分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響分析

應(yīng)東陽(yáng)

（江蘇省電力公司檢修分公司淮安運(yùn)維分部,223002）

分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響分析

應(yīng)東陽(yáng)

（江蘇省電力公司檢修分公司淮安運(yùn)維分部,223002）

本文對(duì)分布式發(fā)電進(jìn)行研究，分析其對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響。

分布式發(fā)電；配電網(wǎng)繼電保護(hù)；影響；分析

前言：分布式發(fā)電簡(jiǎn)稱(chēng)DG，是一種新型的發(fā)電技術(shù)。分布式發(fā)電在減少環(huán)境污染、降低終端用戶(hù)的費(fèi)用等方面優(yōu)勢(shì)明顯，在配電網(wǎng)系統(tǒng)的接入，改變了配電網(wǎng)的故障電流大小和分布，對(duì)原始的繼電保護(hù)裝置造成影響，同時(shí)具有靈活性、高效性等優(yōu)勢(shì)。

1 分布式發(fā)電對(duì)兩段式電流保護(hù)的影響

分布式發(fā)電接入到配電網(wǎng)中，當(dāng)配電網(wǎng)中電流出現(xiàn)故障時(shí)，故障電流大小與分布式發(fā)電未接入到系統(tǒng)中的結(jié)果不同，電流這樣的變動(dòng)將會(huì)影響到繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行。分布式電源的對(duì)故障電流有一個(gè)助力或者是阻力，因此導(dǎo)致故障電流或增大或減小，配電網(wǎng)系統(tǒng)中的過(guò)流保護(hù)裝置的保護(hù)范圍將會(huì)發(fā)生變化，靈敏度也會(huì)受到一定的影響。分布式發(fā)電對(duì)于兩段式電流保護(hù)的影響如下：

1.1 饋線保護(hù)誤動(dòng)作

如下圖所示，假設(shè)在饋線CD中的引入分布式發(fā)電DG1時(shí)，饋線CD就會(huì)被分為兩部分，饋線中的母線A與DG1能夠?qū)崿F(xiàn)雙側(cè)電源供電。當(dāng)在饋線BC段中的任意一點(diǎn)k1中出現(xiàn)故障時(shí)，保護(hù)電阻R3能夠感受到從DG1流向K2和K1的反向故障電流。當(dāng)K3缺乏電流方向判斷的元件時(shí)，并且DG1比較大時(shí)，反向故障電流有可能會(huì)大于R2故障保護(hù)速斷電流值，此時(shí)將會(huì)導(dǎo)致R3出現(xiàn)的錯(cuò)誤動(dòng)作。

圖一配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

1.2 本饋線部分保護(hù)靈敏度降低

在上圖中，假設(shè)饋線中沒(méi)有DG1的接入，只有DG2。當(dāng)在BC饋線中K2處出現(xiàn)故障，K2處故障由DG2和系統(tǒng)電源提供的電流。在此時(shí)進(jìn)行故障相應(yīng)的設(shè)備是R2，R2中只接收到了來(lái)自系統(tǒng)側(cè)的電流，而為接收到DG2側(cè)的電流。因此，在響應(yīng)動(dòng)作時(shí)，其電流估計(jì)比較小，導(dǎo)致R2的靈敏度降低，當(dāng)電流差距比較大時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)設(shè)備拒絕動(dòng)作的情況。

2 分布式發(fā)電對(duì)自動(dòng)重合閘的影響

在配電網(wǎng)中未接入分布式發(fā)電時(shí)，配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)為單側(cè)放射性的結(jié)構(gòu)。當(dāng)線路系統(tǒng)中出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)合閘能夠在瞬間對(duì)故障電路進(jìn)行供電，對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行不產(chǎn)生任何影響。如果DG接入到配電網(wǎng)中來(lái)，線路出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)生跳閘，故障部分的電流由分布式發(fā)電DG提供。因此，便形成了一中脫離電網(wǎng)系統(tǒng)電流供應(yīng)的電力孤島。這種看似合乎情理的電力孤島卻存在著一定的問(wèn)題，具體的問(wèn)題如下：

2.1 非同期合閘

當(dāng)DG接入到配電網(wǎng)中來(lái)時(shí)，當(dāng)線路中出現(xiàn)故障，電源側(cè)電源切斷，在自動(dòng)重合閘未動(dòng)作的階段中，DG在故障電路中的工作狀態(tài)不確定，有可能是加速運(yùn)轉(zhuǎn)也有可能是減速運(yùn)轉(zhuǎn)。基于這樣情況的電力孤島，對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)帶來(lái)一定的影響，二者難以實(shí)現(xiàn)狀態(tài)上的同步，存在著一個(gè)明顯的相角差。當(dāng)該相角差比較大時(shí)，非同期重合閘將會(huì)引起比較大的沖擊電流，以及沖擊電壓。電網(wǎng)系統(tǒng)在該沖擊電流的影響下，其饋線保護(hù)可能會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作。此外，在該沖擊電流的影響下，重合閘故障能力恢復(fù)能力難以在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)。

