【正文】 序過電壓保護 該保護的動作電壓 Uop 應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。為了減小 Uop，可以增設三次諧波阻波環(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%。根據發(fā)電機定子繞組對 地電容和中性點對地三次諧波阻抗的大小，可計算 a0。 原理 2： 1/ .... ?? nnpt UUKU ? （ ） 式中分子為動作量，調整系數(shù) ，使發(fā)電機正常運行時動作 量最小。 第一種動作判據的保護裝置簡單，但靈敏度較低。 發(fā)電機失磁保護 (1)原理簡述 發(fā)電機失磁時，吸收無功，測量阻抗由第一象限向第三、四象限移動，轉子電壓下降，嚴重時會導致發(fā)電機異步運行，機端電流上升，甚至造成系統(tǒng)電壓崩潰，表現(xiàn)為機端電壓下降。一般阻抗圓整定為靜穩(wěn)邊界圓，為躲過 發(fā)電機進相運行和防止短路時誤動，將靜穩(wěn)極限阻抗圓下移，避開一、二象限，按異步阻抗圓整定。轉子低電壓判據滿足時發(fā)失磁信號，此判據可以預測發(fā)電機是否因失磁而失去穩(wěn)定，從而在發(fā)電機尚未失去穩(wěn)定之前及早地采取措施（切換勵磁等），防止事故的擴大。所以轉子低電壓判據滿足并且高壓側低電壓判據滿足時，說明發(fā)電機的失磁已造成了對電力系統(tǒng)安全運行的威脅，經“與 2”電路發(fā)出跳閘命令，迅速切 除發(fā)電機。此信號表明發(fā)電機由失磁導致失去了靜穩(wěn)。 (2)具體整定導則 1）定子判據 異步邊界圓 RjxZ A z dZ B z d Q z dRjxZ A z dZ B z d Q z d梁思偉： 300MW 發(fā)電機變壓器組繼電保護配置與整定計算 9 TVgnTAgnda nS nUXX ????? 2239。 )2( () 式中： 39。 靜穩(wěn)邊界圓 : TVgnTAgnsc nS nUXX ???? 2 () TVgnTAgnddb nS nUXXX ?????? 239。 3)減出力判據 :按機組額定容量的 (40~50)%整定： SETP =50% NGP. () 4）低電壓判據： 本判據取于發(fā)電機機端電壓 ,一般按 (~)Ugn整定。 (b)變勵磁電壓判據： )( sdre lxs XXKK ??? () 式中 ： Kxs 轉子電壓判據系數(shù)定值； Krel靠系數(shù)取 ； Xd ,Xs發(fā)電機同步電抗和系統(tǒng)的聯(lián)絡阻抗標幺值。 圖 三元件失步保護繼電器特性 第一部分是透鏡特性，圖中①，它把阻抗平面分成透鏡內的部分 I 和透鏡外的部分 O。 兩種特性的結合，把阻抗平面分成四個區(qū) OL、 IL、 IR、 OR，阻抗軌跡順序穿過四個區(qū)（ OL→ IL→ IR→ OR 或 OR→ IR→ IL→ OL），并在每個區(qū)停留時間大于一時限，則保護判為發(fā)電機失步振蕩。 第三部分特性是電抗線，圖中③，它把動作區(qū)一分為二，電抗線以上為I 段（ U），電抗線以下為 II 段（ D）。 保護可動作于報警信號 , 也可動作于跳閘。 () Rjx0ZcZaZbOLUORIRIL3211DL R梁思偉： 300MW 發(fā)電機變壓器組繼電保護配置與整定計算 11 TVgnTAsa nS nUXZ gn ???? 2 () 式中： dX ‘ cX ’ sX 發(fā)電機暫態(tài)電抗 .主變電抗 .系統(tǒng)聯(lián)系電抗標值； ? 系統(tǒng)阻抗角； Ugn .Sgn 發(fā)電機額定電壓和額定視在功率； TAn ， TAn 機端電流互感器 TA， 電壓互感器 TV 變比。 