风电场Z形接地变保护整定问题探讨

技术与应用风电场Z形接地变保护整定问题探讨张期榆林供电公司，陕西榆林719000摘要随着风电场大量接入系统，风电场的稳定运行已经密切影响系统网络运行的安全性。以某风电场系统为例，分析了接地故障发生后相关设备的零序网络，针对接地变速断值的选取、过流保护与零序过流保护间可能失配5起的保护误动，提出了优化方案，风电场的安全稳定运行表明该方案的可靠性。关键词电容电流；接地变；整定计算DISSCUSSIONONPROTECTIONSETTINGPROBLEMSOFZGROUNDINGTRANSFORMERINWINDPOWERZHANGNAYULINPOWERSUPPLYCOMPANY,YULIN，SHAANXI719000ABSTRACTALONGWITHTHEINCREASINGPROPORTIONOFWINDPOWERCAPACITYINTHEGRID，THEGRIDPOWERSECURITYISCLOSELYRELATEDTOTHESTABLEOPERATIONOFWINDPOWERBASEDONACASEOFWINDPOWERSYSTEM，THISPAPERANALYZESTHEZEROSEQUENCENETWORKWHENASINGLEPHASEGROUNDINGFAULTOCCURSTOTHEPOWERTHEOPTIMIZINGSCHEMEISSUGGESTEDTOTHETWOQUESTIONSONEPROBLEMISHOWTOCONFIGURETHEQUICKBREAKINGVALUE，ANDANOTHERONEISTHATMISMATCHINGOFTHEOVERCURRENTPROTECTIONANTHEZEROSEQUENCECURRENTLEADSTOTHEMALFUNCTIONTHESAFEANDSTABLEOPERATIONOFTHEWINDPOWERSYSTEMSUGGESTSTHATTHESCHEMEISFEASIBLEKEYWORDSCAPACITANCECURRENT；GROUNDINGTRANSFORMER；SETTINGCALCULATION由于风电场集电线路长、分支多且大量使用电缆，系统对地电容电流越来越大，接地故障产生的弧光过电压等一系列问题，严重影响电网安全。为此，风电场35KV或10KV侧大部分采用小电阻接地方式。但接地变速断过流保护按规程要求可能躲不过区外单相接地时流过接地变的最大故障相电流，易引起保护误动，速断、过流保护动作逻辑根据规程要求不利判别故障所在设备，过流保护与零序过流保护间可能失配引起保护误动，增大风电场安全运行压力。本文以某风电场接地变保护误动事件为例，分析动作原因，提出相应预防措施，防止类似问题的发生。1风电场现状11风电场一次主接线如图1所示，风电场装机容量495MW，有33台TW150087型号风机，分3组1组L0台、2组108L隰|L技水2016年第1期12台、3组11台通过集电1线、集电2线、集电3线汇集至35KV母线，再由110KV升压变并入系统。L2台风机1O台风机12台风机图1某风电厂电气主接线图12Z形接地变因为系统主变为丫接线，所以35KV系统为不接地系统。接地交接入系统的作用是在中性点不接地系统中人为引出一个接地点，为系统接地故障提供零序通路。接地变压器电源侧装设三相式的电流速断、过电流保护，作为接地变压器内部相问故障的主保护和后备保护；接地变中性点上装设零序电流I段、零序电流II段保护，作为接地变压器单相接地故障的主保护和系统各元件的总后备保护。目前，我国的接地变有三种构成方式一是增设YNYN0的普通配电变压器；二是增设YND普通配电变压器；三是用ZN式联结的接地变压器。分析三种构成方式接地变的特点，Z形接法变压器因其零序磁通产生的附加损耗小、零序阻抗较小、容量可以100被利用，更适合用作接地变41。2接地故障分析系统接线如图1，当集电1线末端F1点发生单相A相金属性接地故障时01，FC02根据对称分量法，系统各序网络如图2所示。