【正文】 302（ V） 發(fā)電機空載勵磁電壓 113（ V） 發(fā)電機空載勵磁電流 987（ A） 梁思偉： 300MW 發(fā)電機變壓器組繼電保護配置與整定計算 19 外部電網(wǎng)對電廠系統(tǒng)等值電抗標(biāo)幺值（歸算至 220KV 側(cè)）： （ 1）正負(fù)序： * ?? LSX （含與系統(tǒng)相連的線路） 其中無窮大系統(tǒng)阻抗標(biāo)幺值：最大運行方式： ?*.1MINSX 最小運行方 式： ?*.1MAXSX （ 2） 零序： * ?? LSX 其中無窮大系統(tǒng)阻抗標(biāo)幺值：最大運行方式： ?* .0MINSX 最小運行方式： ?* .0MAXSX 與系統(tǒng)相連線路 SL 零序阻抗： * 0. ?SLX （此值由來請看下面的阻抗標(biāo)幺值計算）。 下面是等效阻抗圖，上面有短路計算所考慮到的幾個短路點（ K1~K6）。39。2%/ （ 3）短路電壓百分比： Uk%=% 。 發(fā)電機允許的最大進相無功功率 Qjx為 110MVAR。 39。 （ 3）阻抗參數(shù)： dX =16%(飽和值 )。 發(fā)電機參數(shù)確定 : （ 1）型號： QFSN23002 （ 2）額定參數(shù)： NU =20kV。 護下限動作電流整定： OPcOP IKI 0m in. = () 梁思偉： 300MW 發(fā)電機變壓器組繼電保護配置與整定計算 17 3 發(fā)變組整定計算 參數(shù)確定 本設(shè)計里的電廠有兩部 300MW 機組，兩部主變，發(fā)電機出口處兩部高壓廠用變，和一勵磁變。勵磁過負(fù)荷保護主要反應(yīng)于勵磁回路的平均發(fā)熱狀況。 2）主變高壓側(cè)零序過電流保護Ⅱ段： Ⅱ段應(yīng)該與相鄰線路零序過流保護配合。 b） 低電壓元件電壓整定計算： ngop UU .? () 梁思偉： 300MW 發(fā)電機變壓器組繼電保護配置與整定計算 15 靈敏系數(shù)： )*3(KOPsen UUK ? () 式中： )*3(KU 該機組未并網(wǎng)時主變高壓側(cè)發(fā)生三相短路機端殘壓標(biāo)幺值 .。 發(fā)電機變壓器復(fù)合電壓過流保護 該保護由負(fù)序過電流元件及低電壓啟動的單相過電流元件組成。 反時限動作特性的下限電流，通常由保護所能提供的最大延時決定，一般最大延時為 1000s，據(jù)此決定保護下限動作電流的起始值 梁思偉： 300MW 發(fā)電機變壓器組繼電保護配置與整定計算 14 () 如果保護上下限動作電流倍數(shù)不能滿足要求，應(yīng)根據(jù)實際情況予以協(xié)調(diào)，一般是在滿足一定電流倍數(shù)的前提下，保留較小電流下的反時限 特性。 發(fā)電機短時承受負(fù)序過電流倍數(shù)與允許持續(xù)時間的關(guān)系為 () 式中： I2*—— 發(fā)電機負(fù)序電流標(biāo)么值； I2∞ —— 發(fā)電機長期允許負(fù)序電流標(biāo)么值； A—— 轉(zhuǎn)子表層承受負(fù)序電流能力的常數(shù) ( ，附錄 D 表D1)。 保護的動作電流按發(fā)電機長期允許的負(fù)序電流 I2∞下能可靠返回的條件整定 () 式中： Krel—— 可靠系數(shù)，取 ； Kr—— 返回系數(shù)，取 ～ ，條件允許應(yīng)取較大值； I2∞ —— 發(fā)電機長期允許負(fù)序電流的標(biāo)么值。反時限保護熱積累值大于熱積累定值保護發(fā)出跳閘信號。 負(fù)序過負(fù)荷定時限 I 段動作于跳閘，定時限 II 段設(shè)兩段延時，分別動作于跳閘和信號。 梁思偉： 300MW 發(fā)電機變壓器組繼電保護配置與整定計算 12 轉(zhuǎn)子表層負(fù)序過負(fù)荷保護 (1)原理簡述 三相負(fù)序電流在發(fā)電機釘子轉(zhuǎn)子氣隙間產(chǎn)生反向同步速旋轉(zhuǎn)磁場，進而產(chǎn)生反向的兩倍同步速的負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場，感生倍頻電流，造成灼傷轉(zhuǎn)子的后果。 切換裝置兩開關(guān) ， 可以 得到相應(yīng)的回路方程 。 