在新能源發(fā)電領域，光伏電站的安全穩(wěn)定運行依賴于精準的繼電保護定值設置。作為電力系統(tǒng)的“安全屏障”，合理的定值參數(shù)能確保故障時保護裝置快速響應，避免設備損壞與電網(wǎng)波動。本文結(jié)合工程實踐，從技術(shù)原理、核心設備定值策略、特殊保護配置及校驗機制等維度，系統(tǒng)解析光伏電站繼電保護定值的全流程設置方法。

一、前期籌備：筑牢定值設置的數(shù)據(jù)與規(guī)范根基

（一）標準體系與技術(shù)依據(jù)

光伏電站繼電保護定值需嚴格遵循多層級技術(shù)規(guī)范：

• 基礎規(guī)范：以《光伏發(fā)電站繼電保護技術(shù)規(guī)程》為綱領，明確保護裝置的配置原則與動作特性；參考《3kV~110kV電網(wǎng)繼電保護裝置運行整定規(guī)程》，規(guī)范過流、零序等保護的配合邏輯。

• 設備標準：結(jié)合保護裝置說明書、主設備銘牌參數(shù)（如變壓器短路阻抗、CT變比）及電氣設計圖紙，確保定值與設備特性匹配。

（二）關(guān)鍵參數(shù)采集與系統(tǒng)建模

1. 設備參數(shù)建檔

建立包含主變（額定容量/接線方式）、箱變（高低壓側(cè)額定電流）、SVG（無功補償容量）等設備的參數(shù)數(shù)據(jù)庫。例如，100MW農(nóng)光互補項目中，主變額定容量100000kVA、短路阻抗10.5%、CT變比1200/1等參數(shù)，直接影響差動保護與后備保護的計算模型。

2. 短路電流場景分析

通過系統(tǒng)提供的大/小方式阻抗（如110kV系統(tǒng)大方式正序阻抗2.0902、零序阻抗3.8063），基于標幺值法計算不同故障類型的短路電流：

• 三相短路：110kV母線最大短路電流2401.97A，35kV母線4969.27A；

• 兩相短路：110kV母線最小短路電流898.35A，35kV母線2283.19A。

上述數(shù)據(jù)為保護靈敏度校驗提供核心依據(jù)。

二、核心設備定值策略：差異化配置與協(xié)同保護

（一）主變壓器保護：差動與后備保護的協(xié)同機制

1. 差動保護核心參數(shù)

• 啟動電流：按“躲過正常不平衡電流”原則，綜合CT比誤差（5P型取0.01×2）、調(diào)壓誤差（10%）及變比不匹配誤差（5%），計算公式為 \(I_{d0}=K_{rel}×(K_{er}+\Delta U+\Delta m)I_{b2n}\)，工程中常取0.3~0.6倍額定二次電流（如本例取0.5倍，即0.21A）。

• 速斷電流：針對勵磁涌流，按3~6倍額定電流整定（100000kVA變壓器取6倍，即2.52A），確保空投變壓器時不誤動。

• 二次諧波制動：制動系數(shù)設為15%~20%，通過識別差流中二次諧波占比，抑制涌流干擾。

2. 后備保護配置

• 復壓過流保護：I段與低壓側(cè)過流保護配合（配合系數(shù)1.2），II段按1.3倍額定電流躲過正常負荷，經(jīng)70V低電壓與8V負序電壓閉鎖，提升故障識別精度。

• 零序保護：根據(jù)調(diào)度要求設置I/II段，I段按末端接地故障靈敏度（靈敏系數(shù)≥3）整定，II段與出線零序末段配合，時間級差0.3~0.5s。

（二）母線與線路保護：邊界故障的快速響應

1. 35kV母線差動保護

• 啟動電流取“最小故障靈敏度”與“最大負荷電流”中的較大值（如2283.19A/2=1141.6A 與1.5×1560.5A=2340.75A，最終取2340.75A），確保母線故障時靈敏啟動。

• CT斷線告警定值設為0.08倍基準電流（0.08A），閉鎖定值0.1A，實時監(jiān)測電流回路異常。

2. 光伏進線保護（以35kV集電線為例）

• 過流I段：按7倍最大負荷電流躲過合閘涌流（如#1進線449.41A×7=3145.87A），同時滿足遠端箱變故障靈敏度（靈敏系數(shù)≥2），取兩者較大值。

• 零序保護：I段按3倍接地電阻故障電流整定（200A/3=66.67A），II段躲電容電流（48.1A），時間分別為0.1s與0.4s，實現(xiàn)接地故障的分級切除。

（三）輔助設備保護：細節(jié)場景的精準覆蓋

• SVG保護：過流I段按4倍額定電流（936A）躲過投入涌流，II段取2倍額定電流（468A）防止過載；零序保護靈敏系數(shù)設為3，匹配中性點低電阻接地系統(tǒng)特性。

• 站用變與接地變：過流保護按10倍額定電流躲過勵磁涌流（站用變49A、接地變70A），零序保護結(jié)合接地電阻阻值（106.8Ω）計算故障電流，確保站用電系統(tǒng)安全。

三、特殊保護裝置：應對復雜工況的定制化方案

（一）防孤島保護：電網(wǎng)脫離時的快速解列

依據(jù)《光伏發(fā)電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)范》，設置多段式解列保護：

• 頻率保護：低頻解列I段47Hz/0.2s、II段48Hz/0.5s；過頻解列I段51.5Hz/0.5s、II段52Hz/0.2s，防止孤島運行時頻率異常。

• 電壓保護：低壓解列70V/2.0s（0.7倍額定電壓），過壓解列130V/0.2s、125V/0.5s，覆蓋電壓驟升驟降場景。

（二）頻率電壓保護：系統(tǒng)波動的分級響應

• 低頻啟動定值48.5Hz，低壓啟動定值80V（0.8倍額定電壓），通過“啟動 - 判別 - 動作”三級邏輯，結(jié)合滑差閉鎖（0.2Hz/s）避免暫態(tài)干擾誤動。

• 配置兩段式解列時間，如低壓解列I段70V/2s、II段60V/0.5s，根據(jù)電壓跌落程度分級切除負荷。

四、校驗與優(yōu)化：從理論計算到工程落地的閉環(huán)管控

（一）靈敏度與選擇性校驗

• 靈敏度：主變復壓過流II段靈敏度 \(K_{sen}=I_{k.min}/I_{op}=848.26/687.08 = 1.23\)（≥1.2），滿足規(guī)程要求；箱變過流保護靈敏度均＞1.5，確保末端故障可靠動作。

• 選擇性：上下級保護時間級差≥0.3s（如主變過流I段0.6s、集電線過流I段0.3s），避免越級跳閘。

（二）傳動試驗與動態(tài)優(yōu)化

• 現(xiàn)場驗證：輸入定值后進行分合閘試驗、故障模擬（如三相短路、單相接地），檢查保護出口邏輯（如主變保護跳高低壓側(cè)斷路器）、動作時間誤差（≤5%）。

• 迭代優(yōu)化：建立定值臺賬，根據(jù)電網(wǎng)阻抗變化（如新增光伏單元）重新計算短路電流，每季度復核保護定值，確保與系統(tǒng)運行方式匹配。