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1、1龙源日喀则龙源日喀则 30MWp 光伏发电项目保护整定计算说明书光伏发电项目保护整定计算说明书1. 基本参数基本参数根据设计资料，110kV 最大三相短路电流为：9.22kA，系统阻抗为：110/1.732/9.22=6.9。单相短路电流为 9.6kA。其他参数如变压器、电缆见整定值表。全站零序电流统计：按照（951.44S）/(2200+0.23S)UnL 公式计算电缆类型350370395312031503240电缆长度 m35521000430197444A/kM 2.643.13.654.26.8小计9.43.11.68.30.3总计22.7A2用软件模拟为 23A，相差不大。考虑到
2、站内其他设备增加 20%零序电流，总共 27A 零序电流，同时考虑消弧线圈补偿作用，补偿后的零序电流按规则规定 35kV 零序电流不超过 7A，按 7A 计算零序电流保护。2. 110kV 主变主变2.1. 基本参数基本参数变压器容量变压器容量（KVAKVA）短路阻抗短路阻抗一次侧额定电流一次侧额定电流一次侧一次侧 CTCT变比变比保护类型保护类型34000010.5%210A600/1WBH-817C/R1,WBH-818C/R1,WBH-818C/R2,WBH-819C/R12.2. 保护配置保护配置配置差动保护、复压闭锁过流保护、间隙零序过流、零序过压、过负荷保护及非电量保护。保护原理图
3、保护原理图:差动启动电流差动启动电流Iop.0按照躲过最大运行负载下的不平衡电流整定：Iunb.max=(Ker+U+m)*Iload.max其中:4Ker-电流互感器的比误差，取 0.03*2；U-变压器调压引起的误差，取调压范围中偏离额定值的最大值（百分值），此处取0.1；m-由于电流互感器变比未完全匹配产生的误差，初设时取 0.05。Imax-按变压器额定电流考虑。Iunb.max=(Ker +U+m)*Iload.max= (0.06+0.1+0.05)*Ie=0.21Ie=0.21Ie考虑 1.5 倍安全系数，Iq(变压器差动启动电流变压器差动启动电流)=1.5* Iunb.1=1.
4、5*0.21e=0.315 Ie， 按 0.3Ie 设置。最小制动电流最小制动电流 Ires.0按照额定电流整定。按照额定电流整定。差动制动系数差动制动系数S按照变压器区外最大短路电流所引起不平衡电流差动保护可靠不动作计算。区外最大短路电流仿真计算如下图：5区外短路一次侧三相最大短路电流为 1.67kA，二次侧为 5.24kA。外部短路最大不平衡电流：Iunb.2= ( Ker +m)*1.67= (0.11)*1.67=0.18kA，同样考虑1.5 安全系数，在区外短路差动保护启动值（可能）：Id2=1.5*0.18kA=0.27 kA=(270/210)Ie=1.2 9Ie按照保护原理图计
5、算如下：S =( Id2- Id1)/(Iunb.2-Ik)=(1.29-0.3)/(1670/210-1)=0.14，按 0.3 设置。采用二次谐波进行励磁涌流判断采用二次谐波进行励磁涌流判断二次谐波制动二次谐波制动 RCXBZD投入，1。差动速断差动速断可按照励磁涌流和区外故障最大短路电流中最大值考虑。6励磁涌流考虑 7 倍额定电流，即 7*210=1470A 小于区外最大短路电流 1670A，所以按1670A 整定，即 1670/210=8Ie。其他整定项其他整定项TA 饱和判据投入，饱和判据投入，TA 异常判据投入。异常判据投入。以上整定项在保护装置 WBH-817C/R1 中实现。2
