關(guān)于風電場繼電保護合理配置問題

韓家華

摘要：我國土地面積非常廣闊，風能資源也相當豐富，且具備集中化的特征，風電場與電網(wǎng)在進行連接時采用集中接入的方式。風電產(chǎn)業(yè)得到了快速的發(fā)展，使得風電場的規(guī)模和容量在逐漸的加大，但是電力系統(tǒng)中集中接入方式對電能具有非常大的影響，倘若電網(wǎng)出現(xiàn)短路，風電場能對電流進行供應，因此在進行電網(wǎng)建設的過程中，一定要對繼電保護配置引起高度重視。鑒于此，本文主要分析探討了風電場繼電保護合理配置問題，以供參閱。

關(guān)鍵詞：風電場;繼電保護;配置問題

引言

我國的風能資源比較集中化，風電場在電網(wǎng)系統(tǒng)中接入多采用集中接入的方式，隨著風電產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，風電場的規(guī)模不斷擴大，容量不斷增加，風電系統(tǒng)的集中接入對電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。一直以來，在電力行業(yè)中，風電機組的并網(wǎng)特性都是行業(yè)內(nèi)普遍關(guān)注的重點問題。在電力系統(tǒng)中，風電容量所占份額的不斷增加，相應的向整個系統(tǒng)提供的短路電路也在不斷的增加。當電網(wǎng)系統(tǒng)有故障發(fā)生時，風電場提供的短路電流會明顯增加大過電網(wǎng)系統(tǒng)側(cè)提供的短路電流，因此，在電網(wǎng)系統(tǒng)建設的過程中，要對風電場繼電保護的問題給予足夠的重視，合理進行繼電保護的配置。

1風電場的保護作用分析

首先，風電場對電纜、變壓器及其周圍區(qū)域進行保護。在電力系統(tǒng)中對風電場具有維護效果，其首要表現(xiàn)在對電纜以及變壓器的維護，具體為：（1）在風輪機塔的地上往往安裝著斷路器，經(jīng)過斷路器也可以對發(fā)電機以及下垂電纜進行杰出的維護。（2）通常情況下，運用電纜來銜接風力發(fā)電機變壓器以及風輪機塔的機柜，與此一起，使用斷路器以及穩(wěn)妥絲對變壓器進行制造，別的還要對測電纜進行維護。（3）對變壓器以及附近區(qū)域進行維護。全方位的分析變壓器的激磁浪涌電流問題。在對變壓器進行故障檢測時，如果產(chǎn)生問題，就需要及時解決處理。（4）如果在低壓端產(chǎn)生故障，就會使得電流比較小，這時候若是不能切除保險絲，則應該借助分段開關(guān)來切斷。其次，風電場可有效接地進行故障保護。對于風電場來說，一般容易受到資源環(huán)境的約束。因此在進行風電場所位置選擇時需要，嚴格按照實際環(huán)境來合理選擇，風電場位置盡量選擇空曠且風力充足的地區(qū)。不過，還應該注意風電場的接地保護問題。這主要是由于空曠的風電場容易受到雷電襲擊，所以針對這種狀況就需要去有效的措施做好防雷工作，加強風電場保護。

2風電場的并網(wǎng)對電網(wǎng)繼電保護影響

（1）對配置方案的影響，根據(jù)多年的實踐經(jīng)驗，風電與電網(wǎng)系統(tǒng)相連接，如果發(fā)生故障，風電場在故障切除完成之前，風電場會供應電流，供應模式與異步機大同小異，即電網(wǎng)與風電場聯(lián)通后，會在一定程度上對短路故障切除的主保護動作產(chǎn)生影響。風電場繼電保護和電網(wǎng)聯(lián)絡保護（高壓）在很多方面是存在區(qū)別的，后者將風電場作為一個整體，在繼電保護過程中需要對與風電場聯(lián)通之后的影響進行考慮與評估。各個機組之間在型號、地理空間分布上不盡相同，這在電網(wǎng)繼電保護過程中必須要考慮到。（2）對電網(wǎng)繼電保護和安全自動裝置的影響，電網(wǎng)中接通風電場電源和變壓器接地之后，系統(tǒng)整個零序網(wǎng)絡將會發(fā)生變化，系統(tǒng)聯(lián)絡線靈敏性會有所下降，自動重合閘作用和功能不能正常發(fā)揮，風電場的規(guī)模越來越大，聯(lián)絡線如果跳開，會導致風電機組進入變動狀態(tài)，檢同期成功率無法保障，甚至重合閘重合功能會失效，導致脫網(wǎng)故障。（3）對線路零序電路保護的影響，機組變壓器通常選擇Yn/△的接線方式，如果有接地故障發(fā)生，零序電路保護會做出保護動作，迅速跳閘防止電流通過。在對兩段零序電流進行保護的過程中I環(huán)節(jié)為了切出故障迅速跳閘，II環(huán)節(jié)在故障發(fā)生時會迅速報警。與電網(wǎng)的聯(lián)通會使風電場零序電流的靈敏度降低。風電場在零發(fā)時，靈敏度不會受到影響，但是如果滿發(fā)時，靈敏度會出現(xiàn)明顯降低，尤其是在線路支路，靈敏度的高低與線路距離的遠近成正比。（4）對線路距離保護的影響，與電網(wǎng)聯(lián)通之后，多方面因素共同作用于風電場距離保護，距離保護要想穩(wěn)定安全運行，必須從以下幾方面著手：①對氣動元件配置