A图2系统J手网图ZO3R二_4E为FL点正常时相电压，即开路电压，Z1为正序阻抗，Z2为负序阻抗，C0为网络对地电容，R为中性点接地电阻。由于Z、Z2相对于零序阻抗小得多，可忽略不计，故中性点的零序电流3一3EA5技术与应用流过接地变的相电流IAIBICLIFO63接地变保护整定问题分析表1接地变参数容量电压接线短路阻抗零序阻抗接地电阻KVAKV方式UKQ相Q0535ZN824L835801问题1速断过流躲不过区外单相接地故障流过接地变的最大故障相电流，按规程要求保护可能误动整定计算IE去一S2电流速断1保证接地变电源侧引线故障有足够灵敏度KT2866A根据规程要求可取70A。但区外单相接地时，流过接地变最大故障相电流IAMX3R35X10。45J3X80J18356691A考虑可靠性KI3，D87A。故电流速断保护整定除规程要求原则外，还应躲区外单相接地时流过接地变最大故障相电流；ISDKD87A。取90A，动作后联跳主变同侧断路器。2问题2过流保护的时间按规程要求，与主变跳同侧开关时间相同，不利判别故障所在设备若接地变发生相问故障，按规程要求主变高后备、接地变过流保护同时跳开升压变低压侧开关，难以区分母线、接地变故障，不利于网络安全可靠运行。故过流时问还应与与上一级过流保护时间反配合。下转第123页20161期嘲获求I109分析，实现继电保护设备各类跳闸动作、异常、告警信息的分类和关联性分析及其预警。3继电保护设备状态检修。最终，在实现了对继电保护设备健康状态的监视和分析之后，根据其健康状态及运行特征，合理的安排继电保护设备状态检修。5结论1采用基于网络报文分析装置来实现对继电保护状态监测在技术上具有可行性。2目前网络报文记录分析装置已经能够实现对全站继电保护通信状态、采样值状态、开关量状态、光口强度及光纤衰耗、同步对时精度及对时状态等的监测，这些已经监测到的数据将进一步服务继电保护状态监测预警分析。3未来，随着继电保护等设备的自检信息进一步规范和玎放，将更进一步推动继电保护设备状态监测技术的发展，基于网络报文记录分析装置的状态监测将具有更加广阔的应用空间。12【3【45】6参考文献技术与应用韩平，赵勇，李晓朋，等继电保护状态检修的实用化尝试【J电力系统保护与控制，2010，38199295117刘娟，鞠登峰，王勇，等变电站设备智能状态监测系统的设计及应用【J电力建设，2012，336610智能变电站技术导则【S2009叶远波，孙月琴，黄太贵继电保护状态检修在现代电网中的应用研究华东电力，20L1，39812751278张晓华，刘跃新，刘永欣，等智能变电站二次设备的状态监测技术研究【J电工文摘，201146872刘海涛，黄鸣宇，赵旭阳智能变电站合并单元时间性能测试问题的研究L1华东电力，2013，411】9121作者简介刘海涛1987，男，火学，助理_程师，研究方向为智能变电站关键技术的研究。上援第109贞3问题3过流保护在不能兼顾接地变低压侧故障有灵敏度和躲区外接地故障流过接地变的最大故障相电流时，其整定值如何选取更合理过流保护1躲接地变额定电流，。1072A2保接地变低压侧故障有灵敏度，D15躲外单相接地故障流过接地变的最大故障相电流18DKID87A按照保护要求，保证灵敏度的前提下尽晕保证选择性，故50A，动作时间与零序过流II段配合，过流保护与零序电流保护不完全配合，依靠零序电流保护的可靠动作保证选择性。动作后跳本侧开关并联跳主变同侧断路器。4结论结合风电场实例，对接地变速断、过流保护按保护规程村原则整定可能引起保护误动的问题进行了深入分析，提出了有效的改进方案，优化了接地变保护整定方法，风电场的安全稳定运行证明该方案的可行性。参考文献【1DLT5842O073KV110KV电网继电保护装置运行整定规程【S2张志刚，李明杰，陈国平，等国家电网公司继电保护培训教材上册M北京中国电力出版社，20003】曹小玲，蒋