淺析分布式電源接入對配電網(wǎng)繼電保護(hù)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(hù)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(hù)的影響。介紹了配電網(wǎng)繼電保護(hù)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(hù)裝置的影響進(jìn)行了分析討論。

關(guān)鍵詞：分布式電源；配電網(wǎng)；繼電保護(hù)

現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)是集發(fā)電、遠(yuǎn)距離運(yùn)輸于一體的復(fù)雜系統(tǒng)，要通過各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)對其進(jìn)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(diǎn)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(fù)荷區(qū)、提高電網(wǎng)運(yùn)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(hù)系統(tǒng)帶來了一定的不利影響。

1 配電網(wǎng)繼電保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 饋線保護(hù)

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(hù)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(hù)裝置。中端線路考慮到保護(hù)系統(tǒng)簡化，采用了電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)方案，非終端線路視作傳統(tǒng)三段式電流保護(hù)，協(xié)同其它保護(hù)進(jìn)行整定。

1.2 繼電保護(hù)

配電網(wǎng)作為單端電源供電系統(tǒng)，電流速斷保護(hù)不能在整條線路上發(fā)揮作用，上一級限時(shí)電流速斷保護(hù)要錯(cuò)開下一級電流速斷保護(hù)的啟動(dòng)電流，要求其動(dòng)作時(shí)間至少要超出速斷保護(hù)一個(gè)時(shí)間段，確保任何情況下都能夠?yàn)檎尉€路提供保護(hù)。過電流保護(hù)的主要功能是作為相鄰線路主保護(hù)以及斷路器拒動(dòng)的遠(yuǎn)后備保護(hù)，覆蓋整條相鄰線路。

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

2 分布式電源接入對配電網(wǎng)繼電保護(hù)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(huì)改變配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，為配電網(wǎng)負(fù)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(diǎn)產(chǎn)生短路電流，會(huì)改變配電網(wǎng)短路電流強(qiáng)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(diǎn)之間不同的相對位置會(huì)產(chǎn)生不同的作用，故障點(diǎn)短路電流因?yàn)榉植际诫娫唇尤氘a(chǎn)生的改變會(huì)影響故障診斷。

2.2 對保護(hù)配合的影響

分布式電源的接入會(huì)影響配電網(wǎng)繼電保護(hù)系統(tǒng)之間的相互配合，從而影響繼電保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性、靈敏性，并且不同的接入位置會(huì)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(huì)改變配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(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(hù)裝置故障電流增加，可能使保護(hù)裝置的保護(hù)范圍延伸到下一段線路，導(dǎo)致兩段線路之間的保護(hù)配合失效，保護(hù)動(dòng)作的選擇性無法保證。

某段線路的下一個(gè)饋線出口位置的故障點(diǎn)理論上由下一段線路保護(hù)裝置切除故障點(diǎn)即可，但是接入的分布式電源會(huì)在保護(hù)裝置上產(chǎn)生反向故障點(diǎn)，導(dǎo)致其他線路上的保護(hù)裝置誤動(dòng)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(shí)，某段線路上的故障應(yīng)該由該段線路上的保護(hù)裝置切除，故障點(diǎn)下段線路沒有其他任何供電電源，所以該段線路的保護(hù)裝置切除的是故障點(diǎn)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(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，分布式電源的存在使得故障點(diǎn)下游線路成為孤島，而且故障點(diǎn)和母線之間缺乏必要的斷路器和相應(yīng)的保護(hù)裝置，如果分布式電源沒能及時(shí)和配電網(wǎng)解列，分布式電源將在故障點(diǎn)持續(xù)輸出短路電流。

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

3 結(jié)語

接入分布式電源之后，接入點(diǎn)上游保護(hù)裝置在出現(xiàn)故障時(shí)，都將產(chǎn)生逆向短路電流，導(dǎo)致出現(xiàn)故障時(shí)，上游下游保護(hù)裝置將同時(shí)動(dòng)作，失去了選擇性。接在保護(hù)裝置上游的分布式電源在下游故障時(shí)，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(huì)導(dǎo)致保護(hù)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(shí)驗(yàn)師。