【正文】 急劇加快。根據(jù)任務(wù)要求對兩臺QFSN600ZYH 發(fā)電機(jī)組成的發(fā)電機(jī)組進(jìn)行了 短路計算。 繼電保護(hù)被稱為是電力系統(tǒng)的衛(wèi)士，它的基本任務(wù)有： （ 1）當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動、迅速、有選擇地將故障設(shè)備從電力系統(tǒng)中切除，保證系統(tǒng)其余部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行，防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大。 繼電保護(hù)發(fā)展存在的問題及解決辦法 繼電保護(hù)的重要性是顯然的 ,是關(guān)系到電網(wǎng)穩(wěn)定的重要設(shè)備。 （ 2） 盡快規(guī)范通訊規(guī)約管理 ,減少相關(guān)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。繼電保護(hù)發(fā)展至今 ,各方面已非常成熟 ,但繼電保護(hù)管理工作太繁瑣 ,耗費(fèi)大量的人力物力。 對 發(fā)電機(jī) 的保護(hù)是非常重要的，也是非常有必要的。 變壓器電抗計算： 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大本科畢業(yè)設(shè)計說明書 7 變壓器額定電壓： 500TU kV? 變壓器額定容量： 800NS MVA? 短路電壓百分值： % 10%KU ? 變壓器電抗： **12 % 1 0 1 0 0 0 0 . 1 2 51 0 0 1 0 0 8 0 0KBTT NUSXX S? ?? ? ? ?? 線路電抗計算： 單回線計算公式： *2BLl avSX X l U? ? ?； 雙回線計算公式： *22 BLl avSX X l U? ? ? ； 線路 1電抗： * 1 ? ； 線路 2電抗： * 2 ? ； 線路 3電抗： * 3 ? 。利用這種簡化的計算，可以對短路電流的最大可能作近似的估計。例如，電流速斷靈敏系數(shù)不符合要求，可裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)；對中性點(diǎn)側(cè)沒有引出線的發(fā)電機(jī)，可裝設(shè)低壓過流保護(hù)。繼電器的制動電流的引入是通過圖 31中的電抗變壓器 TAM1 實(shí)現(xiàn)的，他的一次繞組 N1和 N2同極性地分別流過電流 1IⅡ 和 I2Ⅱ 。躲過最大動作電流為.maxopI，其值為 .m ax .m axop rel unbI K I?； 其中發(fā)電機(jī)外部短路時，差動保護(hù)的最大不平衡電流由下式進(jìn)行估算 ( 3 ). m a x . m a x /u n b a p c c e r k TAI K K K I n? ； 式中apK—— 非周期分量系數(shù)，取 ~2，本計算中取 2； ccK —— 互感器同型系數(shù)，取 ； erK —— 互感器比誤差系數(shù)，取 (3) .maxkI — — 最大外部三相短路電流 周期分量 . 對應(yīng)的最大短路電流 (3) .maxkI 與最大制動電流 .maxresI 相對應(yīng)。同一支路繞組間短路，或同相不同支路繞組匝間短路，都稱為定子繞組的匝間短路， 發(fā)生匝間短路時縱差保護(hù)不能反應(yīng)，故必須裝設(shè)專用保護(hù)。 保護(hù)裝置由裝于機(jī)端的零序電流互感器和電流繼電器構(gòu)成。顯然在正常情況下，恒有33SNUU? 。 相間短路后備保護(hù)裝設(shè)原則 發(fā)電機(jī)相間短路的后備保護(hù)可采用過電流保護(hù)、帶低電壓的過電流保護(hù)、復(fù)合電壓啟動 的過電流保護(hù)、負(fù)序過電流保護(hù)等。