浅析风电场的系统接入与继电保护配置
关于风电场继电保护合理配置问题
关于风电场继电保护合理配置问题摘要:经济的发展在能源方面的要求逐步提高,对风电产业的发展有着促进作用。
伴随当前我国逐步重视可持续发展,风电发电机组的投入运行容量逐步增加。
在此过程中对电力系统的电能质量方面产生了一定的影响,伴随当前风电容量在电力系统当中所占的份额逐步加大,一定要重视加强风电机电保护系统的配置,保证风电场的有效运行。
本文重点分析研究风电场继电保护合理配置的问题,以供参考。
关键词:风电场;电网系统;继电保护;零序电流保护1 风电场继电保护合理配置的重要意义风能是当前一种主流的没有公害的能源,在应用的过程中不会对周边环境产生影响,而且取之不尽,用之不竭,主要出现在一些人员较少的草原牧区、山区和高原地带,所以加强风力发电系统的建设,合理使用风电是当前能源发展的重要方向。
加快风电项目建设能够帮助我国调整能源结构,在促进我国沿海地区的大气雾霾治理以及西部地区的大开发方面都具有非常重要的意义。
我国幅员辽阔,西北、东北等地区风能资源较为集中,风电场在电网系统当中,逐步开始占据较大的份额,在系统当中接入多采用集中接入的方式,随着当前国家越来越重视清洁能源的发展,风电产业的规模逐步扩大,容量进一步增加,集中化的进行风电系统的接入会直接影响电力系统的电能质量。
长时间以来风电机组的并网特性是行业非常关注的问题,在电力系统当中风电容量所占份额逐步增加,对电网产生了一定的冲击,如果电网系统出现故障,风电场产生的短路电流会明显增加超过电网系统侧的短路电流。
所以在进行风电系统管控的过程中,一定要重视加强风电场机电保护的问题,合理地配置继电保护。
2 风电场的保护作用分析2.1 风电场对电缆、变压器及其周围区域进行保护在电力系统当中,重视风电的使用,加强风电场的维护具有非常重要的意义。
在操作过程中,首先需要重视加强电缆和变压器的维护,具体操作时需要在风轮机塔的位置进行断路器的安装,这样就可以通过断路器对发电机及下垂电缆进行维护。
风电系统接入电网的继电保护问题分析
风电系统接入电网的继电保护问题分析发表时间:2019-02-22T10:19:49.580Z 来源:《防护工程》2018年第33期作者:李伟明[导读] 在电力系统运行过程中,继电保护发挥着重要的作用,在出现故障的时候。
国网江苏省电力有限公司盱眙供电分公司江苏盱眙 211700 摘要:风电系统的运行能够有效的使电力系统的运行效率得到提升,规模比较大的风电系统接入对于总体电网运行有着关键的作用,因为风能的无法完全进行控制,而且随机性比较强,有必要对此进行研究。
本文主要对风电系统接入电网的继电保护问题进行简要分析。
关键词:风电系统;电网;继电保护引言在电力系统运行过程中,继电保护发挥着重要的作用,在出现故障的时候,可以准确的进行识别以及实时断开电网系统,能够有效的保证电网的可靠安全运行。
1 风电接入电网的保护接地线路出现问题以后,因为接地距离保护适应程度比较高,而且在保护线路工作中的重要程度比较高,而在电力系统线路中处于后备保护工作的是零序电流保护,而距离保护动作的具体反应在平面上呈现为多边形(如图1),而且继电保护开始指令也是在多边形之内,而在多边形之在也不再属于继电器保护的运作范围。
若要使继电器保护工作的稳定程度与可靠程度可以得到提高,有必要在出口接地线路合适的配备过渡电阻,所在线路中有金属短路情况,若要使动作有完整的裕度,在计算总结后发现,在是γ14°的时候是最好的。
若要使线路出口短路的方向性更加明确,有必要采用记忆电压,这样就是在故障前母线电压比故障以后更加合适。
图1 多边形保护图2 风电场并网对电网继电保护影响2.1 对安全自动装置的影响在风电场规模越来越大的同时,如果联络线已经形成跳开动作,风机会开始运行,这样就不会对检同期的成功几率进行全面的保障,从而会导致检同期的重合闸无法正常进行重合,进一步致使风电脱网的问题出现,风电场不能够对电力系统提供必要的短路反馈电流,使得联络线路保护的能力有所下降,进而保护装置不正确动作指令出现,有利于设置固定的馈线保护,然后使保护的性能得到一定程度的提升。
浅析风电场继电保护配置
浅析风电场继电保护配置摘要:风电场运行安全与否对电网的稳定和电力的供应都有重要的影响,因此,做好中大型风电场集电线路继电保护,对于保障风电场的稳定运行,降低和消除由于运行故障导致的各类问题,保证涉网运行安全具有举足轻重的作用。
本文通过对某风电场实际状况及运行参数进行模拟分析,以此来实现对继电保护进行分析和研究。
关键字:风电场、集电线路、继电保护、风力发电机1 风电场的基础建设1.1 风电机组的特征现阶段,我国现行的风力发电机组型号众多,但按是否存在齿轮箱可以归为两类:一类是直接驱动风力发电机,另一类是双馈式风力发电机。
在实际应用过程中,直接驱动风力发电机因结构简单,运行维护方便,性能优越,因此成为现阶段我国风力发电机组采用的主要机型之一。
直接驱动风力发电机,由于没有齿轮箱部分,因此,风机自身中重量比较轻,减少了机械传动,在一定程度上,降低了传递过程中的能量损失从而实现高转化率,低损失率。
同时机械传动设备的减少还使得风扇叶片在运行中惯性的降低,对于风速的适应和调节大大的增加,从而使得风机叶片的控制更加有效。
1.2 风电场的建设风电场的建设要在设计、施工都过程中进行严格的评估,通过对风电场建设的可行性、可利用风资源、地质条件等进行严格的评估,才能在立项时,保障项目建设的可行性。
