分布式發電對電網繼電保護的影響探究

明濤

摘 要：隨著經濟發展以及科技水平的提升，電力行業也因此得到了迅速發展，發電技術也在不斷地推陳出新。分布式發電技術，是現階段電力系統中較為先進的一種發電技術，具有高效性和環保性等特點，并且這種技術給傳統繼電器保護帶來了不小的影響。文章從電網結構以及相應的保護配置兩個方面進行分析，進一步探究分布式發電對電網繼電保護作用。

關鍵詞：電力系統；分布式發電；配電網；繼電保護

分布式發電（Distributed Generation）簡稱DG，是一種先進的新型發電技術，其主要應用目的在于更好的對客戶需求進行服務。通常相關電力部門會按照行業標準對發電組容量進行有效地控制，一般情況下，其電容量控制在20兆瓦到30兆瓦之間為最佳。因此，電力系統中的電網電流一旦發生變化，就會導致線路的靈敏度受到影響。而DG作為電網繼電保護中最為重要的手段之一，能夠從根本上提升電力系統傳輸電能的穩定性和安全性。

1 電網保護的組成結構

在傳統的配電網絡中，其結構都是使用單電源輻射狀的方式所組成，對于電網繼電保護的設備也相對簡單。隨著科技水平的發展，電力系統結構也在逐漸復雜化，而系統中的保護裝置結構也隨之變的繁瑣。現階段，我國國內電力系統電網繼電保護使用的方式主要有兩種即：反時限過電流保護以及三段式電流保護。

在電網線路進行電流傳輸期間，反時限電流能夠對電網線路電流的傳輸起到一定保護作用，這是由于反時限電流保護受到線路中電流大小的直接影響，對線路保護時間越短，就會導致線路短路時瞬間電流過大。DG對線路中較近的故障動作保護時間會比較短，而對于線路中較遠處故障動作的保護時間會比較長，因此，這種對于電網電流的保護方式，能夠符合繼電保護的需求，所以在電網繼電保護中得到了大范圍使用。

通常情況下，電流保護就是指三段式電流保護方式，其中包含了時限、瞬時以及過電流三種，因此一定要對這些電流進行保護，才能有效提升電網運行的穩定性[1]。現階段，我國國內的配電網絡主要由中壓配電網和低壓配電網組成，其中還包含了單側電源以及輻射電源，而單側電源又不是通常情況下所說的接地電源。然而，就我國實際的繼電保護情況來看，其相對的保護水平還比較落后。其中三段式電流保護則是按照電流支路的開關，來對熔斷器進行保護，熔斷器又存在于線路之上，并且其還要和上下支路中的熔斷器進行配合使用，才能起到保護配電網絡的作用。這種方法不具有方向性，因此，對于電網的保護已經滿足不了電力系統的實際需求。

2 分布式發電對饋線保護的影響分析

2.1 分布式發電對兩段電流保護的作用

想要對兩段式電流進行有效保護，就一定要將分布式發電接入配電網絡中。一旦線路發生故障，其電流量就會發生改變，在此故障期間，配電網絡中的繼電保護無法正常運行。然而，對于其中一部分不是電纜的線路來說，一旦饋線發生故障，就會導致電網運行受到影響。因此，為了進一步提升恢復供電的速率，就要安裝相應的三相一次重合閘。一般情況下，終端線路會使用兩段式進行保護。除此之外，對瞬時電流的保護要使用兩段式和三線一次重合閘結合的方式進行保護，進而確保電網線路整體的安全系數。下面就對分布式發電對三段式電流保護的影響進行分析。文章以分布式發電在進入10kV配電網為例，對其保護作用進行具體分析。

首先，能夠降低線路保護動作的靈敏性。如圖1所示，把DG引進到B、C兩點之間的任意位置上，這時就會將B點和C點之間，劃分成兩個部分，而A點和DG之間的供電方式就會變化成雙電源供電，實際上DG區域不是使用雙電流方式進行供電。一旦DG和A點兩者之間發生故障時，系統就會自動為出現故障的區域進行電流供應。雖然B點到C點這一區域內能夠真實感應到故障電流的存在，但是它能夠感受到的電流值要比實際故障區域的電流值小。這時，線路保護動作就會出現靈敏度降低的現象，一旦情況更加嚴重時，就會出現拒絕線路保護動作的現象[2]。

