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故障量对风电场送出线路保护的影响

【摘要】:由于风电场短路容量比一般较小,因此系统侧工频故障电流远大于风电场侧,使其对电流差动保护的影响降低。送出线路方向保护需要对线路区内、外故障时线路两侧故障方向进行判断。送出线路风电场侧的选相元件需要根据风电场侧电流信息判断。

1)电流纵联差动保护。风电场送出线路的电流纵联差动保护需要测得线路两端电流信息,其中系统侧故障电流为工频,风电场故障电流频率随短路前机组的转速变化,不再保持工频,基于工频相量的保护算法(如傅里叶算法)无法准确提取风电工频电流相量,其值会大范围波动,因此差动电流与制动电流也将不再是稳定值。由于风电场短路容量比一般较小,因此系统侧工频故障电流远大于风电场侧,使其对电流差动保护的影响降低。

2)方向保护。送出线路方向保护需要对线路区内、外故障时线路两侧故障方向进行判断。对区内故障,当线路两侧方向元件的任一侧在故障期间出现判断故障发生在反方向,则方向保护“拒动”;对区外故障,当线路两侧的方向元件在故障期间同时判断故障发生在正方向时,则方向保护“误动”。根据前面对风电机组暂态电压、电流特性的分析结果,传统提取工频分量的傅里叶滤波算法得到的相位结果误差很大,对基于电压、电流相位关系方向元件的动作特性影响较严重。

3)距离保护。送出线路风电场侧的距离保护需要风电场侧电压、电流信息,其中风电场故障电流频率随短路前机组的转速变化,不再保持工频,基于工频相量的保护算法(如傅里叶算法)无法准确提取风电基波相量,依据工频电压、电流比值的测量阻抗不再准确。

4)选相保护。送出线路风电场侧的选相元件需要根据风电场侧电流信息判断。由于风电场电流故障特征的变化,基于工频相量的保护算法(如傅里叶算法)提取的故障电流相位不准确,因此当故障电流频率偏移工频时,将使对称分量选相元件和相电流差突变量选相元件的故障相别判断出现错误[4]