关于风电场继电保护合理配置问题

赵德建

摘要：现如今随着我国社会经济的高速发展，电力事业处于一个快速增长期，最近几年，我国投运的发电机组在逐渐的增加，数量增长的同时对电能质量带来了一定的负面影响。此外，随着风电容量份额的增加，风电场提供的短路电流也在逐渐增加。本文针对了风电场继电保护的合理配置问题做出了全面的分析，希望能够给同行业的工作人员提供一些参考。

关键词：风电场；继电保护；合理配置；问题；分析

对于我国而言，土地的面积比较辽阔，风能的资源十分丰富，且具有集中化的特点，此外风电场和电网也是通过集中接入的方式去进行相互的联通，目前随着风电事业高速发展，风电场的容量也在加大，然而采取集中并网方式对于电网产生的影响是比较大的。

1 关于风电场继电保护的配置分析

风电场的继电保护配置见下图。图1区域D为风轮机塔的顶部，通过选择690V的断路器来保护风力发电机和电缆。图1中区域C的位置，断路器对变压器做出了一定的保护，故障时，低电压端将会出现较小的故障电流，此时用熔断器进行切断并不理想，切断的任务可以交给分段开关去执行。在进行具体操作的时候，33kV开关的保险丝并不是很多，所以要想能够对其保护范围的故障进行控制也是存在着一个比较大的难度，因此在这主要是可以进行全面的保护，同时也是可以采取综合考虑的方式去进行保护。

风电场的继电保护配置图

2 风电场的并网对电网继电保护影响分析

2.1 关于整体的影响分析

风力发电存在间隙性，其保护的方式与常规的配电具有所不同。有风时，风力发电机组向电网输送电能，风速在启动风速附近波动时，风电机组存在着频繁的投切，这将损伤接触器。为了避免出现这种情况，电机组可以在比较短的时间之内电动机运行，在此过程当中，系统的潮流方向会发生改变，可能导致其保护装置出现误动作。

恒速风力发电系统并网运行中，如果出现故障，其电机电流将发生突变，此外也会存在着衰减，一直到为零。普通感应电机应用固定转速风电机，所以其定子的暂态和绕组的不规律初值直接决定了感应器的电流初值，然而电流根据其暂态的参数和绕组期限的参数进行了一定程度的衰减，并且转子转速合适对电流的频率带来了一定的影响。并且单独的励磁单元也并不是存在异步发电机之中，由于电机的电压具有着比较明显的一個下降，因此在运行中存在着故障，并没有励磁也是无法可以向电网去传输短路的电流。如果电网发生故障，异步电动机能够持续提供微小的电流，并且风电机的出口电压是069kV，是低压系统，如果到35kV甚至是更高的一侧，其阻抗需要能够和K2=（U35/UO）2进行相乘，那么35kV的测量数值的电路来说，其风机和电缆也是作为其两个较大的极限电抗，对于这种情况下的短路电流并不能够进行输出。

2.2 具体的影响分析

一是对于配置的影响，通过分析风电场与电网系统的互联，如果出现故障，风电场将会向故障点提供短路电流，所提供的方式和异步电动机相似。此外风电场的继电保护和电网联络保护之间依然是存在着一个比较大的区别。对于后者而言，可将风电场可以作为一个整体所在，在继电保护设计中，必须要能够和风电场进行连通后从而直接的影响了相应的考核评估，对于每一个机组的型号以及地理空间分布而言，存在着一定程度的不同，并且在电网进行保护的时候需要考虑周到。

二是对于线路的零序电路保护所带来的一些影响，针对于机组的变压器而言，一般情况下选择Yn/△的形式进行连接，如果存在接地故障，那么其零序电流保护会作出一定程度的保护，快速跳闸，避免短路电流通过。

但是与电网的连接将会让风电场的零序电流灵敏度出现一定程度的下降，风电场在低功率发电时，自身的灵敏度并不会存在着比较大的影响；满发时，灵敏度会有一定程度的下降。在线路保护中，灵敏度的高低与保护距离远近存在着正比例的关系。

三是线路距离保护所带来的影响。在和电网连接之后，多个方面的原因在相同进行作用到风电场的距离保护之中，但是其距离保护要想可以得到稳定运行，需要可以从下述的方面进行重点的入手分析：首先则是要能够做到气动元件配置方面的保护工作，其次则是能够进行配置距离的元件，其目的主要是进行检测以及计算机的装置和故障的位置距离，但是要是出现了短路方面的故障，便需要对其故障的对称性进行合理的判断，同时也是需要能够对其启动距离的保护功能做出合理有效的判断。

3 总结

总而言之，现如今随着我国风电的高速发展，风电场电网系统以及风电场也是实现了互联互通，在机电保护配置方面风电场也是存在着一个比较大的影响。所以需要能够对风电场的继电保护装置所带来的影响进行加深研究，这样才可以更好的去保证风电场的稳定性提供出相应保障。

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