【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(yùn)行方式。在進(jìn)行短路電流計(jì)算時(shí)，應(yīng)該考慮以下幾種運(yùn)行情況： 一部機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行。 兩部機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行。 一部機(jī)組不并網(wǎng)運(yùn)行（出線線路保護(hù)動(dòng)作跳開外部網(wǎng)絡(luò)，另一機(jī)組檢修）。 兩部機(jī)組不并網(wǎng)運(yùn)行（出線線路保護(hù)動(dòng)作跳開外部網(wǎng)絡(luò)，兩部機(jī)組空載運(yùn)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(yùn)行方式。 另外，計(jì)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(jī)變壓器組繼電保護(hù)配置與整定計(jì)算 8 230KV 下阻抗標(biāo)幺值計(jì)算，然后 計(jì)算結(jié)果再乘以電壓比歸算到短路點(diǎn)所在的電壓等。梁思偉： 300MW 發(fā)電機(jī)變壓器組繼電保護(hù)配置與整定計(jì)算 1 2 發(fā)變組的主要幾種保護(hù)的原理及整定導(dǎo)則 結(jié)合文獻(xiàn)，對(duì)本次設(shè)計(jì)所配置的保護(hù)的實(shí)現(xiàn)原理作出以下的分析。 發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù) （ 1）原理簡述 發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)為定子繞組及其引出線相間短路的主保護(hù)，考慮 300MW機(jī)組所以采用比率制動(dòng)原理，動(dòng)作邏輯為循環(huán)閉鎖方式，保護(hù)范圍是定子繞組及其引出線，一般 0 秒動(dòng)作切除故障。 所謂比率制動(dòng)原理，即是根據(jù)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的不平衡電流曲線，作出一條躲過不平衡電流的動(dòng)作邊界曲線，這條曲線叫做比率制動(dòng)曲線，在短路電流小于起始制動(dòng)電流 時(shí)，保護(hù)裝置處于無制動(dòng)狀態(tài)，其動(dòng)作電流很?。ㄐ∮陬~定電流），保護(hù)具有較高的靈敏度。當(dāng)外部短路電流增大時(shí)，保護(hù)的動(dòng)作電流又自動(dòng)提高，使其可靠不動(dòng)作。它反應(yīng)了保護(hù)的比率制動(dòng)特性，發(fā)電機(jī)差動(dòng)方程即是以此為依據(jù)寫出來的。 圖 比率差動(dòng)動(dòng)作特性曲線 比率差動(dòng)動(dòng)作方程如下： Ie nIeIcdsdIcdqdIdIr0Kbl1Kbl2動(dòng)作區(qū)制動(dòng)區(qū)速斷動(dòng)作區(qū)梁思偉： 300MW 發(fā)電機(jī)變壓器組繼電保護(hù)配置與整定計(jì)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(dòng)電流起動(dòng)定值 的整定 為差動(dòng)保護(hù)最小動(dòng)作電流值，應(yīng)按躲過正常發(fā)電機(jī)額定負(fù)載時(shí)的最大不平衡電流 m a in. u n br e lop IKI ?? 實(shí)際工程可取 ngop II .min. ? () relK 為可靠系數(shù)，可取 ； 為外部短路時(shí)產(chǎn)生的最大不平衡電流。 不平衡電流 unbI 計(jì)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(xiàn) [1]，取 2（ P 型互感器）； TAn 為電流 TA。 2）制動(dòng)系數(shù)整定 最小制動(dòng)系數(shù)： = erccrel KKK ?? () 在工程實(shí)際上可取 =~ 最大制動(dòng)系數(shù)： = 2 2*.1.* m in.* . ? ??M A XKre sopM A XBP I KII () 梁思偉： 300MW 發(fā)電機(jī)變壓器組繼電保護(hù)配置與整定計(jì)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(dòng)兩系數(shù)至合乎要 求。 3）最大制動(dòng)斜率時(shí)的最小制動(dòng)電流倍數(shù) n RCS— 985 裝置內(nèi)已設(shè)定 n=4 4) 制動(dòng)系數(shù)增量 △ resK =nKK resre 2 ? () 5）校驗(yàn) (靈敏度，躲不平衡電流的能力 ) 靈敏度校驗(yàn)以最小短路電流校驗(yàn)，躲不平衡電流能力以最大短路電流校驗(yàn) （ a） 制動(dòng)電流標(biāo)幺值 *resI ngKres III.* 2?? （區(qū)內(nèi)） () ngKres III.* ? （區(qū)外） () (b)動(dòng)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(dòng)作電流。 主變差動(dòng)保護(hù)或發(fā)變組差動(dòng)保護(hù) (1)原理簡述 主變差動(dòng)保護(hù)范圍包括發(fā)電機(jī)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(dòng)作切除故障。變壓器差動(dòng)與發(fā)電機(jī)差動(dòng)的最大區(qū)別就在于它存在勵(lì)磁涌流的影響，空載合閘狀態(tài)下或外部短路切除后，勵(lì)磁涌流約為 2Ie，但負(fù)荷狀態(tài)下，勵(lì)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(jī)變壓器組繼電保護(hù)配置與整定計(jì)算 4 高壓繞組遠(yuǎn)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(jī)組采用單元式接線的一個(gè)重要原因。采用二次諧波制動(dòng)原理雖然能在一定程度上防止空載合閘時(shí)的保護(hù)誤動(dòng)，但也存在二次諧波制動(dòng)比大及內(nèi)部故障時(shí)由自由電流造成保護(hù)拒動(dòng)的可能。 (2)具體整定導(dǎo)則： 1）最小動(dòng)作電流 ： nterr e lop ImUKKI .m in. )( ????? () 工程實(shí)際可取 = ntI. () 高廠變的縱差與此一樣，但是勵(lì)磁變應(yīng)該取 = ntI. () 2）最小制動(dòng)系數(shù)和最大制動(dòng)系數(shù)計(jì)算 先取 . ?resK ， = 若校驗(yàn)不過關(guān)，再調(diào)整兩系數(shù)以至合乎要求。 3）最大制動(dòng)斜率時(shí)最小制動(dòng)電流倍數(shù) n 一般取 n=6。 4）校驗(yàn)： 校驗(yàn)過程與發(fā)電機(jī)縱差動(dòng)流程一樣，只是應(yīng)注意不平衡電流 unbI 的計(jì)算， Kerccapu n b . m a x m ) IUKKK(I ???? ? () 式中： relK 可靠系數(shù)，文獻(xiàn) [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(xiàn) [1]，取。 發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路 保護(hù) (1)原理簡述： 電機(jī)定子繞組匝間短路故障的保護(hù)有高靈敏度式橫差保護(hù)和縱向零序匝間保護(hù)兩種，考慮到雙重化配置的原則，所以兩種判據(jù)的保護(hù)均配置。 1）橫差保護(hù) 發(fā)電機(jī)高靈敏橫差保護(hù)是裝設(shè)在發(fā)電機(jī)兩個(gè)中性點(diǎn)連線上的橫差保護(hù) , 梁思偉： 300MW 發(fā)電機(jī)變壓器組繼電保護(hù)配置與整定計(jì)算 5 用作發(fā)電機(jī)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(hù)。由于保護(hù)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(hù)對(duì)三次諧波的濾除比在頻率跟蹤范圍內(nèi)達(dá) 100 以上 , 保護(hù)只反應(yīng)基波分量。對(duì)于其他正常運(yùn)行情況下橫差不平衡電流的增大，橫差電流保護(hù)動(dòng)作值具有浮動(dòng)門檻的功能。 2） 縱向零序電壓保護(hù) 該保護(hù) 是裝設(shè)在發(fā)電機(jī)出口專用 TV 開口三角上的縱向零序電壓 , 用作發(fā)電機(jī)定子繞組的匝間短路的保護(hù)。由于保護(hù)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(duì)三次諧波的濾除比達(dá) 100 以上 , 保護(hù)只反應(yīng)基波分量。 (2)具體整定導(dǎo)則： 發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路故障保護(hù)整定如下： 1） 高定值段橫差保護(hù) 相當(dāng)于傳統(tǒng)單元件橫差保護(hù)，動(dòng)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(jī)一次額定電流； TAn 發(fā)電機(jī)橫差零序電流 TA 變比， TAn = NTANGII.0.? NTAI .0 一般默認(rèn)為 5（ A）。 2）高靈敏橫差保護(hù) 動(dòng)作電流按躲過發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)最大不平衡電流整定， OPI =TANGnI . () 式中： GNI 為發(fā)電機(jī)一次額定電流， TAn 為發(fā)電機(jī)橫差零序電流 TA 變比； 3） 縱向零序電壓匝間保護(hù) （ a）縱向零序電壓匝間保護(hù)高定值段 動(dòng)作電壓按躲過外部短路最大不平衡電壓整定，一般可?。? )(12~8 VU OP ? () （ b）縱向零序電壓匝間保護(hù)靈敏段 梁思偉： 300MW 發(fā)電機(jī)變壓器組繼電保護(hù)配置與整定計(jì)算 6 動(dòng)作電壓按躲過發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)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(dòng)系數(shù)定值推薦取 。 發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù) (1)原理簡述 對(duì)于 100MW 及以上的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)無動(dòng)作死區(qū) (100%動(dòng)作區(qū) )單相接地保護(hù)。保護(hù)方案是基波零序過電壓保護(hù)與三次諧波電壓保護(hù)共同組成100%單相接地保護(hù)。 1）基波零序電壓保護(hù) 基波零序電壓保護(hù)保護(hù)發(fā)電機(jī) 85～ 95％的定子繞組單相接地，反應(yīng)發(fā)電機(jī)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(qǐng)閱下面的整定導(dǎo)則。 2） 三次諧波電壓單相接 地保護(hù) 三次諧波電壓比率判據(jù)只保護(hù)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn) 25％左右的定子接地，機(jī)端三次諧波電壓取自機(jī)端開口三角零序電壓，中性點(diǎn)側(cè)三次諧波電壓取自發(fā)電機(jī)中性點(diǎn) TV。 (2)具體整定導(dǎo)則 1）基波零序過電壓保護(hù) 該保護(hù)的動(dòng)作電壓 Uop 應(yīng)按躲過正常運(yùn)行時(shí)中性點(diǎn)單相電壓互感器或機(jī)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(shí)測(cè)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(shí) Uop≥ 5V，保護(hù)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(jī)中性點(diǎn)接地變壓器： .. UNGnMTOP NUUU ????? () 若采樣電壓取 自發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地變壓器 梁思偉： 300MW 發(fā)電機(jī)變壓器組繼電保護(hù)配置與