農村小水電接入配電網(wǎng)的準入容量研究

吳琪　紀廣?！≡ｈ?/p>

摘 要：農村小水電的接入會改變原有配電網(wǎng)保護檢測電流的大小和方向，繼而影響繼電保護的靈敏度和保護范圍。本文首先分析小水電接入IEEE7節(jié)點系統(tǒng)的配電網(wǎng)后對該系統(tǒng)電流保護的影響，并在PSCAD/EMTDC環(huán)境下仿真和計算出無小水電接入的情況下，原有配電線路I段和II段電流保護的相應參數(shù)。最后，分析原有線路繼電保護可靠動作的前提下，配電網(wǎng)允許接入的小水電的最大容量。

關鍵詞：小水電；電流保護；準入容量；PSCAD/EMTDC

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.157

1 小水電的接入對配網(wǎng)電流保護的影響

圖1為典型配電網(wǎng)IEEE7節(jié)點系統(tǒng)，下面分析在F1點發(fā)生三相接地故障時，小水電的接入對配電網(wǎng)的電流保護的影響。圖中SG為電壓為ES的系統(tǒng)電源，母線C處接有小水電。

由上圖，定義線路AB的阻抗為ZAB，BC的阻抗為ZBC，CD的阻抗為ZCD，DE的阻抗為ZDE，AF的阻抗為ZAF，F(xiàn)G的阻抗為ZFG。其中，ZL1為母線E處的負荷阻抗，ZL2為母線G處的荷阻抗。

1.1 AB線路末端F1處發(fā)生故障

為方便分析，假設AB線路出現(xiàn)接地故障時，對饋線2無影響。

由上可得，雖然F1處發(fā)生短路而引起系統(tǒng)改變，但是系統(tǒng)電源通過AB阻抗與地形成回路，而對下游的小水電是否接入并無關系。此時，流經(jīng)P2的電流Ik2方向反轉，且其電流值與小水電視在功率值呈正比。當小水電視在功率超過某一限定值，則與其呈正比的Ik2會超過整定值，此時，P2工作，故障被隔斷。然而，P2工作會切斷系統(tǒng)電源與小水電之間的聯(lián)系使從小水電及其下游形成孤島，此現(xiàn)象會對整個系統(tǒng)的運行產(chǎn)生不良影響。

2 小水電的準入容量分析

小水電的接入會對系統(tǒng)造成一定的弊端，如：對配電網(wǎng)某些線路的短路電流造成影響，以及較容易使潮流方向發(fā)生改變。由于上述弊端的存在，可導致極易發(fā)生故障范圍的擴大、保護設備的誤動等等，從而對電網(wǎng)的穩(wěn)定運行造成極大不利影響。在配電網(wǎng)的原有保護基礎上，對該電網(wǎng)接入分布式電源。在保證電網(wǎng)安全的前提下，保護設備的動作正常工作時，該系統(tǒng)可接入的分布式電源的最大容量即為準入容量。

由于配電網(wǎng)的短流電路會因小水電的接入發(fā)生改變，因此在仿真中，通過對接有小水電的配電網(wǎng)設置相應故障，可找出小水電的準入容量。

當F1點處發(fā)生接地故障時，小水電則通過饋線1的P2，向F1處提供回路電流。若該電流值大于整定值后，將會引起P2工作，屬于對II段系統(tǒng)的保護誤操作。

（SDG為小水電的容量，IDG為小水電輸出的電流，I1、I2、I3為P1、P2、P3的檢測電流）

從圖2可知，為保證P2工作的有效性，小水電的準入容量應小于11MVA。

3 結論

綜上分析，水電站的接入農村中低壓配電網(wǎng)，對其繼電保護的影響可歸納為：

無目的保護。當P2的上游發(fā)生故障時，流經(jīng)P2的故障電流一旦超過整定值，將會引起P2工作。此時，對整個系統(tǒng)而言，這屬于誤操作行為。

在此基礎上，仿真和分析得出在保證原有繼電保護能夠可靠的前提下，得到接入小水電站時應考慮的保護位置，繼而得到小水電接入的最大安全容量，為農村小水電站的選址、準許容量和相應線路的保護提供有效的依據(jù)。

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作者簡介：吳琪（1989-），女，滿族，遼寧沈陽人，本科，助理工程師，研究方向：電力系統(tǒng)繼電保護。endprint