探索分布式发电对配电网继电保护的影响

探索分布式发电对配电网继电保护的影响
摘要：分布式发电是对传统供电方式的革新，在分布式发电中使用分布式电源
会对整个系统产生重要的影响。

分布式发电的特点主要体现在分散性和随机性上。

但大量的分布式电源在配电网中进行接入时会对安全及稳定带来较大的影响。

分
布式发电本身具有较好的发展前景，但其对电网系统的影响仍然不可忽视，通过
对影响的分析，对于加快电力事业发展具有积极作用。

关键词：分布式发电；配电网；继电保护；影响
1导言
在当前背景下，分布式发电自身具有较强的优势，在电力系统中具有广阔的
发展前景，以满足时代发展的需求。

但实际上，分布式发电的引入将直接影响当
前的配电网结构以及配电网的电流流向与大小，影响电网系统的稳定运行。

因此，应合理对分布式发电造成的影响进行分析，适当调整配电网保护系统，供电可靠性，满足当前需求。

2分布式发电概念
当前，我国发电与输配电技术不断创新应用，以满足新时期人们的需求。

分
布式发电技术是当前较为先进的发电技术，又被人们简称为“DG”，主要是指当前
为满足部分特殊用户自身的需求进行设计的小型发电机组，其自身支持当前原有
的配电网的经济运行。

目前分布式发电可分为风力发电、光伏发电、燃料电池发电、小水电以及燃气轮机发电等。

在实际的应用过程中，分布式发电自身具有较
强的优势，首先可以弥补大电网安全稳定性的不足，在意外灾害发生时继续供电，已成为集中供电方式不可缺少的重要补充，可靠性较高；其次可以提高资源利用
效率，降低对环境造成的污染；最后输配电损耗很低，无需建配电站，降低建设
及安装的费用。

相对来说，分布式发电并网运行是当前时代发展的必然，也是主
要的方向，利用其自身的优势性能对电力系统的运行进行强化，但在实际的应用
过程中，难免会对当前的配电网继电保护装置产生影响。

3配电网结构及保护配置
现阶段，当前我国城乡大多数配电系统主要是以放射式结构为主，故配电网
继电保护也是以此为基础进行设计与保护。

我国配电网传统上的保护配置是在变
电站内断路器保护设置为三段式电流保护、过流后加速、三相一次重合闸；主干
线设置断路器；支路上设置熔断器。

这种保护方式以电流判据为基础，利用时间
极差配合切除配网线路故障；但也有一定局限性，需要站内断路器保护三段式电
流保护预留时间裕度给配网主干线的断路器，容易出现保护失配而越级跳闸的情况，同时限制了主干线的断路器的安装数量。

随着配电网供电可靠性要求的提升
以及配网自动化的发展，配电网保护配置有所优化，主干线设置自动化负荷开关
或者断路器；支路上设置自动化断路器或者熔断器。

下文将以放射式配电网结构
为例子来分析分布式发电对配电网继电保护的影响。

4分布式发电对自动重合闸的影响
传统的配电网结构为单侧放射性结构，线路发生故障时，自动合闸时能够快
速对故障电路进行供电，不影响整个电网系统的运行。

而将DG 接入到配电网中，在线路发生故障时，故障部分的电流由分布式发电 DG 提供，从而形成了脱离电
网系统供应的独立部分。

这种情况会造成一定的影响，具体体现在以下几个方面： 4.1非同期合闸的影响
电网中的线路出现故障以后，如果此时已经接入了分布式发电，在系统的电
源停止供电以后，分布式发电的工作状态不能及时稳定下来，表现为加速运转或者减速运转的状态。

