分布式发电对配电网继电保护的影响董聪

分布式发电对配电网继电保护的影响董聪

董聪

（国网冀北电力有限公司廊坊供电公司河北省廊坊市065000）

摘要：近年来，分布式电源作为可靠、高效、经济的发电方式得到广泛的关注。分布式电源和电网结合被认为是节能降损、节省投资、提高电力系统的灵活性和可靠性的主要方式。分布式电源的研究和应用给电力系统带来了活力，也带来了挑战。配电网中接入分布式电源后使网络结构、电网潮流以及短路电流发生变化，从而影响保护的正常运行。结合配电网的特点，合理地使用分布式发电方式，有利于加强对配电网继电保护的实际作用效果，实现对传统电流保护方式的改进。

关键字：分布式发电；配电网；继电保护

近年来，随着科技的快速发展，我国对用电安全的要求越来越高，对输配电工程建设的要求也随之提高。为保证输配电工程施工的每一环节的质量，分布式发电技术起着至关重要的作用。作为在输配电线路测量中起着重要作用的分布式发电技术，在应用于配电网继电保护时也随着科技的发展逐渐得到完善。而作为施工工作人员在实际操作时也要不断探索和实践，更有效的提高分布式发电技术的实用性，使其得到更好的发展，保证了输配电工程的安全性，为我国电力事业的发展贡献一份力量。

1分布式电源及其优势

1.1分布式电源概况

分布式发电(DistributedGeneration,简称DG)是美国1978年在公共事业管理政策法中公布并正式推广，其定义为：为满足特定用户需要或支持现有配电网的经济运行，以分散方式布置在用户附近，发电功率为几千瓦到五十兆瓦的小型模块式且与环境兼容的独立电源。它区别于集中发电、远距离传输、大互联网络的传统发电形式，是与传统供电模式完全不同的新型供电系统。结合我国的国情和发展情况，DG总结为：在用户侧安装的，为满足用户需求的小型模块化发电系统，支持配电网的运行，大多数都采用清洁能源，容量大多在几到几十兆瓦之间。分布式电源在配电网中的接入可以提高用户侧的电能质量和供电可靠性，其容量和投切不受大电网的调控。

1.2配电网结构特点

配电网的任务则是对电能的分配，其接线方式取决于负荷性质。配电网与输电网最大区别就是配电网都是单侧电源的供电系统，其功率和电流的流动方向是单向的，因而继电保护的配置也是按照单侧电源的系统来设计的，电力馈线上保护无需安装方向元件。传统的配电网的馈线保护通常配置的三段式的电流保护，即电流速断、限时电流速断与定时限过电流保护。

1.3继电保护基本概念和要求

电力系统的故障和不正常运行状态如果不及时处理会引发事故，而继电保护的任务就是反事故，具体为：快速，有选择地切除故障（跳闸）；发现不正常运行状态，通知运行人员及时处理（一般为发信号）。继电保护的基本要求是：选择性，速动性，灵敏性和可靠性。

2分布式发电对配电网继电保护的影响

即使继电保护整定是根据综合继电保护性能提供的合理装置，但同样的分布式发电系统给配电网继电保护带来了不少的影响。因配电网电网框架结构改变，而电网中相应的电流保护定值不变，大大影响了保护装置的灵敏度，使得配合难度相应的增加，部分故障只有通过并网纵联保护来处理相应的问题。缩小分布式发电技术的机组容纳数量，降低其对配电网继电保护所产生的不利影响。我国对分布式发电的技术机组的准人容纳数量进行了广泛的探究，对其配电网的影响以及建设规模进行了权衡，但是这种缩小容纳数量的办法会随着分布式发电的技术机组容纳数量不断增大，其局限性将表现得更明显。在配电网出现故障问题时，从配电网终端把分布式发电技术的机组迅速切断，以防止分布式发电技术造成不利的影响。

2.1分布式电源对三段式电流保护的影响

在35KV及以下电压等级配电网中普遍配置的是三段式电流保护,电流保护是根据线路发生短路故障时电流增大而构成的，其原理简单，能够满足快速切除故障的要求。瞬时电流速断保护，该保护只适用于单侧电源低于35kv的输电线路，为了满足选择性，该保护只能将其保护范围达到本级线路的一部分，而不能保护线路全长；带时限电流速断保护，该保护适用于单侧电源低于35kv的线路。本级线路中，速断保护范围以外的线。此举能够保护本级线路的全长，保护范围至本级线路末端，因此保护范围延伸到下一级线路的始端。定时限过电流保护，是作为后备保护。保护范围包括本级线路以及下一级线路的全长，保护的动作时限按照阶梯原则来整定。

