小电源接入电网相关继电保护的配置及整定

小电源接入电网相关继电保护的配置及整定

雍丽华

（宁夏中卫供电局电网调控中心，宁夏 中卫 755000）

[摘要] 小电源接入电网使得电网结构更加复杂，介绍典型小电源并网系统保护的配置及其整定。

关键词 小电源 并网 运行方式 非同期 备自投 间隙保护

0 引言

随着用户对供电可靠性要求的提高，越来越多的用户采用了双电源，如小发电机组接入电网。而小电源并网会使电网结构更加复杂，给系统保护的正确动作带来诸多影响，因此本文就小电源接入电网后相关继电保护的配置及整定作介绍。更多资讯尽在中国电工网。 1 典型的小电源并网系统保护配置 （1）110kV系统并网。 A变电站（双电源带备自投）有系统大电源连接的110kV终端变，在此变电站110kV母线上引出110kV线路至用户自备发电厂110kV升压变，该线路配置有光纤差动保护、距离保护、零序保护，升压变配置有差动保护、高压侧复压过流保护、零序保护和间隙保护；小型发电机（总计60MW）由10kV系统接入，发电机配置有匝间保护、失磁保护、接地保护、复压过流和过压保护；发变组配置有差动保护；厂内还配有低周低压减载装置。 （2）35kV系统并网。 B变电站（双电源带备自投）有系统大电源连接的110kV终端变。用户自备发电厂发电机（总计42MW）经升压变由35kV线路引入与该变电站连接并网。110kV终端变配置有差动保护、复压过流保护；35kV线路配置有复压方向过流保护；发电机配置有比率差动保护、失磁保护、复压过流保护、负序过流保护、接地保护、过压保护。 （3）与系统连接的联络线所装设的保护配置。 110kV线路一般装设有距离保护、零序保护、接地保护，大多还装设有光纤差动保护；35kV或10kV线路装设有电流、电压保护；超短线路或电缆装设有光纤差动保护。 2 110kV系统并网小电源定值整定

3 （1）与并网小电源相连的110kV线路除了需正常投入光纤差动保护外，还需考虑线路两侧开关的距离保

护带方向，此时应以母线指向线路为正方向。这样，既可使带方向的距离保护作为光纤差动保护的后备保护，又有利于与小电源系统的保护定值相配合（双侧电源线路的相电流和零序电流保护需核算在任何情况下均能与背侧线路保护相配合，可不经方向元件控制；在复杂电网中，为简化整定，相电流和零序电流保护宜经方向元件控制）。由于实际应用中大多双电源两侧保护都不能同时与背侧、本侧保护相配合，因此，需考虑保护定值带方向，以简化环网定值的整定计算。保护方向选择如图1所示。