TVgnTAgncc nS nUXZ ????? () 4)跳閘允許電流 裝置自動選擇在電流變小時作用于跳閘 , 跳閘允許電流定值為輔助判據 ,根據斷路器允許遮斷容量選擇 。 發(fā)電機轉子回路接地保護 轉子一點接地保護反應發(fā)電機轉子對大軸絕緣電阻的下降。 通過求解方程，可以得到轉子 接地電阻Rg，接地位置 α。 若轉子一點接地保護動作于報警方式，當轉子接地電阻 Rg 小于普通段整定值，轉 子一點接地保護動作后，經延時自動投入轉子兩點接地保護，當接地位置α改變達一定值時判為轉子兩點接地，動作于跳閘。所以有必要設置負序過負荷保護。 1)定時限負序過負荷保護。 2) 反時限負序過負荷保護 反時限保護由三部分組成：①下限啟動，②反時限部分，③上限定時限部分。當負序電流超過下限整定值時，反時限部分起動 , 并進行累積。負序反時限保護能模擬轉子的熱積累過程，并能模擬散熱。 (2)具體整定導則 a)負序定時限過負荷保護。 保護延時動作于信號。負序反時限過電流保護的動作特性，由制造梁思偉： 300MW 發(fā)電機變壓器組繼電保護配置與整定計算 13 廠家提供的轉子表層允許的負序過負荷能力確定。 發(fā)電機允許的負序電流特性曲線見圖 圖 發(fā)電機允許的負序電流特性 (即保護的動作特性 ) 整定計算時，設負序反時限過電流 保護的動作特性與發(fā)電機允許的負序電流特性相同。 當負序電流小于上限電流時，按反時限特性動作。 在靈敏度和動作時限方面不必與相鄰元件或線路的相間短路保護配合；保護動作于解列或程序跳閘。但是為了保證反應機端及主變高壓側的區(qū)外短路，特裝設發(fā)變組復合電壓過流保護，主變壓器高壓側零序接地后備保護等后備保護。 a)電流繼電器的整 定計算 動作電流 ngfhrelOP IKKI .? () 式中： relK 可靠系數(shù)，取 ； fhK 返回系數(shù)，取 。 要求靈敏系數(shù) Ks en≥ 。 c) 負序電壓繼電器的整定計算。 變壓器零序過流保護 1）主變高壓側零序 過電流保護Ⅰ段： I 段零序過電流繼電器的動作電流應與相鄰線路零序過電流保護第 I 段或 II 段或快速主保護相配合 m a .. opFZr e loop IKKI ??? () 式中： 1..OOPI I 段零序過電流保護動作電流（二次值）； 0FZK 零序電流分支系數(shù)，取各種運 行狀態(tài)最大值 ,這里取 1； relK 可靠系數(shù)，根據導則，可取 ； lopI . 與之相配合的線路保護相關段動作電流（二次值）。 3）靈敏度校驗： 0.min.OPKsen IIK ? () 發(fā)電機逆功率保護 逆功率保護動作功率 應該如下整定： TVTAr e ls e t nnPPKP ????1)( 21 () 梁思偉： 300MW 發(fā)電機變壓器組繼電保護配置與整定計算 16 式中， relK 可靠系數(shù)取 ； 1P 為汽輪機在逆功率運行時的最小損耗，取額定功率 3%； 2P 為發(fā)電機在逆功率運行時的最小損耗 ,取 ngPP .2 )1( ??? η 為發(fā)電機效率，取 %。保護動作量同時取發(fā)電機機端、中性點定子電流。其原理與負序過負荷保護差不多。 3） 反時限過負荷保護 保護下限電流定值，按與定時限過負荷保護配合的條件整定。主變高壓出線側為一 的線路，與之相連接的外部網絡等效為一無窮大系統(tǒng)（有電源）。 本設計的整定計算是根據國標 GBGB142852020，結合南瑞公司的《 RCS985 發(fā)電機變壓器成套保護裝置技術說明 書》和高春如先生的《大型發(fā)電機組繼電保護整定計算》來進行的。 