选用定时限电流速断保护、过电流保护及瞬时电流保护共同组成的三段式电流保护方式，在实际的应用中具有可靠性强、保护效果良好的优点，可以在较短的时间内快速地切除故障，一定程度上提高了配电网的运行效率。但是，在传统的电力系统运行方式及电网接线方式影响下，分布式发电接入配电网时，将会使系统的潮流发生改变，扩大了故障电流的影响范围。因此，需要选择合理的分布式发电接入位置，增强其对三段式电流保护的实际作用效果，逐步提高配电网的整天生产水平。与此同时。分布式发电容量的变化，也可能造成三段式电流保护失去选择性，影响着配电网的工作效率。为了有效地消除分布式发电对三段式电流保护的影响，可以采取的有效措施有：（1）结合相邻线路保护定值的具体要求，选择合理分布式发电容量；（2）当分布式发电的渗透率不断提高时，应结合配电系统的具体参数做出相应的调整，以微网的方式与配电系统进行有效地连接，增强配电网继电保护的实际作用效果；（3）从影响最小化的角度选择合理的分布式发电位置，避免对相邻线路保护造成较大的影响。

2.2分布式电源对电流保护的影响

当线路末端有短路故障发生时，由于DG接入配电网中，一方面线路所检测到的故障电流将会增大，DG的并入容量越大，则相应的电流也就越大，有可能故障电流大于电流速断保护的整定值，从而造成保护误动。另外一方面，流过线路保护电流减小，相比于未接入DG时，灵敏度变低。当在配电网末端接入DG，前方线路有短路故障发生时，短路点与DG近距离较远，短路电流有可能小于系统运行的最大负荷电流，此时无法切除故障。

2.3分布式电源对配网自动装置的影响分析

自动重合闸装置是将因故障跳开后的断路器按需要自动投入的一种自动装置。多数情况下，线路上的故障(如风害、雷击等)是暂时性的，跳闸后线路的绝缘性能(空气间隙和绝缘子)能够得到恢复，重合闸能成功动作，提高了供电的可靠性。因此，在由继电保护动作切除短路故障后，电弧将自动熄灭，绝大多数情况下短路处的绝缘可以自动恢复。因此，自动将断路器重合，不仅提高了供电的安全性和可靠性，减少了停电损失，而且还提高了电力系统的暂态水平，增大了高压线路的送电容量，也可纠正由于断路器或继电保护装置造成的误跳闸。所以自动重合闸广泛地应用于架空线路上，当线路出现故障时，保护装置使断路器跳闸后，自动重合闸在很短的时间间隔后重合断路器。

2.4对熔断器保护的影响

在配电网运行中，熔断器能够对分支线路予以有效保护。在分支线路中出现较大电流的时候，并且此电流不被允许的情况下，就会导致熔断器中熔体熔断，最后实现故障线路切断，达到了保护目的。倘若在分支线路中融入分布式发电，就会对熔断器保护产生一定的影响。与此同时，线路末端点电流主要是由配电网予以提供的，假如电流过大，就可能导致紧挨着线路末端的熔断器发生故障，最后导致熔断器熔体熔断。但是根据配电网保护原则与选择性原则来说，线路末端熔断器是不可以被熔断的，所以分布式发电的接入会直接影响熔断器保护作用。

3结束语

综上所述，分布式发电由于其节能环保功能，受到电力系统的大力支持及深入应用，分布式发电技术已经成为当前电力系统发展的主要方向。而面对分布式发电对配电网继电保护的影响，相关部门应积极采取有效技术做出相应调整，使分布式发电更加适用于配电网系统，保障配电网系统的正常稳定运行。分布式电源以其优越性掀起研究的热潮，作为新的能源利用方式，其出现为能源、环境问题提供了有效的解决途径，是未来电力系统的发展方向。

参考文献：

[1]李丹.分布式发电对配电网继电保护的影响[J].通讯世界.2016，9：126-127

[2]吕士俊.分布式发电对配电网继电保护的影响[J].电工技术（理论与实践）.2016，5：244