📚 课程目录第4章整定计算基础资料与参数收集

4. 整定计算基础资料与参数收集

保护定值整定的第一步不是算定值，而是把“算定值需要的东西”收齐、核准、统一到同一套基准上。新能源场站与常规变电站最大的差别在于：电源侧是风机、光伏逆变器等电力电子设备，故障电流受控制策略限制，阻抗特性与同步机不同；同时集电线路多、分支多、运行方式变化频繁。因此基础资料是否完整、参数是否归算到同一侧、等值电路是否与实际拓扑一致，直接决定整定结果是否可信。

一、需要收集的四类基础资料

整定计算所需的原始资料可以归为四类，缺任何一类都会导致后续计算无法闭环。

设备铭牌参数：主变压器（额定容量、额定电压比、短路阻抗百分数 U_k%、接线组别、分接范围）、箱变、接地变、SVG/储能升压变、集电线路与送出线路的导线型号及长度、电缆截面与敷设方式。
阻抗参数：系统等效阻抗（送出线路对侧变电站母线短路容量或短路阻抗）、变压器正序/零序阻抗、线路单位长度阻抗、风机或逆变器的故障电流特性（限流值、持续时间、是否具备低电压穿越）。
CT/PT 变比：各保护用电流互感器变比、准确级、是否含零序 CT 及其变比；母线 PT 与线路 PT 的变比、开口三角绕组变比。变比决定二次定值与一次定值的换算关系。
运行方式：最大、最小运行方式下的开机组合、主变投退、母联/分段开关位置、集电线路并退数量、接地点数量（主变中性点接地方式、接地变投退）。

二、参数归算与基准统一

收集到的参数往往来自不同电压等级、不同容量基准，必须先归算。工程上常用“标幺值 + 统一基准”处理：取 S_B = 100 MVA，各电压等级取平均额定电压 U_B（如 35 kV 侧取 37 kV、110 kV 侧取 115 kV），则阻抗基准值 Z_B = U_B² / S_B。

以一台 110/35 kV、50 MVA、U_k% = 10.5% 的主变为例（示例参数，仅用于说明算法）：

X_T* = U_k% / 100 × S_B / S_N
     = 0.105 × 100 / 50
     = 0.21 （标幺值，归算至 100 MVA 基准）

若折算到 35 kV 侧有名值：
Z_B(35kV) = 37² / 100 = 13.69 Ω
X_T = 0.21 × 13.69 ≈ 2.87 Ω

线路则用单位长度阻抗乘长度，再除以对应电压等级的 Z_B。例如 35 kV 集电线路 z = 0.27 + j0.35 Ω/km，长度 8 km，则 Z_L = 2.16 + j2.80 Ω，标幺值约为 0.158 + j0.205。所有元件都换算到同一基准后，才能直接串并联。

归算时务必记录“归算到哪一侧、哪个基准容量”。同一份整定书中若出现两种基准，后续短路电流会成倍偏差，且很难从结果反查原因。

三、CT/PT 变比与二次定值换算

变比是把一次系统量映射到保护装置端子的桥梁。设 CT 变比为 n_CT = I_1N / I_2N（如 600/5，即 120），PT 变比为 n_PT = U_1N / U_2N（如 35 kV/100 V，即 350）。

电流保护一次定值 I_set.1 与二次定值 I_set.2 的关系为 I_set.2 = I_set.1 / n_CT；距离或电压类定值则用 n_PT 换算。例如一次动作电流整定为 720 A，CT 变比 600/5，则二次定值为 720 / 120 = 6 A。若装置额定电流为 5 A，该定值在装置量程内；若一次定值达到 3000 A，二次为 25 A，就需考虑 CT 变比是否选小或保护是否应采用差动等原理。

零序 CT 的变比常与相 CT 不同（如 100/5），零序定值必须单独换算，不能沿用相 CT 变比。PT 开口三角电压定值同样要按开口三角绕组变比折算。

四、运行方式与等值电路建模

运行方式决定短路电流的上下限。最大运行方式用于校验保护灵敏度（或躲过最大不平衡），最小运行方式用于校验保护范围与灵敏度是否足够。新能源场站还需特别关注：风机/逆变器在低电压穿越期间输出的故障电流被限制在 1.1～1.5 倍额定电流，且随控制策略变化，不能按同步机的次暂态电势模型处理。

等值电路建模的基本做法是：把系统电源、主变、集电线路、箱变、风机/逆变器按拓扑连接，正序网络用于相间与三相短路，零序网络用于接地故障。零序网络是否连通取决于主变中性点接地方式与接地变投退，这是新能源场站最容易出错的地方。

五、资料核对与常见问题

资料收齐后应做三项核对：一是量纲与基准核对，确认所有阻抗已归算到同一基准容量和同一电压等级；二是变比核对，确认 CT/PT 变比与现场实际铭牌一致，尤其注意改造后变比是否变更；三是拓扑核对，确认等值电路中的支路数量、接地点与现场一次接线一致。

常见错误：① 把不同基准的阻抗直接相加；② 零序网络漏掉接地变或误判主变中性点接地方式；③ 用相 CT 变比换算零序定值；④ 用同步机模型计算风机提供的短路电流，导致灵敏度校验偏乐观。这些错误在整定计算中不会报错，但会让定值在现场失去选择性或灵敏度。

建议建立一份“整定基础资料台账”，至少包含：设备名称、型号、额定参数、阻抗标幺值（注明基准）、CT/PT 变比与准确级、对应运行方式、资料来源与核对人。台账随设备改造同步更新，作为后续所有定值计算的唯一数据入口。只有基础资料准确、基准统一、等值电路与实际拓扑一致，后续的短路电流计算和定值整定才有可靠前提。