乌昌变电站110-35-10kV降压变压器继电保护整定计算方案

乌昌变电站110/35/10kV降压变压器继电保护整定计算方案一、整定计算基础条件1.变压器核心参数（假设基准值，实际需按设备铭牌修正）参数名称数值备注额定容量S_N50MVA三绕组降压变压器额定电压比110kV/35kV/10kVY/Δ-11接线短路电压U_k\%高-中10.5%、高-低17.5%、中-低6.5%额定容量下额定电流I_{1N}/I_{2N}/I_{3N}262.4A/816.5A/2886.8A各侧额定电流电流互感器（CT）变比300/5A（110kV侧）、1000/5A（35kV侧）、3000/5A（10kV侧）准确度级0.5/10P20系统基准容量S_j100MVA行业标准基准值系统阻抗标幺值最大运行方式X_{*max}=0.05、最小运行方式X_{*min}=0.08110kV侧系统等值阻抗2.整定计算依据《电力变压器保护和控制技术导则》（GB/T14285-2016）《3~110kV电网继电保护装置运行整定规程》变压器厂家技术说明书及现场实际运行工况二、主保护整定计算（差动保护）差动保护作为变压器内部故障主保护，采用二次谐波制动原理，核心是平衡两侧电流、抑制不平衡电流。1.额定二次电流计算基本侧选择：110kV侧（主电源侧），平衡系数K_h=135kV侧额定二次电流：I_{2N}'=\frac{I_{2N}\times5}{CT_{2变比}}=\frac{816.5\times5}{1000}=4.08A10kV侧额定二次电流：I_{3N}'=\frac{2886.8\times5}{3000}=4.81A平衡系数调整：K_{l2}=\frac{I_{1N}'}{I_{2N}'}=1.23（35kV侧），K_{l3}=\frac{I_{1N}'}{I_{3N}'}=0.94（10kV侧）2.差动保护定值整定定值项目计算公式计算结果说明差动启动电流I_{op.d}I_{op.d}=K_{rel}\timesI_{1N}'（K_{rel}=1.3）6.82A可靠系数1.3，躲过正常不平衡电流二次谐波制动系数K_{2\omega}经验取值0.2抑制励磁涌流（涌流含20%以上二次谐波）差动速断电流I_{op.dq}I_{op.dq}=K_{rel.dq}\timesI_{1N}'（K_{rel.dq}=5）26.2A快速切除严重内部故障3.不平衡电流抑制措施相位校正：110kV侧CT二次采用Δ接线（补偿Y/Δ-11接线的30°相位差）变比平衡：通过保护装置平衡系数修正CT变比与变压器变比不匹配问题暂态闭锁：投入二次谐波制动，躲过空载合闸时的励磁涌流（幅值2-3I_N）三、后备保护整定计算后备保护包括复合电压闭锁过电流保护、零序电流保护、过负荷保护，作为主保护后备及相邻元件保护配合。1.复合电压闭锁过电流保护（各侧配置）侧别动作电流I_{op}动作时限t复合电压定值110kV侧I_{op}=K_{rel}\times\frac{S_N}{\sqrt{3}U_{1N}}=1.2\times262.4=314.9AⅠ段0.5s（本侧）、Ⅱ段1.5s（后备）低电压70V，负序电压6V35kV侧I_{op}=1.2\times816.5=979.8AⅠ段0.3s（本侧）、Ⅱ段1.0s（后备）低电压24.5V，负序电压2.1V10kV侧I_{op}=1.2\times2886.8=3464.2AⅠ段0.2s（本侧）、Ⅱ段0.8s（后备）低电压8.5V，负序电压0.7V2.零序电流保护（10kV侧中性点经小电阻接地）启动电流：I_{op.0}=K_{rel}\times3I_{0.max}（3I_{0.max}=100A，K_{rel}=1.5）→150A动作时限：0.5s（与10kV出线零序保护配合）动作逻辑：零序电流≥150A且零序电压≥3V时，跳10kV侧断路器3.过负荷保护启动电流：I_{op.ol}=1.1\timesI_{N}（各侧按额定电流整定）动作时限：10s（反时限特性，过载电流越大，动作时间越短）动作出口：轻载时发告警信号，重载时跳变压器各侧断路器四、定值校验与配合1.灵敏度校验（最小运行方式下）110kV侧三相短路灵敏度：K_s=\frac{I_{k.min}}{I_{op}}=\frac{3150A}{314.9A}=10.0\geq2.0（满足要求）10kV侧单相接地灵敏度：K_s=\frac{I_{0.min}}{I_{op.0}}=\frac{450A}{150A}=3.0\geq1.5（满足要求）2.与相邻元件保护配合与110kV线路保护配合：后备保护Ⅱ段时限1.5s，比线路保护最长动作时限大0.5s与35kV/10kV出线保护配合：本侧Ⅰ段时限0.2-0.5s，躲过出线故障切除时间五、特殊工况整定调整1.分接头调整影响变压器带负荷调整分接头时，短路电压变化≤±5%，差动保护定值无需调整（平衡系数自动补偿）后备保护动作电流按额定电压下的额定电流整定，分接头变化不影响灵敏度2.在线自整定功能（可选）启用故障相别判别+故障方向判别模块，实时计算故障阻抗Z_C=\frac{U_{\Phi\Phi}}{I_{\Phi\Phi}}（相间故障）基于保护测距L_C=Z_C/Z_1动态调整动作时限，实现自适应保护六、整定计算结论与注意事项核心定值清单（二次侧值，CT变比折算后）：差动启动电流：6.82A，二次谐波制动系数：0.2，差动速断电流：26.2A110kV侧过流Ⅰ段：314.9A/0.5s，35kV侧过流Ⅰ段：979.8A/0.3s，10kV侧过流Ⅰ段：3464.2A/0.2s零序启动