[發明專利]光伏接入火電廠站系統的單相接地保護優化方法及裝置

在審

• 申請號: 202011395891.7
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112510655A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 劉楠;呂貝;王紹民;郭小江;鄭楓;閆姝;唐巍;鄭磊
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司;華能海上風電科學技術研究有限公司
• 主分類號: H02H7/22
• 分類號: H02H7/22;G01R31/52;G01R31/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 張海平

本發明公開了一種光伏接入火電廠站系統的單相接地保護優化方法及裝置，包含以下步驟：檢測光伏進線回路是否發生單相接地故障，當光伏進線回路發生單相接地故障時，單相接地保護優化裝置瞬時動作于對應光伏進線柜內的斷路器跳閘。檢測廠用電系統中是否發生單相接地故障，當母線上任一回路發生單相接地故障時，單相接地保護優化裝置帶時限動作于接地變進線柜及所有光伏進線柜內的斷路器同時跳閘。檢測各饋線回路是否發生單相接地故障，當饋線回路發生單相接地故障時，單相接地保護優化裝置瞬時動作于接地變進線柜及所有光伏進線柜內的斷路器同時跳閘。該方法及裝置能夠有效的保證系統的運行穩定性，且經濟性較好。

技術領域

本發明屬于發電技術領域，涉及一種光伏接入火電廠站系統的單相接地保護優化方法及裝置。

背景技術

目前不少已建大型火力發電廠利用閑置場地(如灰場閑置用地、灰場閉庫后的平坦區域及下游壩面)進行光伏建設，采用“自發自用”模式接入火電廠高壓廠用電系統，降低廠用電率，打造節能、低碳的“綠色”火力發電廠。

火電廠高壓廠用電系統接地電容電流Ic多數小于10A，中性點采用不接地方式。當光伏電纜集電線路接入后，較長的新增電纜線路會引起系統接地電容電流明顯增大。當系統接地電容電流超過10A時，根據DL/T 5153-2014《火力發電廠廠用電技術規程》，需將高壓廠用電系統中性點接地方式改造為低電阻接地方式。

針對光伏系統的接入，高壓廠用電系統改造常規方案及單相接地故障保護方式為：

(1)根據光伏線路的路數，在高壓廠用母線段上增加相應面數的高壓開關柜，柜內配置綜保裝置。當本回路發生單相接地故障時，綜保裝置輸出跳閘指令動作于本回路斷路器跳閘。

(2)新增一臺專用接地變壓器通過高壓開關柜接于高壓廠用電母線上，柜內配置綜保裝置。當系統各回路中發生單相接地故障時，該綜保裝置輸出跳閘指令帶時限動作于本回路斷路器和高廠變高低壓側斷路器跳閘，機組解列。

(3)母線上原有所有饋線柜內綜保裝置、零序CT等設備及二次回路接線進行改造或更換。當本回路發生單相接地故障時，綜保裝置由原有的輸出報警信號變化為輸出跳閘指令動作于本回路斷路器跳閘。

(4)高壓廠用母線段上所配的小電流接地選線裝置拆除。

上述方案的缺點在于：系統中小容量光伏的接入大大降低了原有大機組系統供電可靠性，高壓廠用電系統原有所有饋線柜設備均需改造/更換，涉及的費用不低。高壓廠用電改為中性點低電阻接地方式后，當發生單相接地故障后，保護有效地識別故障回路并動作于相應回路跳閘，雖然減少了單相接地故障轉化為雙重接地故障的概率，但使得負載的跳閘次數增加，大大降低了原有系統供電的可靠性，若發生拒動，后備保護會引起機組解列，給大機組可靠運行帶來風險。

總的來說，小容量光伏系統的重要性相對較低，按常規方案實施，滿足規范要求，但徹底改變了原有大機組高壓廠用電系統的單相接地故障保護方式，給大機組可靠運行帶來不確定的風險，同時該方案可能涉及原有一大批高壓開關柜的改造，經濟性較差。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種光伏接入火電廠站系統的單相接地保護優化方法及裝置，該方法及裝置能夠有效的保證系統的運行穩定性，且經濟性較好。

為達到上述目的，本發明所述的光伏接入火電廠站系統的單相接地保護優化方法包含以下步驟：

通過光伏進線回路零序CT檢測光伏進線回路是否發生單相接地故障，當光伏進線回路發生單相接地故障時，單相接地保護優化裝置檢測到對應光伏進線回路零序電流大于設定值，瞬時動作于對應光伏進線柜內的斷路器跳閘。

通過接線變中性點回路零序CT檢測廠用電系統中是否發生單相接地故障，當母線上任一回路發生單相接地故障時，單相接地保護優化裝置檢測到接線變中性點回路零序電流大于設定值，帶時限動作于接地變進線柜及所有光伏進線柜內的斷路器同時跳閘。