江苏某风电场的继电保护配置与整定计算(3)
风力发电并网有一定难度。多年以来，虽然我国风电装机总量每年都在以100%的速度飞速增加，但风电并网容量与装机量相比却小之又小，对电网的规划和建设所耗用的周期很长，因此远不及风电装机的飞速发展，风电场产生的电能在并网时仍存在许多问题，甚至一些风电场发的电难以得到有效利用。西部边远山区的风电资源相对很丰富，但往往因地理位置原因难以输送电能[11]。不仅如此，大力发展风电产业可能会降低国民用电的电能质量，由于风力在不同季节和不同时刻都不稳定，造成风电机组输出功率产生不可避免的的波动性，而风电设备机组运行起来后还可能产生湍流效应、尾流效应和塔影效应，导致供电的电压发生偏差、闪变、波动和周期性电压脉动等情况，在影响电能质量的诸多因素中，特别是电压波动与电压闪变对电网的稳定影响最大，风机中的异步电动机本来没有配备独立的励磁装置，电能并网之前原本身无电压产生，并网时会有高于电流额定值约5-6倍的冲击电流产生，因此电网的电压会大大下降[12][13]。
1.2 风电场建设的相关保护
1.2.1 风机保护
计算机技术在日新月异的发展，因而由智能计算机系统控制的风力发电机组也得到前所未有的巨大发展，风力发电机组的单机功率也越来越大，且风力发电机组的可靠性和可利用性也越来越高，大力发展风电事业的社会效益、经济效益和环保效益也日益凸出，作为一个新兴产业，风力发电已经受到各行各业的关注。我国地大物博，有着丰富的风力资源，利用大容量机组，把几十、几百甚至几千台风力发电机连成一片，形成大型风电场。这样，风力发电机组就分布在几公里甚至几十公里的范围内，风电场里各机组之间与电力系统的合理连接方式及继电保护问题就成为一个重要问题[3]，这个问题将会直接影响风力发电机组的可靠运行，风力发电机组能否得到最大利用也备受质疑。因此，对风电场配置继电保护装备将能保证风电机组连续、可靠的投入使用，有着重大意义。
1.2.2 220kV主变保护
对于220kV变压器，在设计时通常会配备纵联差动保护，这种方法对消除励磁涌流对主变的影响有着显著的作用，为了减少保护的误动作跳闸，通常采取二次谐波制动和差动波形是否对称的方式。利用风力发电机提供的金属性短路电流不但可以提高纵联差动保护在变压器内部故障时的灵敏度，还可以大大减少变压器外部故障时误动的可能性，不过在变压器发生外部短路故障时，大量的二次谐波电流会蕴含在风机的短路电流中，二次谐波电流持续时间的长短与风机的类型极大相关，当风机的穿越低电压的能力很弱时，那么它提供的二次谐波电流持续的时间就会很短，约为十几个毫秒，因此对差动保护只能有限的做出动作。
安装设计时经常为主变压器配备相间后备保护，在高电压侧通常采用复压过电流保护的方式，复压过电流保护通常会设置两段不同的保护：Ⅰ段为电流速断保护和Ⅱ段为过电流保护。电流速断保护按照躲过主变压器低压侧的最大三相金属性短路电流来整定，这种保护的动作反应时间通常会大于0.5s，在风电机不具备穿越低电压的能力时，就不需要考虑风力发电机三相金属性短路电流的影响。电流速断保护本身是没有方向元件的，假使风力发电机可以穿越低电压，这时整定值也会远大于短路电流的值，因而也无须方向元件。过电流保护要躲过变压器最大运行方式下的负荷电流，这时即便风力发电机可以穿越低电压，保护动作的延时时间也会大于它短路电流的持续时间，因此我们不考虑考虑风机对后备保护的影响。