分布式光伏发电并网对配电网继电保护的影响研究 谢松平
分布式光伏电站并网对配电网继电保护的影响
摘
要: 介绍 了光伏发 电的优点 , 分析 了分 布式 光伏 电站并 网后对 配电网继 电保护的影 响, 论述 了分布式光伏并 网 电压
等级选择及接入方式 , 提出了光伏 电站接 入系统运行 的 3种解决方案 。 关键词 : 分布式光伏 电站并网 ; 继 电保护 ; 配电网 ; 策略
第3 5卷 第 7期
2 0 1 3年 7月
华 电技 术
Hu a di a n Te c hn o l o g y
V0 1 . 3 5 No. 7
J u 1 . 2 0 1 3
分 布 式 光 伏 电站 并 网对 配 电 网继 电保 护 的影 响
舒 逸石 , 管 霄, 赵 炜
第 7期
舒逸石 , 等: 分 布 式光伏 电站 并 网对 配 电网继 电保 护 的影响
・ 7 1・
如果线路 L一1 上K 2点故 障, 保护 1 动作后 ,
则 不 能正 常熄 弧 , 造 成保 护 1 重合 闸不成 功 。
3 . 2 分支 接入
会遭到破坏, 中性点 间隙接地保 护的任务就是在 中 性点电压升高至危及中性点绝缘之前 , 第1 时限切 除 电源线路 , 第 2时 限切 除主 变压器 , 以保 证 变压 器
分布式光伏电站在馈线末端接入 , 相邻线 L一 2 上K 1 点发生故障 , 故 障电流可能由 D G流向故障 点, 造 成 L一1上保 护 1 , 2 , 3误 动 作 。如 果 K 1点 为
线 路 L一 2末端 , 则超 出了保护 4的 I 段 电流保 护 范
围, 由于加入 了 D G提 供 的故障 电 流 , 可 能会 导致 保 护 4的 I 段 电流保 护动作 。
分布式光伏电站并网对配电网继电保护的影响
分布式光伏电站并网对配电网继电保护的影响摘要:光伏电站的建设不仅大幅度降低了能源消耗,而且实现了对自然生态环境的有效保护,完全符合我国近些年提出的低碳环保节能理念和可持续战略发展规划。
光伏发电即利用清洁无污染的太阳能进行发电,分布式光伏电站并网之后能够在很大程度上缓解我国电力供应不足的困境,所以研究分布式光伏电站并网工程体现出非常重要的意义。
本文就针对分布式光伏电站并网对配电网继电保护的影响及优化对策展开论述,旨在基于绿色环保发电基础之上,确保整个配电网运行的安全性和稳定性。
关键词:分布式;光伏电站;并网;配电网;继电保护;影响1分布式光伏电站并网对配电网继电保护的影响1.1 影响三段式电流保护三段式电流是传统配电网中作为常见的一种电流保护装置,分布式光伏电站并网之后,配电网结构发生了一定的改变。
比如:当电力系统出现故障时,光伏发电会促使电流增大,故障电流也随之增大,所有的故障电流又都汇集到故障点,进一步对系统的正常运行造成严重的威胁。
总体来看,分布式光伏电站并网对三段式电流保护所造成的影响主要体现在以下几个方面:首先,影响电路保护动作的敏感度。
当电力系统出现故障的时候,且故障点处在光伏发电下游线路段。
在没有接入分布式光伏电站之前,只有原有的系统会向故障点输送短路电流,继电保护装置也只需要针对系统自身的电流做出相应的处理即可。
但分布式光伏电站并网之后,除了原有系统给故障点输送短路电流之外,光伏电站同样也会向故障点输送一部分短路电流,而继电保护装置只能感知原有系统的电流,所以说分布式光伏电站并网后降低了配电网继电保护装置的敏感度。
其次,影响电路保护动作的准确性。
原先配电网出现故障的时候,只有系统向故障点输送短路电流,而分布式光伏电站并网之后,故障点接收到的短路电流瞬时大幅度增加,由于故障点的绝缘效果作用,电流的突然增大会迫使流经故障点的短路电流向其他线路分流,从而影响电力线路保护动作的准确性,甚至还会使相邻电路继电保护装置出现动作错误现象。
分布式光伏电站并网对配电网继电保护的影响
分布式光伏电站并网对配电网继电保护的影响摘要:介绍了光伏发电的优点,分析了分布式光伏电站并网后对配电网继电保护的影响,论述了分布式光伏并网电压等级选择及接入方式,提出了光伏电站接入系统运行的 3 种解决方案。
关键词:分布式光伏电站并网;继电保护;配电网;策略伴随着我国经济的发展和人民生活水平的不断提升,人民对能源的需求量,尤其是对石油资源的需求量骤然提升。
能源的大量开采和运用,给人们的生活环境造出了极大的破坏,也给我们提出了相当大的挑战。
随之而来的就是各种各样的环境问题,例如严重的雾霾、全球变暖等各类问题数不胜数,严重影响着人们的生活不仅如此,由于人们生活对石油的依存度越来越高,大量的开采使得我国石油储量的不断减少,甚至给国家能源安全带来了一定的威胁众所周知,能源安全不仅关乎着国家的安全和稳定发展,也决定着人民生活水平的不断提升因此,国家在发展经济的同时万万不可以牺牲环境为代价。
面对这种情况,国家相关部门已经指出,必须要寻找和开发新的能源潜力,进一步发展电力技术,充分发掘电力潜能,改善我国当前的能源问题。
一、概述在光伏发电系统中,多分布式光伏电源并网已经成为当今时代的发展潮流,因此并网配电网引起的各种继电保护问题也随之出现并呈现出递增趋势,对配电网保护产生了十分严重的影响,面对这种局面电力工作者必须要加强对光伏并网问题的研究,从而能够更好地接受挑战。
高容量、大规模的光伏发电电源涉网后就一定会对分布造成影响,促使配电网络结构发生变化。
但是原有的配电网的继电保护是根据单电源辐射型结构的保护采取整治措施的,因此,光电网规划及运行维护人员就一定要重新审视光伏发电涉网保护问题,相关的科技工作二、传统配电网及光伏发电涉网保护位置传统配电网概述配电网的电压等级可以依据高压、中压、低压三个等级进行分类,具体分类是指 220V-380V 为低压配电网,6kV-10kV 为中压配电网、35kV-110kV 为高压配电网。
分布式光伏发电并网对配电网影响论文
分布式光伏发电并网对配电网影响论文摘要:文章针对分布式光伏发电并网的原理以及对配电网的电能质量的影响进行了介绍,根据国家相关规定对光伏发电并网需要对电网进行检测,检测光伏并网后对电能质量造成的影响,包括谐波、电压偏差、电压不平衡、电压波动和闪变、电磁兼容等进行评估,并提出相关的建议或改进措施。
前言太阳能是一种分布非常广泛的能源,发展分布式光伏发电,不但能够满足用户家里的电力需要更可以将多余的电力并网卖给国家电网,产生相应的经济效益,但是由于分布式光伏发电项目小,单一发电项目电压低,如果电力并网会对电网电能质量造成一定的影响。
1 分布式光伏发电简介1.1 光伏发电和分布式光伏发电光伏发电是指利用太阳能光伏电池把太阳辐射能直接转变成电能的发电方式。
光伏发电是当今太阳能发电的主流,所以,现在人们通常说的太阳能发电主要是指光伏发电。