NI =10189A 。COSФ = 。 dX =%(非飽和值 )。dX =%(飽和值 )。dX =%(非飽和值 )。 dX =180%(非飽和值 ) （ 4）其它參數(shù)：長期運行允許負序電流標幺值 *2 ??I ，轉子表層負序過負荷的能力 SAII 8)( 2*22*2 ??? ? 。 （ 5）相關互感器變比： 機端 TA 變比： 15000/5（ A） 機端出口 TV 變比： )( kV 機端出口 TVO 變比： )( kV 中性點接地變壓器變比： 20/ 主變參 數(shù)確定 : （ 1）主變型號 :SFP370000/220 梁思偉： 300MW 發(fā)電機變壓器組繼電保護配置與整定計算 18 （ 2）主變額定參數(shù)： NS =370MVA NU =230/20(kV) NI =905/10681A （ 3）聯(lián)結方式 : 11dYn （ 4）其它額定參 數(shù) : 14%?ku KP = OP = %0 ?I （ 5）相關互感器變比：機端側 TA 變比： 15000/5 高壓側 TA 變比： 1200/5 高壓側零序 TA0 變比： 600/5 勵磁變壓器： （ 1）型號： ZSCB92900/20 （ 2）容量： 2900kVA （ 3）接線： Y,d11 （ 4）變比： 20177。 Un=20177。 （ 4）連接方式： Dyn1 （ 5）接地電阻：經 20? 接地電阻接地。 梁思偉： 300MW 發(fā)電機變壓器組繼電保護配置與整定計算 20 本設計的系統(tǒng)圖 G GSM m300勵磁變號機組1 號機組2無窮大有源系統(tǒng)主變壓器A高廠變 B高廠變 圖 系統(tǒng)圖 梁思偉： 300MW 發(fā)電機變壓器組繼電保護配置與整定計算 21 歸算到 220kV,100MW 側的發(fā)變組阻抗標幺值 (1)線路及發(fā)變組相關阻抗： *GX = 35310039。 ?dX = （ ） *TX = 10014 ??? （ ） * ???G C TX （ ） 221* ??????? B BSSL U SlXX （ ） * ???L C TX （ ） 由計算書所得的各相關短路電流 （ 1）計算短路電流的說明 由于在作短路電流計算時考慮六種運行情況，所以在各種短路的短路電流下標處標注 1~6 以作區(qū)別，六種情況作出 解釋： （ 1）無窮大系統(tǒng)最大運行方式下兩部機組并網運行； （ 2）無窮大系統(tǒng)最大運行方式下一部機組并網運行； （ 3）兩部機組不并網運行； （ 4）部機組不并網運行； （ 5）無窮大系統(tǒng)最小運行方式下兩部機組并網運行； （ 6）無窮大系統(tǒng)最小運行方式下一部機組并網運行； 而每種情況對應一個電流，詳情請閱計算書。 梁思偉： 300MW 發(fā)電機變壓器組繼電保護配置與整定計算 22 ~GK 1K 2K 3K 4K 5K 6X s lX sX TX GX l c tX g c tX L 圖 發(fā)變組等效阻抗圖梁思偉： 300MW 發(fā)電機變壓器組繼電保護配置與整定計算 23 （ 2）由計算書所得結果 下面把計算書所得的各個短路電 流以表格形式列出來： 表 K1點三相短路在 220kV側的短路電流 K1 三相短路電流 (3) (3) (3) 電流值（ A） 8790 17577 表 K2 點三相短路在 20kV側的短路電流 K2 點三相短路電流 )3( )3( )3( 電流值 （ A） K2 點三相短路電流 )3( )3( )3( 電流值（ A） 表 K3點三相短路短路電流 K3 點三相短路電流 )3( (3) (3) 電流值（ A） K3 點三相短路電流 (3) (3) (3) 電流值（ A） 表