基于分布式发电的配电网继电保护分析

2015-12-21陈琳

中国新技术新产品 2015年22期

关键词：馈线继电保护分布式

陈琳

（国网江西赣州市南康区供电有限责任公司，江西赣州 341400）

基于分布式发电的配电网继电保护分析

陈琳

（国网江西赣州市南康区供电有限责任公司，江西赣州 341400）

随着我国经济社会的发展，我国对用电的需求也不断的增加，在环保高效的理念的支持下，一些的发电技术开始广泛的应用，不仅满足了人们的用电的需求，还保护了生态环境。而分布式发电作为一种新兴的高效、环保的发电技术得到了飞速的发展和广泛的应用，但是该种系统的接入，改变了配电网故障电流的分布，并对继电保护的基础条件产生了一些影响。因此，本文将着重分析分布式发电的计入对配电网继电保护的影响，以期在进一步推广和应用分布式发电中能够提供经验借鉴。

分布式发电；配电网；继电保护；影响分析

分布式发电技术已快速发展，但是，该种技术的接入会使电力系统发生重大的变化，改变继电保护的基础条件，还会影响电力系统的控制和运行。在分布式发电技术下，其对配电网继电保护的影响是关键的环节，这就要求我们要保证调整传统的配电网的保护措施，从而满足分布式发电电源的使用要求，满足配电网的继电保护要求，因此，我们有必要深入的探索分析分布式发电对配电网继电保护的影响，并做出相应的措施，具有重要的现实意义。

一、分布式发电的概述

分布式发电技术是一种新兴的技术，它是指，为了满足特殊用户的需求，在支持原有配电网的经济运行而设计和安装的小型发电机组，其容量一般小于30MW。该种发电技术与传统的大容量集中式发电不同，它又称为分布式能源，发电方式比较分散，所采用的能源一般为可再生能源。根据分布式发电所使用的技术不同，其可以分为水力发电、风力发电、光伏发电等。该种发电技术能够有效地降低终端用户的费用，还能减少对环境的污染，灵活性、效率性都很高，并且，能源的来源也多样化。因此，在随着分布式发电技术研究的深入，其设备成本也逐渐降低，在电力系统中的应用也在逐渐增加。可以预见，分布式发电并网运行是发展趋势，但由于分布式发电的容量一般较小，在通过配电网接入电力系统后，将会影响配电网的结构，配电网的电流、分布等，从而为电力系统的运行与调整带来一系列的问题。而配电网的继电保护装置时电力安全、稳定、可靠运行必不可少的设备，在分布式电源接入电网后，会不可避免的受到影响。

二、配电网的特点与保护的配置

配电网的拓扑结构类型有很多，包括树干式接线、放射式接线以及环网式接线，通常依据供电的可靠性要求来选取配电网的形式。例如，我国城乡配电系统多采用放射式接线结构，该结构具有接线可靠、易扩充、保护整定也相对容易等优点。放射式配电结构简单，且供电电源为单侧供电，在采用放射式配电结构的继电保护装置都是以此为基础来进行设计和配置的。现阶段，我国的中低压配电网多处采用单侧电源的放射式配电网络，其对于高压电网的继电保护来讲，是一种相对简单地保护。在该种结构中的配电网中的继电保护主要有过电流保护、电流保护、距离保护、电压保护等。一般来讲，考虑到放射式配电网的潮流是单向的，且发生的故障有90%左右都是突发性的瞬时故障，在设计时，通常是主馈线断路器采用电流速断保护和过电流保护两段式的保护方式，并配置三相一次重合闸装置，电流速断保护可以调账灵敏度，但不能保护全部线路，而过电流保护既可保护本线路全长，还能保护相邻线路的全长。一般来讲对于分支线路采用的保护策略是高压熔断保护。

三、分布式发电对配电网继电保护的影响分析

分布式发电并网运行是未来电力系统发展的趋势，在其接入配电网后，将会对配电网结构、电流保护、熔断器以及自动重合闸都会产生相应的影响，进而影响整个电力网的运行和控制。

1 对两段式电流保护的影响。在分布式发电系统接入配电网后，将影响原有的电流小大小和分布，从而影响继电保护装置的正常运行。含有分布式电源的配电网发生故障后，有增助电流或分流的作用，从而使得经过继电保护装置的电流可能会变大，也可能会减少，进而改变了保护装备的保护范围和灵敏度，这样就给保护装置的设计带来了一定的难度。例如，将分布式发电接入10kV的配电网系统中，假设10kV的电网等值为一个电压源，在接入后，将会使电网从传统的单侧电源网络，转变成双侧或是多侧电源网络，这样就会改变故障发生电流的大小、持续的时间、电流的分布和流向。一般来讲，对主馈线的影响主要有：一是导致本馈线保护误动，二是灵敏度降低或者保护拒动，或者局部保护的灵敏度增加。三是相邻馈线故障时方向腹胀电流可能会造成本馈线的保护误动。四是减小保护的范围，失去保护的选择性。通常可以利用电抗器高阻抗值特性来限制分布电源提供的短路电流，从而解决保护间的不协调问题。

2 对自动重合闸的影响。对于单侧电源的放射式配网结构在分布式发电接入配网之前，自动重合闸可在瞬时故障线路发生时迅速起到保护作用而不对配电网产生任何破坏和冲击。但是，在分布式发电接入配网后，若出现线路故障跳闸事故，故障部分将与系统电源分离，而分布式电源与负荷形成的电力孤岛会继续保持电压，形成电流冲击波或者电弧击穿绝缘，从而对自动重合闸造成影响。

3 对熔断器保护的影响。对于分布式发电接入分支线的配电网会限制熔断器的保护作用。一方面，分布式电源和系统的测电源会将电流输送到故障点，导致电流过大，从而使得上下级的线路同时损坏或熔断，破坏了熔断器之间的配合关系；另一方面，通向故障点传送的反向故障电流方大小的方向不能确定，若容量较大，就会产生方向腹胀电流较大，从而熔毁熔电器。