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(jié)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(guān)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(guān)工作提供幫助。

關(guān)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(shù)4490h。工程主要任務(wù)以發(fā)電為主，按無人值班設(shè)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(shè)管理機構(gòu)安排，根據(jù)行業(yè)標準及國家標準的有關(guān)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(jié)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(guān)、饋線開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)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(shè)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(shè)備上發(fā)生故障時，保護裝置之間應(yīng)能協(xié)調(diào)配合，迅速而有選擇地切除發(fā)生故障的設(shè)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(chǔ)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(jù)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(cè)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(jù)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(shù)參數(shù)：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(shù)參數(shù)：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(cè)911開關(guān)為例）

2.1 速斷保護：高壓側(cè)CT變比75/1

（1）考慮01TM低壓側(cè)三相短路

IZd=Kk·I/nT=1.3×=9.07（A）

Kk-為可靠性系數(shù)，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(cè)額定電流；

Kjk-配合系數(shù)，取1。

低壓廠用變壓器容量較小，勵磁涌流相應(yīng)較小。其速斷保護定值按照低壓側(cè)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(yīng)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(cè)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(cè)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(cè)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(guān)10kV電纜的主保護，瞬時跳開變壓器兩側(cè)開關(guān)。

（2）為了在低壓側(cè)聯(lián)絡(luò)運行而故障點在低壓側(cè)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(cè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)、長延時跳開變壓器兩側(cè)開關(guān)。

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

綜合考慮10kV保護的可靠性和靈敏性，結(jié)合電廠實際運行的經(jīng)驗，延時△t取0.3S。

3 結(jié)束語

作為電廠安全生產(chǎn)體系中的重要環(huán)節(jié)，繼電保護在電力安全生產(chǎn)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(xiàn)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(shè)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(fù)雜理論的數(shù)學公式推導(dǎo)，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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