同时,通过设计院等专业部门,对风电机组、电气系统、继电保护等进行严密的计算和选型,才能保证风电机组和设备的连续性和可靠性。
1.3 继电保护设置随着风电机组单机容量和风电场装机规模的不断扩大,其电路控制也不断复杂化,加上风能资源的不稳定,因此在风电机组运行过程中,各设备存在一个动态的管理过程,潮流也经常处于一种不稳定的状态,因此,实现电气量的各类保护对于风电机组的良好运行有着重要的意义。
一般来说,通过利用三段式电流保护和零序方向综合保护配置可实现对风电机组的保护控制。
当经过保护装置的电流超过额定的短路电流值时,断路器及时断开实现动作的保护称为电流速断保护;在速断保护的基础上,对保护进行设置,将速断效果进行改动设置,将动作执行时间进行设置,当短路电流超过额定持续一段时间内不进行处理,当超过时间后,才触发保护即为限时电流速断保护;当线路故障导致本线路速断保护与邻线路限时电流速断保护发生拒动时,通过设置定时限过流保护,实现对两线路的后备补充启动,成为定时限过流保护。
风电接入对继电保护的影响
风电接入对继电保护的影响
风电是一种可再生能源,受到了广泛关注和快速发展。
风电接入对继电保护有着重要的影响。
本文将从以下几个方面来探讨风电接入对继电保护的影响。
风电接入会对传统继电保护方案产生影响。
由于风电的性质不同于传统的电力负荷,其接入会引入新的故障模式和故障行为,这会对传统的保护方案造成挑战。
风机的运行特性决定了在其故障状态下会出现电压和电流的不连续性,这会导致传统的继电保护方案无法准确判断故障的位置和类型。
需要对传统的继电保护方案进行改进和优化,以满足风电接入的需求。
风电接入会对继电保护设备的选择和配置产生影响。
风电接入需要大容量的传输和分配设备,如变压器和断路器。
这些设备需要具备较高的短路能力和故障抗性,以应对风电接入可能带来的大电流和短路故障。
由于风电接入会引入新的故障模式,继电保护设备也需要配备相应的功能和算法,以实现对这些故障的检测和判断。
在选择和配置继电保护设备时需要考虑风电接入的需求。
风电接入对继电保护的影响还体现在继电保护的通信和信息管理方面。
风电接入会引入大量的新设备和节点,需要进行大量的信息交换和管理。
继电保护系统需要具备高速、可靠的通信能力,以实现对风电设备的监测和保护。
风电接入也需要实时监测电网的状态和故障信息,并进行相应的决策和调整。
继电保护系统需要具备完善的信息管理和处理功能。
风电场的继电保护合理配置问题解析
风电场的继电保护合理配置问题解析摘要:在现阶段,电力行业随着我国经济的快速发展而进入快速增长阶段。
此外,随着我国对于环境质量关注程度的提升,使得可再生能源获得了社会的重点关注,从而加快了我国风电产业的发展,风力发电机的投入将呈现增加的态势。
然而,风电场因为发电容量的提升,使得相应的故障问题频发,一定程度上影响了风电产业的发展,所以应加强风电场继电保护配置的合理性。
鉴于此,本文首先分析了风电场典型的继电保护配置,并分析了风电场并网对电网继电保护的影响,最后阐述了风电网并网线路的保护措施。
关键词:风电场;继电保护;合理配置;问题;分析引言:我国地理面积幅员辽阔,并且存在着十分丰富的风力资源,对于发展可再生能源有着巨大的优势。
与此同时,电网与风电场的相互联通主要采用集中接入的方式,随着风电场中风力发电机的增多,风电场的发电容量也成为不断扩大的趋势。
因此,为了确保风电场安全可靠的进行发电工作,需要对其采用合理的继电保护配置方案,对于我国风电产业的发展有着极为关键的意义。
一、风电场的保护作用分析1、风电场对电缆、变压器及其周围区域进行保护在电力系统中,风电场具有一定的保护作用,主要体现在电缆、变压器等环节:①风轮机塔的地面安装着断路器,该断路器能够很好的保护发电机和下垂电缆;②从风力发电机变压器到风轮机塔的机柜都是使用电缆来对其进行连接的,采用断路器和保险丝来进行变压器的制作,且对侧电缆进行保护;③对变压器和附近地区进行保护,分析变压器的激磁浪涌电流问题,并且在故障检测时,发现问题存在要及时采取相应的对策进行处理;④若是在低压端出现故障就容易造成电流比较小,如果保险丝无法对其实现有效切除,那么就会使用分段开关对其进行切断。
2、风电场能够有效地进行故障保护在风电场当中,由于会受到环境等因素的影响,风电场的实际位置应当结合环境具体情况来进行确定,通常会设置在风力较足,并且位置较为空旷的区域。
但由于位置较为空旷因此会使得雷电袭击概率增加,对于这种情况,应当制定有效的防雷方法,同时落实风电场的保护处理工作。
论述风电场继电保护合理配置问题
论述风电场继电保护合理配置问题摘要:经济的发展促进了风电产业的发展进步,风电发电机组投入运行,容量逐年增加,同时风电场内部就需要配置继电保护装置来维护风电场的安全平衡运行。
基于此,本文分析了风电场继电保护合理配置问题,以供参考。
关键词:风电场;继电保护;合理配置;问题我国土地面积非常广阔,风能资源也相当丰富,且具备集中化的特征,风电场与电网在进行连接时采用集中接入的方式。
风电产业得到了快速的发展,使得风电场的的规模和容量在逐渐的加大,但是电力系统中集中接入方式对电能具有非常大的影响,倘若电网出现短路,风电场能对电流进行供应,因此在进行电网建设的过程中,一定要对继电保护配置引起高度重视。
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图1。
