繼電保護的定值計算

和紅梅，孫曉暉

(河北水利電力學(xué)院 ，河北 滄州 061001)

繼電保護的定值計算

和紅梅，孫曉暉

(河北水利電力學(xué)院 ，河北 滄州 061001)

通過對墾利石化煉油廠繼電保護定值計算的實例，介紹了定值計算的程序，電力系統(tǒng)等效電路圖的繪制方法；指出了在電力系統(tǒng)安全運行過程中繼電保護定值計算的重要性，并給出繼電保護定值計算和管理過程中的幾點注意事項。

繼電保護；定值計算；等效電路圖

電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展和安全穩(wěn)定運行，給國民經(jīng)濟和社會發(fā)展帶來了巨大動力和效益。但是，電力系統(tǒng)一旦發(fā)生自然或人為故障，如果不能及時有效控制，就會失去穩(wěn)定運行，使電網(wǎng)瓦解，并造成大面積停電，給社會帶來災(zāi)難性的后果。繼電保護(包括安全自動裝置)是保障電力設(shè)備安全和防止及限制電力系統(tǒng)長時間大面積停電的最基本、最重要、最有效的技術(shù)手段。許多實例表明，繼電保護裝置一旦不能正確動作，就會擴大事故，釀成嚴重后果。因此，加強繼電保護的設(shè)計和整定計算，是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要工作。

定值計算是決定保護裝置正確動作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，定值計算人員應(yīng)具備高度的工作責(zé)任心，樹立全局觀念和整體觀念，整定計算工作應(yīng)嚴格遵守整定計算基本原則：局部服從整體；下級服從上級；局部問題自行消化；盡可能地照顧地區(qū)電網(wǎng)和下一級電網(wǎng)的需求；保證重要用戶供電；滿足繼電保護和安全自動裝置可靠性、選擇性、靈敏性、速動性的要求，在不滿足時應(yīng)合理取舍。

定值計算應(yīng)具備準確無誤的計算資料，這是進行定值計算的前提，包括：一、二次圖紙；所帶變壓器、電容器、消弧線圈、電抗器等銘牌數(shù)據(jù)和廠家說明書；電壓互感器、電流互感器變比和試驗報告；實測線路參數(shù)或理論計算參數(shù)；保護裝置、技術(shù)說明書、現(xiàn)場保護裝置打印清單等。本文以墾利石化煉油廠110kV總降變電站和35kV區(qū)域變電站繼電保護定值計算整定過程為例進行說明。

1 電力系統(tǒng)構(gòu)成

墾利石化煉油廠電源來自電網(wǎng)一回110kV進線，廠里自備發(fā)電廠一座，裝機容量為2×15MVA，輸出電壓10kV。廠內(nèi)現(xiàn)有110kV變電站一座，35kV變電站3座。電壓等級有110kV、35kV、10kV、6kV、0.38kV。主要用電設(shè)備為泵類設(shè)備和通風(fēng)機設(shè)備，電壓等級集中在10kV、6kV、0.38kV。

2.1 110kV變電站

圖1 110kV變電站畫面

煉油廠110kV變電站是煉油廠與供電公司供用電交界處，擔負著全廠電力供應(yīng)，又是和供電公司計量結(jié)算處。該變電站安裝兩臺110kV/35kV/10kV三繞組主變壓器，容量分別為50MVA和30MVA。一回110kV電纜進線，經(jīng)GIS組合設(shè)備T型接線進入兩臺主變壓器輸入端。變壓器35kV出線分別經(jīng)電纜埋地引向煉油變電站，區(qū)域變電站和丁二烯變電站。10kV出線經(jīng)單母分段接線引向銷售公司10kV變電站。自備發(fā)電廠10kV出線接入主變壓器10kV側(cè)。

110kV變電站35kV出線聯(lián)接兩端母線，單母分段運行。分斷處經(jīng)分段斷路器聯(lián)接。經(jīng)電纜分別引向煉油變電站和丁二烯變電站。

煉油廠10kV線路由三部分構(gòu)成：主變壓器10kV側(cè)；35kV/10kV變壓器。10kV側(cè)均是單母分段運行?；菽軣犭妰陕?0kV進線接在主變壓器10kV側(cè)，可根據(jù)負荷情況向35kV側(cè)甚至110kV側(cè)供電。圖1是煉油廠110kV變電站監(jiān)控畫面：

