù)3處的電流1段控制的保護(hù)程度，同時(shí)也有概率讓保護(hù)3和相鄰的一條線路的保護(hù)選擇性失去聯(lián)系。類似的保護(hù)1與2的限時(shí)電流速斷保護(hù)的聯(lián)系會(huì)有一樣的故障。除此之外，這可能減小通過保護(hù)2時(shí)產(chǎn)生的短路電流量，一旦通過保護(hù)2的短路電流量減弱降低，它所在的保護(hù)區(qū)域就會(huì)縮小，使線路的靈活性降低，若是再減弱一些則會(huì)令限時(shí)電流快速切斷故障的能力不能發(fā)揮。

2.2 風(fēng)電接入容量的影響

針對那些已經(jīng)連接有風(fēng)電的配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的線路來說，假設(shè)這個(gè)風(fēng)電容量的占比在這個(gè)系統(tǒng)中的數(shù)額比例小，那么這個(gè)繼電保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)程度不會(huì)受到很大的影響?，F(xiàn)在很多的研究也是將這個(gè)較小容量的影響情況忽略了。然而，當(dāng)風(fēng)電接入到這個(gè)電網(wǎng)容量的數(shù)量是多重或量大的情況，那么此時(shí)的電路系統(tǒng)則不能忽略這其中會(huì)產(chǎn)生的故障電流或其他影響在這個(gè)過程中。當(dāng)故障出現(xiàn)，不一樣位置的保護(hù)點(diǎn)能夠感覺到風(fēng)電接入所帶來的不一樣的短路電流，并確認(rèn)其輸出的容量是不斷改變的。因此，有需要探討不一樣容量的風(fēng)電接入對整體保護(hù)的影響。通過保護(hù)1的短路電流依舊是依靠系統(tǒng)電源衡量的，與后面風(fēng)電的接入并無聯(lián)系，而此時(shí)通過保護(hù)2的短路電流依靠此時(shí)的風(fēng)電接入來衡量產(chǎn)生，而且這中間是隨著它的容量的增加進(jìn)一步增大，當(dāng)這個(gè)限定的容量增大至一定的值域后便能夠讓保護(hù)2出現(xiàn)誤動(dòng)。

2.3 線路長度對配電網(wǎng)保護(hù)的影響

若系統(tǒng)的容量大小值與風(fēng)電的接入容量大小值確定，此時(shí)BC段線路的長度大小發(fā)生變化，保護(hù)3的設(shè)定量與短路的電流量皆產(chǎn)生變化。若此時(shí)的長度加大，使得保護(hù)3的速斷保護(hù)的設(shè)定值范圍降低，通過保護(hù)3的短路電流隨之減小。此時(shí)假設(shè)BC段的長度持續(xù)增加，但這種情況下風(fēng)電接入帶來的故障電流值維持原來的數(shù)值，那么此時(shí)保護(hù)3設(shè)定值的減小會(huì)讓線路系統(tǒng)發(fā)生誤動(dòng)。就是說線路的長度越長，它的保護(hù)誤動(dòng)的程度也會(huì)越明顯。

假設(shè)此時(shí)CD段線路的長度大小發(fā)生變化，保護(hù)3的速斷設(shè)定值隨之同樣會(huì)縮小，出現(xiàn)故障問題后風(fēng)電接入帶來的短路電流將反應(yīng)的減小更加強(qiáng)烈。假設(shè)CD段的線路長度持續(xù)增加，那么通過保護(hù)3的故障電流會(huì)出現(xiàn)低于它本身快速切斷故障保護(hù)的設(shè)定值，這種情況的保護(hù)使得系統(tǒng)線路避免了誤動(dòng)。

3 結(jié)束語

隨著時(shí)代的發(fā)展與進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)生活水平的不斷提升，我國在能源上的保護(hù)與開發(fā)方式也進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整，這樣的做法主要是為了解決社會(huì)生產(chǎn)與社會(huì)需要上的基礎(chǔ)矛盾，大規(guī)模的風(fēng)電接入對于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)上的構(gòu)成具有深遠(yuǎn)并且重要的意義，繼電上的裝置對于電網(wǎng)的安全運(yùn)行也具有很大的影響力，所以，相關(guān)的部門一定要及時(shí)采取措施確保電網(wǎng)的安全運(yùn)行，為實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)做好準(zhǔn)備。

參考文獻(xiàn)

[1] 譚志皓.大規(guī)模風(fēng)電接入繼電保護(hù)的影響及措施[J].科技與創(chuàng)新，2015，（01）：11.

[2] 李俊鵬.云南電網(wǎng)大規(guī)模風(fēng)電接入繼電保護(hù)[J].云南電力技術(shù)，2014，（S1）：34.