文档介绍：含风电光伏发电的电网规划
含风电光伏发电的电网规划
分布式电源对配电网继电保护的影响
分布式电源对配电网自动从合闸的影响
燕山大学电力系统继电保护课题室
分布式电源对配电网继电保护的影响
传统的配电网主要是单电源、放射状结构,这种配电网结构简单、投资较小、维护方便。DG接入配电网后将改变电网的原有结构特征,对电网的短路电流分布和继电保护之间的配合都会产生影响。
电流速断保护:反应电流增大而瞬时动作切除故障的电流保护,称为无时限电流速断保护。无时限电流速断保护为了保证选性,一般情况下只能保护被保护线路的一部分。
图1 无时限电流速断保护的动作特性
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分布式电源对配电网继电保护的影响
上图中曲线1表示在最大运行方式下,流过保护安装处的三相短路电流随短路点变化的曲线,曲线2表示在最小运行方式下,流过保护安装处的最小两相短路电流曲线。线路L1和线路 L2上分别装设瞬时电流速断保护B1和保护B2。L1首端点短路时,应由保护 B2动作切除故障。因此,对保护 B1 而言,为了满足选择性的要求,其动作范围小于被保护线路的全长,即瞬时电流速断保护B1的动作电流应大于K2点短路时流过保护安装处的最大短路电流。保护B1瞬时电流速断保护的动作电流应按大于本线路末端短路时流过保护安装处的最大短路电流来整定,即:
瞬时电流速断保护范围随系统运行方式和短路类型而变。在最大运行方式下三相短路时,保护范围最大;在最小运行方式下两相短路时,保护范围最小。
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分布式电源对配电网继电保护的影响
接入DG后对速断保护的影响:保护 B2 所在线路末端发生短路故障时,由于 DG 的接入,保护B2 检测到的电流 IB2 将增大,并且 DG 的容量越大,IB2越大, IB2有可能大于电流保护 I段整定值Iset2,造成保护误动作。
图2 DG对本线路下游保护的影响
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保护B1和 B2的无时限电流速断保护整定值:
式中,ZS为电网的等效阻抗,Z1和 Z2分别为线路 AB,BC 阻抗,Zdg 为分布式电源和变压器阻抗
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接入DG后,保护B2检测到的故障电流为:
由此可见,当DG的容量大于某一值时保护B2检测到的故障电流将大于速断保护整定值,引起误动作。
还有一种情况也会引起速断保护误动作:
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图3 相邻线路故障时,DG对本线路上有保护的影响
如图3所示,当相邻线路发生三相短路故障时,保护B1将检测到DG提供的反向电流,此时保护B1可能误动作,切除DG所在线路。
DG对距离保护的影响:
距离保护是反映故障点至保护安装地点之间的距离,并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。该装置的主要元件为阻抗继电器,它根据其端子上所加的电压和电流测知保护安装处至短路点间的阻抗值,并将其与整定值进行比较,来决定保护是否动作。当DG接入配电网时,将对阻抗继电器的保护范围产生影响。阻抗继电器的保护范围是在一定阻抗区域内触发继电器动作的最大故障距离。这个最大距离对应于检测到的最大故障阻抗或者最小故障电流。如图4所示,
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Inw
If
图4 DG接入配电网对距离保护的影响
a
T
图2系统中继电保护装置R在a点短路时的故障电压可按下式计算:
式中Z23是从母线b2到b3的线路阻抗;Z3a是母线b3到故障点a的线路阻抗。由上式可见,电压Ur由于分布式发电G通过母线b3的额外电流注入而增大。因而,保护装置R测量到的阻抗为,
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由上式可见,,缩小有效保护范围,并可能由下一个故障区域故障触发误动作。对于在设计阶段确定的保护整定值,由于分布式发电接入的影响,原有保护范围明显缩短。阻抗继电器保护范围缩短程度由Idg/Inw因子决定。
逆向潮流和电压:放射状配电网结构在实践中有广泛应用,这种结构通常潮流流向是单向的,从馈线流向负荷。当分布式发电接入配电网后,潮流情况会发生变化,有可能出现逆向潮流(负荷流向馈线)。特别是当分布式发电装机容量较大,超过本地消耗的电能时,配电网潮流方向会发生变化。如果配电网的保护系统在设计时不考虑可能发生的潮流方向变化,在分布式发电接人后会造成保护装置不能正常工作。
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