第三章 感應型風力發電機併網之短路故障
3.4 系統保護協調之衝擊分析
3.4.1 範例系統之保護策略
電力系統發生短路故障是難以避免的事實，因此對於電力系統除了應做到週全的 設計與維護外，如何讓電力系統在事故發生後，能迅速且正確的將故障隔離，使電力 設備的損害降至最低及縮小停電範圍，並使電力系統其餘正常區域繼續供電，也是一 個相當重要的課題，而為能達成上述的目的，保護設備的使用便因應而生。
電力系統採用的保護策略會隨著電壓等級及系統結構等因素而不同，一般而言電 壓等級較高的輸電系統所採用的保護策略會較電壓等級較低的配電系統複雜，電力公 司目前配電系統之架構，架空配電大多採放射連絡型與放射型，地下配電則採一次常 開環路型，且無論為何種配電方式，其三相短路及單相接地故障電流均限制在10kA 以下，所採用的保護策略，均為在主饋線上使用三具超反時性(Extremely Inverse Time) 過電流電驛(CO-11)及一具接地過電流延時電驛(LCO)，而分歧線則採用電力熔絲，圖 3-14為其保護策略之示意圖，其保護協調的原則為：
(1) 主饋線發生故障時由變電所保護電驛動作清除。
(2) 分歧線暫時性故障不應使熔絲損傷，並由變電所保護電驛動作清除，如係永久性 故障則由熔絲清除。
(3) 發生永久性故障時，應在最短的時間內將故障區間隔離，並將停電區域縮至最小 範圍。
(4) 主保護設備清除故障須較後衛保護快。
(5) 後衛保護設備必須在主保護失效時始能動作。
圖3-14 範例系統保護策略示意圖
在傳統由電力公司單一供電之配電系統，此種保護策略有建置成本低及可靠度高 則設定為2，分歧線則採用65T之熔絲，圖3-15為範例系統之保護協調圖。
從前面三節模擬所得的結果，來分析感應型風機併網對範例系統保護策略的影
路電值下降而使其動作時間延後，如此將可能使得原先規劃之保護功能降低，在此舉 一例說明如下。
當風機未併網時，範例系統之B31匯流排發生三相短路故障，其故障點之短路電 流值為1331A，饋線出口端之短路電流值則為1339A，由圖3-15的保護曲線可知，熔絲 之故障清除時間及過流電驛之動作時間分別為0.05秒及0.7秒，兩者間之協調時距 (Coordination Time Interval，CTI)為0.65秒。當一部風機於B11匯流排併網時，在相同 的情況下，故障點短路電流將上升至1393A，饋線出口端短路電流則下降至1316A，
其熔絲與電驛之動作時間皆別為0.045秒及0.75秒，兩者間之協調時距為0.705秒。又當 二部風機併網時，故障點與饋線出口端之短路電流分別為1483A及1285A，而熔絲與 電驛之動作時間分別為0.04秒與0.8秒，兩者間之協調時距為0.76秒。比較風機併網前 後之協調時距可發現，風機併網將使得協調時距變大，且此時距將因風機併網數量的 增加而上升，此一現象是否會使系統於事故發生時所受的損害加重，須視系統整體結 果與事故發生前之運轉狀態而定，但系統既有之保護協調已受到影響卻是無庸置疑 的。
圖3-15 範例系統保護協調圖