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,发生故障时,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,35kV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。
2风电场的保护作用分析2.1风电场对电缆、变压器及其周围区域进行保护在电力系统中,风电场具有一定的保护作用,主要体现在电缆、变压器等环节:①风轮机塔的地面安装着断路器,该断路器能够很好的保护发电机和下垂电缆;②从风力发电机变压器到风轮机塔的机柜都是使用电缆来对其进行连接的,采用断路器和保险丝来进行变压器的制作,且对侧电缆进行保护;③对变压器和附近地区进行保护,分析变压器的激磁浪涌电流问题,并且在故障检测时,发现问题存在要及时采取相应的对策进行处理;④如果低压端发生故障就会造成电流比较小,倘若保险丝不能对其进行有效的切除,就会使用分段开关对其进行切断。
风电接入对继电保护的影响分析探讨
风电接入对继电保护的影响分析探讨摘要:由于社会发展迅速,人们对电能的需求量也在逐步增加,为可以充分满足人们用电的需求,在多数地区中都开展了风力发电项目,同时缓解了用电的需求量,可是该种风力发电形式对继电保护有一些影响。
所以,本文以风电接入后继电保护性能为切入点,分析了风电接入给继电保护带来的影响,探讨了适应风电接入的举措,以供相关人员研究和参考。
关键词:风电接入;继电保护;影响伴随能源危机与生态环境问题逐渐显现出来,风电等可再生资源能源受到了社会各界人士的关注,根据有关统计表明风电装机容量增加了,在风电市场内处在较高的位置,风电变成了三大电源之一。
虽风电装机规模排全球第一,可是风电运行过程中慢慢显现出很多问题,风机脱网问题屡发。
继电保护是电网安全运行的首道防线,从一开始的识别且切除故障元件避免被损坏,发展到了迅速切除故障问题,阻遏系统运行情况更加严重、提升并列运行安全的多重任务,为确保电能有效传输与利用起到了一定作用。
风电接入将电力系统运行特点改变了,给继电保护配置带来了全新的挑战。
此次研究就风电接入对继电保护影响问题进行了论述。
一、风电接入后继电保护性能通常而言,风电场是由很多台风电机组成的,每一个机组生产的电能经过集电线路聚集,以风电场送出变压器外送到系统。
风电场及送出线的保护配置就是:首先,送出变压器保护。
风电场送出变压器中依旧采用的普通的变压器保护,该原理就是双侧及三侧在故障前后电压与电流具备一样的频率,借助电流差动原理推断出区内及区外的故障。
有关调查表明DFIG在故障阶段投入Crowbar电路来达到LVRT,集电线风机侧与风机出口电源频率伴随故障前工作情况出现偏移,基于傅里叶工频算法电流基频相量幅值根据某种规律进行摆动,因而,基于相量值的差动保护动作电流和制动电流会议很多的频率分量大规模波动,不能确保差动保护正确动作。
投进Crowbar电路以后,风电场侧频率偏移工频,借助傅里叶工频算法不能正确获取差流内的2次谐波。
关于风电场继电保护合理配置问题
关于风电场继电保护合理配置问题摘要:现代人生活水平提高的同时,对电力资源需求量越来越大,进而对电力企业提出新的要求,为了保障供电的安全,应确保继电保护装置的完整性。
同时,继电保护装置是否合理的配置也关乎供电质量的高低,只有确保合理的配置,才能够提高电能的质量。
其中风力发电作为一个重要的能源之一,对于电力企业来讲通过利用风力资源,可以实现利润最大化的目的。
并且,风能具有清洁,环保且具有巨大潜力的新能源。
基于此,本文就风电场继电保护合理配置问题展开分析,主要从两方面展开探讨,希望以下观点内容提出,可以为相关人员提供参考。
关键词:风电场;继电保护;合理配置前言:现如今随着我国电力行业的发展,环境问题也倍受人们关注,为了能够满足社会对电力资源的需求,降低环境污染,应加强风电场继电保护的优化配置,其中风电场继电保护所产生的影响比较大,还需要进行具体分析,通过提出有效方案及合理配置继电保护装置,有助于提高电力资源的稳定性和质量。
进而在满足社会对电力资料需求的同时,还能够解决环境问题,从而为电力企业进一步发展夯实基础,使其利润最大化。
一、风电场继电保护产生的影响(一)对线路零序电路产生的影响随着经济的快速发展,风能也成为人们生活中的重要能源,其具有清洁无污染可再生优点,电力企业要想实现利润最大化,要加强对风电场继电保护产生影响的研究,会对线路零序电路产生一定的影响[1]。
一般情况下,升压变压器设备在运行过程中一旦发生接地故障,内部的发动机组零序电力保护系统会自动启动,可以保护变压器的安全,降低安全事故等问题发生。
对于集电线路,一般采用馈线式保护措施,为保护系统,应将馈线式保护系统中的电流速断保护及过流保护结合。
风电场接入电网系统当中,倘若风电场处于零发的情况,应及时对继电保护装置进行管理,避免其出现不稳定状态。
同时在零序电流处于风电场支路或者是与线路距离很近时,其灵敏度也会逐渐提高。
(二)对线路距离产生的影响随着社会环境的不断发展,电力企业发展规模逐步扩大,与此同时风电场继电保护所产生的影响很大,会对线路距离保护产生了一定的影响。
对风电场接入电网后系统继电保护配置的探讨
对风电场接入电网后系统继电保护配置的探讨风电场接入电网后的系统继电保护配置非常重要,它对于风电场和电网之间的安全运行和电力稳定具有至关重要的作用。
本文将从风电场的接入特点、继电保护的作用和配置方案等方面进行探讨。
