第36卷第7期 2018年7月
可再生能源
Renewable Energy Resources
Vol.36 No.7 Jul.2018
计及接地变压器在风电场集电线路的
零序电流保护研究刘群杰"，樊艳芳1，侯俊杰"，林雪峰2
(1.新疆大学电气工程学院，新疆乌鲁木齐830047：2.中国能源建设集团新疆电力设计院有限公司，新疆乌鲁木齐830002)
摘要：为解决双馈风电场集电线路发生单相接地故障时，零序电流保护灵敏度较低的间题，提出计及接地变压器的零序电流保护原理。以新疆某地区风电场为例，分析其集电线路在接入接地变压器前后的零序电流变化及故障特征；同时对零序电流保护在风电系统集电线路的应用展开分析。最后，在PSCAD/EMTDC中搭建风电场模型，对过渡电阻、接地变压器经消弧线图和电阻接地对零序保护动作的影响进行验证。仿真结果表明：接地变压器接入后，零序电流保护可快速有效地切除线路单相接地敬障；过渡电阻接入的影响相对较小；
接地变压器经电阻接地可以快速准确地切除线路故障，有效提高了继电保护的可靠性。关键词：双馈风电场；集电线；接地变压器；零序电流保护；灵敏度
中图分类号：TK81：TM773 0引言
文献标志码：A
文章编号：1671-5292(2018)07-1039-07
变压器经消弧线圈或电阻接地时各种工况下零序
随着中国风电产业的迅速发展，风电装机容量大幅增加，给风电并网的安全稳定运行带来巨大挑战。风电场集电线路在网架结构及保护配置方面都是电网中的薄弱环节3，当发生单相接地故障时，短路电流较小，使得传统集电线继电保护可能存在故障不能快速切除的问题。
关于风电场集电线故障及其保护问题，国内外学者已做了相应的研究。文献[4],[5]指出,双馈风电系统发生单相接地故障儿率较大，若不及时切除将严重影响风电接入系统的安全稳定运行文献[6].[7指出，风电场侧的零序网络稳定，零序保护理论上不受影响，但文中未对零序电流保护在风电场的动作情况进行深入研究。文献[8]~[11] 指出，对于输电线路较短的中性点不接地系统而言，提高灵敏度是其核心问题，但文中未提出具体的提高风电场灵敏度的方法。综上，传统零序电流保护在风电场集电线路中仍存在适应性问题。
针对上述问题，本文以新疆某地区风电场集
电线路发生单相接地故障为例，分析集电线路在接人接地变压器前后的零序电流变化及故障特征；同时对零序电流保护在风电场集电线路的应用展开分析。在此基础上，分别对过渡电阻、接地收稿日期：2017-07-19
基金项目：国家自然科学基金资助项目(51467019)。
保护动作结果进行验证分析。
1新疆某地区风电场介绍及故障特征分析
本文以新疆哈密地区马莲泉风电场为研究对象，其容量为49.5MW，以单回路接入地区电网。风电场通过三条集电线路汇集到35kV的低压母线，每条集电线包含11台1.5MW的双馈异步风力发电机.风机机端电压为690V，经35kV箱变连接集电线路，最后，通过风电场的升压变压器连接110kV系统。图1为该风电场与电网的连接图。
技地变压落“ 0.69 kV 35 kV
系电线：998
11x1.5 MW
Nkk 氧电线29-03
0.69 kV 35 kV
氧电线36-88+
35kv110ky
110W线110K系线升压变
图1哈密地区马莲泉风电场与电网的连接图 Fig.1 Connection diagram of Malianquan wind farm and
power grid in Hami area
风电场单台双馈风机装机容量为1.5MW.35 kV箱变和110kV升压变及集电线路数据参数如表1和表2所示。
通讯作者：樊艳芳(1971-），女，碘土，副教授，研究方向为可再生能源并网技术。E-mail：410849062@qq-oom
·1039·
万方数据