保護裝置。②配置距離原件，目的在于監(jiān)測與計算裝置和故障位置之間的距離。一旦有短路故障發(fā)生，首先判斷短路故障的對稱性，按照判斷結(jié)論啟動距離保護功能。

3風電場繼電保護合理配置問題分析

（1）風電場升壓變電站保護配置。眾所周知，目前的電網(wǎng)輸電都屬于高壓輸電，因為它可以節(jié)約大量的成本。但是，一旦高壓變電站出現(xiàn)故障，造成的危害也同樣巨大。因此，高壓變壓器的繼電保護裝置的安裝要高度重視。目前，智能變電器繼電保護裝置逐漸問世，這一類繼電保護裝置的主要特點是在升壓變電器的高壓側(cè)一旦出現(xiàn)故障時，智能變電站繼電保護裝置能迅速的切除故障并發(fā)出預警，對于維護線路的安全具有十分顯著的效果。在升壓變壓器的低壓側(cè)，即發(fā)電機組這一側(cè)，繼電保護裝置的主要特點是阻斷低壓電流的交匯而造成線路的電流變化，因此只需要在交匯處進行工作，單線上的繼電保護則可以免去。（2）風電場送出線路保護配置。風電上網(wǎng)過程直接接入高壓電場時，繼電保護一般會選擇在線路的兩端都安裝繼電保護裝置，這樣對于維護電路的穩(wěn)定效果十分明顯，而不需要在線路中安設帶時限保護;通常采用的裝置為差動保護裝置中，它屬于一類半智能的繼電保護裝置，通過元件的屬性形式，元件對于線路故障的既定種類進行作業(yè)，如若線路出現(xiàn)的是單相故障，這類裝置將會起到十分迅速的作用，具有十分高的工作效率。然而對于風電上網(wǎng)接入的是低壓電場時，此時可以預見機組的裝機容量必定很小，這樣的風電上網(wǎng)并不會給電網(wǎng)帶來過大的影響。（3）小電阻接地系統(tǒng)的變壓器差動保護。小電阻接地方式可以將系統(tǒng)發(fā)生接地故障時運行設備及城市通信系統(tǒng)的影響限制到最小程度;中性點設備線路，費用也不高，有利于整個系統(tǒng)安全可靠運保證供電可靠性是很不利的，對部分架空供電線路，還可以采用自動重合故障線閘裝置，以提高其對用戶供電的可靠性。統(tǒng)中性點采用電阻接地方式已經(jīng)成為國內(nèi)的一種方式。對于饋線等保護對象，以往小電流接地系統(tǒng)配置的保護包括：作用于跳閘的限時相間速斷保護和低壓閉鎖的過電流保護，作用于信號的零序電流及零序電壓保護。發(fā)生單相接地故障時，由零序保護發(fā)出接地信號，若有消弧線圈，則由手動或自動投入消弧線圈，對接地電容電流進行補償，然后由選線裝置或運行值班人員找出故障線路，斷電后進行處理。但由于消弧線圈補償接地電容電流后進行處理。但由于消弧線圈補償接地電容電流線路，只有由運行值班人員拉路選線，這樣對于保證供電可靠性是很不利的，也失去了單相接地故障線路可再運行1～2h的意義。

結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)階段，我國風電行業(yè)得到了快速的發(fā)展，風電發(fā)電廠數(shù)量不斷增多，規(guī)模也進一步增大。在風電行業(yè)發(fā)展的背景下，風電場電網(wǎng)系統(tǒng)和風電場之間可以進行有效的互聯(lián)。而在運行過程中，繼電保護配置直接關(guān)系著風電場的運行狀況，因此，有必要加強對風電場繼電保護裝置的研究，提高風電場穩(wěn)定性。本文提出了幾點個人看法和觀點，希望對提高風電場安全穩(wěn)定性上提供微薄之力。

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