分布式光伏发电,是指在用户所在场地附近建设,运行方式以用户侧自发自用为主、多余电量上网、且在配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施。
分布式光伏发电遵循因地制宜、清洁高效、就进利用的原则,充分利用当地太阳能资源,替换和减少化石能源消费。
1.2 光伏发电系统组成光伏发电系统由光伏方阵(光伏方阵由光伏组件串并联而成)、控制器、蓄电池组、逆变器等部分组成。
光伏发电系统的核心部件是光伏组件,而光伏组件又是由光伏电池串并联并封装而成,它将太阳的光能直接转换为电能。
光伏组件产生的电为直流电,我们可以利用,也可以用逆变器将其转换成为交流电,加以利用。
从另一个角度来看,对于光伏系统产生的电能可以即发即用,也可以用蓄电池等储能装置将电能存放起来,根据需要随时释放出来使用。
1.3 分布式光伏发电并网配电网是从输电网或地区发电厂接受电能,通过配电设施就地分配或按电压逐级分配给各类用户的电力网,是由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿电容、计量装置以及一些附属设施等组成的,一般采用闭环设计、开环运行,其结构呈辐射状。
光伏电站并网对配电网继电保护的影响探索
光伏电站并网对配电网继电保护的影响探索摘要:太阳能是地球上能量的主要来源,具有高度的清洁性、安全性,在智能电网建设的过程中,通过光伏电站并网系统提高机电保护的安全性能,也可以促进智能电网的优化建设。
关键词:光伏发电;配电网;继电保护1 光伏电站并网对配电网继电保护的影响从目前的发展来看,很多国家和地区都开始重视太阳能发电站的建设与研究,但是整体来看:(1)光伏发电站容量较小,组网到配电网中可能会造成继电保护的相关问题,在未来发展的过程中,只有对原来的拓扑结构、电网的电流大小以及流动的方向进行相关调控,才能减少对于继电保护的影响。
(2)在光伏电站并网的过程中,要对继电保护装置进行优化配合,通过确保电网运行可靠性、安全性的原则,提高整个保护的效果。
(3)目前在我国光伏电站计划的过程中,越来越重视有效接入政策的运用,提高整个系统设计的安全性与稳定性。
(4)不同的并网方式,尤其是分布式光伏电站的并网方式,对于电网继电保护,具有不同影响路径,只有分析目前分布式光伏电站的发展优势,探讨优化配合的价值,才能够进行系统设计,优化对于继电保护的影响。
2 优化光伏电站并网对配电网继电保护影响的对策2.1 利用半导体材料分布式光伏发电站主要是利用太阳能来进行发电,在建设方面具有广泛性,安全性和可靠性,它主要通过半导体材料来进行发光接触,对太阳能的能量进行电能方面的转化,这种发电原理主要是通过生伏特效应,来进行半导体光伏接触直接转化为电能,但是转化之后与常规的火力发电和水力发电相比,光伏发电方式也有显著的不足。
首先,虽然光伏发电可以在更广泛的范围内对太阳能资源进行有效的利用,没有地域的限制,但是时间的制约对于光伏发电站的稳定性具有显著影响,在夜间太阳降落之后,全世界各地区都有一半的地区无法利用太阳能来进行发电,相对于火力发电和水力发电相比,这种时间上的阶段性显著影响太阳能利用的稳定性。
其次,虽然太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生资源,但是在实际运用的过程中,受到天气的影响非常显著,如果在雨雪天气、多云天气,太阳能的发电功效就会受到显著的影响,同时太阳能的发电还会受到环境的影响,如果环境当中的可污染物质过多,造成空气的能见度下降,也会影响太阳能发电的实际效果。
分布式光伏电源对配网继电保护的影响
分布式光伏电源对配网继电保护的影响发布时间:2023-04-19T07:45:10.621Z 来源:《科技潮》2023年4期作者:常浩举[导读] 当前阶段,分布式电源主要应用在配电网中,能够十分有效地提高供电系统的可靠性和稳定性,与此同时也能使配电网变为点状电源结构,直接与用户连接。
在电网中大规模应用分布式电源,必然会对配电网的安全稳定运行产生一定的影响,本文针对分布式光伏电源对配网继电保护的影响进行了分析。
中国有色金属工业西安勘察设计研究院有限公司陕西西安 710061摘要:分布式电源一般就近在用户端进行布置,具有不少优势:能降低线损,能源可利用效率高;为电网末端提供电压支持,提高电能质量;电网故障时,部分配电网利用微网运行来给重要负荷供电,提高了系统供电的可靠性。
但是,常规配电网是单电源的放射状链式结构,正常运行时的潮流和故障电流方向单一,分布式电源接入后,配网的潮流可能会双向流动,短路时短路电流分布将发生变化,另外,可再生能源具有不确定性,这些都会导致配电网出现继电保护误动或拒动等问题,甚至会影响到配电网的安全运行。
随着分布式电源接入规模的扩大,有必要分析其对配电网的继电保护及自动化装置的影响,确保配电系统安全可靠稳定地向用户供电。
关键词:分布式电源;配网;故障电流;继电保护引言当前阶段,分布式电源主要应用在配电网中,能够十分有效地提高供电系统的可靠性和稳定性,与此同时也能使配电网变为点状电源结构,直接与用户连接。
在电网中大规模应用分布式电源,必然会对配电网的安全稳定运行产生一定的影响,本文针对分布式光伏电源对配网继电保护的影响进行了分析。
一、分布式电源对继电保护带来的影响以往的配电网构造特点大多为放射性以及单电源性,配电网构造简单也方便后期的检修与维护工作,若配电网出现问题,因为加设了继电保护装置,也可以对问题进行及时有效的处理。
但是在接入分布式电源之后,原本的配电网结构产生相应变化,在一定程度上影响了继电保护设备的正常运行,详细来说,主要表现在以下几方面。
分布式光伏发电系统对配电网继电保护的影响
分布式光伏发电系统并网对配电网继电保护的影响分布式光伏发电系统对传统配电网的结构和短路电流分布产生深刻影响,这将对配电网的继电保护产生必然的影响,为了能继续保证继电保护的正常动作,较好的就是全新设计配电网保护模式。
但是传统的继电保护理论已经非常成熟,完全摒弃原有的保护系统变得不太符合实际,因此,研究基于传统保护的继电保护理论方法变得非常有意义。
1、分布式光伏发电系统对配网继电保护的影响光伏发电系统通过400V或10KV馈线接入配电系统,接入的分布式光伏发电系统容量与配电网系统容量比值达到一定时,当发生故障,将会影响到配电网原有继电保护装置的正常动作。
由于光伏电源对故障电流的助增或者分流作用,它将改变保护的选择性和灵敏度,给各个保护装置的相互配合带来问题。
以下为光伏系统对配电网保护的具体影响进行分析。
