7分布式光伏电网电力变压器的继电保护外文翻译资料

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    7分布式光伏电网电力变压器的继电保护

    7.1分布式光伏电网变压器（DPV-GT）保护

    将DPV能量资源分配会影响超过公共耦合点（PCC）的中继系统。通常，保护系统设计用于传统电路形成。另外归因于双向功率流，增加故障电平，安全性，电压骤升，波动和瞬态，设备额定值和自动重合闸。这些影响应用于配置的继电器保护方案。像DPV这样的分布式资源在分配到系统时，需要像DPV系统一样保证这种分布式资源（DR）的安全可靠的操作。目前，世界上大多数分配系统以径向结构运行，并且功率仅在一个方向上流动，特别是在美国和欧洲。安装DPV不会改变系统的拓扑，但是功率将在多个方向上流动。其最大的影响是对配电系统的保护。现有的保护方案是简单的，其中使用熔断器（如本章末尾的问题1所示）用于侧面保护，并且熔断器由主馈线或变电站断路器上的重合器支持。这种简单的方案并不总是与DPV一起使用。可以适应变化的配电系统配置的高级保护方案是必要的。这些将取决于在战略位置的数据的测量和这些数据通信到智能继电器以保护系统。因此,将成为配电自动化的一个组成部分。大量的DPV也可能导致稳定性和频率控制问题。仅与传输系统相关的问题也将与配电系统相关。因此，需要在分配系统上运行和管理微电网的新技术。DPV-GT用于各种应用。为DPV-GT提供的保护类型取决于其千伏安（KVA)评级及其重要性。 可能提供给小型照明变压器的唯一保护可以是熔断器的形式，而连接在33KV站中的DPV-GT可能需要复杂的保护。

    DPV系统保护可能会受到以下因素的影响：

    1.分布式系统，设计用于在一个方向和单向传感中的径向电流

    星形连接的DPV-GT中的接地线路

    2.在现有的径向格式分布系统中添加DPV系统

    3.在过压保护（OVP）/欠压保护（UVP）条件下更改电压控制

    4.离岸条件

    5.修订现有的自动重合闸方案

    6.由于添加DPV-GT而引起的破碎机故障和时间

    7.整个配电系统的稳定性

    对于源自变压器的故障

    由于上述各种原因引起的故障如表7.2所示。 因此，对于DPV方案的可靠操作，需要OVP / UVP和OVF / UFP。

    7.2保护方案的应用

    7.2.1故障主备份

    以下用于备份：相位故障，百分比差动继电器，过电流/距离，接地故障，百分比差动继电器，过电流/距离，匝间故障，瓦斯继电器和油泄漏。

    7.2.2监视真负载

    变电站测量方案必须设计为监测电路和变压器的真实负载。

    设备不允许超负荷，特殊保护（工作）不允许跳闸方案，这可以提供更灵活（每小时）变压器负载（过载脱扣方案从来没有在变压器上使用）。

    7.2.3直接传输行程（DTT）通信要求

    当所提出的发电厂在与其中的电网系统分离时不能检测到线路段上的接地或相故障时，需要DTT1.5到2.0秒，或者不能检测岛状态并在2.0秒内跳闸。

    7.3保护继电器

    一些紧凑的多型继电器包含用于保护超高压/高压配电网络设施和诸如变压器，发电机和电动机的装置的必要元件，在市场上可获得并且示于图7.1这些可以通过应用通信功能（CC-Link）连接到监控监控系统。

    不同的继电器分类如下：

    1.reZay（OCR）：市场上有单相到三相类型的OCR，三相类型包括接地故障保护。这些适用于电网各种接地系统的过流保护。

    2.电压继电器：这些单元包含欠电压，过电压和接地故障过电压保护的必要元件，也可在市场上买到，也适用于配电母线保护等。

    图7.1

    （见颜色插入）与DPV电路相邻的电路上的故障保护继电器。

    图7.2

    （见颜色插入）用于与DPV电路相邻的电路上的故障的电压继电器。

    3.馈线保护继电器：产品系列提供包含必要过流和接地故障保护的单元，用于非环绕电力系统的馈线保护。 一个单元可实现进料器保护。

    4.变压器保护用差动继电器：变压器保护用偏置差动继电器。 适用于各种类型的变压器的连接。

    7.4光伏系统接地故障保护

    当光伏系统安装在住宅住宅的屋顶上时，国家电气规范（NEC）要求安装接地故障保护（检测和中断）设备（GFPD）。

    图7.3

    （见颜色插入）与DPV电路相邻的电路故障的馈线保护继电器。

    图7.4

    （见颜色插入）偏置差分继电器，用于与DPV电路相邻的电路上的故障。

    然而，地面安装系统不需要具有相同的保护，因为大多数并网系统逆变器结合了所需的GFPD。接地故障检测和中断电路通过关闭逆变器来执行接地故障电流检测，故障电流隔离和太阳能电源负载隔离。这项技术目前正在经历一个发展过程，预计将成为未来安装的强制性要求。