其次，饋線保護動作可能會出現錯誤。通過對圖1進行觀察可知，一旦D2點出現故障，那么在A點和B點之間的保護動作就會做出跳閘反應，然而，流經D2點的總電流是由電網系統和DG一起供電的，因此R2是能夠感受到短路電流的動作的。然而，因為電流保護沒有方向性，也不能實現自動關閉的功能，所以，分布電流的增大也會導致故障電流的增大，從而導致R2出現錯誤的動作。除此之外，相鄰的兩條饋線發生故障時，相應的反向電流可能會致使饋線出現錯誤[3]。

最后，降低保護的選擇性。通過觀察圖1不難看出，當D3出現故障的時候，其保護電流是系統和DG所共同提供的，因此，故障的電流值要高于實際電流值。一旦出現故障電流的區域是在終端線上，那么因此所導致的影響就會加大。雖然，可以使用提升線路保護靈敏度方式來解決這種問題的存在，但是這種方法只對終端線路故障才有效。所以一旦故障電流不是出現在終端線路內，那么相鄰電路電流值就會增大，這時，就只有通過對速斷保護值進行調整，才能從本質上提升保護的選擇性。

2.2 分布式發電對自動重合閘的作用

當故障點發生電弧重燃的時候，就會對自動重合閘造成很大的影響。在電網運行期間，電源要進行斷開動作，在這一過程中，分布式發電就會出現變速運動，致使系統中電源一側產生相應的角度差，隨著角度差值的增加，重合閘內部就會出現沖擊電流，從而導致線路保護出現錯誤動作，而自動重合閘也會喪失自動調節功能。然而，當流經故障點電流發生沖突時，就會導致系統一側的電壓消失，這時DG就會為故障區域提供電流，但是重合閘閉合以后，故障點就會出現重燃現象，從而擊穿線路的絕緣體[4]。

3 分布式發電對支路保護的影響

3.1 熔斷器保護的工作原理

熔斷器能夠對線路中的分支線路進行有效保護，一旦支路中流經的電流過大，且這種電流不被線路所允許時，熔斷器就會將熔體熔斷，進而對故障線路進行保護。

3.2 分布式發電對熔斷器保護作用

一旦將DG引入到線路中的分支線路里，那么就會對熔斷器保護造成一定的影響。如圖2所示，C點和D點之間出現了接入段DG，這時一旦K1出現故障，那么就會造成熔斷器的損壞，而電流保護性能也會隨之減少。除此之外，流經K1的電流是由電網系統提供的，一旦流經的電流值相對較大，就可能會在F4點以及F5點上出現故障，最后導致熔斷器熔斷。然而，按照電網相應的保護原則以及選擇性原則，F5點是不能被熔斷的，所以，分布式發電的引入會給相應的保護裝置帶來一定影響。除此之外，電網系統會給故障點K1點提供相應的反向電流，再由于熔斷器不能有效判斷發生故障的方向，因此，當反向電流增大，且超過一定程度時，就會導致F2以及F3出現被熔斷現象[5]。

4 結束語

總而言之，分布式發電是電力系統發展的趨勢以及方向，雖然這種方式在電網機電保護中最大程度的發揮了自身作用，但是，還是有不少發達國家對這種方式的實際穩定性和安全性進行深入探究和分析。因此，只有提升電力系統電網供電的穩定性，才能保證電網供電的質量，同時，還要進一步對分布式發電在電網繼電保護中的實際作用進行分析，這樣就可以有效減少分布式發電帶來的消極作用，進而有效的提升其自身的積極影響。所以，只有讓分布式發電能夠大范圍的使用到電網繼電保護中去，才能為電力系統的穩定運行和發展提供幫助。

參考文獻

[1]丁波.探究分布式發電對配電網繼電保護的影響[J].科技與企業，2013（16）：157.

[2]許紅洲.淺談分布式發電對配電網繼電保護的影響[J].軍民兩用技術與產品，2014（19）：108.

[3]陸飚.探究分布式發電對配電網繼電保護的影響[J].通訊世界，2013（18）：126-127.

[4]慕錕.分布式光伏電站接入對配電網繼電保護的影響[J].城市建設理論研究（電子版），2015（8）：3870-3871.

[5]黃明.探究分布式發電對配電網繼電保護的影響[J].科技與創新，2014（22）：55-56.