【正文】 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)配置與整定計算 7 ngM A Xunbr e lOP UUKU .. ?? () 2）三次諧波電壓單相接地保護(hù) 設(shè)機(jī)端和中性點(diǎn)三次諧波電壓各為 和 ，三次諧波電壓單相接地保護(hù)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(jī)正常運(yùn)行時的最大三次諧波電壓比值設(shè)為 a0，則取閾值 a＝(～ )a0。 Uop＝ () 為實測不平衡電壓，其中含有大量三次諧波。 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。 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。 發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù) (1)原理簡述 對于 100MW 及以上的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)無動作死區(qū) (100%動作區(qū) )單相接地保護(hù)。 2）高靈敏橫差保護(hù) 動作電流按躲過發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時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(hù)靈敏段 梁思偉： 300MW 發(fā)電機(jī)變壓器組繼電保護(hù)配置與整定計算 6 動作電壓按躲過發(fā)電機(jī)正常運(yùn)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。由于保護(hù)采用了頻率跟蹤、數(shù)字濾波及全周傅氏算法 , 使得零序電壓對三次諧波的濾除比達(dá) 100 以上 , 保護(hù)只反應(yīng)基波分量。對于其他正常運(yùn)行情況下橫差不平衡電流的增大，橫差電流保護(hù)動作值具有浮動門檻的功能。 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)。 4）校驗： 校驗過程與發(fā)電機(jī)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(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。 (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。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重要原因。 主變差動保護(hù)或發(fā)變組差動保護(hù) (1)原理簡述 主變差動保護(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 秒動作切除故障。 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。 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(xiàn) [1]，取 2（ P 型互感器）； TAn 為電流 TA。它反應(yīng)了保護(hù)的比率制動特性，發(fā)電機(jī)差動方程即是以此為依據(jù)寫出來的。 所謂比率制動原理，即是根據(jù)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)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(hù)裝置處于無制動狀態(tài)，其動作電流很小（小于額定電流），保護(hù)具有較高的靈敏度。梁思偉： 300MW 發(fā)電機(jī)變壓器組繼電保護(hù)配置與整定計算 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)，對本次設(shè)計所配置的保護(hù)的實現(xiàn)原理作出以下的分析。 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。 一部機(jī)組不并網(wǎng)運(yùn)行（出線線路保護(hù)動作跳開外部網(wǎng)絡(luò)，另一機(jī)組檢修）。在進(jìn)行短路電流計算時，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。 梁思偉： 300MW 發(fā)電機(jī)變壓器組繼電保護(hù)配置與整定計算 7 8 7 MT8 7 AT 8 7 GST A 0T VT AT AT AT AT VT VT V 3****8 7 E T***T AT AT A8 7 M T 主 變 差 動8 7 G 發(fā) 電 機(jī) 縱 差8 7 G S 發(fā) 電 機(jī) 橫 差8 7 A T 高 廠 變 差 動8 7 E T 勵 磁 變 差 動 T A 0 圖 保護(hù)配置圖 計算短路電流時考慮到的情況 本設(shè)計的系統(tǒng)為一 2? 300MW 的電廠，用有兩部 300MW 的機(jī)組，出線等效為一無窮大系統(tǒng)。 （ 5）其它異常運(yùn)行狀態(tài)還有：定子繞組過電壓，低頻運(yùn)行、非全相運(yùn)行、失步運(yùn)行等，也應(yīng)按規(guī)程要求裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)。 （ 3）對于勵磁回路過負(fù)荷，要求裝設(shè)反時 限轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護(hù)。需裝設(shè)定時限及反時限轉(zhuǎn)子表層過負(fù)荷保護(hù)。 