功果桥电站10kV厂用电保护整定计算方法

李虎

摘 要：文章以功果桥电站厂用电保护定值整定计算为例，结合功果桥站用电系统实际情况，遵循保护定值整定计算相关规程，论述了厂用电保护定值整定计算方法，计算方法实用性强，满足可靠性、选择性要求。通过文章的分析，旨在为相关工作提供帮助。

关键词：继电保护；定值整定；选择性；可靠性

引言

考虑当前10kV定值整定计算方面的论文较少，且以配电所、变电站为主，涉及大中型水电厂的厂用电保护定值整定计算更少之又少。文章以功果桥电站厂用电保护定值整定计算为例，论述了大中型水电厂厂用电保护配置及保护定值整定计算方法，希望填补此方面的空缺，给后续进行水电厂厂用电保护定值整定计算工作者提供一定的参考、借鉴作用。

功果桥水电站是澜沧江中下游河段梯级规划的第一级水电站。电站装机容量4×225MW，保证出力151.3MW，年发电量40.41亿kW·h，年利用小时数4490h。工程主要任务以发电为主，按无人值班设计。电站计划于2011年10月首台机组发电，作者按照电站建设管理机构安排，根据行业标准及国家标准的有关规定，参考同类大中型水电厂厂用电保护定值整定计算原则，结合我站实际情况进行10kV厂用电保护定值整定计算。保证选择性、可靠性，10kV进线开关、馈线开关、联络开关均选用定时限速断、定时限过流，限时零序过流保护配置及保护时间设定。以01TM变压器保护整定为例进行说明。

1 短路阻抗计算

1.1 对系统等效阻抗的考虑

厂用电保护的基本要求是当厂用系统中的设备上发生故障时，保护装置之间应能协调配合，迅速而有选择地切除发生故障的设备，保持其它重要厂用辅机的安全运行，以保证发电厂的连续发电。通常大中型水电厂厂用电保护定值计算时，在满足选择性和可靠性要求的基础上采取一些必要的等效计算，而不必做到220kV及以上系统保护整定那般精确。

根据我厂实际情况，厂用电电缆长度最长不超过400m，与变压器阻抗相比基本可以忽略不记，且认为15.75kV侧接于无穷大系统。因此在整定计算中等效阻抗不计电缆影响，不考虑系统阻抗。

1.2 元器件等效阻抗计算

根据短路计算原则，为方便计算取系统基准容量Sj=2400KVA、Uj=10.5kV、Ij=132A。

（1）机组高厂变1TG

主要技术参数：Se=3×800kVA Ud=6%

折算阻抗：X1TG=Ud×Sj/Se=0.06

（2）机组自用三相变01TM

主要技术参数：Se=500kVA Ud=4%

折算阻抗：X01TM=Ud×Sj/Se=0.192

图1 厂用电图简介 图2 阻抗图

2 定值整定计算（以01TM高压侧911开关为例）

2.1 速断保护：高压侧CT变比75/1

（1）考虑01TM低压侧三相短路

IZd=Kk·I/nT=1.3×=9.07（A）

Kk-为可靠性系数，取1.3；

I-为厂用低压变母线上发生三相短路时的短路电流。

（2）按躲过空投低厂变时的励磁涌流整定， 保护动作电流

IZd=Kjx=1×=2.19（A）

Ie-低压厂用变压器01TM高压侧额定电流；

Kjk-配合系数，取1。

低压厂用变压器容量较小，励磁涌流相应较小。其速断保护定值按照低压侧三相短路整定，取9.1A。

（3）灵敏度计算

Km===2.8>2

I-保護安装处发生两相短路时的短路电流值；

Ir-保护整定值对应一次电流值。

2.2 过电流保护

（1）最大负载按01TM容量考虑

Izd=·Ifmax

nT 取1.0A

KK=1.2 Kf=0.85 Kzqd=2

（2）灵敏度计算

K1m===6.04>1.5，I为低厂变低压侧发生两相短路时，流过电流互感器的二次电流。

2.3 零序电流保护：CT变比400/1

（1）按躲过正常运行时中性线上最大不平衡电流，保护动作电流为：

I0dz=Kk=1.2×=1.08A，Ieb为低厂变低压侧额定电流。零序电流保护定值取1.1A。

（2）灵敏度计算

K1m===7.7>1.5，I为低厂变低压侧母线上发生单相接地短路时短路电流值。

2.4 保护动作时间配合

（1）速断保护作为低厂变及其相关10kV电缆的主保护，瞬时跳开变压器两侧开关。

（2）为了在低压侧联络运行而故障点在低压侧另一段母线时能及时切除故障，缩小停电范围，过电流保护短延时跳开低压侧联络开关、长延时跳开变压器两侧开关。

（3）鉴于现有保护装置零序电流保护不能实现分延时段出口跳闸，零序电流保护延时跳开变压器两侧开关。

综合考虑10kV保护的可靠性和灵敏性，结合电厂实际运行的经验，延时△t取0.3S。

3 结束语

作为电厂安全生产体系中的重要环节，继电保护在电力安全生产中起着重要的作用，继电保护快速性、灵敏性、选择性、可靠性的体现在很大程度上取决于保护装置本身的可靠性以及保护整定值设置的合理性。本计算方法充分考虑了水电厂运行的实际需要，阐述了10kV厂用电保护定值整定计算的基本方法和注意事项，计算中避开复杂理论的数学公式推导，对大中型水电厂厂用电保护定值整定计算具有一定参考价值。

参考文献

[1]GB/T 14285-2006.继电保护和安全自动装置技术规程[S].

[2]宋卫东.10kV配电系统继电保护厂用方案及整定计算[Z].2005四川电气联合年会专刊-变电配电.

[3]GB50062-92.电力装置的继电保护和自动装置设计规范[S].

[4]DL_T_5177-2003.水电厂继电保护整定计算导则[S].