从而在一定的电路结构内形成可控性较差的电力孤岛。

电力孤岛的存在会导致故障状态的不同步，相角差明显，进而对整个电网的稳定性造成影响。

当相角差较大时，非同期合闸会表现为较大的冲击电压和冲击电流。

冲击电流的作用会影响馈线保护的正常功能，从而降低重合闸故障的恢复能力，延长重合闸故障的恢复时间。

4.2故障点的电弧重燃
电力孤岛不仅会影响故障的恢复情况，而且由于电路结构中存在一定的供电电流，故障点很容易呈现出电弧未熄灭的状态。

在二次供电发生时，电流加大，产生的热量升高，故障点有可能出现电弧重燃的现象。

若电流值较大，甚至会造成绝缘击穿，将重合闸故障升级为永久故障。

在实际工程中，为有效避免二次供电造成的影响，会在DG 一侧安装低压解列装置，通过对非重合期的冲击电流进行缓解，降低电流对故障点的影响。

5分布式发电对分支线路保护的影响
分布式发电在配电网中的应用，不仅会影响自动重合闸，还会对分支线路保护产生一定的影响。

随着供电需求的不断上升，在整个配电网系统中存在较多的分支线路，分支线路在不同的单元结构中发挥不同的作用，对维护电网的稳定性工作具有重要意义。

为提高对分支电路的保护，通常安装一定数量的熔断器，但分布式发电接入配电系统中后，会对熔断器造成一定的影响。

5.1熔断器保护的原理
在研究 DG 对熔断器的影响之前，先对熔断器保护的原理进行简单的介绍。

在分支电路上，通过较大的不允许电流时，在熔断器位置会出现较多的热量。

这些热量会跟电流的大小以及持续的时间成正比，当热量到达一定程度时，熔体或者熔丝由于热量的影响会发生熔断，从而切除故障线。

当出现单侧电源故障时，熔断器能够及时对电源进行切断，通过实验表明，这主要是由于熔断器距离故障点较近导致，而距离较远的熔断器不会发生熔断。

可见熔断器默认使用就近原则对分支线路进行保护，所以保护线路的反应时间也比较短。

5.2分布式发电对熔断器保护的影响
分布式发电接入对熔断器的影响可以在下面的实例中得到体现。

设定配电网中存在着两个分支线路，分别为 1 和 2。

并且两个分支线路分别存在的故障点为K1 和 K2。

故障点 K1 连接较近的熔断器 F1，与 F1 具有合作关系的熔断器为 F2。

此时在分支线路 2 上接入 DG，如果 K1 发生故障时，分支线路 2 中的 DG 与系统侧电源同时向 K1点进行故障电流供应，进而对故障进行消除。

只是故障消除的同时也破坏了熔断器 F1 与熔断器 F2 之间的合作关系，就近性原则得不到实现。

由于熔断器对反向故障电流不能及时识别，当电流过大且持续时间较长时，会导致熔断器的损坏。

6对短路电流的影响
短路电流通常指电网运行过程出现故障时而形成的冲击短路电流。

如在电网运行过程中出现短路电流，整个配电系统都会受到极大影响，甚至会损坏，产生这种问题主要原因是这股电流的实际数值远大于短路电流的数值标准，从而对整个配电系统造成不可逆转的影响。

另外，在正常运行中的保护装置的逆功率继电器也会因此受到影响，在这股电流的影响下出现故障，最终导致配电网继电保护无法达到预期效果，无法为电力系统的稳定安全运行提供保障。

7结束语
综上所述，分布式发电虽然能够提高对资源的利用率，并且在电力系统中被
广泛应用，但是其对配电网继电保护装置的影响不容忽视，对于整个电力系统的
稳定性、安全性和可靠性等都会产生负面影响，因此，需要电力企业正确认识分
布式发电对配电网继电保护装置的影响，然后再制定针对性的措施来降低这种负
面影响，从而确保电力系统安全稳定运行。

参考文献：
[1]侯纪坤，张雷.分布式发电对配电网继电保护的影响探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2017（31）：111-112.
[2]田苗.探讨分布式发电对配电网继电保护的影响[J].科技经济导刊，2017（30）：61+50.
[3]应东阳.分布式发电对配电网继电保护的影响分析[J].电子测试，2016（20）：117+142.
[4]吕超，朱明丽，黎量子.分布式发电对配电网继电保护的影响探析[J].科技与创新，2016（12）：91.。