6、.3. 复压闭锁过流保护复压闭锁过流保护电流值整定计算公式如下：电流值整定计算公式如下：一次侧：1.1 *Ie = 1.1*210A=231A, 二次值：231/600=0.39A，1.4s 跳变压器两侧断路器。二次侧：1.1 *Ie = 1.1*210*110/35A=726A，二次值：726/1600=0.45A, 1.1s 跳变压器两侧断路器。低电压闭锁低电压闭锁在变压器低压侧母线三相短路，高压侧母线电压仿真计算如下图：7高压侧母线残压为 90%，残压较高，利用高压侧母线电压来闭锁过流不合适，需采用低压侧母线电压来闭锁过流，一般整定为 0.7Ue。负序电压闭锁负序电压闭锁按照躲过正常运行
7、最大负序电压整定，一般正常运行负序电压不超过 2%额定电压，通常整定为 6V。2.4. 主变间隙零序保护主变间隙零序保护因正常情况下放电间隙回路无电流，装在放电间隙回路的零序过流动作值与变压器的零序阻抗、间隙放电的电弧电阻等因素有关，难以准确计算，根据间隙放电电流经验数据，一般取一次值为 100A，二次值：100/300=0.33A，时限 3s 动作于跳主变两侧断路器。2.5. 主变间隙零序保护主变间隙零序保护间隙零序电压一般整定为 180V（二次值），时限 0.5s 动作于跳主变两侧断路器。82.6. 过负荷保护过负荷保护高压侧：1.05*210=166=220A，二次值：220/600=0
8、.37A低压侧:1.05*210*110/35=1157=691A，二次值：691/1600=0.43A延时 9s 告警。以上整定项在保护装置 WBH-818C/R1 和 R2 中实现，其中间隙零序保护在 R1 中实现。2.7. 通风启动动作电流通风启动动作电流通风启动动作电流可按过负荷动作电流整定，延时 0.5s。2.8. 调压闭锁动作电流调压闭锁动作电流调压闭锁动作电流可按过负荷动作电流整定，延时 0.5s。2.9. 母线充电母线充电在WBH-818C/R2 装置中实现。动作电流应按躲过绕组的额定电流整定，按下式计算 Iop=Krel*In/ Kr。式中 Krel 为可靠系数取 1.05
9、Kr 为返回系数取 0.850.9 In 为被保护绕组的额定二次电流Iop=Krel*In/ Kr=1.05*210*110/35/0.9=770A(一次)=770/1600=0.48A(二次值)。动作时间 0.5s，跳低压侧断路器。92.10. 非电量保护非电量保护在保护装置 WBH-819C/R1 中实现。3. 110kV 母差保护母差保护保护在 WMH-800A/B6/R1 装置中实现。保护原理图：1）差动保护启动电流定值应保证母线保护在最小运行方式下有足够的灵敏度，并应尽可能躲过母线出线的最大负荷电流。推荐值 0.4 In1 In。由于该项目母差回路只有两回，最大负荷电流考虑主变额定电
10、流，按 1.1Ie 整定，则为：1.1*210A=231A，即为(231/600)In=0.39In。2）CT 断线告警定值设置 CT 异常报警是为了更灵敏地反应轻负荷线路 CT 断线和 CT 回路分流等异常情况，所以整定时灵敏度应较 CT 断线高。推荐值 0.05 In0.1 In。按 0.05In 整定。103）CT 断线闭锁定值按正常运行时流过母线保护的最大不平衡电流整定。推荐值 0.05 In0.3 In。按照上面不平衡电流计算公式：Iunb.max=(Ker+m)*Iload.max=0.11*1.1*210=25.4A=(25.4/600)In=0.043In,按 0.1In 整定
11、。6）低电压闭锁定值失灵保护用低电压闭锁定值，按照相电压整定。按连接母线的最长线路末端发生对称故障时有足够的灵敏度整定，并小于最低运行电压。推荐值 20 V45 V。模拟今后扩展某线路末端（线路长度 2.5km，截面积 185mm2）故障母线残压如下图：母线残压 15%，按 2 灵敏度考虑，则整定值为 2*15%=30%，即整定 30V。7）零序电压闭锁定值失灵保护用电压闭锁定值。按连接母线的最长线路末端发生不对称短路故障时有足够的灵敏度整定，并躲过母线正常运行时出现的最大零序电压。推荐值 6 V18 V。模拟今后扩展某线路末端（线路长度 2.5km，截面积 185mm2）故障母线零序残压如下