2.2 故障點(diǎn)的電弧重燃

在電力孤島中，系統(tǒng)中出現(xiàn)故障，電源側(cè)的電壓切斷之后，接入分布式發(fā)電DG，對(duì)故障點(diǎn)的進(jìn)行供電。此時(shí)，故障點(diǎn)的電弧尚未熄滅，二次供電將會(huì)導(dǎo)致故障點(diǎn)的電弧出現(xiàn)重燃的情況。當(dāng)電弧嚴(yán)重的情況下，將會(huì)出現(xiàn)絕緣擊穿，這樣的故障將會(huì)為配電網(wǎng)系統(tǒng)造成永久性的故障。由此可見(jiàn)，DG的接入對(duì)自動(dòng)重合閘的實(shí)際工作產(chǎn)生著巨大的影響，為了緩解這樣的問(wèn)題，需要在DG側(cè)安裝低壓解列裝置，降低在非重合期的電流沖擊。

3 分布式發(fā)電對(duì)分支線路保護(hù)的影響

分布式發(fā)電在配電網(wǎng)中的應(yīng)用，對(duì)分支線路保護(hù)的也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。在配電網(wǎng)中包含著諸多的分支線路，對(duì)于這些分支線路的保護(hù)在提升電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行方面發(fā)揮著重要的作用。常見(jiàn)的分支線路保護(hù)有熔斷器保護(hù)，而DG的接入對(duì)熔斷器的影響如下：

3.1 熔斷器保護(hù)的原理

對(duì)熔斷器的線路保護(hù)原理進(jìn)行分析，當(dāng)在分支線中出現(xiàn)了比較大的電流時(shí)，并且該電流是線路系統(tǒng)所不允許的電流時(shí)，熔斷器能夠在電流通過(guò)熔體產(chǎn)生的熱量，將熔體或者是熔絲熔斷，并且將故障線路切除。當(dāng)在單側(cè)的電源系統(tǒng)中出現(xiàn)一故障時(shí)，熔斷器能夠迅速的切斷電源，該熔斷器與故障點(diǎn)的距離比較近，而與故障點(diǎn)比較遠(yuǎn)的熔斷器不進(jìn)行動(dòng)作。由此可見(jiàn)，熔斷器對(duì)于分支線路進(jìn)行保護(hù)具有就近的功能，并且就近保護(hù)響應(yīng)時(shí)間比較短。

3.2 DG對(duì)熔斷器保護(hù)的影響

假設(shè)配電網(wǎng)中存在著兩個(gè)分支線路，在分支線路1上存在著故障點(diǎn)K1，與K1連接比較近的熔斷器為F1，與F1具有合作關(guān)系的熔斷器是F2。在分支線路2上接入DG，當(dāng)K1故障發(fā)生時(shí)，線路2中的DG與系統(tǒng)側(cè)電源同時(shí)向K1點(diǎn)進(jìn)行故障電流供應(yīng)。導(dǎo)致流經(jīng)熔斷器F1和F2的電流比較大，F(xiàn)1和F2同時(shí)熔斷。這樣的方式下雖然將系統(tǒng)的故障消除，但是卻破壞了F1與F2之間的合作關(guān)系，也違反了熔斷器就近熔斷的原則。此外，當(dāng)DG向系統(tǒng)中提供反向電流時(shí)，熔斷器不具備的反向電流的判斷，導(dǎo)致線路2中的其他熔斷器損壞。這些都是DG接入分支線路中對(duì)熔斷器的影響。

4 結(jié)論

綜上所述，分布式發(fā)電接入到配電網(wǎng)中，故障電流大小與分布式發(fā)電未接入到系統(tǒng)中的結(jié)果不同，電流這樣的變動(dòng)將會(huì)導(dǎo)致饋線保護(hù)誤動(dòng)作、本饋線部分保護(hù)靈敏度降低；DG接入到配電網(wǎng)中來(lái)，線路出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)生跳閘，故障部分的電流由分布式發(fā)電DG提供，將會(huì)導(dǎo)致非同期合閘、故障點(diǎn)的電弧重燃。此外，DG的分支線路中對(duì)熔斷保護(hù)產(chǎn)生一定的影響。

[1]田佳.分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響及對(duì)策研究[D].山東大學(xué),2010.

[2]郭銘,艾芊.分布式發(fā)電接入對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響分析[J].供用電,2010,01:1-3+37.

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[4]葉琰.分布式電源對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響研究[D].華北電力大學(xué),2014.

Analysis of the impact of distributed generation on relay protection of distribution network

Ying Dongyang
（Jiangsu electric power company maintenance branch Huaian operation and maintenance branch,223002)

In this paper,the distributed generation is studied,and the influence of the distribution network on the relay protection is analyzed.

distributed generation;distribution network relay protection;impact;analysis