35KV变电站继电保护及继电器整定的分析探讨

姚馥桢

摘要：随着变电站综合自动化系统的普及，煤矿供电系统也变得越来越复杂，这就进一步提高了变电站继电保护及自动装置稳定运行的工作要求。作为煤矿企业矿井供电系统的工作人员必须合理选择变电站继电保护方案和继电器整定，才能有效提高变电站继电保护稳定运行的可靠性，为企业安全生产奠定坚实基础。

关键词：变电站；继电保护；继电器整定

变电站综合自动化系統是矿山供电系统的重要组成部分，继电保护及自动装置则是保证变电站综合自动化系统安全、稳定运行和保护电力设备的重要装置。保护装置使用不当或不能正确动作，矿山供电系统可能会发生一些故障和不正常状态，往往会造成严重后果。因此，当出现故障或不正常状态时，必须及时消除。为了保证企业安全生产、可靠供电，供电系统的主要电气设备及线路都要装设继电保护装置。下面以某国有煤矿企业35KV变电站为例，对继电保护方案和继电器整定进行分析探讨。

一、变电站基本参数

该变电站现采用电源为两条双回路电源供电，电压等级为35KV，采用铁构架空铁塔输入。系统电抗：最大运行方式为1.0248，最小运行方式为1.3458，选取基准容量为100MVA，系统出线过流保护动作时间为3秒。电费收取方法采用两部电价制，在变电站35KV侧计量，固定部分按最高负荷收费。

二、35KV进出线与联络开关继电保护方案的选择

对于双回路供电，当选用一路运行一路备用时，备用回路应装设备用电源自动投入装置。35KV过流保护时限整定，应与后一级变电所及前一级负荷的过流时限整定相配合，并根据最大工作电流及短路电流对保护进行整定与校验并根据电流速断整定值校验电流互感器的10%的误差倍数是否合格。

三、主变压器的继电保护方案的确定

主变压器保护只在变压器原边设置。对容量较小的变压器当电流速断不能满足要求时，可装设变压器纵差保护。变压器差动保护应选用专用的差动电流互感器。

（一）变压器的过流保护

为了防止外部短路引起变压器线圈的过电流，并作为差动和瓦斯保护的后备保护，变压器还必须装设过电流保护，对于单侧电源的变压器，过流保护装在电源侧，保护动作是切断变压器各侧开关。过流保护的动作应按躲过变压器的最大工作电流整定。

经测算，一次动作电流为A，继电器动作电流为A，可靠系数取1.2，返回系数取0.85。变压器最大工作电流，无法确定最大负荷时，按额定电流乘以13代替。变压器二次侧最小运行方式下的两相短路电流折算到变压器一次侧的电流值为679A，选用DL-31/10型继电器，校验灵敏系数为1.8>1.5，动作时限整定为2s，符合工作要求。

（二）变压器的过负荷保护

变压器过负荷保护大都是三相的，所以过负荷保护可采用单电流继电器接线方式，经过一定延时作用于信号，保护装置的电能工作电流按躲过变压器额定电流整定。

经测算，一次动作电流为A，继电器动作电流为A，可靠系数取1.05，返回系数取0.85。同样，选用DL-31/10型继电器，动作时限整定为10s。

（三）变压器的纵联差动保护

该35KV变电所主变压器是两台变压器，其容量为12.5

MVA，采用BCD-2差动继电器保护。网络参数：35KV母线归算至平均电压为37KV的最大运行方式三相短路电流为1.52KA，最小两相短路电流为1.004KA，6KV母线归算至平均电流为6.3KV的最大运行方式三相短路电流为5.5KA，最小方式两相短路电流为3.99KA。把6KV侧短路参数归算到35KV侧后，最大运行方式三相短路电流为KA，最小运行方式两相短路电流为KA。

四、差动保护的整定计算

在进行差动保护整定计算前，测算出变压器各侧一次、二次回路参数：35KV侧额定电流为206A，电流互感器接线方式为△，电流互感器计算变比为357：5，选择电流互感器变比为400：5，二次回路额定变比为4.46A；6KV侧额定电流为1202.8A，电流互感器接线方式为Y，电流互感器计算变比为1202.8：5，选择电流互感器变比为1500：5，二次回路额定变比为4A。

（一）确定基本侧

首先确定基本侧，基本侧是指继电器中差动线圈的首端。当保护范围发生故障，差动保护装置动作，为使保护装置至少不致造成灵敏度降低，应将正常情况下，变压器各侧电流互感器中二次电流最大的一侧直接接入基本侧。

由测算参数可看出，35KV侧电流互感器二次回路电流大于6KV侧，因此确定35KV侧为基本侧。

（二）基本侧动作电流整定

计算保护装置基本侧一次动作电流，可靠系数取1_3，电流互感器同型系数取0.5（型号相同）或1.0（型号不同），电流互感器允许最大相对误差取0.1，变压器调压侧由于调压引起相对误差，取调压范围的一般，一般为5%，由于继电器整定匝数与计算匝数不等而产生的相对误差，计算时可取中间值0.05。经测算，躲过穿越性故障时的最大不平衡电流为243.36A，躲过变压器空载投入或故障切除后电压恢复时的励磁涌流为267.8A，躲过二次回路断线时为267.8A，因此按躲过外部故障不平衡电流的条件，取以上三个结果较大者作为基本侧的动作电流整定值为267.8A

（三）确定相对误差

确定继电器整定匝数与计算匝数的相对误差，进而确定是否需要核算动作电流。平衡线圈I、Ⅱ分别接于35KV侧及6KV侧，连接系数，Y形接法为1，△形接法为，基本侧（35KV）继电器动作电流为5.8A，工作匝数为10.3匝，取10匝，实际动作电流为6A。确定6KV侧平衡线圈匝为1.15匝，取1匝，实际动作电流为5.45A。经测算，继电器整定匝数与计算匝数的相对误差为0.01，小于中间值0.05，因此不需要核算动作电流。

初步确定短路线圈抽头，选取“c-c”抽头，在保护装置投入运行时，通过变压器空载投入试验确定。按小运行方式下，6K侧两相短路电流校验最小灵敏度为2.45>2，符合要求。

五、结语

在35KV变电站继电保护方案选择及进行整定计算的过程中，应根据实际计算结果做出是否整定的决策。此外，在继电保护和继电器整定工作中，对于定值管理要给予足够重视，要结合矿井供电系统实际运行状态，定期更新完善继电保护方案。在运行过程中一定要严格按照方案执行，在工作现场要建立二次设备台帐，一旦出现设备变更，要进行及时记录和更换。

参考文献：

[1]谢衍德.浅析35KV变电站继电保护的定值整定及要点[J].山东工业技术，2014（10）：32.

[2]李炎桓.35kV变电站的继电保护配置及其整定计算[J].中国高新区，2017（16）：129.