玉龙光伏电站继电保护整定计算存在的典型问题分析研究

玉龙光伏电站继电保护整定计算存在的典型问题分析研究

陈寿康

乌江水电开发有限责任公司思林发电厂  贵州铜仁市   565109

摘  要：玉龙新能源光伏电站集电线保护整定计算，箱变低压侧短路集电线过流保护无灵敏度，本文对其原因进行分析并提出对策措施。

关键词：定值；灵敏度；方向

0  引言

玉龙光伏电站位于贵州省毕节市威宁县牛棚镇境内，属于典型的山地光伏电站工程，装机容量50MWp，站内有3条集电线，1条35kV母线，1台110kV变压器，1条110kV与系统连接的线路，1条35kV的直馈线路,1台接地变、1台SVG变压器，该光伏电站于2016年并网发电，在对其继电保护整定计算中发现，集电线过流保护在躲最大负荷情况下，灵敏度不满足要求，以下简要介绍过流保护在无躲最大负荷情况下无灵敏度的原因分析及其采取的应对措施。

2 玉龙电站过流保护灵敏度存在问题

2.1 玉龙电站过流保护定值

电站1号集电线箱变为美变，箱变高压侧安装有高压熔断器和隔离刀闸，未单独设置箱变保护装置，箱变故障只有靠集电线保护装置及箱变熔断器进行保护。集电线线路在小方式下最远一台箱变低压侧的总电抗为7.575欧，流过短路点的一次电流为13.76KA，折算至高压侧为0.446A，集电线正常时最大负荷二次电流为0.75A，按躲最大负荷时定值取0.9A，保护灵敏度只有0.49，不满足1.2倍要求，不能保护箱变低压故障。

2.2 过流保护定值灵敏度低原因分析

主要原因为系统提供短路电流偏小。玉龙光伏电站位于贵州省毕节市威宁县牛棚镇境内，属于典型的山地光伏电站工程，距离镇政府约 10 公里，临近 S102 省道。所选的场地为荒山坡地，场址海拔 1900~2600 米之间。采用每个光伏发电单元 1MWp 的设计方案，共 50 个发电单元。其中 25 个发电单元采用组串式逆变器，25 个发电单元采用集散式逆变器。组串式方案：每个 1MWp 光伏发电单元配置 22 台 50kW 组串式逆变器，组串式逆变器交流输出经汇流后接入一台容量为 1000kVA 双绕组升压变压器；集散式方案：每个 1MWp 光伏发电单元配置一套集装箱式集散逆变器和一台 1000kVA 双绕组升压变压器。项目配套建设一座 110kV 升压站，110kV 侧接线采用单母线方式，以 1 回110kV 线路接入毕节 110kV 中水变，线路长度约 25km。玉龙电站110kV母线系统阻抗见表1，各电压等级的基准值见表2。

       表1：玉龙电站110kV母线系统阻抗

表2：各电压等级的基准值。

过流保护定值整定

1）动作电流：按额定负荷下可靠返回整定。

  =

为可靠系数，取1.2；为返回系数，取0.9；为额定电流二次值。

2） 灵敏度校验：

按照光伏全停，箱变低压侧两相相短路校验灵敏度：

集电线最远1台箱变低压侧的总阻抗：为系统、主变、集电线架空线、电缆、箱变阻抗之和为7.575欧，则该箱变低压侧在小方式下三相短路电流为：

低压侧在小方式下两相短路电流折算至高压侧灵敏度为：

   0.45远远低于1.2,灵敏度不足，不能保证低压侧发生故障时保护可靠动作。

3 防范措施

为了满足最远1台箱变在最小方式下两相短路保护定值满足灵敏度1.2倍要求，采取的措施是不躲最大负荷电流，直接按1.2倍灵敏度计算为0.54A，但0.54A躲不过最大负荷电流，采取加方向保护，方向指向箱变，正常发电时负荷电流方向指向35kV母线，不能采用复压闭锁过流保护。

4 风险分析及措施

4.1 方向错误风险及措施

集电线过流定值加方向后保护定值低于正常负荷电流的安全风险主要是方向未校定指向箱变，指向35KV母线时，当电流达到0.54A时保护将动作跳闸。措施：如带上负荷后检查方向指向下箱变，检查CT端子电流从S1引出，电站解网并将集电线开关断开拉至试验位置后，将CT端子改为电流从S2引出，带负荷检查方向指向35KV母线后，可将过流方向保护投入。电流互感器安装时对其极性测试，若为减极性，CT安装方向为P2靠近母线侧，P1靠近集电线侧,CT从S1引出引出，带上负荷后检查方向指向35KV母线。保护定值虽低于正常负荷电流，但保护方向能可靠闭锁，使保护可靠不动作；当箱变发生故障时，短路电流超过0.54A，方向指向箱变，保护可靠动作，切除故障，保护箱变。

4.2 PT回路异常及控制措施

集电线过流定值加方向后保护定值低于正常负荷电流的安全风险主要是方向指向箱变，但发生PT断线，保护存在动作风险。措施：保护软件增设PT断线闭锁功能；加强保护装置及回路的定期检查及维护工作，定期紧固PT端子，使PT运行正常，端子接触良好，回路绝缘正常。

5 结语

光伏电站集电线过流保护整定计算需校核灵敏度，灵敏度需满足要求，否侧箱变低压侧发生短路，保护将不能动作，箱变将被烧毁。

参考文献：

a GB/T 32900-2016 《光伏发电站继电保护技术规范》

b GB 14285-2016 《继电保护和安全自动装置技术规程》

C Q/GDW 1617-2010 《光伏电站接入电网技术规定》

d GB/T 15544-2017 《三相交流系统短路电流计算》

E GB/T-19939-2005 《光伏系统并网技术要求》

作者简介：陈寿康 1971年出生，男（汉族），贵州遵义人，高级工程师，主要从事生产管理工作、安全管理工作。

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