12、图：11母线零序电压大致等于：13kV，考虑 2 倍灵敏度，整定值为 6kV，对应二次值为 6/110*100=5.5V，按 6V 整定。8）负序电压闭锁定值失灵保护用电压闭锁定值。按连接母线的最长线路末端发生不对称短路故障时有足够的灵敏度整定，并躲过母线正常运行时出现的最大负序电压。推荐值 2 V6 V。按上图模拟仿真结果，母线负序电压为：17kV，考虑 2 倍灵敏度，整定值为8kV，对应二次值为 8/110*100=7.2V，按 6V 整定。9）三相失灵相电流定值应按躲过所有变压器支路最大负荷电流整定。按 1.1*Ie=1.1*210=231A，对应二次值为 231/600=0.39A12
13、10）失灵零序电流定值应按躲过所有支路最大不平衡电流整定。根据上面的最大不平衡电流计算公式，按 1.3*0.11Ie=1.3*0.11*1.1*210=33A，对应二次值为 33/600=0.06A。11）失灵负序电流定值应按躲过所有支路最大不平衡电流整定。同上，整定为 0.06A。12）失灵保护 1 时限失灵保护跳母联的动作延时，满足与其它保护装置的配合要求，应大于断路器跳闸时间和保护返回时间之和，并考虑一定的裕度。推荐值 0.1 s0.3 s。断路器跳闸时间考虑 30ms，返回时间 25ms，并考虑 50ms 裕度，整定为 0.1s。8）失灵保护 2 时限失灵保护跳失灵元件所在母线的动作时
14、间，满足与其它保护的配合要求，应在先跳母联的前提下，加上母联断路器的跳闸时间和保护返回时间之和，并考虑一定的裕度。推荐值 0.2 s0.5 s。按 0.2s 整定。4. 35kV 母差保护母差保护保护在 WMH-800A/P 装置中实现。差动保护动作原理图：131)差动电流定值应保证母线保护在最小运行方式下有足够的灵敏度，并应尽可能躲过母线出线的最大负荷电流。推荐值 0.4 In1 In。最大负荷电流考虑主变低压侧额定电流，按 1.1Ie 整定，则为：1.1*210*110/35A=726A，即为(726/1600)In=0.45In。2)制动系数主要考虑母线故障时流出电流占故障电流的比例和外
15、部故障时由于 TA 误差产生的不平衡电流。区外最大短路电流（基本同35kV母线短路）仿真计算如下图：14区外短路一次侧三相最大短路电流为 5.24kA。外部短路最大不平衡电流：Iunb= ( Ker +m)*5.24= (0.11)*5.24=0.58kA，同样考虑 1.5安全系数，在区外短路差动保护启动值（可能）：Id=1.5*0.58kA=0.87 kA=(870/1600)In=0.54In按照上面的差动保护动作原理图可以计算制动系数：S=Id/Ir=0.54In/(5240/1600In)=0.165一般按 0.3 倍整定。3). 母线保护低电压定值（相） 按母线对称故障时有足够的灵敏
16、度，并小于最低运行电压。此处按照所有馈线低压侧出口短路母线残压可靠不动作整定，母线残压最低的为接地变压器低压侧三相短路，其结果如下：母线残压为 67.33%，考虑 1.2 倍可靠系数，整定为：67%/1.2=56%Un整定输入为：56%*57.7=32V154）. 母线保护负序电压 2U 定值（相） 按母线不对称故障时有足够的灵敏度，并躲过母线正常运行时出现的最大负序电压。 仿真结果如下（单相对地短路）：负序电压为 25%Un，按 2 倍灵敏度整定为：12%Un，整定输入位 12%*57.7=7V5）. 母线保护零序电压 03U 定值（自产） 按母线不对称故障时有足够的灵敏度，并躲过母线正常运行时出现的最大零序电压。 仿真两相对地短路结果如下：16零序电压为 40%Un，考虑 2 倍灵敏度，则整定为 20%Un，整定输入为：0.2*57.7=15V6）.充电保护相过流段、相过流段 按最小运行方式下被充电母线故障时有足够的灵敏度整定 如上仿真结果母线故障三相短路电流为：5.24kA，两相短路电流为