a.如图1所示,当未接入光伏发电系统时,在任意点K处故障,故障电流由系统电源提供,按照继电保护原则,应由断路器QF2切断故障电流;如果在馈线BC段接入PV1时,当K处发生故障电流时,由于故障电流分别是系统电源和PV1提供,所以断路器QF2、QF5都需动作,切断故障电流。
系统电源10KV母线QF1EQF2QF3QF4B C DAKPV1QF5图1 配电网示意图b.相邻馈线故障时,反向故障电流可能导致本馈线保护误动。
如图2所示,未接入光伏发电系统时,AE段任意点K发生故障,故障电流就由系统电源提供,应由断路器QF1动作切断故障电流;如果在AC段接入光伏系统PV1、PV2时,其中断路器QF2、QF3就会受到PV1、PV2提供的反向电流,如果接入光伏系统容量较大,反向电流就有可能超过保护整定值,使QF2、QF3误动作。
系统电源10KV母线QF1KEQF2QF3QF4B C DAPV1PV2QF5QF6图2 配电网示意图c.光伏发电系统并网后可能使某些配电网电流保护的范围扩缩小。
如图3所示,按照继电保护配置的选择性原则,在未接入光伏系统时,当BC段K点故障时,故障电流由系统电源提供,为此应由断路器QF3动作切除故障电流,假如出现断路器QF3拒动时,由BC段的远后备保护操作断路器QF2动作切除故障。
分布式光伏发电系统并网对配电网继电保护的影响
分布式光伏发电系统并网对配电网继电保护的影响摘要:当前,随着环境以及能源问题的日益突出,人们开始注重新能源的开采和利用,分布式光伏电源属于新能源的一种,已经有了一定的应用基础。
但是分布式发电系统对于传统的配电网系统存在着一些影响,在实际应用过程中可能会对其网损以及保护系统等产生影响。
本文中,笔者在阐述分布式光伏发电模式的基础上,对其可能对配电网继电保护产生的影响进行了分析,提出了相应的对策。
关键词:分布式光伏发电;配电网;影响一、分布式光伏发电概述1、分布式光伏发电的概念分布式光伏发电主要是指将光伏列阵上产生的直流电通过逆变器转换成与电网中交流电,并实现二者的同频同相,并最终接入到配电网中。
与传统能源相比,分布式光伏发电具有很多优势,但受环境的影响也较大,例如:光照强弱的不稳定就会对接入电网的电压质量造成一定的影响。
当前,光伏发电主要有通过中高线路接入电网和通过低压线路接入电网两种形式,通过低压线路接入电网的形式目前在农村地区应用较为广泛。
光伏发电并网系统主要由光伏阵列、逆变器、控制系统等部分组成。
2、分布式光伏发电的前景分布式光伏发电是目前分布式发电技术中应用较为成熟的一中,其较于传统能源具有不可比拟的优势,未来的应用前景较为广泛。
目前,世界各国对于分布式光伏发电的研究主要在系统的平稳运行方面。
另一方面,分布式光伏发电在发电规模和电能质量方面仍无法和传统能源相比,在未来发展过程中仍有一些需要解决的难题。
二、分布式光伏发电对配电网的影响及其对策分布式光伏发电要得到广泛的应用,就必须将自身系统更好地融入到现有的配电系统中,但这必然会给配电系统的结构和运行产生一些影响。
1、对网损的影响分布式光伏发电在接入配电网中时,整个配电网中的负荷会出现变化,主要有以下三种情况:首先,可能出现该节点处的输出量小于整个配电网中的所有的负荷节点的负荷量;其次,可能会出现该节点的负荷量大于配电网中某一节点的负荷量,但小于整个配电网的总负荷量;最后,可能会出现该节点的负荷量大于配电网中某一节点的负荷量,同时大于整个配电网的总负荷量。
分布式光伏电站并网对配电网继电保护的影响
分布式光伏电站并网对配电网继电保护的影响摘要:本文以分布式光伏电站并网对配电网继电保护的影响探讨为出发点,首先分析了光伏发电所具有的优点,然后分析了分布式光伏电站并网电压等级选择以及接入方式,最后探讨分布式光伏电站并网对配电网继电保护的影响,供读者参考。
关键词:分布式光伏电站;继电保护随着近些年来人类社会的不断发展,社会用电量逐步提高。
工业用电和居民用电量越来越大,以往的供电方式已经不能够满足当今社会的用电需求。
因此,新兴的发电方式正在逐步引起人们的重视。
光伏发电就是其中一种新兴的发电方式,光伏发电利用太阳能转化成电能来进行供电,光伏发电的来源是太阳能,发电过程没有污染物产生,所以光伏发电受到了世界各国的广泛认可。
但是,由于当今光伏发电的技术不够完善,光伏电站在并网工作的时候会对配电网的继电保护造成一定的影响,从而影响光伏发电的供电可靠性和设备工作的稳定性。
因此,我们有必要进行关于光伏发电并网影响的研究。
基于这种背景,本文以下内容将展开关于分布式光伏电站并网对配电网继电保护影响的研究。
一、光伏发电的优点光伏发电的主要工作原理是光电效应,光电效应属于物理现象。
光电效应是指当光照到金属表面的时候,会导致金属的电特性产生改变,从而产生电势差,这种由光能转化为电能的现象就称为光电效应。
光伏发电正是利用光电效应使得光能不断的转化为电能,从而实现发电的功能。
相比于传统的发电形式,光伏发电具有以下突出优点:一、太阳能在一定程度上可以说是不会枯竭的,所以,光伏发电具有一定的可持续性。
二、光伏发电过程基本上不产生任何有害物质,而且发电过程的工作噪声极小。
三、任何太阳能照射到的地方都可以采用光伏发电,因此,光伏发电受地域限制很小。
四、光伏发电的设备简单,光伏发电不需要大型的配套设备,因此,光伏发电可以用于居民单户供电。
五、光伏发电的发电效率高,可以充分满足发电需求。
而且光伏发电的建设速度快,能够迅速投入使用。
二、分布式光伏电站并网电压等级选择以及接入方式探讨2.1 分布式光伏电站并网电压等级选择分布式光伏电站的布置地点一般情况下都位于用户旁边,进而能够实现光伏发电的迅速就地利用。
分布式光伏电站并网对配网继电保护的影响
分布式光伏电站并网对配网继电保护的影响摘要:布式光伏电站在配电网中的应用,使配电网的运行结构、控制方式和运行方式变得更加复杂,给配电网带来了深刻的变革。
其中一个重要方面的就是布式光伏电站并网对配电网保护的影响。
布式光伏电站接入后的配电网保护问题,将作为本文主要研究的内容。
关键字:配电网;分布式电源;继电保护0引言因为分布式光伏电站的接入使传统的单向潮流的辐射型配电网变成了双向潮流的有源配电网,配电网拓扑结构、运行和故障特征都发生了实质性的变化。
基于单端电源配置原有的保护方案可能无法及时准确地隔离故障,配网保护的选择性、可靠性会受到严重影响,将造成对配电网及其设备安全稳定运行状态的破坏,分布式光伏电站接入位置、接入容量和故障位置的不同对配网保护的影响也不同,对传统电流保护的整定造成了困难。
同时,因为受自然条件的影响(比如光照、风速、环境温度),分布式光伏电站的运行特性具有随机性和波动性,导致了配电网的故障电流难以预测,这些都对保护提出了新的要求,综上所述,为了保证分布式光伏电站接入下配电网的保护能够发挥作用,保障配电网以及设备的安全稳定运行,有必要开展适应分布式电源接入的配电网保护的研究。
