王志稳
华润新能源（泌阳）风能有限公司 河南 驻马店 463000
摘要：社会在发展过程中能源作为重要的基础条件，对于我国经济的健康发展发挥着积极作用。风能作为一种清洁的可再生能源，有着广阔的发展前景，随着风力发电容量及规模的不断扩大，风电场对继电保护的要求也在不断提高，在风电场的设计建设阶段，就应该对继电保护配置予以足够的重视。本文通过分析继电保护配置的原则，对风电场整体继电保护配置方案进行研究。
关键词：陆上风电场；继电保护配置；典型方案
引言
风电场保护与传统配电网继电保护具有很大的区别，常规的配电网电源由于是单向流动方式。电能一般从系统流向线路终端，而风电场发电情况下，是从集电线末端向系统。传统基于电流保护的系统中，电流及短路电流都发生了流向变化。另外，风电场零序保护主要分为主变高压侧和低压侧两种部分。通常高压侧零序保护采用中性点直接接地零序与间隙零序保护相互配合方案。低压侧主要采用小电阻接地方式或采用接地接地变方式。采用这种接地方式下，风电场集电线系统可以采用零序电流识别单相接地故障。对于超出接地线零序ct范围外的母线采用母差保护。对于母线上的站用变、SVG同样配有零序电流保护。采用这种方案对风电站内的所有电气设备进行覆盖。
1继电保护配置的原则
继电保护配置，其具有一定的继电保护的规范标准及原则。继电保护配置的原则：首先，可依据需要保护对象的故障特点进行配置。通过对需要保护的对象运行状态及故障发生的数量等数据分析，判断其是否有故障点及异常状态的存在。还能对发生故障的线路进行分类，结合故障的位置及等级的不同，安装不同的继电保护装置。其次，继电保护配置可以保护电路的电压等级。根据电压等级的不同，电力系统的继电保护配置要求也不同。比如高压电网系统，对稳定性的要求较高，因此其对切断故障所需的时间要求也较高，需增加主线路的保护装置。主线路在安装继电保护装置时，需保障设备的安全性及可靠性，以最快的速度选择需要保护的线路，对有故障存在的线路进行隔离和切断。同时，高压系统还应设置多重保护机制，可以有效防止电路发生故障时无法切除的情况出现。如果保护装置在容错范围内无法关闭保护系统，相邻的保护系统会对该故障点打开保护系统，进而可以保护整个电网系统。继电保护系统是二次回路和继电保护装置构成的整体，二次回路虽然不是整体，但在保障电力生产的安全及继电保护装置正常的运行起着重要的作用。复杂的二次回路会导致继电保护装置，无法正确地感受到系统实际的工作状态，进而无法正确的执行动作，所以应尽量简化二次回路的接线。
2陆上风电场继电保护配置典型方案研究
2.1陆上风电场保护配置方案
①汇集线保护配置.相间距离或过电流保护：包括电流瞬时速断、限时速断和定时限过电流保护，相电流超过定值且延时大于整定值，装置即出口跳闸。如过电流保护灵敏度不能满足要求时，应配置相间距离保护。零序过流保护：包括零序过流Ⅰ段和零序过流Ⅱ段，当接入装置的零序电流超过定值且延时大于整定值时，装置即出口跳闸。零序功率方向保护：零序电流大于较小的整定值，且零序功率方向元件动作，则经过一定的延时后保护跳闸。虽然零序功率方向保护灵敏度要比零序过流保护高，但是必须保证接入保护的零序电压、电流极性的正确性。陆上风电场设置零序过流保护能够满足单相接地快速切除故障要求，故一般不采用零序功率方向保护。②接地变保护配置.过电流保护：接地变电源侧装设三相式电流速断保护、限时过电流保护，作为接地变内部相间故障的主保护和后备保护。零序过流保护：接地变中性点上装设零序过流Ⅰ段和零序过流Ⅱ段保护，作为接地变单相接地故障的主保护和系统各元件接地故障的后备保护。③母线保护.陆上风电场汇集线系统中的母线每段应配置一套母线保护，作为母线故障的主保护。SVC无功补偿装置应接电容器保护配置过电压、低电压保护。当采用经电阻接地方式时，还应配置一段带时延的零序电流保护，保护还应躲过装置最大不平衡补偿电流。SVG无功补偿装置应配置电流速断保护和过电流保护。SVG连接变应配置变压器差动保护。当采用经电阻接地方式时，还应配置一段带时延的零序电流保护。