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图1 并网小电源系统保护方向选择图

（2）若小电源经110kV升压变与系统并网，则应注意小电源110kV升压变的接地情况。 ①仅在操作主变时合上升压变中性点地刀，其余时间都将其打开。这样可简化110kV系统的零序网络，且不用考虑由小电源指向系统方向的零序电流的整定，只需在小电源升压变装设间隙保护进行弥补即可。 ②系统变压器应实现零序电压、零序电流解列，保护定值应按单相接地故障有灵敏度整定。主网主供电源线路发生瞬时接地故障跳闸时，由于110kV变电站两台主变成为带接地故障运行的中性点不接地系统，因此系统110kV侧会出现很大的零序过电压，系统变电站和小电源升压变中性点电位升高到相电压，使变压器的绝缘损坏，此时应由主变高压侧中性点间隙过电压和零序过电流保护切除小电源来保证主变的安全。 ③若变压器间隙保护第一时间0.3s切除系统变压器，则会引起系统甩负荷。若考虑间隙保护零序过电压第一时间0.3s跳开变压器连接的小电源，则就可使系统电压恢复正常，而系统变压器间隙保护因时限为0.5s，故间隙保护返回，系统主变可继续运行，减少了变压器的停电机率。 （3）与小电源连接变电站运行方式的选择。考虑将300母联、500母联分列运行，否则两台主变间将形成小环网，不利于保护定值配合。对于110kV系统，若采用100母联备自投，则100母联备自投需与300母联备自投配合，即300母联备自投动作时间应大于100母联备自投，否则，110kV线路发生瞬时故障时300母联备自投会误动。因此主变高压侧采用110kV进线备自投较好。下面分析系统与小电源的非同期问题。 ①重合闸：带地区电源的主网终端线路宜选用解列重合闸方式，即线路发生故障，联切小电源后，系统电源检无压重合。地区电网的110kV线路多为终端线路，除备自投要求等特殊情况外，均无线路TV，且大多小电源用户侧因发电机较小而不愿加装线路TV，因此无法满足双电源检查线路无压和检查同期重合闸，重合闸需根据实际情况进行投退，可依靠光纤差动保护、备自投保护或其它保护装置增加联跳小电源的功能。 ②备自投：受小电源的影响，系统变压器采用分列运行方式，此时必须装设母联备自投以保证负荷的安全，但小电源系统的存在势必引起非同期合闸，影响备自投的正确动作。如果小电源不解列，那么备自投低电压就无法满足，系统负荷将会把小电源发电机拖垮，因此在备自投装置内增加联切功能。要实现此功能，需更改备自投保护动作逻辑，扩充一个出口去跳小电源线路开关，动作条件为两路进线开关均无流。该方法在实际中应用取得了很好的效果，但是设定的无流定值一定要比变电站正常最小负荷电流大，否则，备自投联切易误动。当然，备自投联切也可用于解列小电源，如果联切小电源的功能不能在备自投上实现，也可在其它保护装置上完善，如主变保护等。 ③逆功率：逆功率保护可判断小电源线路的有功方向。当有功为负，电流达到某定值时，延时切除小电源，可防止系统电源发生故障断开后，小电源向系统倒送功率，拖垮小电源。电流定值通常由小电源所带实际负荷在各种运行方式下最大消纳后结余的有功折算出的电流来决定，并考虑一定的灵敏度，但最好能根据小电源长期运行的并网有功监测值进行核算；动作时间需小于线路重合闸时间。低频低压解列装置基本原理与逆功率类似，只增加了低电压的判别。

（4）由小电源指向系统方向的保护整定。 ①由于并网小电源容量一般不大，其综合阻抗很大，因此在线路发生故障时，小电源给故障点提供的短路电流较小，在实际计算中可以忽略不计。所以在计算接有小电源的低压出线（35kV或10kV）上的其它出线定值时可仅按大电源系统供电计算。

②若小电源与110kV系统并网，则可正常投入并网110kV线路由小电源指向大系统的方向距离保护作为光差的后备；零序保护可不投，这是因为正常情况下小电源110kV升压变（联络变）中性点地刀在分位，不存在零序网络，零序保护不会动作。 ③联络线进线柜定值整定时，按小电源阻抗归算计算短路电流，以保证系统110kV发生故障时有足够的灵敏度，并参考发电机出力；动作时间需与接有小电源的低压出线（35kV或10kV）上的其它出线定值的灵敏段相配合，即不短于0.6s，以避免其它出线故障时，小电源进线误动。此种整定方法还可作为保证非同期并列的后备措施。 ④由小电源指向系统方向的保护均为纯过流保护，其动作时间须与小电源发变组复压闭锁过流跳本侧及母联的动作时间相配合，且要小于发变组过流保护动作时间。 2

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3 结束语

至今，并网小电源的整定还没有一套严谨的方法，本文根据实际运行经验整理的建议希望能给保护及整定人员提供帮助。随着并网小电源的不断增多、新能源的增多，它们对系统的影响也不容小视，只有不断发现问题并解决问题，才能逐步完善小电源并网系统的保护，使得电网更加安全有效地运行。

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