跟很多做分布式的朋友聊天,他们往往对供电公司多有微词。其实原因很简单,供电公司在他们的项目并网时,往往让他们加装很多“稀奇古怪”的设备,这些设备还有点贵。还有很多公司在做1-2MW的项目时,往往想法设法避开10KV并网这个环节,这样做的原因无非是减少成本。
分布式光伏的引入不仅改变了配电网络的拓扑结构和潮流方向,而且也影响了配电系统保护的选择性、速动性、灵敏性与可靠性。且随着分布式光伏的容量和接入位置的不同,对系统保护的影响也不同。目前我国配电网电压等级主要包括35kv和10 kV,且一般10KV馈线都是从35KV至220KV变电站的10KV母线送出,并直接向用户供电的终端线路,也有小部分10 KV馈线通过其它变电所10KV母线转供其它10 kV终端线路,所以大部分分布式光伏都是通过变压器接入10 kV配电网中,且接有防止孤岛运行的相关保护。
1.1 分布式光伏系统对10KV线路电流保护的影响
一般10 kV馈线上的保护不需要安装方向元件,只采用传统三段式电流保护方案:①瞬时电流速断保护、②定时限电流速断保护和③过电流保护。并根据变压器是否接地设置零序电流保护。
三段式电流保护的动作特点如下:①电流速断保护按照躲过本线路末端短路时流过保护的最大短路电流整定,瞬时动作切除故障,但不能保护线路全长;②定时限电流速断保护按照本线路末端故障时有足够灵敏度并与相邻线路的瞬时电流保护配合的原则整定,能保护本线路全长;③过电流保护按照躲过本线路最大负荷电流并与相邻线路过电流保护配合的原则整定,能保护本线路及相邻线路的全长。对于不需要与相邻线路配合的终端线路,一般采用瞬时电流速断保护加过电流保护组成的二段式保护。
一般配电网是放射状链式结构且由单端电源供电,在线路上发生故障时,只有系统侧的电源向故障点提供故障电流. 因此配电网中的继电保护装置设在线路的系统侧,在配电网中接入分布式电源,发生短路故障时,配电网中的短路电流分布明显与不接分布式电源时不同,这将影响配电网原有继电保护配置的正常运行。
图1
如图1所示,分布式光伏系统接在馈线始端的母线上时,仅等同于增大了系统侧的容量,因此当K1、K2、K3发生故障时,分布式系统会提供注增电流。根据分布式系统容量大小来考虑其对各个保护的影响。
图2
①如图2所示,当K1处发生故障,系统提供的短路电流由保护3动作切除,而AB段馈线末端没有保护,分布式光伏系统会向故障点提供反向短路电流,并且向下游负荷供电形成孤岛运行。
②当K2处发生故障时,分布式光伏系统会对通过下游保护的短路电流起到助增作用,使得保护2的电流速断保护的保护范围延长,降低灵敏度。如果保护范围延懈CD段馈线上,有可能使保护1失去配合,影响保护的选择性。同时分布式光伏系统还会对通过上游保护的短路电流起到分流作用,流过保护3的短路电流会减小,保护范围缩短,有可能使保护3拒动。
③当K3处发生故障时,分布式光伏系统会向系统母线提供反向短路电流,假如保护3没有方向元件的话,将有可能会误动。同时分布式光伏系统还会增加保护4流过的短路电流,影响其保护范围和灵敏度。
图3
④如图3所示,当Kl或者K2发生短路故障时,分布式光伏系统会向上游保护提供反向的短路电流,假如保护没有方向元件的话,并可能会引起这三个保护的误动,影响保护的灵敏度,失去选择性。
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