2)a 角的整定 baNNoZZSUa r c t ga ???????c o 1221802 () 3)電抗線 Zc整定 電抗線是失步振蕩中心的分界線 ,一般選取變壓器阻抗 Zt 的 倍。阻抗軌跡順序穿過四個區(qū)時位于電抗線以下，則認(rèn)為振蕩中心位于發(fā)變組內(nèi)，位于電抗線以上，則認(rèn)為振蕩中心位于發(fā)變組外，兩種情況下滑極次數(shù)可分別整定。第二部分是遮擋器特性，圖中②，它把阻抗平面分成左半部分 L 和右半部分 R。 setU = () 5)轉(zhuǎn)子電壓判據(jù)： (a)勵磁低電壓判據(jù)： f d or e lopfd UKU ??. () 式中： relK 靠系數(shù)取 ； fdoU 發(fā)電機空載額定勵磁電壓。dX ， dX 發(fā)電機暫態(tài)電抗和同步電抗標(biāo)幺值，取不飽和值； Ugn .Sg發(fā)電機額定電壓和額定視在功率； TAn TVn 機端電流互感器 TA 和電壓互感器 TV 變比。當(dāng)轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)在失磁中拒動（如轉(zhuǎn)子電壓檢測點到轉(zhuǎn)子繞組之間發(fā)生開路時），失穩(wěn)信號由測量阻抗判據(jù)產(chǎn)生。 對于無功儲備不足的系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)電機失磁后，有可能在發(fā)電機失去靜穩(wěn)梁思偉： 300MW 發(fā)電機變壓器組繼電保護配置與整定計算 8 之前，高壓側(cè)電壓就達到了系統(tǒng)崩潰值。根據(jù)這些特征，發(fā)電機失磁保護由發(fā)電機機端測量阻抗判據(jù)、轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)、變壓器高壓側(cè)低電壓判據(jù)、定子過流判據(jù)構(gòu)成。然后調(diào)整系數(shù) β ，使制動量在正常運行時恒大于動作量，一般取 β ≈ ～。 在工程應(yīng)用上，具體整定如下： 若采樣電壓取自發(fā)電機中性點接地變壓器： .. UNGnMTOP NUUU ????? () 若采樣電壓取 自發(fā)電機中性點接地變壓器 梁思偉： 300MW 發(fā)電機變壓器組繼電保護配置與整定計算 7 ngM A Xunbr e lOP UUKU .. ?? () 2）三次諧波電壓單相接地保護 設(shè)機端和中性點三次諧波電壓各為 和 ，三次諧波電壓單相接地保護可采用以下兩種原理： 原理 1： T V OT V Nrel n nka ?? 3 （ ） 實測發(fā)電機正常運行時的最大三次諧波電壓比值設(shè)為 a0，則取閾值 a＝(～ )a0。 2） 三次諧波電壓單相接 地保護 三次諧波電壓比率判據(jù)只保護發(fā)電機中性點 25％左右的定子接地，機端三次諧波電壓取自機端開口三角零序電壓，中性點側(cè)三次諧波電壓取自發(fā)電機中性點 TV。 發(fā)電機定子接地保護 (1)原理簡述 對于 100MW 及以上的發(fā)電機，應(yīng)裝設(shè)無動作死區(qū) (100%動作區(qū) )單相接地保護。由于保護采用了頻率跟蹤、數(shù)字濾波及全周傅氏算法 , 使得零序電壓對三次諧波的濾除比達 100 以上 , 保護只反應(yīng)基波分量。 1）橫差保護 發(fā)電機高靈敏橫差保護是裝設(shè)在發(fā)電機兩個中性點連線上的橫差保護 , 梁思偉： 300MW 發(fā)電機變壓器組繼電保護配置與整定計算 5 用作發(fā)電機定子繞組的匝間短路、分支開焊故障以及相間短路的主保護。 (2)具體整定導(dǎo)則： 1）最小動作電流 ： nterr e lop ImUKKI .m in. )( ????? () 工程實際可取 = ntI. () 高廠變的縱差與此一樣，但是勵磁變應(yīng)該取 = ntI. () 2）最小制動系數(shù)和最大制動系數(shù)計算 先取 . ?resK ， = 若校驗不過關(guān)，再調(diào)整兩系數(shù)以至合乎要求。 