龙源日喀则30MWp光伏发电项目保护整定计算说明书20160219V60

1龙源日喀则30MWp光伏发电项目保护整定计算说明书1.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=6.9Ω。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（95＋1.44S）/(2200+0.23S)]Un×L公式计算电缆类型3×503×703×953×1203×1503×240电缆长度m35521000430197444A/kM2.643.13.654.26.8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2.1.基本参数变压器容量（KVA）短路阻抗一次侧额定电流一次侧CT变比保护类型4000010.5%210A600/1WBH-817C/R1,WBH-818C/R1,WBH-818C/R2,WBH-819C/R12.2.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: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+ΔU+Δm)*Iload.max其中:Ker---电流互感器的比误差，取0.03*2；3∆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+ΔU+Δm)*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)=1.5*Iunb.1=1.5*0.21e=0.315Ie，按0.3Ie设置。最小制动电流Ires.0按照额定电流整定。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：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+Δm)*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=0.27kA=(270/210)Ie=1.29Ie按照保护原理图计算如下：S=(Id2-Id1)/(Iunb.2-Ik)=(1.29-0.3)/(1670/210-1)=0.14，按0.3设置。4采用二次谐波进行励磁涌流判断二次谐波制动RCXBZD投入，1。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。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TA饱和判据投入，TA异常判据投入。以上整定项在保护装置WBH-817C/R1中实现。2.3.复压闭锁过流保护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：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。5负序电压闭锁按照躲过正常运行最大负序电压整定，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。2.6.过负荷保护高压侧：1.05*210=166=220A，二次值：220/600=0.37A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可按过负荷动作电流整定，延时0.5s。2.9.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1.05Kr为返回系数取0.85～0.9In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。2.10.非电量保护在保护装置WBH-819C/R1中实现。3.110kV母差保护保护在WMH-800A/B6/R1装置中实现。6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0.4In－1In。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0.05In－0.1In。按0.05In整定。3）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0.05In－0.3In。按照上面不平衡电流计算公式：Iunb.max=(Ker+Δm)*Iload.max=0.11*1.1*210=25.4A=(25.4/600)In=0.043In,按0.1In整定。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20V－45V。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：7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6V－18V。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图：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8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2V－6V。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=0.39A10）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0.1s－0.3s。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0.2s－0.5s。按0.2s整定。4.35kV母差保护保护在WMH-800A/P装置中实现。差动保护动作原理图：1)差动电流定值9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0.4In－1In。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：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+Δm)*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=0.87kA=(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：10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=32V4）.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：11零序电压为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Ⅰ段、相过流Ⅱ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：0.866*5.24=4.5kA，按2倍灵敏度考虑，整定输入为：4500/2/400=5.6In。7)．充电保护Ⅰ段、Ⅱ段延时当用母联充电保护对母线充电时，Ⅰ段延时可整定为0；当用母联充电保护对变压器或线路充电时，Ⅰ段、Ⅱ段延时应满足与其它装置的配合要求。此处可能存在对变压器充电。Ⅰ段延时整定为0.2sⅡ段延时整定为0.5s8）TTA断线灵敏段启动电流定值设大于正常运行时的差动最大不平衡电流。。按上述不平衡计算为：1.5*0.11=0.165In（1.5为可靠系数）整定输入0.2In整定。9）TA断线不灵敏段启动电流定值同上整定输入0.2In整定。10）方式识别校核电流同上整定输入0.2In整定。由于35KV断路器无需考虑失灵保护，所以失灵保护无需整定。125.35kV站用变5.1.基本参数变压器容量（KVA）短路阻抗一次侧额定电流一次侧CT变比保护类型2006%3.3A400/1WBH-822C保护配置：速断保护、过流保护、过负荷及零序电流保护。5.2.速断保护按变压器低压侧三相短路电流整定，并考虑1.3倍可靠系数。整定计算公式：1.3*Ik3。短路电流