繼電保護的定值計算

和紅梅，孫曉暉

(河北水利電力學院 ，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，電力系統等效電路圖的繪制方法；指出了在電力系統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

電力系統的不斷發展和安全穩定運行，給國民經濟和社會發展帶來了巨大動力和效益。但是，電力系統一旦發生自然或人為故障，如果不能及時有效控制，就會失去穩定運行，使電網瓦解，并造成大面積停電，給社會帶來災難性的后果。繼電保護(包括安全自動裝置)是保障電力設備安全和防止及限制電力系統長時間大面積停電的最基本、最重要、最有效的技術手段。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，加強繼電保護的設計和整定計算，是保證電網安全穩定運行的重要工作。

定值計算是決定保護裝置正確動作的關鍵環節，定值計算人員應具備高度的工作責任心，樹立全局觀念和整體觀念，整定計算工作應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；盡可能地照顧地區電網和下一級電網的需求；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，在不滿足時應合理取舍。

定值計算應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、電抗器等銘牌數據和廠家說明書；電壓互感器、電流互感器變比和試驗報告；實測線路參數或理論計算參數；保護裝置、技術說明書、現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 電力系統構成

墾利石化煉油廠電源來自電網一回110kV進線，廠里自備發電廠一座，裝機容量為2×15MVA，輸出電壓10kV。廠內現有110kV變電站一座，35kV變電站3座。電壓等級有110kV、35kV、10kV、6kV、0.38kV。主要用電設備為泵類設備和通風機設備，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，又是和供電公司計量結算處。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GIS組合設備T型接線進入兩臺主變壓器輸入端。變壓器35kV出線分別經電纜埋地引向煉油變電站，區域變電站和丁二烯變電站。10kV出線經單母分段接線引向銷售公司10kV變電站。自備發電廠10kV出線接入主變壓器10kV側。

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

煉油廠10kV線路由三部分構成：主變壓器10kV側；35kV/10kV變壓器。10kV側均是單母分段運行。惠能熱電兩路10kV進線接在主變壓器10kV側，可根據負荷情況向35kV側甚至110kV側供電。圖1是煉油廠110kV變電站監控畫面：

2.2 35kV區域變電站

35kV區域變電站主要負責160萬噸DCC項目電力供應。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母聯柜，主風機變壓器出線柜，10kV母聯柜，10kV聯合一出線柜，余熱鍋爐發電饋出柜，電容器柜，所用變壓器柜，冷卻風機柜，循環水泵出線柜等。其中主風機設備是該變電站最大用電負荷，由14000kVA異步電動機拖動主風機運行，主風機是由陜西鼓風機廠提供的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側定值計算

由于110kV側受電力公司調度，所以110kV側僅設置對變壓器起保護作用的油溫保護和瓦斯保護。35kV側投入電流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：

電力系統的電抗：

發電機的電抗：

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側電容器定值計算

下面對35kV區域變電站10kV側補償電容器柜和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側電動機定值計算

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

根據電機額定功率知，電機需裝設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 結束語

定值計算需要整體考慮整個供配電系統的結構、設備選擇和保護配置，在實際計算過程中又涉及到許多經驗值，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，必須經過現場實際運行的檢驗才能最終確定，并且隨著系統參數的變化及時修改。

在實際定值計算過程中，由于系統接線、設備選型和人員情況的不同，整定計算和系統運行容易發生以下錯誤，希望有關人員在應用中給予重視：

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

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

(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系。

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

[1] 全國量度繼電器和保護設備標準化技術委員會靜態繼電保護裝置分標準化技術委員會.GB/T14285-2006繼電保護和安全自動裝置技術規程[S]. 北京: 中國標準出版社, 2006.

[2] 任元會.工業與民用配電設計手冊[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

A

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