分布式发电对电网继电保护的影响探究

明涛

摘 要：随着经济发展以及科技水平的提升，电力行业也因此得到了迅速发展，发电技术也在不断地推陈出新。分布式发电技术，是现阶段电力系统中较为先进的一种发电技术，具有高效性和环保性等特点，并且这种技术给传统继电器保护带来了不小的影响。文章从电网结构以及相应的保护配置两个方面进行分析，进一步探究分布式发电对电网继电保护作用。

关键词：电力系统；分布式发电；配电网；继电保护

分布式发电（Distributed Generation）简称DG，是一种先进的新型发电技术，其主要应用目的在于更好的对客户需求进行服务。通常相关电力部门会按照行业标准对发电组容量进行有效地控制，一般情況下，其电容量控制在20兆瓦到30兆瓦之间为最佳。因此，电力系统中的电网电流一旦发生变化，就会导致线路的灵敏度受到影响。而DG作为电网继电保护中最为重要的手段之一，能够从根本上提升电力系统传输电能的稳定性和安全性。

1 电网保护的组成结构

在传统的配电网络中，其结构都是使用单电源辐射状的方式所组成，对于电网继电保护的设备也相对简单。随着科技水平的发展，电力系统结构也在逐渐复杂化，而系统中的保护装置结构也随之变的繁琐。现阶段，我国国内电力系统电网继电保护使用的方式主要有两种即：反时限过电流保护以及三段式电流保护。

在电网线路进行电流传输期间，反时限电流能够对电网线路电流的传输起到一定保护作用，这是由于反时限电流保护受到线路中电流大小的直接影响，对线路保护时间越短，就会导致线路短路时瞬间电流过大。DG对线路中较近的故障动作保护时间会比较短，而对于线路中较远处故障动作的保护时间会比较长，因此，这种对于电网电流的保护方式，能够符合继电保护的需求，所以在电网继电保护中得到了大范围使用。

通常情况下，电流保护就是指三段式电流保护方式，其中包含了时限、瞬时以及过电流三种，因此一定要对这些电流进行保护，才能有效提升电网运行的稳定性[1]。现阶段，我国国内的配电网络主要由中压配电网和低压配电网组成，其中还包含了单侧电源以及辐射电源，而单侧电源又不是通常情况下所说的接地电源。然而，就我国实际的继电保护情况来看，其相对的保护水平还比较落后。其中三段式电流保护则是按照电流支路的开关，来对熔断器进行保护，熔断器又存在于线路之上，并且其还要和上下支路中的熔断器进行配合使用，才能起到保护配电网络的作用。这种方法不具有方向性，因此，对于电网的保护已经满足不了电力系统的实际需求。

2 分布式发电对馈线保护的影响分析

2.1 分布式发电对两段电流保护的作用

想要对两段式电流进行有效保护，就一定要将分布式发电接入配电网络中。一旦线路发生故障，其电流量就会发生改变，在此故障期间，配电网络中的继电保护无法正常运行。然而，对于其中一部分不是电缆的线路来说，一旦馈线发生故障，就会导致电网运行受到影响。因此，为了进一步提升恢复供电的速率，就要安装相应的三相一次重合闸。一般情况下，终端线路会使用两段式进行保护。除此之外，对瞬时电流的保护要使用两段式和三线一次重合闸结合的方式进行保护，进而确保电网线路整体的安全系数。下面就对分布式发电对三段式电流保护的影响进行分析。文章以分布式发电在进入10kV配电网为例，对其保护作用进行具体分析。

首先，能够降低线路保护动作的灵敏性。如图1所示，把DG引进到B、C两点之间的任意位置上，这时就会将B点和C点之间，划分成两个部分，而A点和DG之间的供电方式就会变化成双电源供电，实际上DG区域不是使用双电流方式进行供电。一旦DG和A点两者之间发生故障时，系统就会自动为出现故障的区域进行电流供应。虽然B点到C点这一区域内能够真实感应到故障电流的存在，但是它能够感受到的电流值要比实际故障区域的电流值小。这时，线路保护动作就会出现灵敏度降低的现象，一旦情况更加严重时，就会出现拒绝线路保护动作的现象[2]。