首先,风电场接入电网的特点需要我们考虑。
风电场以风能为动力源,通过风机转向的机械转动产生电能。
由于风能的不确定性和电力系统的复杂性,风电场接入电网时需要充分考虑到不稳定风速、无功功率控制、谐波和电压波动等问题。
因此,在设计继电保护配置方案时,需要充分考虑这些特点。
继电保护作为电力系统的重要组成部分,主要功能是保护电力系统免受故障和损坏。
对于风电场接入电网后的继电保护配置,我们需要考虑以下几个方面:1.过电流保护:对于风电场来说,过电流保护是最基本、最重要的保护之一、由于风电场的发电能力受风速的影响较大,可能会出现过电流的情况。
因此,我们需要在配置过电流保护时,根据风电场的情况确定过流保护的动作时间和动作电流值,以有效保护风电机组和电网。
2.上下溢电保护:由于风电场的输出功率会受风速和负荷变化的影响,可能会出现上溢或下溢的情况。
因此,我们需要配置上下溢电保护来监测风电场的功率输出,防止不良的影响对电网的安全稳定运行。
3.频率保护:风电场接入电网后,可能会对电网的频率产生一定的影响。
因此,我们需要配置频率保护装置,以监测和控制电网的频率,避免频率过高或过低产生的故障和损坏。
4.谐波保护:风电场的逆变器可能会产生谐波,对电网的安全运行会产生一定的影响。
因此,我们需要配置适当的谐波保护装置,以有效限制并过滤谐波,保护电网设备不受谐波的干扰和损坏。
5.电压保护:风电场的电压波动问题是需要考虑的。
我们需要配置电压保护装置,以监测和调整风电场和电网之间的电压,保证电网的稳定运行。
综上所述,风电场接入电网后的系统继电保护配置是非常重要的。
根据风电场的接入特点,我们可以合理配置过电流保护、上下溢电保护、频率保护、谐波保护和电压保护等装置,以确保风电场和电网之间的安全运行和电力稳定。
风电接入对继电保护的影响
风电接入对继电保护的影响随着新能源的发展,风电已经成为了环保与可持续发展领域的重要组成部分。
随着风电板块的不断发展完善,它给电网的稳定性和安全性带来了更高的要求。
其中,继电保护就是保障风电运行安全的关键要素之一。
因此,本文将探讨风电接入对继电保护的影响。
风电接入时会对继电保护系统产生一定的影响。
具体包括以下几个方面:1. 电源接地方式风电接入电网时,需要选择合适的电源接地方式。
不同的接地方式将会影响到继电保护系统的选择和配置,例如非接地系统对跨越电流差动保护的要求更高;接近星形方式则需要针对接地电流与正常工作电流之间频率的差异进行保护和调节。
2. 绝缘水平风力发电机的绝缘水平需要在运行过程中保证,否则将直接影响继电保护的正常工作。
特别是在低温环境中运行时,绝缘水平会有所降低,因此需要采取适当的保护措施,如配备降温系统、加强加热等。
3. 上下级保护协作风电接入电网时,继电保护系统需要与上下级电力系统保护系统进行协作。
应当制定相应的保护协调方案,以保障电网的运行和稳定。
4. 过电压、过流保护风电发电机运行时会产生电流和电压,如果不加以保护,可能会对电网造成严重的冲击。
因此,需要建立相应的过电压、过流保护系统,及时检测电压和电流,判断发生故障的位置,停止故障部分的运行。
5. 同步发电与系统发电协调在风电发电的过程中,同步发电和系统发电之间需要保持一定的协调。
当出现一些不可避免的故障时,需要及时启动同步发电设备,以保证系统运行的稳定性。
二、建议为了有效地维护风电运行的稳定性和安全性,提高继电保护系统的运行效率和性能,需要做出以下建议:1. 采用先进的继电保护设备,具有高度可靠性和自适应性能。
2. 继电保护系统应该能够考虑到各种不同类型的错误和故障,并能够帮助网络管理人员迅速解决问题。
3. 为继电保护系统配备足够的传感器和开关,建立完整的风电发电站的传感器和采集系统。
4. 应在风电发电站建设之初统一规划继电保护系统,确保所有组件和设备都可以完美地协同工作。
浅析风电场继电保护合理配置
浅析风电场继电保护合理配置摘要:随着我国经济的不断发展和进步,电力行业也步入飞速发展的阶段。
现如今我国对发电机组投放量不断增加,容量也随之不断扩大。
随着容量不断增加的同时,电力质量也出现了很多问题。
本文针对风电场继电保护的合理配置进行研究和分析,从继电保护的影响入手,提出了对风电场继电保护的有效措施。
关键词:风电场;继电保护;合理配置我国幅员辽阔,具有丰富的风力资源,同时还具有集中性的特点,通过电网和风力场集中接入的方式以达到互联互通的目的。
如今,风电事业的迅速发展,使电厂的容量和规模也随之扩大,集中接入模式极大影响了电能的产生。
如果电网出现短路的故障,风电场就会对电流加以供应,因此在电网建设的过程中,需要对继电保护配置问题予以高度重视。
一、风电场的保护作用分析(一)风电场对变压器和周边区域以及电缆的保护在电力系统中,风电场对变压器和电缆等具有维护和保护作用,具体体现在四个方面:第一,在风轮机塔的地面一直安装断路器,断路器可以有效地保护下垂电缆和发电机。
第二,一般情况下,使用电缆来衔接风轮机塔的机柜和风力发电机变压器,再利用稳妥丝和断路器来共同制造变压器,还需要维护侧电缆。
第三,维护变压器和周边区域。
对变压器的激磁浪涌电流问题进行全方面分析和探索。
在检测变压器的过程中,如果发生故障问题,需要及时处理。
第四,如果在低压端发生故障,电流就会变得比较小,此时如果保险丝不能将其切除,就需要用分段开关进行切断[1]。
(二)风电场可以有效进行故障保护相较风电场来说,特别容易受到资源环境的影响。
