摘要：本文介绍某风电场110kV母线保护的改造方案。运行实践表明，改造后系统运行稳定性明显提高，效果良好。

    国内早期风电场母线有的未设置保护装置，在运行过程中存在着安全隐患。降低风电场故障对系统的影响，对保障电网设备和人身安全都有非常重要的意义。某风电场根据电网反措要求对110kV母线保护进行了改造，本文主要对该母线原保护存在的问题及影响进行了分析。

    1 风电场主接线方式
    某风电场有66台1. 5MW双馈型风电机组并网发电，总装机容量达99MW。发电机出口电压为690V，每台机组配置1台容量为1 600kVA的箱式变压器，将电压升至35kV后经架空线路送到风电场升压站。其中33台风机经35kV I、II、III回集电线路接到35kV I母线，另外33台风机接到35kV II段母线，发出的电能送至升压站经110kV #1主变、#2主变升压后通过110kV架空线—羊腻线的181开关向电网送电。该风电场主接线如图1所示。

    2 110kV母线保护存在问题及分析
    风电场110kV母线采用GIS全封闭式单母线运行方式，未设专门的保护装置，主要依靠线路和主变高压侧后备保护来切除故障。根据保护配置及整定值设计，若出现110kV母线故障，由羊腻线的后备保护零序保护IV段跳181开关，断开与电网的连接，动作时间为3. 6s；由＃1主变、＃2主变高压后备保护零序过流III段切除与母线的连接，动作时间为100s。
    这种方式存在保护动作电流值判据的取值问题。风电场负荷是变化无常的，如果在系统低负荷运行情况下，母线发生单相接地故障后，故障电流较小，保护电流达不到保护动作整定值，电流值判据不成立而导致保护拒动，那么系统未接地相电压上升为线电压，严重影响系统绝缘，长时间故障未及时切除时可能引起电缆头过热爆炸，造成恶性事故。如果在系统高负荷运行情况下，母线区外发生接地故障，产生的电流增大而引起保护误动，那么会直接造成母线被切除、事故范围扩大化及风机脱网事故发生。
    由此可见，若母线出现单相接地故障时仅依靠线路和主变高压侧后备保护来消除故障，则会因两者的动作时间长，达不到快速性而影响风电场及电网安全运行，甚至导致故障范围扩大损坏设备，给系统的安全稳定运行带来极大的威胁。为此，南方电网公司在反事故措施中明确要求母线必须配置母线专项保护，确保母线无论发生高负荷运行接地故障还是低负荷运行接地故障时，都能及时准确切除故障源。

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