1配电网现有保护配置的介绍配电网和输电网相比除了电压的等级低,最主要的一点就是配电网是单一电源辐射状供电系统,一般是由上游的变电站供电。
因此其保护配置也比较简单,包括电压保护和电流保护。
电压保护包括过电压保护和低压保护,电流保护包括三段式电流保护和反时限过电流保护,配电网的故障基本上都伴随着电流的突增,因此配电网的主保护主要是电流保护。
三段式电流保护分为:瞬时电流速断保护(电流I段)、限时电流速断保护(电流II段)和定时限过电流保护(电流III 段)。
相比之下,一般适用于输电网的距离保护或是差动保护,虽然具有不受运行方式变化影响的优点,但是保护成本较高,不适用在配电网中大规模使用。
同一线路不同地点短路时,由于短路电流不同,保护具有不同的动作时限,在线路靠近电源端短路电流较大,动作时间较短,远离电源端短路电流小,动作时间长,这种保护可以反映故障严重程度的保护称为反时限过流保护。
分布式光伏电站接入配电网继电保护配置探析
分布式光伏电站接入配电网继电保护配置探析摘要:在最近几年里,分布式光伏电站如雨后春笋一般涌现出来。
虽然该电站没有经历多长的时间,然而作为一种新型发电系统,应运而生以后就得到了广泛的使用,在推动接入配网得到规模化发展的基础上,也在很大程度上使配电网结构发生了较大的改变。
鉴于此,本文首先阐述分布式光伏电站并网后对配电网继电保护带来的影响,接着对分布式光伏电站10kV电压等级的继电保护与并网接入措施进行深入探讨,供以借鉴。
关键词:分布式光伏电站;继电保护装置;并网接入措施引言随着分布式光伏电站的快速发展,致使其接入配电网的实际数量规模大幅度提高,同时也使配电网从以前的放射状结构逐渐转变成现在的电源结构,这样就会在很大程度上对配电网的继电保护系统带来影响。
所以,就继电保护配置方案设计而言,一定要全面考虑配电网中涉及分布式光伏电站的实际状况,只有这样才能完成更加科学的配电网继电保护配置方案。
1分布式光伏电站并网后对配电网继电保护带来的影响通常情况下,针对10kV电压等级中的继电保护装置来说,通常使用的是阶段式电流保护,同时没有安装一个方向元件。
假如分布式光伏电站顺利接入配电网以后,那么这时配电网在其构成上面就会发生相应的改变,从以前的简单结构逐渐转变成现在的复杂体系,流向也具备了多元化的特点。
假如该系统发生了短路等情况时,那么这个时候系统和光伏电站就会在某种程度上使短路电流流向故障点,使短路电流的大小发生相应的变化,这样就不能使继电保护装置发挥出应有的价值,最终导致危害的发生。
通过以上论述,可以看到分布式光伏电站对配电网的继电保护产生的影响有以下几点:1.1导致重合闸不成功分布式光伏电站和相关配电系统所连接的线路出现故障时,倘若这个时候该电站的切除不能超过重合闸的时间,那么就会发生电弧重燃的情况,继而致使重合闸失败。
1.2导致保护范围缩小倘若配电网中接入了若干个分布式光伏电站,同时该电站向配电网注入一定功率时,那么这个时候继电保护范围会慢慢缩小。
分布式光伏发电并网对配电网继电保护的影响研究
项目名称:2017年河北省高等学校科学技术研究项目(QN2017345)分布式光伏发电并网对配电网继电保护的影响研究李文才1彭程1王希平2赵青松3苏敬芳1(1.河北水利电力学院,河北沧州061001;2.河北工业大学,天津300122;3.北京汉能创昱科技有限公司,北京102200)摘要:大量分布式光伏发电系统并入电网,对传统单电源辐射状配电网继电保护配置带来诸多挑战。
现介绍了分布式光伏发电系统并网方式,详细分析了分布式光伏发电系统并网后对配电网潮流分布、节点电压、继电保护整定配置等造成的影响,并提出了基于方向元件的配电网保护改进策略。
关键词:分布式光伏电源;配电网;继电保护;方向元件;影响研究0引言近年来,随着分布式光伏发电(Distributed photovoltaicpower generation ,以下简称PV )技术的迅猛发展以及国家新能源优先调度政策的执行,大量PV 系统接入配电网,使配电系统从放射状结构变为多电源结构,电网潮流和短路电流的大小、方向和分布特性均发生改变。
光伏并网发电系统没有旋转惯量、调速器及励磁调节系统,不具备调压、调频以及调峰能力[1]。
受其发电特性影响,当线路发生故障后,光伏电源对系统注入的短路电流远小于并网后提供的短路电流[2],线路保护的灵敏度下降,导致保护装置误动或拒动,相邻线路的瞬时速断保护失去选择性等。
因此,原有保护方案不能满足接入PV 系统后配电网继电保护要求,必须评估PV 系统对配电网继电保护的影响,研究新的保护策略。
1分布式光伏发电与配电网连接PV 系统多分布在农村或山区,我国非城镇地区配电网拓扑结构大多为单电源辐射状[3],U N 为10kV 或35kV ,采用三段式电流保护作为配电网馈电线路保护。
PV 系统作为独立电源,分为离网光伏发电、并网光伏发电和多能微网发电3种形式,与配电网的连接如图1所示。
2分布式光伏发电对配电网继电保护的影响2.1配电网潮流分布变化PV 系统并入配电网后改变了原放射状配电网的拓扑结构,将单电源供电网络变为双电源或多电源供电网络。
分布式光伏并网在配网继电保护中的影响作用分析
分布式光伏并网在配网继电保护中的影响作用分析摘要:分布式光伏发电站的并网是充分发挥出光伏电池作用的一种电力网络接入方式,但此种接入方式会对配电网络产生一定程度的影响。
本文首先通过建模分析的方式对光伏发电站对大电网的影响进行了分析,并进一步利用配电网潮流计算和仿真分析的方式,为接入方式的选择提供数据支持,以期为分布式光伏电站并网工作的落实开展指明方向。
选择适当的接入方式实现光伏电站并网与配电宏观网络的有效衔接。
关键词:分布式光伏并网;配网继电保护;影响作用1光伏发电主要并网方式目前我国光伏发电主要包括集中式并网和分散式并网两种方式。
在以整县开发、“光伏+”为代表的政策支撑下,分布式光伏规模化并网将成为清洁能源利用的主要方式之一,该方式实行统筹规划、集中接入和联合管理,关键设备的一致性和涉网性能得到有效改善,发电利用率和运行维护得到有效保障,同时也会引起电压越限、潮流反送、线损增加等问题。
与分散式并网方式相比,分布式光伏规模化并网多以运营商或电网为主体开展统一规划、选址定容和有序并网,最大程度提升用户用能清洁性。
不同并网方式下光伏接入特性、运营管理和市场参与等存在较大差异。
2光伏发电并网对电能质量的影响2.1电压偏差当光伏电站并入其他电网时,会非常显著地降低电网网络的电能质量,需要针对性地采取评估措施,对光伏电站并网的影响进行分析和研究。
