【文章內(nèi)容簡介】 等效為一無窮大系統(tǒng)。無窮大系統(tǒng)含有其它電源，有最大和最小運行方式。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。 兩部機組并網(wǎng)運行。 一部機組不并網(wǎng)運行（出線線路保護動作跳開外部網(wǎng)絡(luò)，另一機組檢修）。 兩部機組不并網(wǎng)運行（出線線路保護動作跳開外部網(wǎng)絡(luò)，兩部機組空載運行）。 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。 另外，計算出來的電流均先以歸算到基準(zhǔn)容量為 100MW、基準(zhǔn)電壓為梁思偉： 300MW 發(fā)電機變壓器組繼電保護配置與整定計算 8 230KV 下阻抗標(biāo)幺值計算，然后 計算結(jié)果再乘以電壓比歸算到短路點所在的電壓等。梁思偉： 300MW 發(fā)電機變壓器組繼電保護配置與整定計算 1 2 發(fā)變組的主要幾種保護的原理及整定導(dǎo)則 結(jié)合文獻，對本次設(shè)計所配置的保護的實現(xiàn)原理作出以下的分析。 發(fā)電機差動保護 （ 1）原理簡述 發(fā)電機差動保護為定子繞組及其引出線相間短路的主保護，考慮 300MW機組所以采用比率制動原理，動作邏輯為循環(huán)閉鎖方式，保護范圍是定子繞組及其引出線，一般 0 秒動作切除故障。 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。當(dāng)外部短路電流增大時，保護的動作電流又自動提高，使其可靠不動作。它反應(yīng)了保護的比率制動特性，發(fā)電機差動方程即是以此為依據(jù)寫出來的。 圖 比率差動動作特性曲線 比率差動動作方程如下： Ie nIeIcdsdIcdqdIdIr0Kbl1Kbl2動作區(qū)制動區(qū)速斷動作區(qū)梁思偉： 300MW 發(fā)電機變壓器組繼電保護配置與整定計算 2 ????????????????????????????????????????????????43214321112212)()2/()()()()/()(IIIIIIIIIInnKKbnKKKnIIIbnIIKIIIKKKnIIIIKIdrb l rblblblb l rerc d q derblderb l rblblerc d q drbld (） (2)整定導(dǎo)則 1）差動電流起動定值 的整定 為差動保護最小動作電流值，應(yīng)按躲過正常發(fā)電機額定負載時的最大不平衡電流 m a in. u n br e lop IKI ?? 實際工程可取 ngop II .min. ? () relK 為可靠系數(shù)，可取 ； 為外部短路時產(chǎn)生的最大不平衡電流。 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。 2）制動系數(shù)整定 最小制動系數(shù)： = erccrel KKK ?? () 在工程實際上可取 =~ 最大制動系數(shù)： = 2 2*.1.* m in.* . ? ??M A XKre sopM A XBP I KII () 梁思偉： 300MW 發(fā)電機變壓器組繼電保護配置與整定計算 3 可先取 = 若靈敏度或躲不平衡電流能力不合要求，再改動兩系數(shù)至合乎要 求。 3）最大制動斜率時的最小制動電流倍數(shù) n RCS— 985 裝置內(nèi)已設(shè)定 n=4 4) 制動系數(shù)增量 △ resK =nKK resre 2 ? () 5）校驗 (靈敏度，躲不平衡電流的能力 ) 靈敏度校驗以最小短路電流校驗，躲不平衡電流能力以最大短路電流校驗 （ a） 制動電流標(biāo)幺值 *resI ngKres III.* 2?? （區(qū)內(nèi)） () ngKres III.* ? （區(qū)外） () (b)動作電流標(biāo)幺值 *opI 若 nIres ?* *opI = min.*opI +( 1resK + resK??4 △ ) ? 4+ 2resK (I* res 4) () 若 nIres ?* *opI = * +（ **1. ) r e sr e sr e sr e s IIKK ???? () (c)靈敏度 senK ： * IIK ? () 式中， 為最小短路電流。 (d)躲不平衡電流可用不平衡電流比動作電流。 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。