分布式电源对配电网继电保护的影响分析及措施研究

2023-01-08

引言:

随着人类的进步, 人类从原始的钻木取火原始时代, 进入了先进的电气时代。而在当今, 人类活动已经离不开电力的支持。在供电过程中, 配电网的继电保护十分重要。目前国内通常采用高压电等集中发电的传统供电, 但具有一定的缺陷, 在供电时, 任何位置出现问题都会影响供电, 重则发生安全事故, 致使电力系统崩溃, 严重影响电力的供给。就此, 分布式发电技术被研发使用, 有效的解决了此问题, 并得到了推广。相较于传统的集中发电, 分布式发电具有更大的优势, 减少了经济损失, 相对影响了配电网的继电保护作用。

一、分布式发电的定义

分布式发电简称DG, 把成千上万瓦的大功率进行分散化, 分布在用户周围, 形成单一却又受控制的发电单位。分布式发电有风力发电、小型燃气轮机和生物质能发电等。分布式电源能有效提高能源使用率, 降低损耗[1]。按能源类型分类, 分布式电源可分为:化石能源分布式电源, 主要有燃料电池及复式发动机等;可再生能源分布式电源, 主要有太阳能发电机、水力发电机和风力发电机等;电能储存分布式电源等。

二、配电网的配置

1、限时电流保护

限时电流保护能控制电力支持时间, 保护短路电流。当出现短路情况时, 电流变大, 保护时间就会变短, 不但能缩短近距离的电力系统短路时间, 对稍微远距离的故障电力系统, 也能缩短短路时间, 距离越远, 其时间会越长, 能满足选择性和速度性的要求, 在配电网继电保护中广泛运用。

2、三段式电流保护

此为传统的配电网保护方法, 能够保护紧急的断电情况, 能够整定短路电流, 瞬间切断故障, 但此法无法保护全长的路线, 只能在小范围上运用。

三、分布式电源对配电网继电保护的影响

国内传统的继电保护能处理相应的供电故障, 但仍有一些问题无法解决。分布式电源技术地提出, 很好地解决了相应的问题, 分布式电源技术不断得到推广, 逐渐完善, 有效解决许多电力故障。

1、分布式电源接入方式

国内的分布式电源多为小型发电系统, 利用110千伏电压中间变电站合并配电网, 接入母线电压为10千伏和35千伏。

2、对三段式电流保护的影响

传统的三段式电流保护方法, 原理简单, 方法可靠, 能快速切断一般情况的电力故障的, 但电网的接线方式和运转方式都会影响三段式电流的保护。接入分布式电源, 重排电流顺序, 当电流短路时, 由于电流顺序重排, 故障位置的电流也受到变化。分布式电源的接入方式主要有电力中部接入和末端接入等[2]。分布式电源的接入位置不同, 相应的故障电流也会不同。第一:对于不同步的闭闸, 接入分布式电源后, 分布式电源运转会加快或减慢, 由于分布式电源与系统的电源不同步, 会有所差距, 当差距到一定程度时, 会产生强劲的冲击电压, 冲击分布式电源与配电网的电力系统;第二:会在故障位置出现重燃现象。配电网失去电力电压时, 分布式电源会供电给故障线路位置, 而若在此时闭合闸刀, 会直接导致故障位置出现电弧重燃现象, 进一步恶化故障。所以, 在接入分布式电源的时候, 应在配电网侧面安装低解压力的装置, 进行无压检测, 同时检测分布式电源, 确保准确无误, 避免出现安全事故。

3、对熔断器保护的影响

当发生电力故障时, 分布式电源会给故障位置提供电流, 而一旦分布式电源提供的电流过大, 会熔断线路, 造成破坏, 让熔断器无法产生作用[3]。分布式电源也有可能提供与配电网系统相反方向的电流, 致使熔断器失去电流方向判断能力, 直接恶化故障, 当分布式电源提供的反向电流量积累到一定的程度时, 会出现安全事故, 毁坏线路, 不符合电力线路的保护标准。

四、分布式电源对配电网继电保护的改进措施

首先, 在分布式电源对配电网继电保护影响很小的情况下, 分布式电源接入较少, 可直接忽略分布式电源的影响。但无法忽略分布式电源作用时, 就必须采取相应的措施应对。如果分布式电源接在线路末端处, 线路末端发生短路故障时, 分布式电源会给故障位置供应电流, 减小了线路保护的故障电流值, 降低了继电保护装置的灵敏度, 甚至有可能会造成速断保护无法启动, 造成速断保护死区[4]。如果在速断保护死区接入分布式电源, 采用传统的保护值和配置方式, 就只能让后备保护装置切除故障了。如果减小速断保护鉴定值, 则会出现速断过流保护与其他控制装置无法协调, 无法保护配电网的继电情况。所以可以考虑在分布式电源串联电抗器, 限制分布式电源提供短路电流, 保证原有的保护装置能起到作用。

其次, 大量分布式电源并网时, 能够充分的发挥分布式电源的优势, 也是未来配电网的发展趋势, 从而就需要纵联保护来解决大量分布式电源的并网问题。在被保护的地方设置一个战级保护主机, 不同的短路开关位置设置保护从机, 主机利用通信网络与从机通讯。每个从机内部安装有一个方向的继电器, 测量安装位置的故障方向。当从机收到主机的查询命令时, 就把故障方向讯息发送给主机, 主机就能判断出故障区域, 从而命令故障处的断路器工作[5]。从机的方向继电器正方向为从上到下, 有主配电系统指向配电系统末端, 各从机只能反映出自身下游的讯息。提高了检测的灵敏度, 减弱了分布式电源的易变性。

结束语:

分布式电源作为新兴的发电技术, 能解决传统的配电网电力故障问题, 具有相当的作用。但在配电网中接入大量的分布式电源时, 会影响到配电网的稳定性和安全性, 所以此技术还应不断改善。分布式发电作为搞笑的发电技术, 具有广泛的应用市场, 对配电网的继电保护有深远意义, 所以进一步完善分布式电源接入技术, 能够完善配电网的继电保护, 保证供电质量, 为人类活动带来便捷, 很好地推动社会的发展。

摘要：在供电时, 配电网的继电保护作用十分重要。而伴随着社会的进步, 发电技术也不断地发展, 分布式的发电技术被研发出来, 分布式电源对配电网继电骑到了很好的保护作用。本文就此研究了分布式电源对配电网继电保护的影响以及相关的措施, 希望能给相关人士提供一定的帮助。

关键词：分布式电源,配电网继电保护,影响,措施