在具体评估时,需要将全网电能质量指标量化,依托指标量化后的数据信息确认光伏电站并网后的电能质量变化。
从实践上来讲,光伏发电容易受到光照、温度因素的影响,且这种影响本身具有波动性大的特征,因此在光伏电站并网的过程中,电压偏差是最为典型的一种影响。
当并网接入后,系统发电电源将被并网电源所替代。
这时,电网内的电压会大幅提升,这主要是由于有功并网电流电压对并网点输出电压和电流的影响而造成的。
光伏电站在持续运行的过程中,也会产生具有驱动作用的电流,其内部的光伏逆变器、变压器等设备会感应到有功驱动电流,进一步表现为电压水平的显著变化。
分布式光伏发电对配电网继电保护的影响及改进措施
分布式光伏发电对配电网继电保护的影响及改进措施摘要:分布式光伏发电是一种新型的能源发电方式,通过分散在城市、乡村和农田等地的光伏发电设备,将直流电转换成交流电并储存在电网供应之中。
然而,分布式光伏发电对配电网保护会产生一些影响,这需要细致分析。
基于此,本文分析分布式光伏发电对配电网继电保护的影响,并且提出与之相应的改进措施,供广大相关从业人员参考。
关键词:分布式光伏发电;配电网;继电保护装置;影响分析;改进措施引言:近年来,分布式光伏发电取得了飞跃的发展,分布式光伏发电接入电网及分布式光伏发电对配电网产生的影响备受业界朋友们的高度关注。
由于分布式光伏发电的出力不稳定,在接入公共电网后,需要公共电网作为备用。
随着分布式光伏发电大量接入电网,将对电网的稳定性及安全性带来一定的冲击。
一、分布式光伏发电对配电网继电保护的影响首先,分布式光伏发电使得发电单位和配电网络之间的电能输送难以掌握和控制,变电站保护的配合度会受到影响。
当配电网出现故障停电时,如果发电不及时切断电网,就会导致电网短路故障和设备损坏,造成重大事故。
其次,分布式光伏发电由于区域分散,可能会出现配电网的接地方式不同,会导致系统对地电压的浮动,增加了对配电网保护的要求[1]。
此时,应该采取适当的接地措施以确保电路的安全运行。
再次,分布式光伏发电是基于太阳光照强度变化而变化的,因此在一天的特定时间,供电可能会超出预期或低于预期。
这会导致电网过载、不稳定和电压偏低等问题。
因此,在保护设备时,需要考虑光伏发电设备的输出功率和电网负荷之间的平衡。
最后,分布式光伏发电,由于设备分散,会给升压配电变压器带来额外的负载,从而会影响变压器保护措施。
因此,需要对变压器的容量、负荷、性能和配电情况进行清晰的维护,避免负载过大,导致变压器故障。
综上所述,分布式光伏发电对配电网保护产生的影响是多方面的,并且需要根据不同情况采用相应的措施来控制它们的影响,以确保电力系统的安全和可靠运行[2]。
分布式光伏电站接入配电网保护研究
分布式光伏电站接入配电网保护研究摘要:作为一种发电系统,分布式光伏电站兴起时间不久。
但分布式光伏电站一般设置在用户附近,不需要特别大的装机规格,通过对太阳能的收集实现发电,从而做到对分散式资源的科学利用。
分布式光伏电站一经出现,就得到了大范围的应用,由此也促进了接入配网的规模化发展。
但是这也造成了配电网结构发生了改变,不再是以放射状结构为主,而是以多电源结构为主,这对继电保护的实施是极为不利的。
所以,对于新形势下的继电保护来说,必须优化配置方案设计,将分布式光伏电站的一些实际情况有效纳入设计的考虑范围,以此达到对设计方案的完善,使其更加具备科学性。
关键词:分布式;光伏电站;配电网保护一、光伏并网系统概述现在光伏发电主要有两种运行模式,并网运行和孤立运行。
并网运行和孤立运行的光伏发电相比,其光伏发电系统具有很大的优势。
第一,因为大电网能够全额消纳太阳能所发的电能,所以光伏发电的波动性和叫歇性能够被大电网很好的消纳,发电的供电质量及其稳定性能够得到较好的保障;第二,因为大电网提供稳定的频率和电参考,所以光伏发电系统能够始终在最大功率点处运行,使光伏发电的整体运行效率大大提升;第三,因为供给了强大的备用容货给大电网,能够降低光伏发电系统中对于储能设备的资金消耗,减免了储能电池导致的维护和运行费用,另外在一定程度上也将进行废旧储能电池处理造成的环境污染消除了。
二、分布式光伏电站并网对配电网继电保护的影响光伏电站通常通过 35KV 及以下电压等级馈线接入配电系统,当光伏电站发配电网系统容量和电容量相比足够大时,就会对配电网的短路电流造成影响,进而影响传统配电网的配合原则和保护装置整定。
结合图 1 所示的光伏电站分布式接入配电网典型网,能够分析得出光伏电站接入对传统配电网保护的影响。
2.1当故障位于光伏电站接入馈线的上游时,或许会偶成馈线下游保护装置的误动作。
例如光伏电站 PV1 接入馈线 BC 段,当馈线 AB 段 K3 处发生故障时,保护 R2 处流过 PV1 供给的反向故障电流,因为传统的馈线保护通常不带方向判断元件,当 PV1 容量相对较大时,反向故障电流也许会超过保护 R2 处电流保护的整定值,导致保护的 R2 的误动作,而保护 R3的故障电流依旧只有系统电源提供,其保护动作 PV1 不受接入的影响。
探究光伏电站并网对配电网继电保护的影响
探究光伏电站并网对配电网继电保护的影响【摘要】光伏电源是分布式电源的一种,现如今已经越来越成为了最为重要的电力电源形式。一些大规模的光伏电站接入到了配电网中,导致原先的单端配电网逐渐转变为双端甚至是多端的供电性网络,这会引起配电网中的潮流分布出现一定的变化,当出现短路故障的时候,会发生继电保护的误动和拒动,从而对配电网的安全运行造成很大的影响。本文通过对光伏电源在接入配电网对馈线继电保护带来的影响展开了一定的分析研究。【关键词】光伏电源;配电网;继电保护;影响当今,光伏电源并网发电以其独特的优势得到了人们越来越多的重视,比如:它能够有效降低电网的损耗,节省投资,提高系统的可靠水平等等。但是也应该注意到,光伏电源的接入,原有的配电网供电模式会被打破,形成新的供电模式,在电网发生故障时,故障点的电流会增大,相应节点的短路水平会发生改变,从而使得继电保护装置无法正常工作。现在社会逐渐在发展以新能源和可再生能源为主体的新型能源,来代替传统的能源。而可再生能源中最为有潜力而且环保的要数光伏能源了,光伏能源逐渐成为了目前世界上最为重要的新能源。1光伏电源对配电网保护特征光伏电源对配电网保护的影响可归纳为以下几点。图1为配电网算例简图。