    7.4.1离岸考虑

    随着将DPV-GT连接到电网的公用变电站的分离，站可以成功地岛。除非有目的地进行，否则不鼓励岛屿化。在这种情况下，需要包括以下中继方案：

    1.使用备用设置组进行孤岛运行的数字继电器

    2.如果常规过流保护不工作，可以提供延时保护的欠压保护

    3.重新同步孤岛系统

    7.4.2保护DPV保险丝和线路改变的方法

    除了给定分配系统之外的DPV系统可能需要定时协调以及在总体电路设计中包括定向电流继电器，因为现有分配系统中的故障可以影响并行DPV系统中的继电器的操作，这是由于快速或慢速继电器和重合闸。这种定时协调是一个重要的因素，因为将不必要地中断对客户的服务，否则不会造成服务的损失。在本章结尾的问题1中，描述了这种安排来说明这种效果。

    7.4.3对保险丝方案的影响

    DPV系统在分配方案中可以影响保险丝保存方案，只需要保险丝节省，或者在串联的断路器处使用重合器，或者通过使用线路重合器。重新闭合有助于清除临时故障，例如树接触线路，而不会在服务中永久中断。在这种情况下，顶部保险丝位于额外的保护或分段。通过在熔断器有机会被损坏之前用上游断开装置断开线路，将这种熔断器保存在电路上用于暂时故障。然后，重合闸装置重新闭合恢复超过保险丝的功率。然而，DPV系统的添加可以影响由于DPV系统提供的故障电流的增加而导致的重接闸装置和熔断器之间的定时协调。在本章结尾的问题2中显示了说明此机制的示例。

    16分布式光伏电网电力变压器的特殊测试

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    制造的每个DPV-GT变压器都经过各种形式的工厂测试。对于DPV-GT，这些测试相当广泛，并且确实发生了一定比例的失败。通常，所生产的变压器的5％左右将至少有一个测试失败。测试要求在许多行业标准和规格中明确规定。行业标准在测试方面存在一些重叠。近年来，ANSI / IEEE标准C57.12.90通常被其他液浸式配电，电力和调压变压器测试标准所采用。在ANSI / IEEE标准C57.12.90中规定的一些更重要的标准工厂测试中，DPV-GT的这些标准中分为几个部分。
    这些变压器对型式试验有特殊要求，特别是局部放电。这些要求是严格的。通常，IEEE标准要求在100％电压下具有100V的PD电平，并且需要提高电压电平的不同电平。 DPV变压器需求水平如下：125％V，110％电压水平，135V，125％电压水平。如下所述，在变压器进行的感应电压测试时，会遇到这些电压电平。
    电介质测试开关脉冲测试雷电冲击测试
    使用声学方法进行部分放电（PD）测试：该测试按照C.57.1“液体填充变压器声学方法用户指南”的指导方针进行。此外，这种PD检测和定位方法已经扩展到干式DPV-GT。客户规定的部分排放水平低于IEEE或IEC标准规定的排放水平。 诊断设备公司推出的新型改进方法证明是非常成功的，特别是首次采用干式DPV-GT。
    使用声传感器的四通道PD器件用于检测干式1000KVA DPV-GT的PD。 当变压器在工厂进行感应电压测试时进行测试。 图16.1显示

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    图16.1
    （见彩色插入）四通道PD诊断装置。 （由Diagnostic Devices Inc.提供）

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    图16.2
    （见颜色插入）四通道PD诊断设备的数据屏幕。 （由Diagnostic Devices Inc.提供）

    目前在市场上使用的设备。 图16.2显示了DPV-GT收集的数据，其中安装了用于PD检测和最终位置分析的声学传感器。 PD级别非常低，因为这些传输器也用于通信网络。 电平低于IEEE标准。 在这种特殊的DPV-GT案例中，客户要求的PD低至50 pC。图16.3显示了在感应电压试验下的变压器同时采用声学方法进行局部放电试验。