所以在选择风电场的位置时,需要按照实际环境进行选择,最好选择风力充足并且位置空旷的地区。
然而,还需要关注风电场的接地保护问题。
因为风电场的位置比较空旷的话更容易被雷电袭击,因此,结合这种情况就需要提前做好预防工作,对风电场加以保护[2]二、风电场并网对电网继电保护影响和对策(一)整体影响和对策风电是具有间隙性的,它和常规电网的保护方式不一样,有风的情况下电网和发电机组是相连的,风速围绕着启动风速变化时会出现机组频繁投切导致接触器受到损伤,为了避免这种情况发生,电子组可以短时间保证电动机运行。
探析风电系统接入电网的继电保护问题
探析风电系统接入电网的继电保护问题摘要:风力发电能够在调整电源结构的同时减少污染气体的排放,并在之后有效地降低能源进口方面的压力,并更好地提升我国能源供应的安全性。
但由于风力发电成本较高,所以没有办法和火力发电一样取得好的效果。
目前,风力发电在我国电网中占据的比例将越来越高,但风力发电本身的随机性和不可控性给电网的运行和管理带来了很大的影响。
为了能够更好地提高电网接纳风电的能力,有效地研究风电系统接入电网的继电保护问题显得尤为重要。
关键词:风电场;电力电网;继电保护1继电保护的要求1.1可靠性在继电保护装置当中最为基本的一个要求就是可靠性,从而有效保证其在具体操作的过程当中更加的科学、合理化。
在电力系统运行过程中,继电保护发挥着重要的作用,在出现故障的时候,可以准确的进行识别以及实时断开电网系统,能够有效的保证电网的可靠安全运行。
所以,继电保护装置本身的可靠性直接影响了供电的质量。
1.2选择性假如电路系统有故障发生,则必须要将产生故障的线路切断。
假如在该过程当中故障线路有拒动情况发生,则必须要将与其相邻的设备作为第二选择将其切掉,从而有效保护电路,从根本上防止更为严重的故障发生。
1.3灵敏性在继电保护装置能够保护的范围当中,需要尽可能的将其灵敏性提高上来,如此以来假如有故障发生,就能够在第一时间有所反应,将线路发生故障的位置保护起来或者将其切除。
2故障特性继电保护以故障特性为基础进行设计与计算,分析风电机组与风电场的故障特性必不可少,传统的电力系统继电保护基础是同步发电机电源和三相对称系统。
在此基础建立的继电保护系统存在自身缺陷,出现故障前后,同步发电机的运行参数和状态没有变化,以恒态存在。
目前异步发电机是多数风电机组常用的发电机,特性与传统同步发电机有较大差异,其故障特殊性是由自身结构造成。
当电网发生短路故障时,一般的异步发电机只能提供短暂的大电流。
电流迅速衰减为零,时间较短,无法持续为电网提供短路电流。
浅析大规模风电接入的继电保护问题
浅析大规模风电接入的继电保护问题风力发电有效地缓解了我国电力资源不足的问题,随着大规模风力发电的应用,其中存在的问题也逐渐地暴露出来,而且其对继电保护也提出了新的要求。
继电保护在电力系统中有着举足轻重的地位,想要确保电力系统的稳定运行,就必须重视继电保护,而大规模的风电接入,会对继电保护工作产生一定的影响。
标签:大规模;风电接入;继电保护;问题一、继电保护概述继电保护作为电力系统中的主要构成设备,继电保护装置能够快速的识别以及切除电网系统故障问题,对确保电网运行的安全性与稳定性,有着极大的帮助。
风力发电作为未来能源的主要形式,被广泛的应用于电力系统。
风力发电机组保护的主要形式是高频或者低频,以及电网故障保护。
保护装置运行后,则会发出动作信号,基于故障性质,能够自动切除。
箱式变压器中的熔断器,能够实现全范围保护,或者作为短路保护,使用高压熔断器,用作过载保护,则使用低压熔断器。
风电场并网线路中,主要选择的是单项线路,此线路光纤纵差,通常需要采取距离保护与高频保护,当单线与单压发生变化时,电网侧面距离便能够对单升压做有效保护。
二、大规模风电接入的继电保护的影响大规模风电接入后会对电力系统造成一定的影响,其中,常见的影响主要有3点:①影响继电保护配置。
在电力系统运转的过程中,如果应用大规模风力发电,必须要适当调整升压变压器,使其接地。
这就在一定程度上改变了联络线的零序保护,从而导致继电保护装置的灵敏度下降。
同时,风电场没有能力保证整个系统的运行,需要为其安装弱馈装置,这样电力系统才能稳定运行。
但是,综合考虑成本等各方面的因素,一些发电厂根本就不愿意安装保护装置,极有可能出现拒动的现象。
②影响电力系统的整体设计。
在实施大规模风电接入的过程中,需要对其进行调整设计。
从我国目前的情况来看,大部分风电场基本上都是先升压再将之与变电站母线相连接,然后传送,而配电网的保护方式却没有发生变化。
实现大规模风电接入后,接入点的线路保护性能会受到不同程度的影响,极有可能发生选择性跳闸的情况。
风电场接入对电网继电保护的影响及配置方案的探讨
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风 电场 接 入对 电 网继 电保 护 的影 响及 配置 方 案 的探 讨
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f iu e t e a ec u e y t o a l r o op r t a s d b he c nne ton ofwi a m n o po r s s e a o i c i nd f r i t we y t m nd t mpr v h e ibi— o et er l a l iy ofp o e ton t r tc i .