2.2电网继电维护以及安全自动设备
这主要是有陆上风电场和电源连接之后会使得变压器接地对电力系统产生影响，导致零序网络呈现改变，而一旦零序网络出现改变后，就会影响零序维护检测的活络程度，不仅如此还会导致自动重合闸功用和效果的发挥遭到影响。在陆上风电场规划进一步扩展的进程中，若是系统联络线有故障呈现，例如，若是有跳开动作出现，就会导致风机进入改变运转的状态，然后降低了稳妥检同期成功率。出现这种情况就会形成，同期重合闸无法顺利完成重合动作，导致出现风电脱离电网故障。因为陆上风电场不能继续性的供给短路电流，然后为电网供给安稳的电力动力，就会降低联络线维护功能，然后出现维护设备误动作或许拒动的情况。所以还需要做好会维护设置来进步继电维护设备的，维护功能以及灵活性。
2.3SVC无功补偿装置
①相间短路保护.限时电流速断保护：按电容器端部引线故障有足够灵敏系统整定，一般整定为3-5倍额定电流。整定时间为0.1-0.2s。过电流保护：按可靠躲过电容组额定电流整定，一般整定为1.2-2倍额定电流。整定时间为0.1-1s。过电压保护：按电容器不长时间超过1.1倍的额定电压来整定，整定时间小于60s。低电压保护：按电容器所有母线失压后可靠动作，而电压恢复时可靠返回整定，一般整定为0.2-0.5倍额定电压，动作时间与本侧出线后备保护时间配合。②相接地保护.零序电流保护应躲过电容电流，且对汇集线系统单相接地有足够灵敏度整定。零序保护整定时间为0.5-1.0s。
2.4陆上风电场站内零序电流整定时限配合
零序保护在时限设定时需要考虑集电线路是够在风机接入时增加箱变高压侧断路器。如今一些为了增加集电线的无故障运行小时，减少单台风力机组T接接头以下的短路故障造成整条线路的风力机“陪停”现象。增加了风力机箱变高压侧断路器。低压系统零序保护定值实现将采用三级方式。第一级为箱变高压侧零序保护，需要考虑躲过箱变合闸时励磁涌流引起的零序电流。时限一般从0.1s起。第二级为集电线路零序保护，定值设定时需要考虑与第一级之间的配合。一般增加一个时限级别，或是让第一级有更高灵敏度时限一致。第二级保护中也可设置多个时限提高因线路非金属性接地的灵敏度。第三级保护是低压侧接地变或是变压器低压侧小电阻接地系统零序保护。定值设定时比第二级多出一个时限。如果在站内不设有箱变高压侧断路器，这按照二、三级设定即可。同样也需要考虑箱变合闸时的励磁涌流问题。加入至少0.1秒的延迟。
结语
综上所述，随着风电行业的快速发展，陆上风电场的数量不断增多，规模也在不断扩大，风电场的继电保护配置关系着风电场的安全与电力系统的稳定，合理的保护配置必须能够囊括所有可预见的故障情况，通过主保护与后备保护的相互配合，让保护更加全面，使故障得到快速精确的定位，尽可能地减少短路故障所带来的损失。
参考文献
[1]韩璐.风电接入对继电保护的影响综述［J］.电力系统保护与控制，2016，（44），163-169.
[2]胥永利.风电场汇集线系统接地方式选择及继电保护配置[J].农村电气化，2019（2）：66-68.
[3]焦在强.大规模风电接入的继电保护问题综述［J］.电网技术，2012，（36），195-201.
[4]中国电力企业联合会.GB51096-2015风力发电场设计规范［S］.北京：中国计划出版社，2015.
[5]电力规划设计总院.DL/T5506-2015电力系统继电保护设计技术规范［S］.北京：中国计划出版社，2015.