淺析分布式電源接入對配電網(wǎng)繼電保護的影響

靳 勇（北京鐵路電氣化學(xué)校,北京 102202）

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淺析分布式電源接入對配電網(wǎng)繼電保護的影響

靳 勇
（北京鐵路電氣化學(xué)校,北京 102202）

摘 要：主要研究分布式電源接入對配電網(wǎng)繼電保護的影響。介紹了配電網(wǎng)繼電保護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并對分布式電源接入對配電網(wǎng)繼電保護裝置的影響進行了分析討論。

關(guān)鍵詞：分布式電源；配電網(wǎng)；繼電保護

現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)是集發(fā)電、遠距離運輸于一體的復(fù)雜系統(tǒng)，要通過各種自動化控制系統(tǒng)對其進行連續(xù)調(diào)節(jié)，并且很多設(shè)備對干擾都具有魯棒性，隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷增加，大規(guī)模電力系統(tǒng)的缺點也逐漸暴露出來。尤其是分布式電源接入，作為智能電網(wǎng)的重要特征，在配置負荷區(qū)、提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性方面有著重要的作用，但是分布式電源的接入也使得電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)更加復(fù)雜，給配電網(wǎng)的繼電保護系統(tǒng)帶來了一定的不利影響。

1 配電網(wǎng)繼電保護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 饋線保護

配電系統(tǒng)的10kv饋線一般都來自35kv或者110kv變電站低壓側(cè)母線，大部分送出饋線都作為終端線路直接向用戶供電，另外一部分饋線則轉(zhuǎn)供非終端線路。通常變電站的10kv出口斷路器都安裝了三段式電流保護裝置，并且為了能夠更迅速切除接近饋線位置的故障，10kv饋線出口斷路器位置還安裝了過電流保護裝置。中端線路考慮到保護系統(tǒng)簡化，采用了電流速斷保護和過電流保護方案，非終端線路視作傳統(tǒng)三段式電流保護，協(xié)同其它保護進行整定。

1.2 繼電保護

配電網(wǎng)作為單端電源供電系統(tǒng)，電流速斷保護不能在整條線路上發(fā)揮作用，上一級限時電流速斷保護要錯開下一級電流速斷保護的啟動電流，要求其動作時間至少要超出速斷保護一個時間段，確保任何情況下都能夠為整段線路提供保護。過電流保護的主要功能是作為相鄰線路主保護以及斷路器拒動的遠后備保護，覆蓋整條相鄰線路。

單側(cè)電源階段式電流保護故障點越接近電源側(cè)，短路電流越大，保護整定值也要隨之增加，保護配置級別也更高，不出現(xiàn)保護拒動的情況下，階梯式電流保護之間的相互配合能夠在很短時間內(nèi)切除任意點上的故障。

2 分布式電源接入對配電網(wǎng)繼電保護器的影響分析

2.1 對短路電流的影響

接入配電網(wǎng)的分布式電源會改變配電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)，為配電網(wǎng)負荷提供一定的功率容量，如果配電網(wǎng)出現(xiàn)故障，分布式電源柜和系統(tǒng)電壓一樣，都將在故障點產(chǎn)生短路電流，會改變配電網(wǎng)短路電流強度，甚至影響配電網(wǎng)短路電流流向，具體表現(xiàn)為短路電流的增加或減小、反向短路電流等，分布式電源和故障點之間不同的相對位置會產(chǎn)生不同的作用，故障點短路電流因為分布式電源接入產(chǎn)生的改變會影響故障診斷。

2.2 對保護配合的影響

分布式電源的接入會影響配電網(wǎng)繼電保護系統(tǒng)之間的相互配合，從而影響繼電保護裝置動作的可靠性、靈敏性，并且不同的接入位置會產(chǎn)生不同的影響。

2.2.1 分布式電源接入配電網(wǎng)饋線末端

接入配電網(wǎng)饋線末端的分布式電源會改變配電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)將轉(zhuǎn)變?yōu)殡p端電源供電系統(tǒng)。某一段線路的下一段饋線出口位置出現(xiàn)故障，分布式電源和配電網(wǎng)的短路電流相互疊加，導(dǎo)致保護裝置故障電流增加，可能使保護裝置的保護范圍延伸到下一段線路，導(dǎo)致兩段線路之間的保護配合失效，保護動作的選擇性無法保證。

某段線路的下一個饋線出口位置的故障點理論上由下一段線路保護裝置切除故障點即可，但是接入的分布式電源會在保護裝置上產(chǎn)生反向故障點，導(dǎo)致其他線路上的保護裝置誤動作而失去了原有的選擇性。

2.2.2 分布式電源接入配電網(wǎng)饋線非末端母線

配電網(wǎng)中未接入分布式電源時，某段線路上的故障應(yīng)該由該段線路上的保護裝置切除，故障點下段線路沒有其他任何供電電源，所以該段線路的保護裝置切除的是故障點下游線路。接入分布式電源之后，線路上出現(xiàn)故障，對應(yīng)保護裝置動作時，分布式電源的存在使得故障點下游線路成為孤島，而且故障點和母線之間缺乏必要的斷路器和相應(yīng)的保護裝置，如果分布式電源沒能及時和配電網(wǎng)解列，分布式電源將在故障點持續(xù)輸出短路電流。

因此當分布式電源接入配電網(wǎng)饋線非末端母線時，線路接近母線側(cè)需要安裝斷路器和電流保護，出現(xiàn)故障時切除故障點，分布式電源將繼續(xù)孤島運行不受影響。

3 結(jié)語

接入分布式電源之后，接入點上游保護裝置在出現(xiàn)故障時，都將產(chǎn)生逆向短路電流，導(dǎo)致出現(xiàn)故障時，上游下游保護裝置將同時動作，失去了選擇性。接在保護裝置上游的分布式電源在下游故障時，分布式電源產(chǎn)生的短路電流將和配電網(wǎng)短路電流疊加，增加故障電流峰值，超過上下游線路整定電流限制，會導(dǎo)致保護范圍增加，失去選擇性。

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DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.157

作者簡介：靳勇（1983-），男，北京人，助理實驗師。