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【干货】风场分布式接入配电网继电保护的研究

北极星输配电网  来源:万方  作者:王飞  2016/10/11 14:56:16  我要投稿  
所属频道: 保护与控制  关键词:配电网 变压器 熔断器 

3.2 限流保护装置原理

限流装置等效图如图6所示,限流器投人运行开始阶段, 开通所有晶闸管。串联祸合变压器的原边流过部分电流, 这部分电流藕合到变压器副边通过桥路给直流电感充电, 直流电感上有逐渐增大的直流电流产生。与此同时, 并联在变压器原边的旁路电感上通过部分交流电并逐渐减小。经过几个周期, 充电过程结束, 进人到稳态运行阶段。变压器原、副边电流定义为Ia ,Ib ,变比为N如图7示,线电流关系为Ia : Ib = 1: N ,直流电感上的电流ILd 等于变压器副边电流峰值, 即ILd = 2Ib = 2NIa,稳态运行阶段直流电感上电流ILd 接近一常量,则dILd / dt ≈ 0 , 因此直流电感上压降接近为0,这意味着变压器副边绕组压降很小,所以并联在原边上的交流电感上压降几乎为0。在稳态运行时,限流器的压降主要由串联变压器的漏抗、绕组电阻和晶闸管压降引起, 在高中压系统中,由此产生的压降可以忽略。短路故障发生时, 变压器原边突然加上很大的压降, 交流电感立刻出现稳态短路电流ILa , 直流电感上电流ILd 随即增大。由于交、直流电抗器的存在, 故障电流受到抑制而不会急剧上升。通过正确的控制策略, 使直流电感和桥路退出故障回路的运行, 交流限流电感完全承担限流作用。旁路交流限流电感大小由系统所允许的短路电流水平决定, 即

上式表明,Δim = Im即短路发生后半个周期内使直流电感中的电流增加到正常稳态运行值的2倍来选择直流电感, 可使直流电感器的设计最优。由此可见, 直流电感和桥路参数的设计与系统的短路电流水平无直接关系[14]

3.3 限流与电流保护设计优点

根据以上分析,当分布式风场接入配电网后原配网线路继电保护采用限流与电流保护配合完成主要有以下优点:

(1) 目前风机出口都需安装低电压穿越保护装置,即当系统故障时保证风机在低压范围625ms 内不脱网,在这个时限范围远超出一般系统电流保护时限,因此限流更显得必要,及故障时限流器与低电压保护也形成配合关系。

(2) 对于一般的限流电抗器或电阻式限流装置,当系统发生故障虽然限制了电流但是额外消耗大量能量或产生压降,对于此方案采用一种新型固态短路限流电抗器,克服了以上缺点

(3) 对于限流保护的投切时间都远低于保护装置动作时限,保证限流与电流保护时限的配合。

(4) 此方案要比其他的功率方向保护元件、增设多个保护装置等更经济简单。

3 算例验证

算例采用图5 等效模型,系统母线三回出现,其中一回接入分布式风场,仿真参数如下:配网电压:10.5KV系统:最小运行方式阻抗:0.54Ω,最大运行主抗0.64Ω。分布式风场:最小运行方式主抗0.75Ω,最大运行方式下主抗1.75Ω。线路参数:线路L1 主抗:0.88Ω,线路L2 主抗:0.96Ω,线路L3 主抗: 0.85Ω,线路L4 主抗:2.55Ω,线路L5 主抗: 1.75Ω,线路L6 主抗: 1.8Ω,线路L7 主抗: 3.5Ω。整定计算可靠系数:电流Ⅰ段可靠系数:1.2,电流Ⅱ段可靠系数:1.1,电流Ⅲ段可靠系数:1.2,自启动系数:1.1,回复系数:0.9。

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