摘要：本文首先分析了风电场内继电保护技术配置：风电机组保护；风电机组变流器保护；箱变保护；集电线路的保护，然后分析了光伏发电场内继电保护技术：逆变器保护；箱变保护；集电线路的保护。
关键词：风电；光伏；继电保护；配置；
一、风电场内继电保护技术配置
目前我国并网型风电发展趋势单机容量越来越大，风电场规模也相应增大。每一台风电机组附近分别配置一台就地箱变，将风力发电机出口的交流690V升压至10kV或35kV。箱变高压侧采用T接型式以多路架空线路接入升压站或采用环接型式以多路电缆线路接入升压站。下文中针对风电场内各主要电气设备的保护配置情况进行研究。
（一）风电机组保护
1、风力发电机组需具备低电压穿越能力国网公司制订的《风电场接入电网技术规定》中规定。当风力发电场内的风电机组在并网点（也就是风电场升压变压器高压侧的节点或母线）的电压下滑到只有额定电压的20%时，要能具有保持继续运行625ms且不脱网的能力。
2、频率越限。这种保护主要是用来对频率起伏较大的情况下，快速的把风机切除。电网中频率的起伏将会对风机正常的运行造成危害，电网中的频率高出风机限值时，越限保护会立即动作将风机切除。
3、电流保护。一般情况下风机会配备电流速断保护以及过流保护来对电流实施保护。除此之外，风电机组还配备有三相电流、电压不均衡保护，风机温度上升、转速上升、振动超过限制以及电缆扭绞等相关的保护。
（二）风电机组变流器保护
针对变速恒频风机而言，变流器被大面积的用来进行矢量的解耦控制。目前，基本上所有的风电场均采用的是双馈型感应发电机。双馈型风力发电机在实施并网运行的时候，定子侧电压为690V交流电，当电网发生故障时，机端电网会降低，在这种情况下定子磁链无法与机端电压保持同步，为了确保定子链不发生改变，就要采取相关的措施来对过电压以及过电流进行保护。目前双馈型风电机组在变流器方面的保护通常采用的是撬杠保护。
撬杠保护系统所接入的参数为：直流环节过电压、电网侧变流器支路过电流、转子过电流等。
（三）箱变保护
考虑经济型以及适用性的要求，风电场内箱变多采用双绕组美式变压器。箱变高压侧配置有负荷开关和高压熔断器保护，其中负荷开关用来正常投切负荷电流，高压熔断器用作短路保护。箱变内发生非电气量故障时，箱变自带的瓦斯或温度继电器动作切除高压侧负荷开关及低压侧断路器。箱变高压侧主要依靠熔断器实现保护，其不但要确保熔断器在低压侧发生问题时能够实现有效熔断，而且也应该同集电线路保护之间具有选择性。
（四）集电线路的保护
目前风电场内集电线路通常采用馈线式保护。按照适用性的原则，在箱变高压侧以内发生短路故障时，应通过箱变熔断器来对故障进行切除。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此集电线路中的电流速断保护的整定时间需长于箱变熔断器实施熔断的时间，通常在200至300ms左右；而馈线式保护中的过流保护与电流速断保护有机结合在一起，作为速断的后备保护。
二、光伏发电场内继电保护技术
并网型光伏系统的主要设备包括光伏组件、逆变器及箱变。光伏组件以多晶组件为主，组件单体容量越来越大，主流产品容量集中在240~300W之间。逆变器，分为集中式大容量逆变器及组串式小容量逆变器，大容量逆变器多以单台500kW容量为主，组串式逆变器以28~30kW容量为主。光伏方阵以1MW为单元，每MW容量配置一台就地箱变，将逆变器出口的交流270~315V升压至10kV或35kV。箱变高压侧采用环接型式以多路电缆线路接入升压站或以T接型式以多路架空电缆混合线路接入升压站。
（一）逆变器保护
逆变器作为光伏发电系统内部重要的电气设 备，其设备本身所配备的各类保护功能较为完善，具体有如下基本保护功能。
1、直流母线过电压保护
逆变器通过持续检测直流母线电压，当连续 数次检测到直流电压高于 1 000 V 时，逆变器断 开交流接触器，停止向电网供电。
2、交流过欠压保护
逆变器对电网电压进行持续检测，当检测到 电网电压超出规定的电压允许值范围时，逆变器 断开交流接触器；如果电网电压在低电压穿越允 许范围（20%）内的跌落，低电压穿越功能动作，同时逆变器报警运行，在低电压穿越允许时间内，电网电压没有恢复，则逆变器断开交流接触器，停止向电网供电。
（二）箱变保护
同样考虑到经济型以及适用性的要求，光伏 场内箱变多采用双分裂美式变压器，箱变高压侧 配置有负荷开关和高压熔断器保护，其中负荷开 关用来正常投切负荷电流，高压熔断器用作短路 保护。箱变高压侧主要依靠熔断器实现保护，不但要确保熔断器在高压侧发生故障时能够实现 有效熔断，而且也应该同集电线路保护及低压侧 断路器之间具有选择性，确保箱变能够在关停一 台逆变器的情况下不影响另一台逆变器的正常工 作。
（三）集电线路的保护
目前光伏场内集电线路通常采用馈线式保 护。按照适用性的原则，在箱变高压侧以内发生 短路故障时，应通过箱变高压侧熔断器来对故障 进行切除。因此集电线路中的电流速断的整定时 间需长于箱变熔断器实施熔断的时间；而馈线式 保护中的过流保护可作为电流速断的后备保护。
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论文作者:刘照拯
论文发表刊物:《电力设备》2017年第4期
论文发表时间:2017/5/15
标签：逆变器论文; 熔断器论文; 高压论文; 电网论文; 风电论文; 场内论文; 电流论文; 《电力设备》2017年第4期论文;