負(fù)序電壓元件主要針對于不對稱故障，提高了反應(yīng)不對稱故障的保護(hù)的靈敏度， 故障相電流繼電器中至少兩個動作，同時負(fù)序電壓繼電器 KVN 動作 ，其常閉觸點(diǎn)打開，于是加于低電壓器繼電器上電壓被迫為零，啟動時間繼電器 KT，經(jīng)過 KT 的延時，其觸點(diǎn)閉合，啟動出口繼電器 KCO，使發(fā)電機(jī)各側(cè)斷路器跳閘 ；低電壓元件主要反映對稱故障，靈敏度較高， 由于短路瞬間也會產(chǎn)生短時的負(fù)序電壓，使負(fù)序電壓繼電器 KVN啟動，使低壓繼電器 KV 動作，當(dāng)負(fù)序電壓消失后， KV接于相間電壓上，因此只有母線電壓高于 KV 的返回電壓方可使 KV 返回。動作判斷方程 .3.3tNUU ?? 保護(hù) 選擇 RCS985 型，與整定值可取 ..03 3 2 0 01 . 4 2 . 4 23 4 6 . 4 0T V nr e lTVnK n? ? ?? ? ? ? 式中 relK —— 可靠系數(shù)，取 14； .TVnn —— 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn) TV變比 20 33 kV?； .0TVn —— 機(jī)端電壓互感器一次繞組與開口三角二次繞組的變比2 0 0 .1/ 3 4 6 .4 033 kV? 。 100%保護(hù)區(qū) 的定子繞組單相接地保護(hù) 3 次諧波式 100%定子接地保護(hù) 3 次諧波式 100%定子接地保護(hù)的構(gòu)成原理是在基波零序電壓定子繞組接地保護(hù)的基礎(chǔ)上，利用 3 次諧波電壓作判據(jù)，增加保護(hù)動作量，消除基波零序 電壓定子繞組接地保護(hù)在中性點(diǎn)附近 15%~5%死區(qū)。轉(zhuǎn)子回路兩點(diǎn)接地時，衡差動保護(hù)可能誤動作，但不必在轉(zhuǎn)子回路兩 點(diǎn)接地時閉鎖橫差保護(hù)在投入兩點(diǎn)接地保護(hù)的同時，橫差保護(hù)硬切換至帶 ～ 1S的延時動作于跳閘，可防止轉(zhuǎn)子回輪偶然性的兩點(diǎn)接地時引起的橫差保護(hù)誤動作。 發(fā)電機(jī)是否裝設(shè)匝間保護(hù)，國內(nèi)曾經(jīng)有兩種不同的意見，一種認(rèn)為發(fā)電機(jī)定子繞組的結(jié)構(gòu)不會引起匝間短路，有 100%定子接地保護(hù)，可不裝設(shè)（國外許多都不裝設(shè)）；另一種意見認(rèn)為，發(fā)電機(jī)定子繞組有發(fā)生匝間短路的可能，如引線部分，希望裝設(shè)匝間保護(hù)。 當(dāng) 1II?Ⅰ 2Ⅰ 時，121dkTA TAI I Inn??Ⅰ， 0resI ? ，繼電器動作十分靈敏。圖 31與 32 示出了傳統(tǒng)的比率制動式差動繼電器的接線原理圖和制動特性 。 流入 G1的短路電流歸算到 20kV 側(cè)： * 11 *11 3 .3 30 .3KGGEI X? ? ?； 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大本科畢業(yè)設(shè)計說明書 11 * 1000 2 8 . 8 6 83 3 2 0BBBSI U? ? ??； 三相短路電流： ? ?3 **1 1 m a x 1 1 G B K GI I I k A? ? ?； 兩相短路電流： ? ? ? ?231 1 m a x 1 1 m a x3 8 3 . 2 52K G K GI I k A? ? ?。 2． 在設(shè)計和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)電氣主接線時，為了比較各種不同方案的接線圖，確定是否要采取限制短路電流的措施等，都要進(jìn)行必要的短路電 流計算。 系統(tǒng)參數(shù)： 系統(tǒng) 1 在最大運(yùn)行方式下短路功率為 5000MVA，在最小運(yùn)行方式下短路功率為4000MVA； 系統(tǒng) 2 在最大運(yùn)行方式下短路功率為 4000MVA，在最小運(yùn)行方式下短路功率為3000MVA； 系統(tǒng) 3 在最大運(yùn)行方式下短路功率為 2500MVA，在最小運(yùn)行方式下短路功率為2021MVA； 電抗計算 基準(zhǔn)電壓： 525B av TU U U kV? ? ?； 基準(zhǔn)容量： 1000BS MVA? ； 基準(zhǔn)電流： 3 BB avSI U??。執(zhí)行部分是根據(jù)邏輯部分傳送的信號，最后完成保護(hù)裝置所擔(dān)負(fù)的對外操作的任務(wù)的部件。