農村小水電接入配電網的準入容量研究

2017-11-28 19:51:37吳琪紀廣裕袁海璐

山東工業技術 2017年23期

吳琪　紀廣裕　袁海璐

摘要：農村小水電的接入會改變原有配電網保護檢測電流的大小和方向，繼而影響繼電保護的靈敏度和保護范圍。本文首先分析小水電接入IEEE7節點系統的配電網后對該系統電流保護的影響，并在PSCAD/EMTDC環境下仿真和計算出無小水電接入的情況下，原有配電線路I段和II段電流保護的相應參數。最后，分析原有線路繼電保護可靠動作的前提下，配電網允許接入的小水電的最大容量。

關鍵詞：小水電；電流保護；準入容量；PSCAD/EMTDC

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.157

1 小水電的接入對配網電流保護的影響

圖1為典型配電網IEEE7節點系統，下面分析在F1點發生三相接地故障時，小水電的接入對配電網的電流保護的影響。圖中SG為電壓為ES的系統電源，母線C處接有小水電。

由上圖，定義線路AB的阻抗為ZAB，BC的阻抗為ZBC，CD的阻抗為ZCD，DE的阻抗為ZDE，AF的阻抗為ZAF，FG的阻抗為ZFG。其中，ZL1為母線E處的負荷阻抗，ZL2為母線G處的荷阻抗。

1.1 AB線路末端F1處發生故障

為方便分析，假設AB線路出現接地故障時，對饋線2無影響。

由上可得，雖然F1處發生短路而引起系統改變，但是系統電源通過AB阻抗與地形成回路，而對下游的小水電是否接入并無關系。此時，流經P2的電流Ik2方向反轉，且其電流值與小水電視在功率值呈正比。當小水電視在功率超過某一限定值，則與其呈正比的Ik2會超過整定值，此時，P2工作，故障被隔斷。然而，P2工作會切斷系統電源與小水電之間的聯系使從小水電及其下游形成孤島，此現象會對整個系統的運行產生不良影響。

2 小水電的準入容量分析

小水電的接入會對系統造成一定的弊端，如：對配電網某些線路的短路電流造成影響，以及較容易使潮流方向發生改變。由于上述弊端的存在，可導致極易發生故障范圍的擴大、保護設備的誤動等等，從而對電網的穩定運行造成極大不利影響。在配電網的原有保護基礎上，對該電網接入分布式電源。在保證電網安全的前提下，保護設備的動作正常工作時，該系統可接入的分布式電源的最大容量即為準入容量。

由于配電網的短流電路會因小水電的接入發生改變，因此在仿真中，通過對接有小水電的配電網設置相應故障，可找出小水電的準入容量。

當F1點處發生接地故障時，小水電則通過饋線1的P2，向F1處提供回路電流。若該電流值大于整定值后，將會引起P2工作，屬于對II段系統的保護誤操作。

（SDG為小水電的容量，IDG為小水電輸出的電流，I1、I2、I3為P1、P2、P3的檢測電流）

從圖2可知，為保證P2工作的有效性，小水電的準入容量應小于11MVA。

3 結論

綜上分析，水電站的接入農村中低壓配電網，對其繼電保護的影響可歸納為：

無目的保護。當P2的上游發生故障時，流經P2的故障電流一旦超過整定值，將會引起P2工作。此時，對整個系統而言，這屬于誤操作行為。

在此基礎上，仿真和分析得出在保證原有繼電保護能夠可靠的前提下，得到接入小水電站時應考慮的保護位置，繼而得到小水電接入的最大安全容量，為農村小水電站的選址、準許容量和相應線路的保護提供有效的依據。

參考文獻：

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