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    图16.3
    （见颜色插入）使用四通道公文包PD诊断装置测试1600 kVA干式DPV-GT。

    （由Diagnostic Devices Inc.提供）

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    其他测试包括以下内容：
    绝缘功率因数
    绝缘电阻试验
    噪音测量
    热运行或升温试验
    短路试验
    最大连续额定试验
    过电流测试
    直流母线过电压测试
    防孤岛试验（详见第六章）
    过压/欠压/频率测试接地故障测试
    电压和电流谐波测试功率限制测试比率测试无负载损耗
    负载损耗和阻抗电压

    绝缘功率因数：该测试验证真空处理是否将绝缘系统彻底干燥至所需极限。 通常，在实践中，使用tan-delta测试进行该评估。
    比率，极性和相位关系：该测试确保正确的绕组比和抽头电压; 它还检查HV，抽头和LV电路的绝缘。 它还检查整个绝缘系统，以验证所有的实时到地面间隙。
    电阻：该测试验证内部高压和低压连接的完整性; 它还提供丢失升级计算的数据。 损失得到保证，实际上未能履行担保损失将按照基本合同的准则处罚。
    应用潜力：应用于高压和低压风力，该测试强调整个绝缘系统，以验证所有的实地间隙。

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    降低电位：一般来说，该测试是在3.46倍正常加上1000V进行，以减少中性设计。
    损耗测试：进行这些设计验证测试，以确保满足保证的损失值，测试值在设计公差范围内。测试包括空载损耗和励磁电流以及阻抗电压和负载损耗。保证损失一般规定为plusmn;5％
    泄漏测试：将油箱加压至7 psig，确保完整的密封，无焊缝或垫片泄漏，以消除潮湿发生或流体氧化的可能性。
    设计性能测试：设计性能测试包括：
    升温：我们的自动热运行设备可确保任何设计变更符合ANSI / IEEE温升标准。
    声音级别：确保符合NEMA要求
    闪电脉冲或基本脉冲电平（BIL）测试：为了确保卓越的介电性能，该测试包括一个减少波，两个斩波和一个全波顺序，精确模拟最恶劣的条件。

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    17
    分布式光伏电网变压器的安全保护和运输

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    分布式光伏电网变压器（DPV-GT）用于焊盘安装站，变电站和接地变压器应用。因此，这些跨国公司需要为公共场所的安全提供所有安全措施。岛屿化是当PV发电机和其提供的相应负载的发电源与主电网隔离的情况。这种DPV电网通常在低电压分配侧，但是在DPV系统发现应用的最近的上升电压中可能涉及更高的电压。这些通常是不可用的生成系统，其实用程序无法控制其操作。因此，岛化可能会影响这种DPV-GT的运行，因为一些孤岛测量系统取决于电压，频率变化和存在的谐波，这是由于诸如逆变器之类的固有系统，使得能够在光伏系统中将DC转换成AC。当不涉及大型或大型电力变压器并且在当地的光伏电网系统中存在局部变压器时，可能会出现这样的孤岛危机。岛屿化对公用事业工人来说可能是非常危险的，他们可能不是真正的电路仍然是电源，并且可能会阻止设备的自动重新连接。因此，后者防止对这种本地分布式发电系统的操作的效用的控制。因此，分布式发电机必须检测孤岛，立即停止发电，这被称为反孤岛。在仍然连接到本地DPV-GT的同时，最终用户也可能会受到威胁，如果连接或断开与DPV-GT和网格连接的正常操作未正确协调，则这种情况可能是致命的。因此，每一端的通信，主要是在电网和PV端，反之亦然，变得非常重要。最近一直承诺的网络犯罪也使得网络安全的这些要求更加相关。所有制造商都在为DPV-GT应用的产品提供强化措施。

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    17.1异地检测方法

    用于安全监控一些最受欢迎的孤岛检测和测量系统开发和用于立即停止发电或防孤岛分为两类：

    a欠压/过压

    b下/超频率

    c电压相位跳变检测

    d Harmonics检测

    活动方式

    a阻抗测量

    b特定频率下的阻抗测量

    c滑模频移

    d频偏

    e基于能力的方法

    f手动断开连接

    g自动

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