2.2 35kV區(qū)域變電站

35kV區(qū)域變電站主要負責(zé)160萬噸DCC項目電力供應(yīng)。主變壓器為兩臺35kV/10kV油浸電力變壓器，容量為25MVA。主要配電柜有35kV母聯(lián)柜，主風(fēng)機變壓器出線柜，10kV母聯(lián)柜，10kV聯(lián)合一出線柜，余熱鍋爐發(fā)電饋出柜，電容器柜，所用變壓器柜，冷卻風(fēng)機柜，循環(huán)水泵出線柜等。其中主風(fēng)機設(shè)備是該變電站最大用電負荷，由14000kVA異步電動機拖動主風(fēng)機運行，主風(fēng)機是由陜西鼓風(fēng)機廠提供的10847kVA軸流壓縮機。圖2為35kV母線接線圖：

圖2 35kV母線接線圖

3 保護定值計算

3.1 35kV側(cè)定值計算

由于110kV側(cè)受電力公司調(diào)度，所以110kV側(cè)僅設(shè)置對變壓器起保護作用的油溫保護和瓦斯保護。35kV側(cè)投入電流Ⅰ段保護，電流Ⅱ段保護，電流Ⅲ段保護。電流段保護為無時限電流速斷保護；電流Ⅱ段保護為定時限電流速斷保護；電流Ⅲ段保護為過負荷保護[1]。

(1)電流Ⅰ段保護定值計算[2-3]：

1#主變壓器：

三相三繞組電力變壓器每個繞組的電抗百分值計算如下：

換算為標幺值為：

電力系統(tǒng)的電抗：

發(fā)電機的電抗：

繪制等效電路圖如圖3所示(標幺值)：

短路電流為：

根據(jù)短路電流值，無時限電流速斷保護：

定值取4.2，t=0s。

圖3 等效電路圖

(2)電流Ⅱ段保護定值(定時限電流速斷)：

(3)電流Ⅲ段保護定值(過電流保護)：

3.2 10kV側(cè)電容器定值計算

下面對35kV區(qū)域變電站10kV側(cè)補償電容器柜和10kV電動機做定值計算：

1#，2#電容器柜電容型號為HTVQ-12/6000-4，6000Kvar，額定電流 ，CT變比為400:1，保護設(shè)備型號為STS361C。

(1)過電流保護:

定值取1.4，t=0.2s

(2)過負荷保護:

定值取1.05，t=0.7s

3.3 10kV側(cè)電動機定值計算

10kV側(cè)有四臺冷卻塔專用風(fēng)機柜，電動機型號為YBXn4002-4W，功率200kw。額定電流14.4A，CT變比為75/1，保護設(shè)備為STS362M.

根據(jù)電機額定功率知，電機需裝設(shè)電流速斷保護及過負荷保護。

(1)電流速斷保護定值：

定值取2.5， t=0.5s

(2)過負荷保護：

4 結(jié)束語

定值計算需要整體考慮整個供配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、設(shè)備選擇和保護配置，在實際計算過程中又涉及到許多經(jīng)驗值，不同人員計算出來的定值可能不同。保護定值在理論計算完畢后，必須經(jīng)過現(xiàn)場實際運行的檢驗才能最終確定，并且隨著系統(tǒng)參數(shù)的變化及時修改。

在實際定值計算過程中，由于系統(tǒng)接線、設(shè)備選型和人員情況的不同，整定計算和系統(tǒng)運行容易發(fā)生以下錯誤，希望有關(guān)人員在應(yīng)用中給予重視：

(1)整定人員沒有參加有關(guān)繼電保護配置、設(shè)計審查和設(shè)備選型等工作，對設(shè)計本身缺陷無法彌補。

(2)整定計算人員對于新裝置的內(nèi)容、含義和二次回路不清楚，沒有很好的掌握，以致定值內(nèi)容出錯。

(3)下級定值沒有與上級定值接口，上下級單位沒有及時配合，使保護定值失去配合關(guān)系。

(4)線路運行方式改變或更換變壓器沒有及時修改系統(tǒng)阻抗，使定值計算出現(xiàn)偏差。

[1] 全國量度繼電器和保護設(shè)備標準化技術(shù)委員會靜態(tài)繼電保護裝置分標準化技術(shù)委員會.GB/T14285-2006繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程[S]. 北京: 中國標準出版社, 2006.

[2] 任元會.工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊[M].3版.北京:中國電力出版社，2005.

[3] 弋東方.電力工程電氣設(shè)計手冊(電氣一次部分)[M].北京：中國電力出版社，1989.

(本文文獻格式：和紅梅，孫曉暉.繼電保護的定值計算[J].山東化工，2016，45(12)：120-122，125.)

2016-04-21

河北省科技廳科技類指導(dǎo)項目，項目編號Z2015100

和紅梅(1983—)，女，碩士，實驗師，研究方向：控制理論與控制工程。

TP271

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1008-021X(2016)12-0120-03