[ 摘 要] 文章分析 了风 电场接 入 系统后 对 电 网继 电保 护 产 生 的影 响 , 出了风 电 场接 入 系统 升 提
压 变电站 、 出线路 的 继 电保护 配置 方案 。有 效解 决 了风 电场接入 后 电网保 护可 能 出现 的误 动 、 动 问 送 拒 题 , 高 了保护 动作 的 可靠 性 。 提
方 面 , 风 电场提 供 的短路 问题研 究较 少 , 包 含风 对 对
电场 的系统 进行 保 护 整 定 时 , 般 的 做法 是 将 其 按 一 同等容 量 同步发 电机 处 理 。然 而 , 大规 模 风 电场 当 接 人 系统 时 , 电 网发生 故 障时 , 在 风力 发 电机将 向短 路 点提 供一 定 的短 路 电 流 , 此 需 要对 风 电机 组 的 因
Re a o e to n t nfg r t0 l y Pr t c i n a d I s C0 i u a i n ZHONG n - a W ANG h n W ANG n Qig y o, Z e g, Qi
风电接入电网继电保护相关问题的分析探讨
Power Technology︱266︱华东科技风电接入电网继电保护相关问题的分析探讨风电接入电网继电保护相关问题的分析探讨帅正麟(贵州电网公司都匀供电局)【摘 要】对于电网系统来说,风电资源的接入对于提高电力系统整体效率有着重要作用。
大规模的风电接入对电力系统的运行产生了极大的影响,由于风能具有不可控制性和随机性,当风能增大时向系统提供的短路电流也越大,所以研究风电接入对电网继电保护的影响很有意义。
【关键词】风电;电网;继电保护1 风电接入电网的保护分析在对线路接地故障的反应上,接地距离保护因为不受风电网系统运行方式的影响,具有很强的适应性,而在110kV 线路中承担主保护的任务。
零序电流保护在风电网线路中多承担后备保护的任务。
距离保护的动作特性在复数阻抗平面上可以是各种形状的多边形(参见图1),继电器发生保护动作的范围为多边形以内的范围,多边形以外的范围不属于继电器保护的动作区域。
为了保证继电器的保护动作的稳定性和正确性,在线路出口接地时可配置过渡电阻。
当线路内有金属性短路发生时,为了保证动作特性能够有足够的裕度,经试验分析,当γ为14°时为最佳。
为了保证线路出口短路明确的方向性,通常采用记忆电压,即用故障前母线电压同故障后电流比相,同样适应于重合或手合到故障线情况。
图1 多边形保护图2 风电场并网对电网继电保护的整体影响2.1 对电网继电保护和安全自动装置的影响随着风电场规模的不断扩大,当系统联络线发生跳开动作后风机会直接进入到动态变化运行的状态,无法对检同期成功率给予充分的保证,很可能会造成检同期重合闸重合动作失败,造成风电脱网的故障。
风电场无法持续提供短路反馈电流给予电网,直接降低了联络线保护的性能,保护装置误动或者拒动也就时有发生,对此,可专门设置馈线保护来提高保护性能和灵敏度。
2.2 风电接入位置对电流保护影响分析在风电上网的保护系统中,一般用的组合形式为限时电流速断保护、电流速断保护及过电流保护,通过上述对于不同机组的发电系统不同而导致线路故障时出现的电流变化也会出现一定的差异,他们的共同点就是电路电流变化的持续时间较短。
风电场接入电网后系统继电保护配置
风电场接入电网后系统继电保护配置摘要:近年来,在国家政策的引领下风电产业得到了快速发展,风电场规模以及容量逐年增加,如果电力系统集中接入方式的不同会影响电能,若是电网发生短路,就会影响风电场对电流的供应,所以在进行电网建设时,需要对继电保护装置予以重视。
基于此本文从风电场的保护作用分析出发,探讨风电场继电保护合理配置问题,并提出了几点对策,以供参考。
关键词:风电场;接入系统;继电保护;配置方案一、前言随着新能源技术的不断发展,风力发电技术在整个电网系统中的地位也将越来越重要,风电场接入电网系统后,对整个继电保护装置产生的影响都是极大的。
在对电网系统及继电保护配置进行规划的时候,不仅要考虑到整个系统的相关性能,还要对所配置的装置的特点进行充分的考虑,这样,才能有效减少故障出现的效率,进而确保整个电网系统更好的运转。
二、风电场故障特征继电保护工作的基础之一就是对电网系统中出现的故障进行合理的分析,同时故障分析也是继电保护原理的设计及整定工作的第一步。
对于以往的电力系统来说,继电保护的理论是在同步发电机的电源和三相对称基础上建立的,在故障发生之后,同步的发电机可以作为理想的供电电源,而其参数及运行状态却不会出现任何的变化。
在这个基础上,就可以计算出短路电流以及短路电流衰减的特性,以此作为继电保护系统的原理设计与整定的依据。
目前,风电机组所使用的发电机大部分都是异步发电机。
即便是永磁同步的发电机所采用的也是电力电子设备的并网,这就很明显的改变了故障的特性与短路电流的特性。
对于规模较大的风电接入,不同的专业有不同的关注点。
就继电保护来说,所关注的不只是故障中所产生的电流大小,更要注重其电流波形的特征。
此外还有影响这些保护原理的系统特征,例如,正负序阻抗。
短路电流所产生的波形与暂态含波量都将会在一定程度上影响相应电流的计算,进而也会对电网的保护产生影响,最终影响整个电网系统运行的安全。
目前,在对故障电流进行计算并对故障进行分析的过程中,已经充分地对crowbar保护程序进行了考虑。
风电场接人系统继电保护的配置与整定
稳 定 性产 生不 利影 响 ; 最后 , 力发 电的引 入使 得故 风
障 电流 的 大小 和 流 向均发 生 变 化 , 入 系 统 继 电保 接
MAT AB建 立 L T 风 机仿 真 模 型[]文 献 E 3 L VR n, 1]
模 拟 了风 力 发 电机 提 供 的 短路 电流 , 析 了 其对 风 分
护 在 系统故 障时 可能会 拒 动或 误动 。对 于 风力 发 电 机 对 风 电 场继 电保 护 的影 响 , 内外 许 多 学 者展 开 国
了深 入 的研 究 , 提 出 了大量 有益 的保 护 配 置 与整 并
电场 低 压线路 保 护整 定 的影 响 。 文在 此基 础上 , 本 研
间很 短 , 能对 快 速 保 护 产 生影 响 , 于 后 备 保 护 , 只 对
线路 、 压 变 压器 与 2 0k 电 网相 连 3条 线 路 , 升 2 V 每 条线 路 通 过 l 1台箱 式 变 压器 ( 下简 称 箱 变 ) 入 以 接 l 1台 1 5Mw 风 电机 组 。 .
