在新能源发电领域，光伏电站的安全稳定运行依赖于精准的继电保护定值设置。作为电力系统的“安全屏障”，合理的定值参数能确保故障时保护装置快速响应，避免设备损坏与电网波动。本文结合工程实践，从技术原理、核心设备定值策略、特殊保护配置及校验机制等维度，系统解析光伏电站继电保护定值的全流程设置方法。

一、前期筹备：筑牢定值设置的数据与规范根基

（一）标准体系与技术依据

光伏电站继电保护定值需严格遵循多层级技术规范：

• 基础规范：以《光伏发电站继电保护技术规程》为纲领，明确保护装置的配置原则与动作特性；参考《3kV~110kV电网继电保护装置运行整定规程》，规范过流、零序等保护的配合逻辑。

• 设备标准：结合保护装置说明书、主设备铭牌参数（如变压器短路阻抗、CT变比）及电气设计图纸，确保定值与设备特性匹配。

（二）关键参数采集与系统建模

1. 设备参数建档

建立包含主变（额定容量/接线方式）、箱变（高低压侧额定电流）、SVG（无功补偿容量）等设备的参数数据库。例如，100MW农光互补项目中，主变额定容量100000kVA、短路阻抗10.5%、CT变比1200/1等参数，直接影响差动保护与后备保护的计算模型。

2. 短路电流场景分析

通过系统提供的大/小方式阻抗（如110kV系统大方式正序阻抗2.0902、零序阻抗3.8063），基于标幺值法计算不同故障类型的短路电流：

• 三相短路：110kV母线最大短路电流2401.97A，35kV母线4969.27A；

• 两相短路：110kV母线最小短路电流898.35A，35kV母线2283.19A。

上述数据为保护灵敏度校验提供核心依据。

二、核心设备定值策略：差异化配置与协同保护

（一）主变压器保护：差动与后备保护的协同机制

1. 差动保护核心参数

• 启动电流：按“躲过正常不平衡电流”原则，综合CT比误差（5P型取0.01×2）、调压误差（10%）及变比不匹配误差（5%），计算公式为 \(I_{d0}=K_{rel}×(K_{er}+\Delta U+\Delta m)I_{b2n}\)，工程中常取0.3~0.6倍额定二次电流（如本例取0.5倍，即0.21A）。

• 速断电流：针对励磁涌流，按3~6倍额定电流整定（100000kVA变压器取6倍，即2.52A），确保空投变压器时不误动。

• 二次谐波制动：制动系数设为15%~20%，通过识别差流中二次谐波占比，抑制涌流干扰。

2. 后备保护配置

• 复压过流保护：I段与低压侧过流保护配合（配合系数1.2），II段按1.3倍额定电流躲过正常负荷，经70V低电压与8V负序电压闭锁，提升故障识别精度。

• 零序保护：根据调度要求设置I/II段，I段按末端接地故障灵敏度（灵敏系数≥3）整定，II段与出线零序末段配合，时间级差0.3~0.5s。

（二）母线与线路保护：边界故障的快速响应

1. 35kV母线差动保护

• 启动电流取“最小故障灵敏度”与“最大负荷电流”中的较大值（如2283.19A/2=1141.6A 与1.5×1560.5A=2340.75A，最终取2340.75A），确保母线故障时灵敏启动。

• CT断线告警定值设为0.08倍基准电流（0.08A），闭锁定值0.1A，实时监测电流回路异常。

2. 光伏进线保护（以35kV集电线为例）

• 过流I段：按7倍最大负荷电流躲过合闸涌流（如#1进线449.41A×7=3145.87A），同时满足远端箱变故障灵敏度（灵敏系数≥2），取两者较大值。

• 零序保护：I段按3倍接地电阻故障电流整定（200A/3=66.67A），II段躲电容电流（48.1A），时间分别为0.1s与0.4s，实现接地故障的分级切除。

（三）辅助设备保护：细节场景的精准覆盖

• SVG保护：过流I段按4倍额定电流（936A）躲过投入涌流，II段取2倍额定电流（468A）防止过载；零序保护灵敏系数设为3，匹配中性点低电阻接地系统特性。

• 站用变与接地变：过流保护按10倍额定电流躲过励磁涌流（站用变49A、接地变70A），零序保护结合接地电阻阻值（106.8Ω）计算故障电流，确保站用电系统安全。

三、特殊保护装置：应对复杂工况的定制化方案

（一）防孤岛保护：电网脱离时的快速解列

依据《光伏发电站接入电网技术规范》，设置多段式解列保护：

• 频率保护：低频解列I段47Hz/0.2s、II段48Hz/0.5s；过频解列I段51.5Hz/0.5s、II段52Hz/0.2s，防止孤岛运行时频率异常。

• 电压保护：低压解列70V/2.0s（0.7倍额定电压），过压解列130V/0.2s、125V/0.5s，覆盖电压骤升骤降场景。

（二）频率电压保护：系统波动的分级响应

• 低频启动定值48.5Hz，低压启动定值80V（0.8倍额定电压），通过“启动 - 判别 - 动作”三级逻辑，结合滑差闭锁（0.2Hz/s）避免暂态干扰误动。

• 配置两段式解列时间，如低压解列I段70V/2s、II段60V/0.5s，根据电压跌落程度分级切除负荷。

四、校验与优化：从理论计算到工程落地的闭环管控

（一）灵敏度与选择性校验

• 灵敏度：主变复压过流II段灵敏度 \(K_{sen}=I_{k.min}/I_{op}=848.26/687.08 = 1.23\)（≥1.2），满足规程要求；箱变过流保护灵敏度均＞1.5，确保末端故障可靠动作。

• 选择性：上下级保护时间级差≥0.3s（如主变过流I段0.6s、集电线过流I段0.3s），避免越级跳闸。

（二）传动试验与动态优化

• 现场验证：输入定值后进行分合闸试验、故障模拟（如三相短路、单相接地），检查保护出口逻辑（如主变保护跳高低压侧断路器）、动作时间误差（≤5%）。

• 迭代优化：建立定值台账，根据电网阻抗变化（如新增光伏单元）重新计算短路电流，每季度复核保护定值，确保与系统运行方式匹配。