監(jiān)控系統(tǒng)問題 ,出現(xiàn)最多的是硬件問題 ,而硬盤 損壞是僅次于通訊問題的一個難題 ,此時硬盤上所有的數(shù)據(jù)都丟失。③所使用的 CT 性能不滿足保護(hù)要求 ,區(qū)外故障時越級跳閘 。第 2次飛躍是由集成電路型到微機(jī)型，主要體現(xiàn)在保護(hù)由模擬式向數(shù)字式轉(zhuǎn)變，保護(hù)裝置智能化和信息化。橫向不對稱故障包括兩相短路、單相接地短路、兩相接地短路三種，縱向?qū)ΨQ故障包括單相斷相和兩相斷相，又稱非全相運(yùn)行。其中故障一般可分為兩類：橫向不對稱故障和縱向不對稱故障。第 1次飛躍是由電磁型到晶體管型，主要體現(xiàn)在保護(hù)由電磁式向靜態(tài)式轉(zhuǎn)變，保護(hù)裝置弱電化、無觸點(diǎn)化、小型化和低功耗。②端子排銹蝕或電纜絕緣下降引起跳閘回路接通 。 （ 3） 注重數(shù)據(jù)備份 ,縮短故障處理時間。 600MW發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù) 4 （ 3）執(zhí)行部分。 輸電線路主要參數(shù)： 線路名稱 導(dǎo)線型號 線路長度 (km) 線路形式 1X(Ω/km) 1X(Ω) 線路 1 LGJ400/50 單回線 線路 2 LGJ500/45 雙回線 線路 3 LGJ630/55 600 單回線 電壓互感器與電流互感器： 電流互感器變比：TA 25000n = 5 0 0 05 ?； 電壓互感器變比：TV 2 0 0 .1n = / 2 0 033?。 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大本科畢業(yè)設(shè)計說明書 9 短路計算的目的 在電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備的設(shè)計和運(yùn)行中，短路計算是解決一系列技術(shù)問題所不可缺少的基本計算，主要有以下幾方面： 1． 為了合理地配置各種繼電保護(hù)和自動裝置并正確整定其參數(shù)，必須對電力網(wǎng)中發(fā)生的各種短路進(jìn)行計算和分析。 最大運(yùn)行方式下的短路電流計算 最大運(yùn)行方式為 G G2兩臺發(fā)電機(jī)同時投入運(yùn)行，如圖 22。 實(shí)現(xiàn)這種特性的縱差繼電器以差動電流作為動作電流，引入一側(cè)或多側(cè)短路電流作為制動電流。 當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)生內(nèi)部相間短路（ k2） 時，若發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)相連，則系統(tǒng)將向故障點(diǎn)內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大本科畢業(yè)設(shè)計說明書 15 送短路電流 2IⅠ ，發(fā)電機(jī)向故障點(diǎn)送短路電流 I1Ⅰ ，此時 111()dkT A T AI I I Inn ?? ? ?Ⅰ 2Ⅰ 111 ()2res TAI I In? ? ?Ⅰ 2Ⅰ 式中 kI? —— 總的短路電流。 及以上發(fā)電機(jī)，當(dāng)定子繞組為星形接線，中性點(diǎn)只有 3 個引出端子時，根據(jù)用戶和制造廠的要求，也可裝設(shè)專用的匝間短路保護(hù)。這種接線方式?jīng)]有由于互感器誤差所引起的不平衡電流，其起動電流比較小，靈敏度高，且接線非常簡單。 依據(jù)上述原則， 600MW 發(fā)電機(jī)組應(yīng)裝設(shè) 100%的定子接地保護(hù)。 一是三次諧變比率保護(hù)。負(fù)序電壓元件和反映相間電壓的低電壓元件，兩者構(gòu)成或門關(guān)系。為了防止外部短路所引起的過電流和作為發(fā)電機(jī)的后備保護(hù)，在發(fā)電機(jī)上可裝設(shè)過電流保護(hù)或帶低電壓起動的過電流保護(hù)，如內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大本科畢業(yè)設(shè)計說明書 23 這種保護(hù)的靈敏度不夠或為了簡化接線，也可裝設(shè)負(fù)序過電流保護(hù)或復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)。 