除此之外，各種系統(tǒng)異常工況或調(diào)節(jié)裝置故障也可能使發(fā)電機(jī)處在異常運(yùn)行狀態(tài)，從而危及發(fā)電機(jī)安全，因此也需要裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置。 （ 5）發(fā)電機(jī)失磁故障。轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地后可能誘發(fā)轉(zhuǎn)子繞組兩點(diǎn)接地，而兩點(diǎn)接地會因磁場不平衡而引起機(jī)組劇烈震動，造成災(zāi)難性后果。 （ 4）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵磁繞組接地故障。這是發(fā)電機(jī)最常見的故障之一，通常因絕緣破壞使得繞組對鐵心短路而引起，故障時的接地電流引起的電弧一方面灼傷鐵心，另一方面會進(jìn)一步破壞絕緣，導(dǎo)致嚴(yán)重的定子繞組兩點(diǎn)接地，造成匝間或相間短路。要求裝設(shè)瞬時動作的專用匝間短路保護(hù)。 （ 2）定子繞組匝間短路故障。會引起巨大的短路電流，嚴(yán)重?zé)龘p發(fā)電機(jī)。 RCS974 微機(jī)型發(fā)變組成套保護(hù)簡介 （一） RCS974 保護(hù)的簡介： RCS974 裝置可以完成變壓器的非電量保護(hù)（如變壓器輕重瓦斯保護(hù)）、非全相保護(hù)及斷路器失靈起動等功能，用于 220kV 及以上電壓等級的不分相式變壓器 本次設(shè)計構(gòu)思 綜合上述的理論以及微機(jī)保護(hù)的發(fā)展情況，本次設(shè)計決定使用兩套獨(dú)立TA 和 TV 的 RCS985 和一套 RCS974 來實現(xiàn)保護(hù)雙重化，符合大型機(jī)組保護(hù)雙重化的標(biāo)準(zhǔn)。 RCS985 裝置充分考慮大型發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)最大配置要求。 對于一個大型發(fā)變組單元或一臺大型發(fā)電機(jī)，配置兩套 RCS985 保護(hù)裝置，可以實現(xiàn)主保護(hù)、異常運(yùn)行保護(hù)、后備保護(hù)的全套雙重化，操作回路和非電量保護(hù)裝置獨(dú)立組屏。 RCS－ 985 還提供了一個發(fā)電機(jī)變壓器單元所需要的全部電量保護(hù)，其保護(hù)范圍包括有：主變壓器、發(fā)電機(jī)、高廠變、勵磁變（勵磁機(jī)）。是真正的數(shù)字式發(fā)電機(jī)變壓器保護(hù)裝置。 本次設(shè)計所使用的兩種微機(jī)型發(fā)變組成套保護(hù)簡介 RCS985 簡介 RCS－ 985 微機(jī)發(fā)電機(jī)變壓器組成套保護(hù)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。 小結(jié)： 對于發(fā)變組保護(hù)雙重化的理解為：裝設(shè)兩部獨(dú)立判劇的主保護(hù)裝置，每種保護(hù)應(yīng)該盡可能具備保護(hù)范圍的雙重化，同時簡化后備保護(hù)。 反措對于雙重化的要求 《反措》中明確保護(hù)雙重化配置的電氣主設(shè)備有： 發(fā)電機(jī)、主 變壓器、啟動變壓器保護(hù)宜采用保護(hù)完全雙重化配置。機(jī)械故障和次要電氣故障，應(yīng)首先切除汽輪機(jī)，只有在經(jīng)汽輪機(jī)閥門的限位開關(guān)和逆功率繼電器證實已經(jīng)沒有蒸汽流經(jīng)汽輪機(jī)時，再切除發(fā)電機(jī)和勵磁機(jī)。 （ 3）由于次要電氣故障而要切除發(fā)電 機(jī)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。L 公司對發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)雙重化的主要原則 （ 1）對所有主要的電氣故障，應(yīng)設(shè)置 2 套主保護(hù)，構(gòu)成雙重化，其相應(yīng)的直流供電回路也應(yīng)分開。” 可見，這種雙重化是指應(yīng)用于機(jī)組保護(hù)的雙重化配置方案的含義，應(yīng)該是配置兩套獨(dú)立、完整的發(fā)變組保護(hù)裝置。這種保護(hù)方式，可以獲得很好的運(yùn)行 效果。一般這種保護(hù)應(yīng)具有主保護(hù)與后備保護(hù)的全部功能。加強(qiáng)主保護(hù)是指實現(xiàn)主保護(hù)的雙重化，而簡化后備保護(hù)則是指不裝設(shè)過于復(fù)雜的后備保護(hù)。 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(diǎn)要求繼電保護(hù)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(hù)的配置 ,在 總條款和 條款中提出了許多規(guī)定及要求。所以不僅要求有可靠性高、靈敏性和選擇性強(qiáng)、快速性好的保護(hù)繼電器，還要求在繼電保護(hù)的整體配置上盡量做到完善、合理，并力求避免繁瑣、復(fù)雜。大容量機(jī)組往往按發(fā)電機(jī) — 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?，F(xiàn)在，微機(jī)型發(fā)變組保護(hù)已經(jīng)在全國各大中小電廠里普及化。 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。而非電量保護(hù)則由 RCS974 來完成。 RCS－ 985 微機(jī)發(fā)電機(jī)變壓器組成套保護(hù)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(jī)型保護(hù)裝置。 隨著微機(jī)技術(shù)的發(fā)展，微機(jī)保護(hù)也在發(fā)變組保護(hù)中占據(jù)了統(tǒng)治地位。從而使繼電保護(hù)裝置正確地發(fā)揮作用，保障電氣設(shè)備的安全，維