风电场接地方式与零序保护整定计算.pdf

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1、江m苏电由在工mrT→斤1vi口王JEU－YJ0bP3FMc··IpuvJ出n户LWρLVmHD2013年9片第32卷第5期23风电场接地方式与零序保护整定计算向昌明，杨宏宁，范立新，喻建（江苏方天电力技术有限公司江苏南京211102)摘要：风电场占地广、汇集线长、电容电流大，其接地方式涉及到风电场和整个电网的安全稳定运行c针对国内风电场35kV系统采用的经消弧消谐柜、消弧线圈、电阻3种接地方式，分析了其原理和基本运行特性，给出了相应的汇集系统零序保护整定计算方法，为类似工程提供了有益的借鉴。关键

2、词：单相接地；电容电流；Z型接地变；零序保护；整定计算中图分类号：TM614文献标志码：B文章编号：10090665(2013)05002303风电场由于汇集线路长且分支多，发生单相接地图l中的接地设备有消弧消谐柜、消弧线圈及经故障的频次相对较多，容易造成电压互感器故障、箱接地变的电阻等。结合实际接线，首先分析风电场不接变避雷器烧坏、汇集线路保护动作以致风电场停机，地方式下35kV母线（dl点）和汇集线路（d2点）发生甚至造成升压站系统侧断路器跳闸等事故。其原因单相接地故障时，各支路的零序电流分布

3、情况。是：场内汇集线路的架空线在大风时摆动或脱落，发该风电场35kV系统发生单相接地故障时，假设生对横担、拉线接地；汇集线路的电缆绝缘破损对地线路电阻为0，则负荷电流在线路上没有压降，故障相发生间歇性放电。目前风电场12kV和35kV汇集线电压为0，非故障相电压升高为13倍，每条线路的三路采用中性点不接地系统，由于线路回路数较多，容相对地电容相等，分别为C01,Cm,Cm,C04和C时母线及性电流较大单相接地引起系统状态瞬间改变导致电源对地电容为COG。当线路V的A相发生金属性接地电网中电感电容

4、回路的电磁振荡（即谐振），造成弧光故障时，系统稳态的电容电流分布和零序等效网络分接地过电压。为了消除上述影响，根据接地容性电流别如图2和图3所示［＼］大小不同，目前风电场通常采用消弧消谐柜接地、消弧线圈接地及电阻接地等方式。在实际风电场运行l号线路nιT↓T－时，上述现象经常造成保护误动。文中以某风电场送234口亏同亏口号线线线路路路出线故障为例，对该现象进行分析给出不同接地方式下的汇集系统零序保护的整定计算方法。1某凤电场汇集线路故障分析5号线路某风电场总装机容量为50MW，有l.5sle型双馈

5、异步机组35台，单台风机容量1500kW，每7台风机CBA”一“T接在条汇集线路上，通过5条汇集线路的中压图2单相接地故障时电容电流分布母线经主变升压至220kV，接人系统。风电场系统接TAO叫线如图l所示。丘I并网线路2号线路3号线路主变4号线路TAOIo,___..5号线路diCos十＋图3单相接地故障时零序等效网络由图2和图3可以看出35kV母线不接地时在接地设备dl点接地故障下，流过这5条线路的零序电流是本线U’U哩’U亨1号线路2号线路3号线路4号线路5号线路路对地电容电流，其方向均由母

6、线到线路。35kV母线图1某凤电场系统接线示意图不接地时在d2点接地故障下，正常线路(1号、2号、3收稿日期：20130408；修回日期：2013-0519号、4号线路）的零序电流是该线路的对地电容电流，其24江苏电机工程方向由母线到线路；故障线路（5号线路）的零序电流整定汇集线路的零序保护，迅速隔离故障，避免事故扩为所有非故障元件（正常线路和主变）的对地电容电流～5号汇集线路大。根据风电场提供的资料计算出l之和，其方向由线路到母线。的电容电流分别为6.9A,7.1A,8.5A,10.6A,9.5

7、A。例如：5号汇集线路区内故障时，流过其零序TA2中性点采用消弧消谐柜接地方式的电流为33.1A；区外故障时流过其零序TA的电流2.1消弧消谐柜接地的工作原理为9.5A。零序I段保护定值按躲过本条线路区外单相SHK型消弧柜是较常用的消弧消谐装置。其采用接地时流过保护安装处的零序电流计算：微机控制方式，具有消弧功能、电压互感器（TV）功能、(3/o.op=K由Jk(1)防止内部与外部过电压保护等功能，原理接线如图4式中：（3/o)Lop为零序I段保护定值；Krel为可靠系数，所示。I）取1.5～2

8、；／�为本线区外单相接地时被保护设备供短路点的单相接地电流系统容性电流较大为了防止过电压，该保护宜动作于跳闸，保护灵敏度不小于1.5零序II段保护定值按本条线路区外单相接地时有→定的灵敏度计算．4(3ι）u.op＝ι／K,00(2)2γ3式中：（3/0)llop为零序II段保护定值；K,en为灵敏度系数，取1.2～2。所以，5号汇集线路零序I段定值19A,l为分相控制真空断路器，2为予车式电压互感器；延时0.2s跳闸；零序II段定值7.6A，延时1s发信。其3为电流互感器；4为过电