图1配电网算例简图(1)相邻馈线故障时,反向故障电流可能导致本馈线保护误动。(2)光伏电源下游故障时,流过光伏电源下游保护的故障电流增加,有利于保护的动作,但可能使下游保护的电流速断保护范围延伸下一条线路,使电流速断保护失去选择性。(3)光伏电源上游故障时,流过光伏电源上游保护的故障电流只由系统提供,此时光伏电源的接入不对上游保护构成影响。受光照强度和温度的影响,光伏电源的输出功率并不是始终恒定的,而是随时变化的。光伏逆变器在白天直流母线满足并网要求时,输出功率按最大功率点跟踪(MPPT)输出,其在夜间一般处于停运状态。光伏电站的输出功率随机变化,外部故障时其提供的故障电流,故障电流大小都被限制在2倍的额定电流以内,因此当配电网中有多个光伏电站或者其他分布式电源接入时,可以考虑采用距离保护或是基于通信的纵差保护等其他保护原理,从而有效地判别电网故障。2光伏发电的优点光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。它具有常规火力发电系统所不具备的优势:①无枯竭危险、安全可靠、无噪声、无污染排放。②不受资源分布地域的限制,可利用建筑屋面。③无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电。④能源质量高,对实现节能减排、可持续发展有重要意义。⑤建设周期短,获取能源花费的时间短。同时微电网接入采用了电力电子技术实现的“柔性”接入,其电源特征与常规的“旋转”发电机发电接入不同,从而对常规的配电网继电保护带来影响。3光伏电源接入配电网对馈线继电保护的不利影响近些年来,我国的光伏能源规模和容量都在迅速的扩大,也促使之前的单端配电网逐渐朝着多端方向发展,这种转变可能会引起电网内故障电流的强弱、方向以及时间发生改变,从而使得继电保护出现有误动或者是拒动现象。从这个角度上看,对于光伏电源接入配电网中,对馈线继电保护造成的影响研究是非常重要的,电力企业需要在保证获取光伏电源的积极效益的同时,最大化的降低其所造成的不良影响。在国际电网公司采用的技术规范《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定》中,指出了当检测到电网侧发生短路时,光伏电站向电网输出的短路电流应不大于额定电流的150%。如果电网侧或者是馈线出现了任何形式的短路故障,都需要迅速的切除光伏电源光伏电站。在这种情况下,光伏电站的接入只会对馈线的电流继电保护造成影响。然而在实际的电网系统运行过程中,却更加的复杂化。因此,我们应该想些其他方法来解决如何在光伏电源没有正常跳离配电网时,又能做到配电网的保护。我们需要利用公式计算出短路电流的大小和方向,进而分析在光伏电源的不同位置、不同流量接入对配电网馈线的保护和重合闸的影响。3.1光伏电源对馈线电流保护的影响例如如果将1mwp的并网电站通过一台1mva升压变压器,将其升压为10kV,然后通过10kV馈线接到110kV变电站的某个10kV馈线接入系统中。未接入光伏电源时,电流速断保护的速断方向以及低电压闭锁保护的控制字都是退出状态。当接入光伏电源后,有些馈线电流就会相应发生改变,同时产生的保护效果也会发生改变。当本线发生故障时,由于故障电流仅是由电网提供的,而与光伏电源无关,因此此时光伏电源的接入对馈线的保护是没有任何影响的。3.2对馈线重合闸的影响在根本上,大多数配电网所出现的故障现象都是瞬时性的问题。在这个角度上看,在配电网系统中采用重合闸能够有效地提升系统的稳定性,同时还能够降低电网系统维护的工作量。在单端供电的配电网结构下,对架空馈线都是用重合闸来实现瞬时故障的供电的,这样便可以很好的保护配电网的正常运行了。但随着光伏电源的引入,这个问题就不那么简单了。如果光伏电源与配电网之间的联络线在发生故障后跳开了,那么光伏电源就不会影响重合闸对配电网的保护作用。3.3对备用电源的影响通常来说,主流电源在故障影响的情况断开时,一般需要自动利用备用电源供电,以不影响正常的供电工作。而光伏电源在使用中,要求快速高效自动投入备用电源,以期达到产生同期合闸的要求,这样做的目的是为防止非同期合闸产生强大冲击电流,而破坏配电网和光伏电源设备。4结束语将光伏电源接入到配电网中,能够提供大量的能源支持,节省大量的化石能源,改善了电力企业的供电水平。但是同时,光伏电源的接入也对馈线继电保护造成了一定的影响,和电源的容量、接入位置以及其他方面的因素都有着密切的联系。由于相当容量的光伏电源接入到不同位置的时候,会产生差异化的效果,极可能促进对馈线的保护,拓展其保护的范围,也很可能进一步缩小该范围。在这样的前提下,电力企业员工需要采用相应的措施来保证光伏电源的接入能够加强馈线继电保护状态,比如加装方向原件就是一种有效的措施。在光伏电源测电力人员也能够设置部分低频设备,并且实行同期入网的方式,能够避免对重合闸造成不良影响。总的来说,针对于光伏电源接入配电网对馈线继电保护造成的各种影响,电力企业需要进行全面深入的探索,找到相应的解决措施,不断的进行改正和完善。【参考文献】[1]赵彦,程虹,罗路平.光伏电源接入配电网对馈线继电保护的影响[J].江西电力,2010,(3).[2]周卫,张尧,夏成军,王强.分布式发电对配电网继电保护的影响[J].电力系统保护与控制,2010,2(1).[3]张琪祁.大型光伏电站接入电网的技术和特性研究[D].浙江大学硕士学位论文.2011.[4]赵平,严玉廷.并网光伏发电系统对电网影响的研究[J].电气技术,2009,(3).[5]钟慧荣,蒋秀洁.PSCAD在电力系统分析实验教学中的应用[J].实验科学与技术,2008:72-75.。
分布光伏并网在配网继电保护中的影响作用分析
分布光伏并网在配网继电保护中的影响作用分析摘要:分布式光伏并网是将太阳能电网,以分布式的方式应用到其他配电网中,通过光伏发电来降低能源消耗和污染物排放。
在配电网继电保护工作中,分布光伏并网对于不同的指标,存在程度不同的影响作用。
现阶段进一步优化发展分布光伏并网,对于节约能源资源、减少废气废水污染、优化生态以及保护绿色环境具有重要作用。
关键词:分布光伏并网;配网继电保护;影响作用引言光伏(PV)发电系统具有无污染、可再生、灵活等优点,得到了广泛的应用。
光伏发电并网后,可以节约能源,削峰填谷,降低能耗,提高电网经济性。
但是在光伏发电并网的过程中,光伏发电会对配电网的网络构成和潮流分布产生一定的影响,甚至引发故障,导致电网的电流发生变化,使继电保护装置和安全自动装置无法正常运行。
在光伏发电并网过程中需要重新配置原有配电网的继电保护和重合闸,确保光伏发电并网后配电网能够正常运行。
研究光伏发电并网对配电网继电保护的影响,能够优化光伏发电并网后的配电网,保证配电网的安全可靠。
1分布式电源及继电保护技术继电保护。
继电保护既是电网建设的关键环节,也是电网建设的安全控制模块,对电网的安全运行有着非常重要的影响。
继电保护装置始终维护着大电网的安全运行环境,当电力系统出现线路或者电力设备故障时,它应能快速地、可靠地、灵敏地、有选择地将区域内的故障切除,进而确保电力故障不会对整个电力系统造成影响。