變壓器差動與發(fā)電機差動的最大區(qū)別就在于它存在勵磁涌流的影響，空載合閘狀態(tài)下或外部短路切除后，勵磁涌流約為 2Ie，但負荷狀態(tài)下，勵磁電流只有約 %Ie。而且低壓繞組貼近鐵芯，梁思偉： 300MW 發(fā)電機變壓器組繼電保護配置與整定計算 4 高壓繞組遠離鐵芯（漏抗大），故在低壓側(cè)空載合閘涌流大，在高壓側(cè)空載合閘涌流小，這也是大機組采用單元式接線的一個重要原因。采用二次諧波制動原理雖然能在一定程度上防止空載合閘時的保護誤動，但也存在二次諧波制動比大及內(nèi)部故障時由自由電流造成保護拒動的可能。 (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。 3）最大制動斜率時最小制動電流倍數(shù) n 一般取 n=6。 4）校驗： 校驗過程與發(fā)電機縱差動流程一樣，只是應(yīng)注意不平衡電流 unbI 的計算， Kerccapu n b . m a x m ) IUKKK(I ???? ? () 式中： relK 可靠系數(shù)，文獻 [1]，取 ~~； erK 電流互感器比誤差； △ U變壓器調(diào)壓誤差，根據(jù)導(dǎo)則取 5%； △ m由于電流互感器變比未完全匹配產(chǎn)生的誤差，根據(jù)文獻 [1]，取。 發(fā)電機定子繞組匝間短路 保護 (1)原理簡述： 電機定子繞組匝間短路故障的保護有高靈敏度式橫差保護和縱向零序匝間保護兩種，考慮到雙重化配置的原則，所以兩種判據(jù)的保護均配置。 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。由于保護采用了頻率跟蹤、數(shù)字濾波及全周傅氏算法 , 使得橫差保護對三次諧波的濾除比在頻率跟蹤范圍內(nèi)達 100 以上 , 保護只反應(yīng)基波分量。對于其他正常運行情況下橫差不平衡電流的增大，橫差電流保護動作值具有浮動門檻的功能。 2） 縱向零序電壓保護 該保護 是裝設(shè)在發(fā)電機出口專用 TV 開口三角上的縱向零序電壓 , 用作發(fā)電機定子繞組的匝間短路的保護。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。 (2)具體整定導(dǎo)則： 發(fā)電機定子繞組匝間短路故障保護整定如下： 1） 高定值段橫差保護 相當(dāng)于傳統(tǒng)單元件橫差保護，動作電流按躲過外部短路最大不平衡電 流整定： OPI =TANGn I . ? () 式中： NGI. 發(fā)電機一次額定電流； TAn 發(fā)電機橫差零序電流 TA 變比， TAn = NTANGII.0.? NTAI .0 一般默認為 5（ A）。 2）高靈敏橫差保護 動作電流按躲過發(fā)電機正常運行時最大不平衡電流整定， OPI =TANGnI . () 式中： GNI 為發(fā)電機一次額定電流， TAn 為發(fā)電機橫差零序電流 TA 變比； 3） 縱向零序電壓匝間保護 （ a）縱向零序電壓匝間保護高定值段 動作電壓按躲過外部短路最大不平衡電壓整定，一般可取： )(12~8 VU OP ? () （ b）縱向零序電壓匝間保護靈敏段 梁思偉： 300MW 發(fā)電機變壓器組繼電保護配置與整定計算 6 動作電壓按躲過發(fā)電機正常運行時最大不平衡電壓整定，一般可?。? )(3~ VUOP ? () 建議按 2～ 3V整定，在經(jīng)過區(qū)外故障波形分析后，適當(dāng)降低定值，以提高靈敏度。 相電流比率制動系數(shù)定值推薦取 。 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。保護方案是基波零序過電壓保護與三次諧波電壓保護共同組成100%單相接地保護。 1）基波零序電壓保護 基波零序電壓保護保護發(fā)電機 85～ 95％的定子繞組單相接地，反應(yīng)發(fā)電機零序電壓大小，一般設(shè)兩段定值：一段為靈敏段，另一段為高定值段。具體整定請閱下面的整定導(dǎo)則。 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。 (2)具體整定導(dǎo)則 1）基波零序過電壓保護 該保護的動作電壓 Uop 應(yīng)按躲過正常運行時中性點單相電壓互感器或機端三相電壓互感器開口三角繞組的最大不平衡電壓 整定。 Uop＝ () 為實測不平衡電壓，其中含有大量三次諧波。為了減小 Uop，可以增設(shè)三次諧波阻波環(huán)節(jié)，使 x 主要是很小的基波零序電壓，大大提高靈敏度，此時 Uop≥ 5V，保護死區(qū)≥ 5%。 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