其次，馈线保护动作可能会出现错误。通过对图1进行观察可知，一旦D2点出现故障，那么在A点和B点之间的保护动作就会做出跳闸反应，然而，流经D2点的总电流是由电网系统和DG一起供电的，因此R2是能够感受到短路电流的动作的。然而，因为电流保护没有方向性，也不能实现自动关闭的功能，所以，分布电流的增大也会导致故障电流的增大，从而导致R2出现错误的动作。除此之外，相邻的两条馈线发生故障时，相应的反向电流可能会致使馈线出现错误[3]。

最后，降低保护的选择性。通过观察图1不难看出，当D3出现故障的时候，其保护电流是系统和DG所共同提供的，因此，故障的电流值要高于实际电流值。一旦出现故障电流的区域是在终端线上，那么因此所导致的影响就会加大。虽然，可以使用提升线路保护灵敏度方式来解决这种问题的存在，但是这种方法只对终端线路故障才有效。所以一旦故障电流不是出现在终端线路内，那么相邻电路电流值就会增大，这时，就只有通过对速断保护值进行调整，才能从本质上提升保护的选择性。

2.2 分布式发电对自动重合闸的作用

当故障点发生电弧重燃的时候，就会对自动重合闸造成很大的影响。在电网运行期间，电源要进行断开动作，在这一过程中，分布式发电就会出现变速运动，致使系统中电源一侧产生相应的角度差，随着角度差值的增加，重合闸内部就会出现冲击电流，从而导致线路保护出现错误动作，而自动重合闸也会丧失自动调节功能。然而，当流经故障点电流发生冲突时，就会导致系统一侧的电压消失，这时DG就会为故障区域提供电流，但是重合闸闭合以后，故障点就会出现重燃现象，从而击穿线路的绝缘体[4]。

3 分布式发电对支路保护的影响

3.1 熔断器保护的工作原理

熔断器能够对线路中的分支线路进行有效保护，一旦支路中流经的电流过大，且这种电流不被线路所允许时，熔断器就会将熔体熔断，进而对故障线路进行保护。

3.2 分布式发电对熔断器保护作用

一旦将DG引入到线路中的分支线路里，那么就会对熔断器保护造成一定的影响。如图2所示，C点和D点之间出现了接入段DG，这时一旦K1出现故障，那么就会造成熔断器的损坏，而电流保护性能也会随之减少。除此之外，流经K1的电流是由电网系统提供的，一旦流经的电流值相对较大，就可能会在F4点以及F5点上出现故障，最后导致熔断器熔断。然而，按照电网相应的保护原则以及选择性原则，F5点是不能被熔断的，所以，分布式发电的引入会给相应的保护装置带来一定影响。除此之外，电网系统会给故障点K1点提供相应的反向电流，再由于熔断器不能有效判断发生故障的方向，因此，当反向电流增大，且超过一定程度时，就会导致F2以及F3出现被熔断现象[5]。

4 结束语

总而言之，分布式发电是电力系统发展的趋势以及方向，虽然这种方式在电网机电保护中最大程度的发挥了自身作用，但是，还是有不少发达国家对这种方式的实际稳定性和安全性进行深入探究和分析。因此，只有提升电力系统电网供电的稳定性，才能保证电网供电的质量，同时，还要进一步对分布式发电在电网继电保护中的实际作用进行分析，这样就可以有效减少分布式发电带来的消极作用，进而有效的提升其自身的积极影响。所以，只有让分布式发电能够大范围的使用到电网继电保护中去，才能为电力系统的稳定运行和发展提供帮助。

参考文献

[1]丁波.探究分布式发电对配电网继电保护的影响[J].科技与企业，2013（16）：157.

[2]许红洲.浅谈分布式发电对配电网继电保护的影响[J].军民两用技术与产品，2014（19）：108.

[3]陆飚.探究分布式发电对配电网继电保护的影响[J].通讯世界，2013（18）：126-127.

[4]慕锟.分布式光伏电站接入对配电网继电保护的影响[J].城市建设理论研究（电子版），2015（8）：3870-3871.

[5]黄明.探究分布式发电对配电网继电保护的影响[J].科技与创新，2014（22）：55-56.