整个继电保护工作的实施主要由执行模块、逻辑模块以及测量模块三部分共同完成,各个模块分别完成数据信息采集,电气运行逻辑解析以及指令发送等多项工作,进一步提高继电保护的工作效果。
分布式电源。
分布式电源是现代配电网建设和应用过程中出现的一种新的供电形式,是分布式发电技术的应用产物。
在现代电力资源的生产中,传统的火电生产方式消耗较多的资源,并且会造成严重的环境污染和碳排放。
在此背景之下,分布式电源技术开始了探索之路。
分布式电源技术主要指利用风力、光伏、水力等可再生清洁能源进行发电的技术,多种发电能源结构可根据时空特征进行优势互补,并入到电网当中,与传统能源相配合,不仅提高了电网的电力供应能力,还降低了整体碳排放量,使电力能源清洁化[1]。
分布式发电对配电网继电保护的影响探究
分布式发电对配电网继电保护的影响探究作者:李增慧来源:《消费电子》2023年第11期【关键字】分布式发电;配电网;继电保护近年来,随着电力科技不断发展,分布式发电技术得到快速普及与广泛应用,越来越多的分布式发电系统连接到配电网中。
虽然分布式光伏发电是一种可再生能源的有效利用方式,也是较靠近负载端且发电容量比较小的小型发电设备所组成的发电系统,且由于其分布在用电区域周围,可以节省因电力远距离输送造成的电力损耗,甚至可以实现部分分布式发电,但分布式发电连接到配电网中也对配电网的继电保护产生了一定的影响,例如在电力系统实际运行中,分布式发电可能存在电流倒流、频率变化和电压不稳定等问题,容易对配电网继电保护造成干扰,从而影响配电网的安全稳定运行。
(一)分布式发电概况分布式发电是相对于传统的集中式发电的另一种发电形式,分布式发电又称为分散式发电、分散型发电、分散发电。
分布式发电主要是分布在用电区附近,是用多种小型发电设备所组成的发电系统,或者连接电网的设备发电和储能电力系统,用来满足附近用电区用户对电能的需求。
而分布式发电虽然是独立的发电系統,但仍然需要与电网系统的配电网连接,属于电网系统的重要组成部分,而大量的分布式发电与配电网连接,对配电网的继电保护也造成了一定的影响。
(二)分布式发电对配电网的继电保护造成的影响分布式发电之所以被广泛应用和普及,主要是因为分布式发电的优势:分布式发电可以减少远距离输电造成的电能损失;分布式发电可以为不便于电力远程输送的山区就地发电,满足区域用户用电需求,供电更加灵活;分布式发电还可以利用风能、太阳能进行发电,可以很好地利用可再生资源进行发电,满足环保需求;分布式发电还兼备供热水、供暖以及制冷等多种能源服务功能,供热水和供暖可以利用发电产生的废热来实现,制冷供冷可以通过吸收式冷却系统来供应。
但仍然不能忽略分布式发电与配电网连接后对配电网继电保护造成的影响。
分布式发电在实际应用中,电力企业首先需要了解城镇规划区域的整体电力需求和配电网规划以及继电保护装置情况,其次,必须确保电力工程相关技术人员充分了解配电网的设计,特别是分布式发电系统的接入对配电网继电保护产生的负面影响,并采取措施及时应对,以保障配电网的稳定运行。
分布式发电对配电网继电保护的影响研究
分布式发电对配电网继电保护的影响研究摘要:通过采用分布式发电技术,可以有效地降低传统电路故障时导致的整片区域停电的风险,但也会对配电网的继电保护系统产生负面影响。
因此,在采用分布式发电技术进行电路管理时,应当充分认识到其优势,并仔细分析其可能带来的不利影响,以便积极探索有效的解决方案。
关键词:分布式发电;配电网;继电保护;0引言当前,分布式发电的重要性日益凸显,它不仅可以提高供电、输电和发电效率,而且还能够满足不同地区的用电需求。
因此,为了确保分布式发电的安全性和可持续性,需要对其使用规则进行深入的分析,以及采取有效的措施来防止不利因素的影响。
1分布式发电的特点分布式发电是一种先进的节能技术,它拥有许多显著的优势。
(1)分布式发电应该更加符合用户需求,并且操作更加简单、快捷和方便。
(2)分布式发电是一种可持续发展的绿色能源,它不仅具有可再生性,而且还能够减少对大气和生态环境的污染和破坏。
(3)分布式发电技术具有极大的灵活性,它不仅可以单独运行,而且可以实现更高效的能源利用,还可以与其他网络协同配合,实现更加稳定的能源消耗,甚至可以直接连接到电网,实现更大规模的电力生产。
(4)采用分布式发电技术,不仅可以有效地改善电力系统的安全性,而且还可以有效地抵御突发事件,集成电路的运行也使得电力系统持续为用户供电。
(5)通过分布式发电,可以降低能耗,减少对配电站的需求,从而提高成本控制效率。
2分布式发电对配电网继电保护的影响2.1对三段式电流保护造成的影响采用三段式电流保护装置,不仅可以有效地保护配电网的安全,而且其操作简便,能够迅速有效地检测出故障,从而保证电力系统的安全和稳定[1]。
不同的三段式电流保护系统的运行方式以及与电网的联接方式可能会对其有效性产生重大影响,特别是当它们被安装于分布式发电系统时,一旦出现了安装位置或安装方式的问题,就可能导致故障电流的流向及其大小受到影响,从而导致保护措施的失灵。
分布式光伏电站并网对配电网继电保护的影响
分布式光伏电站并网对配电网继电保护的影响
黄峰
【期刊名称】《电力设备管理》
【年(卷),期】2023()1
【摘要】光伏发电是一种光生伏特效应,将光能转化为电能的发电形式。
在当前我国大力倡导和推动新能源应用发展的背景下,光伏发电具有安全可靠、无污染、分布广泛等优势,在发电中取得了明显的成效。
配电网继电保护是光伏发电过程中需要重点考虑的因素。
以光伏发电为主要研究对象,对分布式光伏电站进行介绍,着重分析了光伏电站并网对配电网继电保护的影响以及降低影响的措施。
【总页数】3页(P17-19)
【作者】黄峰
【作者单位】国家电力投资集团有限公司浙江分公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM7
【相关文献】
1.分布式光伏电站并网对配电网继电保护的影响
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分布式光伏发电并网对配电网继电保护的影响研究谢松平
发表时间:2019-07-23T12:16:27.597Z 来源:《知识-力量》2019年9月34期作者:谢松平[导读] 从回弹弯沉的概念以及必要性为起点,讲述现在路基路面设计、工程以及监测标准中各种弯沉的概念、区别以及联系,对标准的中弯沉现场检测规范性的参数、路面弯沉在监测进程中对温度监测的效率、方式以及弯沉特异值的规范与舍弃其他提出有效性的意见,对影响路基
