关于风电场继电保护合理配置问题

韩家华

摘要：我国土地面积非常广阔，风能资源也相当丰富，且具备集中化的特征，风电场与电网在进行连接时采用集中接入的方式。风电产业得到了快速的发展，使得风电场的规模和容量在逐渐的加大，但是电力系统中集中接入方式对电能具有非常大的影响，倘若电网出现短路，风电场能对电流进行供应，因此在进行电网建设的过程中，一定要对继电保护配置引起高度重视。鉴于此，本文主要分析探讨了风电场继电保护合理配置问题，以供参阅。

关键词：风电场;继电保护;配置问题

引言

我国的风能资源比较集中化，风电场在电网系统中接入多采用集中接入的方式，随着风电产业的飞速发展，风电场的规模不断扩大，容量不断增加，风电系统的集中接入对电力系统的电能质量产生较大的影响。一直以来，在电力行业中，风电机组的并网特性都是行业内普遍关注的重点问题。在电力系统中，风电容量所占份额的不断增加，相应的向整个系统提供的短路电路也在不断的增加。当电网系统有故障发生时，风电场提供的短路电流会明显增加大过电网系统侧提供的短路电流，因此，在电网系统建设的过程中，要对风电场继电保护的问题给予足够的重视，合理进行继电保护的配置。

1风电场的保护作用分析

首先，风电场对电缆、变压器及其周围区域进行保护。在电力系统中对风电场具有维护效果，其首要表现在对电缆以及变压器的维护，具体为：（1）在风轮机塔的地上往往安装着断路器，经过断路器也可以对发电机以及下垂电缆进行杰出的维护。（2）通常情况下，运用电缆来衔接风力发电机变压器以及风轮机塔的机柜，与此一起，使用断路器以及稳妥丝对变压器进行制造，别的还要对测电缆进行维护。（3）对变压器以及附近区域进行维护。全方位的分析变压器的激磁浪涌电流问题。在对变压器进行故障检测时，如果产生问题，就需要及时解决处理。（4）如果在低压端产生故障，就会使得电流比较小，这时候若是不能切除保险丝，则应该借助分段开关来切断。其次，风电场可有效接地进行故障保护。对于风电场来说，一般容易受到资源环境的约束。因此在进行风电场所位置选择时需要，严格按照实际环境来合理选择，风电场位置尽量选择空旷且风力充足的地区。不过，还应该注意风电场的接地保护问题。这主要是由于空旷的风电场容易受到雷电袭击，所以针对这种状况就需要去有效的措施做好防雷工作，加强风电场保护。

2风电场的并网对电网继电保护影响

（1）对配置方案的影响，根据多年的实践经验，风电与电网系统相连接，如果发生故障，风电场在故障切除完成之前，风电场会供应电流，供应模式与异步机大同小异，即电网与风电场联通后，会在一定程度上对短路故障切除的主保护动作产生影响。风电场继电保护和电网联络保护（高压）在很多方面是存在区别的，后者将风电场作为一个整体，在继电保护过程中需要对与风电场联通之后的影响进行考虑与评估。各个机组之间在型号、地理空间分布上不尽相同，这在电网继电保护过程中必须要考虑到。（2）对电网继电保护和安全自动装置的影响，电网中接通风电场电源和变压器接地之后，系统整个零序网络将会发生变化，系统联络线灵敏性会有所下降，自动重合闸作用和功能不能正常发挥，风电场的规模越来越大，联络线如果跳开，会导致风电机组进入变动状态，检同期成功率无法保障，甚至重合闸重合功能会失效，导致脱网故障。（3）对线路零序电路保护的影响，机组变压器通常选择Yn/△的接线方式，如果有接地故障发生，零序电路保护会做出保护动作，迅速跳闸防止电流通过。在对两段零序电流进行保护的过程中I环节为了切出故障迅速跳闸，II环节在故障发生时会迅速报警。与电网的联通会使风电场零序电流的灵敏度降低。风电场在零发时，灵敏度不会受到影响，但是如果满发时，灵敏度会出现明显降低，尤其是在线路支路，灵敏度的高低与线路距离的远近成正比。（4）对线路距离保护的影响，与电网联通之后，多方面因素共同作用于风电场距离保护，距离保护要想稳定安全运行，必须从以下几方面着手：①对气动元件配置

保护装置。②配置距離原件，目的在于监测与计算装置和故障位置之间的距离。一旦有短路故障发生，首先判断短路故障的对称性，按照判断结论启动距离保护功能。

3风电场继电保护合理配置问题分析

（1）风电场升压变电站保护配置。众所周知，目前的电网输电都属于高压输电，因为它可以节约大量的成本。但是，一旦高压变电站出现故障，造成的危害也同样巨大。因此，高压变压器的继电保护装置的安装要高度重视。目前，智能变电器继电保护装置逐渐问世，这一类继电保护装置的主要特点是在升压变电器的高压侧一旦出现故障时，智能变电站继电保护装置能迅速的切除故障并发出预警，对于维护线路的安全具有十分显著的效果。在升压变压器的低压侧，即发电机组这一侧，继电保护装置的主要特点是阻断低压电流的交汇而造成线路的电流变化，因此只需要在交汇处进行工作，单线上的继电保护则可以免去。（2）风电场送出线路保护配置。风电上网过程直接接入高压电场时，继电保护一般会选择在线路的两端都安装继电保护装置，这样对于维护电路的稳定效果十分明显，而不需要在线路中安设带时限保护;通常采用的装置为差动保护装置中，它属于一类半智能的继电保护装置，通过元件的属性形式，元件对于线路故障的既定种类进行作业，如若线路出现的是单相故障，这类装置将会起到十分迅速的作用，具有十分高的工作效率。然而对于风电上网接入的是低压电场时，此时可以预见机组的装机容量必定很小，这样的风电上网并不会给电网带来过大的影响。（3）小电阻接地系统的变压器差动保护。小电阻接地方式可以将系统发生接地故障时运行设备及城市通信系统的影响限制到最小程度;中性点设备线路，费用也不高，有利于整个系统安全可靠运保证供电可靠性是很不利的，对部分架空供电线路，还可以采用自动重合故障线闸装置，以提高其对用户供电的可靠性。统中性点采用电阻接地方式已经成为国内的一种方式。对于馈线等保护对象，以往小电流接地系统配置的保护包括：作用于跳闸的限时相间速断保护和低压闭锁的过电流保护，作用于信号的零序电流及零序电压保护。发生单相接地故障时，由零序保护发出接地信号，若有消弧线圈，则由手动或自动投入消弧线圈，对接地电容电流进行补偿，然后由选线装置或运行值班人员找出故障线路，断电后进行处理。但由于消弧线圈补偿接地电容电流后进行处理。但由于消弧线圈补偿接地电容电流线路，只有由运行值班人员拉路选线，这样对于保证供电可靠性是很不利的，也失去了单相接地故障线路可再运行1～2h的意义。

结束语

综上所述，现阶段，我国风电行业得到了快速的发展，风电发电厂数量不断增多，规模也进一步增大。在风电行业发展的背景下，风电场电网系统和风电场之间可以进行有效的互联。而在运行过程中，继电保护配置直接关系着风电场的运行状况，因此，有必要加强对风电场继电保护装置的研究，提高风电场稳定性。本文提出了几点个人看法和观点，希望对提高风电场安全稳定性上提供微薄之力。

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