风电场升压站继电保护配置方案分析

摘要：为了保证当前国家的可持续发展，国家对可再生能源进行了大量的研究和建设。风电产业是重要的可持续发展能源产业之一，随着国家耗能量的不断增加，风力发电厂的建设不断增多。随着风电在电力生产中份额的不断增大，其生产的短路电流也不断增加，给继电保护工作带来了较大的负面影响。本文针对风电场升压站继电保护工作进行了分析，介绍了实际建设中存在的问题，提出了合理的保护配置方案。

关键词：风电场；升压站；继电保护；配置方案；优化

引言

我国风能产业的发展较为集中，为了保证供电质量，当前风电系统往往采用集中接入的方式来为电力系统供电。随着风电产能的不断增加，其在生产过程中向电网中傳输的短路电流量也不断增加，给电网运行造成了较大的影响。在未来的发展中技术人员要针对升压站的继电保护设计措施进行优化，提升电网运行稳定性和质量。

1风电场升压站概述

在风电场的建设中，升压站是核心设备之一，其主要功能是进行风电的分配、变换以及输送保护，极大的提升了风电生产过程中电气设备的安全性，保证了电网的安全运行。升压站之中的主要设备包括高压断路器、隔离开关、避雷器以及电压互感器。随着当前国家对可持续生产能源的重视程度的提升，风电场的建设数量不断增加。风电生产量的增加给升压站的日常运行造成了极大的压力，导致了故障出现概率不断提升。为了优化升压站的运行质量，风电场的技术人员应当优化升压站的继电保护系统，降低设备运行过程中故障概率，提升风电生产质量。

2升压站继电保护系统运行中的故障以及分析

风电场能源生产量的增加给升压站运行带来了较大的压力，产生的短路电流使得升压站在日常运行过程中出现故障的可能性不断提升。因此，在未来的发展中，企业应当优化继电保护设计配置方案，提升升压站的运行稳定性。

升压站的继电保护系统在运行过程中出现的故障主要是电流互感器的开路、矩阵错误、设备定制失误以及回路接线错误等问题。其中，电流互感器的开路故障回造成回路之中的电流量急剧增大，造成回路发热过多，进而引起回路线圈的短路故障，影响系统的正常运行。同时，互感器线圈的开路会造成感应电压不断提升，其不仅影响电路运行质量，还会对技术人员的工作安全造成较大的威胁，是较为严重的系统故障问题。除此之外，其他的故障往往会导致系统保护功能难以正常运行，故障时不能切断系统设备之间的联系，造成突发故障影响范围的扩大，不利于风电场的长期稳定运行。

当前风电场的升压站继电保护系统一般是不接地系统，这种设计方式一般是在电流较小、电能生产量较低的风电场之中进行使用。随着现代风电场生产量的不断增加，系统的电路电流容量不足，极易造成线路故障，影响风电场的正常运行。小电流的线路在运行中故障是难以避免的，同时，由于线路设计的复杂性，故障检修工作的进行难度也有所提升，不利于日常检修工作的高效完成。

3继电保护系统的优化对策

为了推动风电场建设的不断推进，满足风电能源生产量增加给电网运行以及继电保护系统带来的新的要求，技术人员应当结合风电的生产现状，从建设规划、系统设计、保护系统建设以及运行维护等多个角度来优化升压站的继电保护系统的设计。继电保护系统是风电场生产中保护电网正常运行状况的保障，在建设中应当受到重视

3.1结合升压站电源特点来进行优化设计

在继电保护系统的优化设计中，技术人员应当结合风电场运行中的输电方式、配置原则以及电网运行规范等来优化继电保护系统的设计。当前的风电场升压站运行过程中，断网线路的重合闸对风电机组运行以及电网输电的稳定性有着较大的影响。在设计中，技术人员应当研究不同情况之下重合闸对风电生产和风电输送过程的影响，结合输电中故障类型以及故障持续时间对电网运行状况的影响。当前风电场在并网运行中的线路一般是330Kv，在运行中出现故障的位置以及电阻等都会影响升压站并网点的故障电压出现变动，影响设备的运行安全。针对当前风电的大规模并网连接情况，当前的技术人员应当结合实际运行参数来使用故障穿越设计，多次的零电压穿越可以有效的降低电压的持续时间，降低故障的出现可能性。

3.2结合风电场的故障特点来优化设计

在继电保护系统的设计过程中，风电场的机电系统的连接方式会直接影响继电保护系统的运行质量，降低风电生产过程的安全性。风电生产中的功率密度较低，对于电网运行以及用户的正常用电的影响较小。传统的配电系统线路出现故障会直接影响电网的输电质量，并影响用户多 正常用电。在现代风电场的建设中，继电保护系统的优化人员可以使用机电系统接地的方式来优化故障保护工作。在实际建设中，系统应当采取不接地或是线圈接地方式降低故障对线路的影响。同时，在设备选择过程中，技术人员可以使用带有跳闸功能的选线装置，在线路故障之后可以及时切换线路，降低意外线路故障对电网运行的影响，优化检修工作的进行效率。跳闸设备可以在线路故障之后切除故障线路，并隔离故障线路和电网线路，提升继电保护系统对整个网络的保护作用。

3.3提升风电场和升压站运行维护工作的质量

在优化继电保护系统的设计之外，要想提升风电场的生产质量，保证升压站的正常运行，则技术人员应当结合实际运行情况来完善运行维护工作，借助在日常运行中获取的数据来完成故障的分析，设计合理的故障应对措施，降低突发故障对线路的影响。当前风电场升压站之中一般都会配置故障录波装置以及电能质量检测装置等设备，可以对故障出现过程中的电量以及相关的线路开关情况进行了解，以此来优化升压站的运行，保证风电生产以及升压站运行的稳定性。借助对故障数据信息的分析来优化继电保护系统的设计功能是提升当前系统运行稳定性的重要措施，是优化当前的继电保护系统的有效手段，对完善故障应对机制有着重要的作用。

结语

在风电生产过程中，升压站负责将电能进行转换，使其可以在现代电网的运行中使用，是风电应用中的重要组成部分。为了优化升压站的运行，降低大规模的风电生产给升压站带来的压力，技术人员应当结合故障类型来优化继电保护系统，提升风电生产质量，推动风电生产行业的发展。

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作者简介：李晓波（1988-09-03），男，汉族，内蒙古锡林郭勒盟人，本科，任职于华能呼伦贝尔风力发电有限公司，研究方向：风电场升压站继电保护配置方案分析.