(湖南高速铁路职业技术学院,湖南衡阳 421001)摘要:从回弹弯沉的概念以及必要性为起点,讲述现在路基路面设计、工程以及监测标准中各种弯沉的概念、区别以及联系,对标准的中弯沉现场检测规范性的参数、路面弯沉在监测进程中对温度监测的效率、方式以及弯沉特异值的规范与舍弃其他提出有效性的意见,对影响路基、路面弯沉季节影响数据的有关原因实行探析。
随后指出当前设计以及监测中所存留的问题,并建议各个地区依据其本身的实际状况建设适合的路基、路面弯沉季节影响系数地方性规范,以便能够对其监测工作进行标准化管理。
关键词:路基路面;弯沉;检测
引言:
回弹弯沉指的是路基与路面在限定荷载作用下所出现的垂直变形,在卸载能恢复的那一部分变形。
回弹弯沉量不但反映出路基路面结构的整体刚度和强度,并且还和路面的运用状态的存留有一定的内在联系,往往回弹弯沉值越大,路面结构的塑性变形也越大而刚度却较差,与此同时抗疲劳功能较差,而且很难承受重交通量[1]。
但是若路面结构的抗疲劳功能较佳,而且还可以承受极重的交通量。
除此之外,回弹弯沉很容易被检测,为此中国现行的沥青路面设计方案均采取设计弯沉为路面整个刚度的设计目标。
而且在规范轴载作用下,路表回弹弯沉值不超出满足路面的运用状态以及设计运用期限需求的路面设计弯沉值作为规范性的设计,也就是Ls≦Ld 一、影响路基路面回弹弯沉的要素回弹弯沉指的是路基与路面在限定荷载作用下所出现的垂直变形,在卸载时能恢复的那一部分变形。
路面回弹弯沉量能够把路面以及路基的整体刚度以及强度充分反应出来,并且要与路基所运用的状态存在相关的内在联系。
在一般状况下加强回弹弯沉值,那么路面的变化也会随之增长。
并且抗疲劳功能偏低是无法承重的,从而影响对公路的运行能力。
当前影响路面路基回弹弯沉的主要原因包括以下三个方面:
(一)弯沉标准
伴随着对科学技能水准的不断升高,在公路弯沉中先进工艺技能新规范车辆的使用已逐渐增多,针对此次监测的内容包括轴重、气压以及单轮传压面等。
并在不脱离规范性规定的基础上可以考量对车辆性能的研究,保证其监测值的正确性。
(二)影响温度数据
依据回弹弯沉的监测而言,对其温度的影响数据是最重要的。
所以,应依照温度的实际状况对温度系数及时进行调节,保证其监测的准确度。
(三)操作员工因素
操作员工的整体素养、操作形式以及操作程序等均会给监测的成果带来一定的影响,比如其所监测的成果相互之间存留着较大误差。
二、回弹弯沉检测中所存留的问题回弹弯沉在检测中也存在很多问题,这些问题都将对当前公路路面路基回弹弯沉产生一定程度的影响。
(一)原先的柔性路面设计规范容许弯沉的定义为路面在设计运用期限末期的最不利季节在标准轴载作用下容许出现的最大弯沉值,不能直接作为竣工验收指标,否则标准偏低,容易出现早期破坏。
(二)2013年半刚性基层的沥青路面弯沉测试多数采用3.6m的贝克曼梁弯沉仪,但很少考虑由荷载车造成的支架下降变形的影响[2]。
半刚性基层沥青路面或水泥混凝土路面上测定时应采用5.4m的贝克曼梁弯沉仪;对柔性基层或混合结构沥青路面可采用长度为3.6m的贝克曼梁弯沉仪测定。
(四)弯沉测试车不称重或装载偏位、吨位不足,从而导致轴载与标准轴载偏差过大,而引起弯沉值偏小。
并且弯沉测试车的轮压不足,从而导致回弹弯沉值偏小。
(五)弯沉仪测头的位置不正确。
一般来讲,测试时弯沉仪的梁臂不能碰触到轮胎,测头应放在测点上,也就是轮隙中心前方3m-5cm处。
(六)温度修正不正确,通常只是运用当时的温度实行弯沉修正。
(七)代表弯沉测定时间不准确,代表弯沉应在路面路基完竣后的第一年不利季节。
三、对路基路面回弹弯沉的具体修正方法首先是将沥青面层平均温度也就是路基弯沉不需要温度修正。
此平均温度不是路表温度,也不是温度[3]。
其平均温度由检测前5天最高气温及最低气温的平均值以及当时路表气温决定,其计算公式为ti=b*t0+a。
其中ti为平均气温,t0为检测前5天最高气温和最低气温的平均值与检测当时路表气温的平均值。
并且a和b为相关系数也就是h为检测段沥青层的厚度,其计算方式为a=1.708×㏑(h)-14.604;b=0.8186-0.0695×㏑。
其次,受季节影响实行对季节修正,不利季节可依据各区域的实际状况而设定月份,对非不利季节时实行季节修正,数值将由各区域有关部门依据本地实际状况而设定在1.1-1.4左后。
最后,需对路面厚度也就是厚度高于5cm时应实行对其气温的修正。
当然其中还包含其他影响成分,例如大风、雨雪气温以及在周遭环境中有重型交通或震动时不能采取贝克曼梁检测法,但是能够运用落锤式弯沉检测方法。
四、对落锤式弯沉仪器的使用措施(一)主要设施
落锤式弯沉仪器可以划分为拖车式以及内置式。
拖车式方便修理以及存储,而内置式的优点则是轻巧以及便捷。
首先是荷载发生装置,包含落锤以及直径300mm的4分式扇形的承载板。
其次是对弯沉监测的设备,由5-7个高密度传感器组合而成。
随后就是落锤式弯仪的测算以及监控装置,最后则是其牵引装置,牵引FWD并安装其测量以及监控设置的车辆。
(二)工作原理
将需要检测的车开至检测地点,并经过信息化控制下的液压体系开启落锤装置,促使在一定品质的落锤从一定的高度自然落下,其冲击力作用于承载板上并传送至路面,从而致使路面出现弯沉,均分布在距离监测点不同距离的传感器检测结构层表面上的变形,并把其相关信息录入系统中,从而能够获得路面检测点的弯沉以及弯沉值。
(三)检测方式
对于检测不同路面结构则均采取不同弯沉盆半径,关于路基以及柔性基层沥青路面,传感器分布在距离荷载核心的2.5m范畴之内就可以了。
采取半刚性基层沥青路面结构的高级公路,其弯沉影响半径以3m-5m为最佳,传感器应设置在距离荷载核心的3m-4m范畴之内,并在计算机的掌控下自动测量,所有检测数据都可以显示在屏幕上亦或打印与储存在网络中[4]。
可输出作用荷载、弯沉、路表气温、弯沉平均值、监测点的间距、标准差、变异数据以及代表弯沉平均值与评价成果等数据。
五、结束语
总的来讲,我国通常运用回弹弯沉值表示路面路基的承载力,回弹弯沉值越大,则承载力度越小,若回弹弯沉值越小,则承载力度就越大。
而且,平常所探讨的回弹弯沉就是指规范后轴载双轮组轮隙核心处的最大回弹弯沉值。
并对路表检测的回弹弯沉能够更好的反映路面以及路基的综合承受力度,这一点在公路工程施工中需要特别关注。
参考文献
[1]毛海鱼.浅议路基路面回弹弯沉检测中存在的问题[J].公路交通技术,2017(05):10-14+19.
[2]马慧君,陶永俊,余伟.浅谈路基路面回弹弯沉检测和评定[J].科技信息(学术研究),2008(32):274.
[3]舒志华,陈茗.浅谈路基路面回弹弯沉检测方法[J].中国高新技术企业,2008(11):192-192.
[4]左娟娟.路基路面回弹弯沉检测方法[J].中国科技博览,2012(23):140-140.。