主變差動保護或發(fā)變組差動保護 (1)原理簡述 主變差動保護范圍包括發(fā)電機封母、廠變高壓側(cè)封母、 主變及主變高壓側(cè)出線等，一般 0 秒動作切除故障。 不平衡電流 unbI 計算式： KTA In ???? ? erccapu n b KKKI () 式中： ccK 互感器同型系數(shù)，根據(jù)導(dǎo)則，取 ； erK 互感器比 誤差系數(shù)，根據(jù)導(dǎo)則，取 ； apK 非同期系數(shù)，依照文獻 [1]，取 2（ P 型互感器）； TAn 為電流 TA。 所謂比率制動原理，即是根據(jù)發(fā)電機正常運行時的不平衡電流曲線，作出一條躲過不平衡電流的動作邊界曲線，這條曲線叫做比率制動曲線，在短路電流小于起始制動電流 時，保護裝置處于無制動狀態(tài)，其動作電流很?。ㄐ∮陬~定電流），保護具有較高的靈敏度。 以上各種情況均應(yīng)考慮外部無窮大系統(tǒng)的最大及最小運行方式。在進行短路電流計算時，應(yīng)該考慮以下幾種運行情況： 一部機組并網(wǎng)運行。 （ 5）其它異常運行狀態(tài)還有：定子繞組過電壓，低頻運行、非全相運行、失步運行等，也應(yīng)按規(guī)程要求裝設(shè)相應(yīng)的保護。需裝設(shè)定時限及反時限轉(zhuǎn)子表層過負(fù)荷保護。 （ 5）發(fā)電機失磁故障。 （ 4）發(fā)電機轉(zhuǎn)子勵磁繞組接地故障。要求裝設(shè)瞬時動作的專用匝間短路保護。會引起巨大的短路電流，嚴(yán)重?zé)龘p發(fā)電機。 RCS985 裝置充分考慮大型發(fā)電機變壓器組保護最大配置要求。 RCS－ 985 還提供了一個發(fā)電機變壓器單元所需要的全部電量保護，其保護范圍包括有：主變壓器、發(fā)電機、高廠變、勵磁變（勵磁機）。 本次設(shè)計所使用的兩種微機型發(fā)變組成套保護簡介 RCS985 簡介 RCS－ 985 微機發(fā)電機變壓器組成套保護裝置是根據(jù)國家電力公司科學(xué)技術(shù)項目合同 SPKJ01002，于 1999 年 1 月開始研制。 反措對于雙重化的要求 《反措》中明確保護雙重化配置的電氣主設(shè)備有： 發(fā)電機、主 變壓器、啟動變壓器保護宜采用保護完全雙重化配置。 （ 3）由于次要電氣故障而要切除發(fā)電 機的繼電器接線，或其他裝置動作于第三個跳閘通道（指程序跳閘）出口繼電器，這些回路設(shè)有相應(yīng)的雙重回路?！? 可見，這種雙重化是指應(yīng)用于機組保護的雙重化配置方案的含義，應(yīng)該是配置兩套獨立、完整的發(fā)變組保護裝置。一般這種保護應(yīng)具有主保護與后備保護的全部功能。 為此，原國家電力公司還在 2020 年 138 號文《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五條重點要求繼電保護實施細(xì)則》 (以下簡稱《反措實施細(xì)則》中針對大中型發(fā)變組保護的配置 ,在 總條款和 條款中提出了許多規(guī)定及要求。大容量機組往往按發(fā)電機 — 變壓器組單元接線與高壓或超高壓電網(wǎng)直接相連，在電力系統(tǒng)中占有十分重要的地位。 當(dāng)然，由于時間有限，本次設(shè)計內(nèi)容難免存在錯漏和不足之處，敬請各位老師給予指正。 RCS－ 985 微機發(fā)電機變壓器組成套保護裝置是根據(jù)國家電力公司科學(xué)技術(shù)項目合同研制的一套發(fā)變組微機型保護裝置。從而使繼電保護裝置正確地發(fā)揮作用，保障電氣設(shè)備的安全，維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。發(fā)變組的選型，配置，設(shè)備狀況整定，校驗等關(guān)系到電廠機組的安全穩(wěn)定運行，其責(zé)任重大，技術(shù)性強，要求極為嚴(yán)格。主要工作為：針 對300MW 發(fā) 電機 組 的特點 ， 運用所學(xué)的知識給其配置合適的繼電保護裝置，并通過相關(guān)文獻中給出的整定計算公式，對所配置的保護裝置進行相應(yīng)的整定計算，確定其運行參數(shù) (給出定值 )。本次畢業(yè)設(shè)計將對 300MW 發(fā)電機組自動裝