c mp e i f b c u r t c i n . t s u e g i S s c rt o lx t o a k p p o e to s o a s r rd’ e u i y y。i mu t a o t a p o ra e p o e t n s c n i u a i n t s d p p r p it r t c i ’ o f r t o g o
3 V箱 变 出于 经 济 性 考 虑 , 压 侧 采 用 刀 熔 组 合 5k 高
( 闸 QS与熔 断 器 F) 没 有专 用 的保 护 装 置 , 压 刀 , 低
侧 配置 有 断路 器 QF, 当风 机或 箱变 故 障 时 , 风机 保 护 控制 箱变 低 压 侧 断路 器 跳 闸 , 而保 证 风机 的安 从 全, 同时高 压侧 熔 断 器 的熔 断 保证 了 系统 的稳 定 运 行, 即使在 某些 运行 方式 下熔 断器 无法 熔断 , 可 以 也 靠 线 路 保 护 跳 开 对 应 线 路 3 V 断 路 器 来 切 除 5k 故障。 一 3 V 集 电线路 一般 采 用两 段式 电流保 护或 距 5k 离保 护 , 要 时 , 护可增 设 复合 电压 闭锁元 件 和方 必 保
对风电场接入电网后系统继电保护配置的探讨
0引言随着社会的发展,各种环境问题也日益突出,这就使得人们在发展的过程中越来越关心环境的保护及能源的耗用问题,而风力作为可再生的绿色能源,在发电方面得到了很好的利用。
就目前的情况而言,风力发电已成为了新的能源开发技术中较为成熟,同时也是极具开发潜力的发电方法之一。
另外,继电保护是整个电网系统中极为重要的部分之一,是保证电网安全的第一道防线,在整个电网的运行中有着极为重大的意义。
风电场接入电网后必将对整个电网的继电保护产生一定的影响。
1风电场故障特征继电保护工作的基础之一就是对电网系统中出现的故障进行合理的分析,同时故障分析也是继电保护远离的设计及整定工作的第一步。
对于以往的电力系统来说,继电保护的理论是在同步发电机的电源和三相对称基础上建立的,在故障发生之后,同步的发电机可以作为理想的供电电源,而其参数及运行状态却不会出现任何的变化。
在这个基础上,就可以计算出短路电流以及短路电流衰减的特性,以此作为继电保护系统的原理设计与整定的依据。
目前,风电机组所使用的发电机大部分都是异步发电机。
即便是永磁同步的发电机所采用的也是电力电子设备的并网,这就很明显的改变了故障的特性与短路电流的特性。
对于规模较大的风电接入,不同的专业有不同的关注点。
就继电保护来说,所关注的不只是故障中所产生的电流大小,更要注重其电流波形的特征。
此外还有影响这些保护远原理的系统特征,例如,正负序阻抗。
短路电流所产生的波形与暂态含波量都将会在一定程度上影响相应电流的计算,进而也会对电网的保护产生影响,最终影响整个电网系统运行的安全。
目前,在对故障电流进行计算并对故障进行分析的过程中,已经充分地对crowbar保护程序进行了考虑。
因为其中涉及到一些较为具体的策略,因此,个别短路电流的特征研究还不到位,例如,水磁直驱风电机组所产生的短路电流,其特征就没有得到充分有效的研究。
在电力系统中还很重要的一个组成部分,就是控制系统,目前很大一部分生产制造企业把控制系统看作是技术机密,可以推测,如果永磁直驱机组成为了风电机场中的主力机型,则会因为故障特性的难以掌握及掌握不充分而使整个继电保护系统陷入难以处理的局面。
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浅析风电场的系统接入与继电保护配置
1、一次系统接入情况:
江苏龙源风力发电有限公司如东环港外滩风电场全部工程完工后,将有40台1.5MW的风力发电机组并网发电,合计装机容量达60MW。
该风力发电机的额定电压为690V,每台发电机配有一台35/0.69kV箱变(2.0MV A),6~9组发电机组接于一条35kV汇流线路,合计5条35kV线路均接于110kV龙环变电所35kV母线,经龙环变#1主变(50MV A)~110kV洋环731线上220kV洋口变电所110kV母线,并入电网(见下图)。
2、继电保护及安全自动装置配置情况:
(1)110kV洋环731线两侧均配备了PSL-621D微机型线路保护装置。
该保护装置有光纤分相电流差动保护、三段式相间距离保护、三段式接地距离保护、四段式方向零序电流保护及自动重合闸等。
(2)110kV龙环变电所#1主变配备有DSA2323差动保护、DSA2326高压侧后备保护(复压过流保护、零序过流保护、间隙过压及间隙过流保护等)、DSA2324低压侧后备保护(复压过流保护)。
(3)110kV龙环变电所配备有SSD-540C电网解列保护装置。
该装置具有高频解列、低频解列、高压解列、低压解列及失步解列功能,动作后跳龙环变环洋731开关。
(4)110kV龙环变电所还配备了i1000型故障录波器装置。
(5)龙环变电所35kV龙环1线~龙环5线均配备了RCS-9625C微机型线路保护装置(其保护定值由龙源公司自行整定)。
3、关于继电保护及安全自动装置配置及整定方面的几点说明:
(1)风力发电机短路电流的计算:
该风电场40台GE-1500sel风力发电机组为双馈异步发电机。
所谓双馈,系指该风力发电机在正常发电时,其定子绕组和转子绕组均向电网输出功率,其中大部分出力由定子绕组馈出,小部分出力则由转子绕组馈出。
当风速变化导致风
机定子绕组中感应电动势的频率偏离电网同步频率(50Hz)时,风机测速装置会立即将相关变化值反馈给风机自动控制系统,该控制系统将控制调节转子旋转磁场的转速至同步转速,定子绕组中的感应电动势的频率也恢复到同步频率(50Hz)。
当风机转速达到同步转速时,转子电流的频率为零,即转子电流为直流电流。
