摘要：大型光伏电站往往占地面积很大，集电线路长，易发生故障。因此必须合理配置继电保护装置，在发生故障时能自动切除故障，保证光伏系统及电网的安全可靠运行。本文以某110kV并网的大型地面光伏项目为例，总结了集电线路的继电保护整定计算方法，可为类似工程提供借鉴。
关键词：集电线路，继电保护，定值计算
1、引言
近年来, 国内光伏装机容量逐年上升，同时对光伏电站的安全要求也不断提高, 集电线路作为电厂中故障率较高的关键部位，继电保护方案应得到重视。本文以江西某80MW电站为例，详细分析了站内集电线路的保护定值计算。
2、系统介绍
本站由80个1MW光伏发电子系统组成， 8个发电子系统T接为1回线路，接至光伏升压站的35kV母线，最后通过主变将电压升至110kV送入电网。110kV采用线变组接线，35kV采用单母线接线，设8条集电线路，1套接地变及消弧线圈装置，1套SVG设备。
图1：升压站主接线图。
3、保护配置及整定计算
3.1 保护配置
根据GB32900-2016《光伏发电站继电保护技术规范》， 35kV集电线路应配置三段式复合电压闭锁过流保护（带方向），零序过流保护、过负荷告警。中性点经小电阻接地系统，应配置动作于跳闸的接地保护。经消弧线圈接地系统，应配置小电流接地选线实现跳闸。
3.2设备参数
在计算短路电流前，应将电站内主要设备如变压器、线路等参数收集完成，具体应包括：
1）线路参数：正序单位阻抗、零序阻抗、长度；
2）变压器参数：绕组类别、接线方式、额定容量、额定电压电流、各侧短路阻抗等；
3）等值电源参数：最大最小运行方式下的系统短路阻抗；
4）CT、PT的变比、容量等。
3.3短路电流计算
1）等值阻抗标幺值计算
本文中短路电流采用标幺值计算方法，取基准容量，110kV基准电压，35kV母线。分别计算系统、集电线路、发电子系统变压器短路阻抗等，并画出等值正序阻抗图。本文由于篇幅所限，不再罗列各设备参数及标幺值计算过程。
图2：等值正序阻抗图。
2）短路电流计算
总的短路电流应为来自光伏和系统提供的短路电流之和。根据规范，当检测到电网侧发生短路时，光伏电站向电网输出的短路电流应不大于额定电流的120%。
首先计算各短路点来自光伏电站的短路电流：
b）d2点短路（35kV母线）：
d）d4点短路（集电线路最远箱变低压侧母线）：光伏电站提供的短路电流分为两部分：短路点光伏系统造成的短路电流和其他非故障发电子系统造成的短路电流。
此电流在短时间内为一恒定值，假设其他非故障子系统为一个整体的发电系统，该系统与35kV母线间的等效电抗为：
当在对保护装置灵敏度进行检验和合理正确装设保护装置的时候，应计算出可能发生的最大短路电流和最小短路电流。因此，选d1~d4短路点，分别计算大方式下三相短路电流（最大值）和小方式下相间短路电流（最小值），结果如下：
3.5定值计算
1）过流一段保护
过流一段保护即无时限电流速断保护，在任何情况下只切除本线路上的故障，为线路的主保护。整定原则为：按本条集电线路末端最小相间短路有灵敏度整定。
式中：
为灵敏度系数，取值不小于1.5；为d2点最小运行方式下相间短路电流。
由于光伏项目中集电线路常带有多台变压器运行，因此还应按躲过线路总负荷空载投入时的励磁涌流整定：
式中：
为综合励磁涌流倍数；
为负荷电流。
综上，过流一段整定值二次值为：
；动作时间0s，跳闸，方向为母线指向线路。
2）过流二段保护
过流二段保护即带时限电流速断保护，应能保护本线路全长且延伸至相邻线路。针对光伏集电线路，应按躲过本线路最大负荷电流，并对本线路最远端光伏发电子系统变压器低压侧故障有灵敏度。
式中：
为d3点最小运行方式下相间短路电流折算至高压侧的值。
综上，过流二段整定值二次值为：
；动作时间0.3s，跳闸，方向为母线指向线路。
3）过流三段保护
过流三段保护即定时限过电流保护，做为本线路的近后备保护，按躲过线路最大负荷电流整定。
过流三段整定值二次值为：
；动作时间0.6s，跳闸，不经方向闭锁。
4）过负荷保护
整定原则：按躲过线路最大负荷电流并能可靠返回。
式中：
为可靠系数；
为返回系数，取值0.85~0.95。
过负荷整定值二次值为：
；过负荷时间9s；发信。
5）零序保护
本项目35kV系统中性点采用经消弧线圈接地，零序保护按可靠躲过线路电容电流整定。
本项目线路电容电流经计算为：47.46A
零序电流整定值取，
动作时间0.5s，发信。
4、结束语
定值计算在实际计算过程中涉及到部分经验值,不同人员计算出来的数值不完全相同。理论计算完成后，现场调试和运行人员应在实际运行中检验,并且随着系统参数、运行工况的变化而修改。
参考文献:
[1] GB32900-2016.光伏发电站继电保护技术规范 [S].
[2] GB50797-2012 光伏发电站设计规范[S].
[3] 电力工程电气设计手册?电气二次部分[M]