功果橋電站10kV廠用電保護整定計算方法

李虎

摘 要：文章以功果橋電站廠用電保護定值整定計算為例，結合功果橋站用電系統(tǒng)實際情況，遵循保護定值整定計算相關規(guī)程，論述了廠用電保護定值整定計算方法，計算方法實用性強，滿足可靠性、選擇性要求。通過文章的分析，旨在為相關工作提供幫助。

關鍵詞：繼電保護；定值整定；選擇性；可靠性

引言

考慮當前10kV定值整定計算方面的論文較少，且以配電所、變電站為主，涉及大中型水電廠的廠用電保護定值整定計算更少之又少。文章以功果橋電站廠用電保護定值整定計算為例，論述了大中型水電廠廠用電保護配置及保護定值整定計算方法，希望填補此方面的空缺，給后續(xù)進行水電廠廠用電保護定值整定計算工作者提供一定的參考、借鑒作用。

功果橋水電站是瀾滄江中下游河段梯級規(guī)劃的第一級水電站。電站裝機容量4×225MW，保證出力151.3MW，年發(fā)電量40.41億kW·h，年利用小時數4490h。工程主要任務以發(fā)電為主，按無人值班設計。電站計劃于2011年10月首臺機組發(fā)電，作者按照電站建設管理機構安排，根據行業(yè)標準及國家標準的有關規(guī)定，參考同類大中型水電廠廠用電保護定值整定計算原則，結合我站實際情況進行10kV廠用電保護定值整定計算。保證選擇性、可靠性，10kV進線開關、饋線開關、聯(lián)絡開關均選用定時限速斷、定時限過流，限時零序過流保護配置及保護時間設定。以01TM變壓器保護整定為例進行說明。

1 短路阻抗計算

1.1 對系統(tǒng)等效阻抗的考慮

廠用電保護的基本要求是當廠用系統(tǒng)中的設備上發(fā)生故障時，保護裝置之間應能協(xié)調配合，迅速而有選擇地切除發(fā)生故障的設備，保持其它重要廠用輔機的安全運行，以保證發(fā)電廠的連續(xù)發(fā)電。通常大中型水電廠廠用電保護定值計算時，在滿足選擇性和可靠性要求的基礎上采取一些必要的等效計算，而不必做到220kV及以上系統(tǒng)保護整定那般精確。

根據我廠實際情況，廠用電電纜長度最長不超過400m，與變壓器阻抗相比基本可以忽略不記，且認為15.75kV側接于無窮大系統(tǒng)。因此在整定計算中等效阻抗不計電纜影響，不考慮系統(tǒng)阻抗。

1.2 元器件等效阻抗計算

根據短路計算原則，為方便計算取系統(tǒng)基準容量Sj=2400KVA、Uj=10.5kV、Ij=132A。

（1）機組高廠變1TG

主要技術參數：Se=3×800kVA Ud=6%

折算阻抗：X1TG=Ud×Sj/Se=0.06

（2）機組自用三相變01TM

主要技術參數：Se=500kVA Ud=4%

折算阻抗：X01TM=Ud×Sj/Se=0.192

圖1 廠用電圖簡介 圖2 阻抗圖

2 定值整定計算（以01TM高壓側911開關為例）

2.1 速斷保護：高壓側CT變比75/1

（1）考慮01TM低壓側三相短路

IZd=Kk·I/nT=1.3×=9.07（A）

Kk-為可靠性系數，取1.3；

I-為廠用低壓變母線上發(fā)生三相短路時的短路電流。

（2）按躲過空投低廠變時的勵磁涌流整定， 保護動作電流

IZd=Kjx=1×=2.19（A）

Ie-低壓廠用變壓器01TM高壓側額定電流；

Kjk-配合系數，取1。

低壓廠用變壓器容量較小，勵磁涌流相應較小。其速斷保護定值按照低壓側三相短路整定，取9.1A。

（3）靈敏度計算

Km===2.8>2

I-保護安裝處發(fā)生兩相短路時的短路電流值；

Ir-保護整定值對應一次電流值。

2.2 過電流保護

（1）最大負載按01TM容量考慮

Izd=·Ifmax

nT 取1.0A

KK=1.2 Kf=0.85 Kzqd=2

（2）靈敏度計算

K1m===6.04>1.5，I為低廠變低壓側發(fā)生兩相短路時，流過電流互感器的二次電流。

2.3 零序電流保護：CT變比400/1

（1）按躲過正常運行時中性線上最大不平衡電流，保護動作電流為：

I0dz=Kk=1.2×=1.08A，Ieb為低廠變低壓側額定電流。零序電流保護定值取1.1A。

（2）靈敏度計算

K1m===7.7>1.5，I為低廠變低壓側母線上發(fā)生單相接地短路時短路電流值。

2.4 保護動作時間配合

（1）速斷保護作為低廠變及其相關10kV電纜的主保護，瞬時跳開變壓器兩側開關。

（2）為了在低壓側聯(lián)絡運行而故障點在低壓側另一段母線時能及時切除故障，縮小停電范圍，過電流保護短延時跳開低壓側聯(lián)絡開關、長延時跳開變壓器兩側開關。

（3）鑒于現有保護裝置零序電流保護不能實現分延時段出口跳閘，零序電流保護延時跳開變壓器兩側開關。

綜合考慮10kV保護的可靠性和靈敏性，結合電廠實際運行的經驗，延時△t取0.3S。

3 結束語

作為電廠安全生產體系中的重要環(huán)節(jié)，繼電保護在電力安全生產中起著重要的作用，繼電保護快速性、靈敏性、選擇性、可靠性的體現在很大程度上取決于保護裝置本身的可靠性以及保護整定值設置的合理性。本計算方法充分考慮了水電廠運行的實際需要，闡述了10kV廠用電保護定值整定計算的基本方法和注意事項，計算中避開復雜理論的數學公式推導，對大中型水電廠廠用電保護定值整定計算具有一定參考價值。

參考文獻

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