这已与普通同步发电机相类似。
根据龙源公司提供的资料,该异步发电机次暂态电抗xd’’为19.91%,近似等于20%。
由此,按照同步发电机短路电流计算公式(由前面的介绍可知,该异步发电机的运行状态接近于同步发电机),当系统某点发生三相短路故障的初瞬间,发电机馈送的短路电流为:
(式1)
其中,E’’为发电机次暂态电势,Zk为发电机出口至短路点的计算阻抗。
利用上面的公式求得的短路电流仅在短路的初瞬间有效,此后,因短路造成的系统电压下降引起发电机励磁电流下降从而造成其感应电势下降,直接导致发电机馈送的短路电流随时间急剧衰减。
但龙源公司一直无法提供短路电流的衰减曲线,故目前无法对t>0时刻的短路电流进行计算。
(2)110kV洋环731线保护配置及整定原则:
如上所述,110kV洋环731线两侧均配备了PSL-621D微机型线路保护装置。
1)洋口侧:
光纤分相电流差动保护启用。
后备保护按线路-变压器组原则整定,其中,瞬时段(相间距离1段、接地距离1段及方向零序电流1段)按躲过龙环#1主变低压侧故障考虑,其保护范围均伸出线路末端,即具有全线足够灵敏度。
就是说,当洋环线任一点发生故障时,洋环线洋口侧的主保护(光纤分相电流差动保护)及后备保护(距离及方向零序电流保护)均可瞬时动作并跳开本侧开关。
距离3段保护可以作为龙环#1主变的远后备保护(灵敏度足够)。
本侧重合闸启用(无压鉴定方式)。
2)龙环侧:
光纤分相电流差动保护启用。
后备保护中的瞬时段(相间距离1段、接地距离1段及方向零序电流1段)按躲过线路末端故障整定。
后备保护中的延时段:一方面要与洋口变其它110kV出线相关保护段配合,以避免相邻元件故障时越跳;另一方面又要保证对本线及相邻元件具有足够灵敏度。
需要说明的是,尽管对风力发电机的短路电流特性不十分清楚,但由于知道其次暂态电抗,故短路初瞬间的计算结果还是可信的。
此后,由于短路电流随着时间衰减,且其衰减特性不详,故对延时段保护而言,灵敏度校核结果并不真实可靠(本线故障时,本侧保护可能无法动作);不过,本侧保护与相邻元件保护的配合性反而更加可靠(相邻元件故障时,本侧保护不会误动)。
本侧重合闸停用(风力发电机为异步电机,与系统解列后即失去同步进而跳机,同期合闸的几率为零)。
3)远跳回路的使用:
必要性分析:由前面对洋环731线龙环侧保护整定情况的介绍可知,该侧保护整定原则的要点是避免相邻元件故障时误动,但受风力发电机短路电流衰减特性的影响,其保护本线故障的灵敏度较差,存在拒动的可能性。
为可靠切除故障,有必要增加远跳回路。
可行性分析:由前面对洋环731线洋口侧保护整定情况的介绍可知,该侧保护的主保护及后备保护瞬时段均具有全线足够灵敏度,可瞬时动作于洋环线任一点故障。
就PSL621D保护装置而言,具备远跳功能,洋环线OPGW 光缆则提供了传输远跳信号的通道。
因此,远跳回路的启用是可行的。
远跳回路的实施方案:
在洋口变110kV洋环731开关PSL621D保护屏增加两个压板;利用621D 保护装置的一付备用跳闸出口接点经压板将24伏正电引入保护装置CPU3的远跳开入端子(1n6x4);为快速切除断路器与流变之间发生的故障,利用110kV 母差保护跳洋环线的一付备用出口跳闸接点经压板引入该远跳开入端子(注意,在母差屏也应加装一个压板)。
龙环侧环洋线保护装置接线无需变动。
但需注意,该侧线路差动保护装置控制字应设定为“远跳不经本侧启动控制”。
洋口变旁路开关配备的是PSL621C保护装置,无光纤保护。
当洋口变110kV旁路开关替代洋环线时,洋环线两侧光纤分相电流差动保护停用,远跳回路也随之停用。
此时,若洋环线故障,如龙环侧线路保护因灵敏度不够而未动作,由风电发电机自备保护动作解列(龙源公司承诺,此种情况对风机不会造成损坏)。
(3)龙环变电所#1主变保护配置及整定原则:
如前所述,#1主变配备有DSA2323差动保护、DSA2326高压侧后备保护
(复压过流保护、零序过流保护、间隙过压及间隙过流保护等)、DSA2324低压侧后备保护(复压过流保护)。
高压侧复压过流保护有两段,一段带方向,其方向指向主变;另一段不带方向,靠时限保证选择性。
高压侧配备有两段零序过流保护,用于在高压侧中性点接地运行时的接地故障保护。
其定值与相邻元件零序电流保护配合。
高压侧还配备了间隙过压及间隙过流保护,用于高压侧中性点不接地运行时的接地故障保护。
由于该间隙过流保护的电流元件接至主变高压侧中性点放电间隙CT,当主变高压侧中性点接地(中性点接地刀闸合上)时,该CT 被短接,故该间隙过流保护自行退出。
低压侧复压过流保护有两段,一段带方向,其方向指向35kV母线;另一段不带方向,靠时限保证选择性。
(4)龙环变电所110kV电网解列保护的配置及整定原则:
当电网失电时,风力发电机因失去励磁而由其自备的保护装置跳开。
根据厂家提供的风力发电机技术数据,其对电网电压及频率的允许波动范围为:
电网电压波动允许范围:+15%~+20%1s;
+10%~+15%1s;
+10%~-10%持续;
-10%~-15%10s;
-15%~-20%2s;
电网频率波动允许范围:50Hz +1.5Hz ;
-2.5Hz。
作为风电机组自备解列保护的后备,龙环变电所还在110kV侧配备了SSD540C电网解列保护。
该保护具有过压解列、低压解列、高频解列、低频解列及失步解列等功能。
在本整定方案中,失步解列停用;过压解列、低压解列、高频解列、低频解列根据风力发电机的上述技术要求进行整定。
低压解列:Ⅰ轮为85%×110kV / 10.0s;Ⅱ轮为80%×110kV / 2.0s。
过压解列:110%×121kV / 1.0s。
低频解列:47.5Hz / 0.5s。
高频解列:51.5Hz / 0.5s。