圖 35 中性點(diǎn)不接地發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行 時的 3次諧波等值電路 若發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，其 3 次諧波等值電路如圖 36 所示。其動作電流按躲過不平衡電流和外部單相接地時發(fā)生電機(jī)穩(wěn)態(tài)電容電流整定。在雙星型中性點(diǎn) N.， Nˊ間加裝電流互感器作為橫差電流繼電器 I的電流源，為橫差保護(hù)。最大制動系數(shù) .maxresK按下式計算 . m a x . m a x . m a x/ 0 .2r e s op r e s r e l ap c c e rK I I K K K K? ? ? 經(jīng)驗值一般取 ~,現(xiàn)取 。 TAM1 和 TAM2 的二次匝數(shù)相同， N1=N2=N3/2，設(shè)電 流互感器變比等于nTA時，則有 111 1 1( ) ( )22r e s TAI I I I In? ? ? ? ?Ⅱ 2 Ⅱ Ⅰ 2 Ⅰ 111 ()d TAI I I I In? ? ? ?Ⅱ 2 Ⅱ Ⅰ 2 Ⅰ 式中 resI —— 制動電流； dI —— 差動電流； I2Ⅰ 、 I2Ⅱ —— 流過機(jī)端電流互感器的一次和二次電流； 600MW發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù) 14 1IⅠ 、 1IⅡ —— 流過中性點(diǎn)側(cè)的電流互感器的一次和二次電流； TAn —— 電流互感器變比。 3. 1MW 以上的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)。在電力系統(tǒng)中不對稱故障占系統(tǒng)故障中的大部分，通常分析不對稱故障的常用方法是對稱分量法，根據(jù)對稱分量法，一組不對稱的三相向量可以分解為正序、負(fù)序和零序三組對稱的三相向量。 系統(tǒng)電抗 計算 ： 系統(tǒng) 1最大運(yùn)行方式下短路功率： m ax 1 5000dS MVA? ； 系統(tǒng) 1最小運(yùn)行方式下短路功率： m in 1 4000dS MVA? ； 系統(tǒng) 2最大運(yùn)行方式下短路功率： m ax 2 4000dS MVA? ； 系統(tǒng) 2最小運(yùn)行方式下短路功率： m in 2 3000dS MVA? ； 系統(tǒng) 3最大運(yùn)行方式下短路功率： m ax 3 2500dS MVA? ； 系統(tǒng) 3最小運(yùn)行方式下短路功率： m in 3 2021dS MVA? ； 計算公式： BS dSX S?； 系統(tǒng) 1： *m a x 1 m a x 1 1000 0 .25000BS dS M V AX S M V A? ? ?； *m in 1 m in 1 1000 0 .2 54000BS dS M V AX S M V A? ? ?； 系統(tǒng) 2： *m a x 2 m a x 2 1000 0 . 2 54000BS dS M V AX S M V A? ? ?； *m i n 2 m i n 2 1000 0 . 3 33000BS dS M V AX S M V A? ? ?； 系統(tǒng) 3： *m a x 3 m a x 3 1000 0 .42500BS dS M V AX S M V A? ? ?； *m i n 3 m i n 3 1000 0 .52021BS dS M V AX S M V A? ? ?。 雖然現(xiàn)在微機(jī)保護(hù)占主導(dǎo)地位，但它的基礎(chǔ)仍然是常規(guī)保護(hù)，都是基于常規(guī)保護(hù)原理發(fā)展起來的。電力系統(tǒng)自動化程度也越來越 高 ,光纖等的投入使用使自動化的可靠性也越來越高 ,但繼電保護(hù)遠(yuǎn)程管理在這方面還沒有得到很好地應(yīng)用。繼電保護(hù)的技術(shù)已經(jīng)很成熟 ,內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大本科畢業(yè)設(shè)計說明書 3