输电线路t4设计电阻 风电T接线路的接地故障整定方法与流程

本发明属于电力系统继电保护技术领域，特别涉及一种风电T接线路的接地故障整定方法。

背景技术：

随着风电渗透率的增加，电网表现出越来越多异于常规电网的故障特征，导致按常规系统配置的继电保护选择性、灵敏性和可靠性面临巨大挑战。国网公司企业标准Q/GDW738—2012《配电网规划设计技术导则及编制说明》指出，在110kV高压配电网中，风电电源可采用T接方式并网。配电网为了保证供电的可靠性，往往采用手拉手环网或双端电源的供电模式，因此风电的T型接入引入了非线性电源且在局部形成了风电T接线路，导致保护整定与配置更加复杂。以风电T接线路为研究对象，可将图1所示含T接风电的电网示意图等效为图2所示的系统，在该系统中T接线路拓扑和风电故障特性的综合作用使得按照常规双电源供电系统配置的继电保护存在适应性问题，主要结论如下：

(1)由T接线路拓扑可知，其每侧配置的保护均包含2个保护方向。针对单端量保护，为兼顾2个方向上保护的选择性，保护范围将缩小，甚至可能出现保护盲区，如图3所示的距离保护保护范围。

(2)若直接沿用T接输电线路的保护配置方案，即将电流差动保护应用到含风电的配电网T接线路中，由于每侧保护均需与另外两侧进行电流矢量信息的交换，需要架设新的光纤通道，会大大增加电网改造投资成本。

(3)采用电力线路作为故障信息传输通道，避免了光纤通道的架设，能够有效降低成本。但由于线路在T点处有三条分支线路，发信机所发出的高频信号通过T点时将会分流，可等效于线路损耗的增加，严重情况下可能导致对端收不到闭锁信号，保护误动作。

(4)风电机组等效序阻抗的变化破坏了传统故障分量方向元件的最佳应用环境。风电机组与常规电源存在很大差异，尤其是采用异步发电机和电力电子装置相结合的双馈风电机组，其故障特性十分复杂。故障期间风电电源等效正、负序阻抗受风电机组的故障暂态策略控制，阻抗相角可能发生较大变化，进而可能

基于以上分析可知，准确评价新场景下传统继电保护配置方案存在的问题，寻求一种适用于含T接风电的配电网继电保护配置与整定新方案，对风电T接系统的安全运行具有重要意义。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述配电网中风电T接线路传统保护方案的适应性问题，提出一种风电T接线路的接地故障整定方法，所述整定方法的分析过程如下：

(1)根据图2所示的风电T接线路图，每侧保护的保护方向不再唯一，如M侧保护需同时保护线路MN和线路MW，故其有两个保护方向，分别记为M→N和M→W。以M侧距离保护为例分析T接线路中单端量保护的保护范围。

其中，为距离I段可靠系数，一般取0.8-0.85；为M侧距离I段整定阻抗；LM→N＝LMT+LNT,LM→W＝LMT+LWT，式中LMT、LNT、LWT分别为三条分支线路的长度，LM→N、LM→W为各自保护方向上的线路总长度。

为保证选择性，距离I段整定阻抗应取两个保护方向中的最小值，因此相对于风电T接前双端电源系统的距离保护，其保护范围缩小、灵敏度下降。若三条分支线路长度差异明显，距离I段可能出现保护盲区，如图3所示。

(2)已知风电电源包含非线性的电力电子器件，其暂态电势在故障期间不能维持恒定，风电电源等效阻抗的具体形式尚不明确。但按照对称分量法，故障附加网络中保护感受到的风电电源正、负序阻抗可以从外特性的角度进行等效，公式如下：

其中，为风电电源出口的正序电压、正序电流故障分量；为故障后风电电源出口的负序电压和电流。

风电场主变高压侧一般采用中性点直接接地方式，因此故障附加零序网络中不包含风电机组的零序阻抗。

(3)根据(2)所述风电机组等效序阻抗的特征，当T接线路内部发生故障时，其故障附加序网如图4所示，设故障点为分支线路MT上的k1点故障，其中不计数值很小的变压器正、负序阻抗，即故障附加正、负序网络中ZSW1、ZSW2分别为风电电源等效正、负序阻抗，零序网络中ZSW0为风电场主变的零序阻抗。下面分析风电电源等效序阻抗相角变化特征对故障分量方向元件的影响。