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风电场低压电路保护的更好选择

点击次数: 更新时间:2016-6-7 16:37:11

    风电是目前最具成本优势的可再生能源。在风能资源较好的地区,风力发电成本与燃油发电或燃气发电相比,已具备成本上的竞争力。中国可利用的陆上风能资源达2.5万亿kW,居世界第一,但目前风电装机容量仅占可利用风能资源的0.1%,风电市场前景广阔。据预计,2020年中国风电很可能超越核电,成为第三大发电形式。
    风力发电的核心设备是风力发电机组,但发电机组所产生的电能在转入低压线路(俗称“入网”)时,就需要选择合适的保护电器,以确保配电线路的防护要求。
    保护电器的选择
    保护电器主要包括断路器和熔断器。断路器类型很多,从相关的保护特性来看,分非选择型和选择型两大类。在世界范围内,断路器产品和技术的发展十分迅速,差不多每10年就能更新换代一次,不断地推出更新型更完善的断路器产品。目前,功能完善且具有通信模块的智能型断路器,为配电线路防护提供了性能极佳的保护电器。
    但在欧美一些发达国家,并没有因为断路器的快速发展而淘汰熔断器,也没有将熔断器视作落后或过时的产品,不但仍在生产熔断器,而且技术上不断追求进步,研制出许多新型熔断器产品。
    熔断器的优缺点
    熔断器具有许多优点:如选择性好,上下级熔断器的熔断体额定电流只要符合国标和IEC标准规定的过电流选择比为1.6:1 的要求,即上级熔断体额定电流不小于下级该值的1.6 倍,就视为上下级能有选择性切断故障电流;限流特性好,分断能力高;相对尺寸较小,价格也较便宜。此外,熔断器本身的防腐防潮性能非常适用于风电场的特殊环境。大多数风电场均建在自然环境比较恶劣的地方,如戈壁、盐碱地或海上,干燥、盐碱腐蚀或异常潮湿都是需要克服的难题。长期放置在这样的环境中,断路器内部的构件极易被破坏而产生误动作或没有动作,并且日常的维护成本交高。但熔断器的保护特性是由密闭在石英砂中的熔断体来保证的,和外界环境无关,可以避免这些问题的发生。如EFEN的熔断器产品可以使用的环境温度是-40~50℃,非常适合风电场的特殊环境要求。
    然而,熔断器也有不少缺点和弱点:故障熔断后必须更换熔断体;保护功能单一,只有一段过电流反时限特性,过载、短路和接地故障都要用此防护;发生一相熔断时,将导致两相运转的不良后果。
    但是,如果使用带报警信号的熔断器,或者在熔断器式隔离开关中加装专用的微动开关(辅助触点),就可以克服熔断器的部分缺点,并实现远程监控。此外, 熔断器开关的造价便宜,有助于降低成本。在不能实现遥控的地方,也可以采用电动刀开关或开关组合的形式,来弥补熔断器本身的弱点。
    断路器的优缺点
    非选择型断路器的优点在于故障断开后,可以手操复位,不必更换元件,除非切断大短路电流后需要维修;有反时限特性的长延时脱扣器和瞬时电流脱扣器两段保护功能,分别用作过载和短路防护,各司其职;带电操作机构可实现遥控。非选择型断路器缺点集中于上下级非选择型断路器间难以实现选择性切断,故障电流较大时,很容易导致上下级断路器均瞬时断开;相对价格略高;部分断路器分断能力较小,如额定电流较小的断路器装设在靠近大容量变压器的位置时,分断能力不够,而现有的高分断能力的产品可以满足要求,但价格较高。
    选择型断路器主要优点和特点在于具有非选择性断路器上述的各项优点;具有多种保护功能,如长延时、瞬时、短延时和接地故障的保护;调节各种参数方便,容易满足配电线路的各种防护要求;可有级联保护功能,具有更良好的选择性。此外,现今的选择型断路器产品多具有智能特点,除保护功能外,还有电量测量、故障记录和通信接口等,可实现配电装置及系统的集中监控管理。
     但是,选择型断路器价格很高,而且尺寸较大,特别是多次电路故障发生后其保护性能会降低。

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