农村小水电接入配电网的准入容量研究

2017-11-28吴琪纪广裕袁海璐

山东工业技术 2017年23期

吴琪　纪广裕　袁海璐

摘要：农村小水电的接入会改变原有配电网保护检测电流的大小和方向，继而影响继电保护的灵敏度和保护范围。本文首先分析小水电接入IEEE7节点系统的配电网后对该系统电流保护的影响，并在PSCAD/EMTDC环境下仿真和计算出无小水电接入的情况下，原有配电线路I段和II段电流保护的相应参数。最后，分析原有线路继电保护可靠动作的前提下，配电网允许接入的小水电的最大容量。

关键词：小水电；电流保护；准入容量；PSCAD/EMTDC

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

1 小水电的接入对配网电流保护的影响

图1为典型配电网IEEE7节点系统，下面分析在F1点发生三相接地故障时，小水电的接入对配电网的电流保护的影响。图中SG为电压为ES的系统电源，母线C处接有小水电。

由上图，定义线路AB的阻抗为ZAB，BC的阻抗为ZBC，CD的阻抗为ZCD，DE的阻抗为ZDE，AF的阻抗为ZAF，FG的阻抗为ZFG。其中，ZL1为母线E处的负荷阻抗，ZL2为母线G处的荷阻抗。

1.1 AB线路末端F1处发生故障

为方便分析，假设AB线路出现接地故障时，对馈线2无影响。

由上可得，虽然F1处发生短路而引起系统改变，但是系统电源通过AB阻抗与地形成回路，而对下游的小水電是否接入并无关系。此时，流经P2的电流Ik2方向反转，且其电流值与小水电视在功率值呈正比。当小水电视在功率超过某一限定值，则与其呈正比的Ik2会超过整定值，此时，P2工作，故障被隔断。然而，P2工作会切断系统电源与小水电之间的联系使从小水电及其下游形成孤岛，此现象会对整个系统的运行产生不良影响。

2 小水电的准入容量分析

小水电的接入会对系统造成一定的弊端，如：对配电网某些线路的短路电流造成影响，以及较容易使潮流方向发生改变。由于上述弊端的存在，可导致极易发生故障范围的扩大、保护设备的误动等等，从而对电网的稳定运行造成极大不利影响。在配电网的原有保护基础上，对该电网接入分布式电源。在保证电网安全的前提下，保护设备的动作正常工作时，该系统可接入的分布式电源的最大容量即为准入容量。

由于配电网的短流电路会因小水电的接入发生改变，因此在仿真中，通过对接有小水电的配电网设置相应故障，可找出小水电的准入容量。

当F1点处发生接地故障时，小水电则通过馈线1的P2，向F1处提供回路电流。若该电流值大于整定值后，将会引起P2工作，属于对II段系统的保护误操作。

（SDG为小水电的容量，IDG为小水电输出的电流，I1、I2、I3为P1、P2、P3的检测电流）

从图2可知，为保证P2工作的有效性，小水电的准入容量应小于11MVA。

3 结论

综上分析，水电站的接入农村中低压配电网，对其继电保护的影响可归纳为：

无目的保护。当P2的上游发生故障时，流经P2的故障电流一旦超过整定值，将会引起P2工作。此时，对整个系统而言，这属于误操作行为。

在此基础上，仿真和分析得出在保证原有继电保护能够可靠的前提下，得到接入小水电站时应考虑的保护位置，继而得到小水电接入的最大安全容量，为农村小水电站的选址、准许容量和相应线路的保护提供有效的依据。

参考文献：

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