当前位置：文档之家 › 发电机保护整定计算技术规范设计

发电机保护整定计算技术规范设计

  • 格式：doc
  • 大小：194.50 KB
  • 文档页数：12

WORD格式可编辑

专业技术分享 定子绕组内部故障主保护

一、纵差保护

1 固定斜率的比率制动式纵差保护

1）、比率差动起动电流Iop.0：Iop.0= Krel Ker Ign／na 或 Iop.0= Krel Iunb.0

一般取Iop.0＝(0.1～0.3) Ign／na，推荐取Iop.0＝0.2 Ign／na。

2）、制动特性的拐点电流Ires.0

拐点电流宜取Ires.0＝(0.8～1.0)Ign／na ，一般取Ires.0＝0.8Ign／na 。

3）、比率制动特性的斜率S：

0.rmax.r0.opmax.opIIIISeses

① 计算最大不平衡电流Iunb.max ： Iunb.max＝KapKccKer Ik.max／na

式中：Kap——非周期分量系数，取1.5～2.0； Kcc——互感器同型系数，取0.5；

Ker——互感器比误差系数，取0.1； Ik.max——最大外部三相短路电流周期分量。

② 差动保护的最大动作电流Iop.max

按躲最大外部短路时产生的最大暂态不平衡电流计算： Iop.max＝KrelIunb.max

式中：Krel——可靠系数，取1.3～1.5。

③ 比率制动特性的斜率S

一般Ires.max＝Ik.max／na ，则

0.ramax.k0.opunb.maxrel0.rmax.r0.opmax.opIn/IIIKIIIISeseses

2、变斜率的比率制动式纵差保护

1）、比率差动起动电流Iop.0：同4.1.1.1“比率差动起动电流”的整定。

2）、制动特性的拐点电流Ires.1： 对于发电机保护，装置固定取Ires.1＝4Ign／na 。

对于发电机变压器组保护，装置固定取Ires.1＝6Ign／na 。

3） 、比率制动特性的起始斜率S1

S1＝Krel KccKer 式中：Krel——可靠系数，取1.5；Kcc——互感器的同型系数，取0.5；

Ker——互感器比误差系数，取0.1； 一般取S1＝0.1

4） 、比率制动特性的最大斜率S2：

① 计算最大不平衡电流Iunb.max： Iunb.max＝KapKccKer Ik.max／na

式中：Kap——非周期分量系数，取1.5～2.0； Kcc——互感器同型系数，取0.5；

Ker——互感器比误差系数，取0.1； Ik.max——最大外部三相短路电流周期分量，

若Ik.max小于Ires.1（最大斜率时的拐点电流）时，取Ik.max =Ires.1 。

② 比率制动特性的斜率S：

agnamax.kagn10.opmax.u2n/I2n/In/I2IISSnb

3、差动电流速断动作电流

按躲过机组非同期合闸和最大外部短路电流产生的最大不平衡电流整定

对于大机组，一般取 Isd.op=(3~4) Ign／na

WORD格式可编辑

专业技术分享

二、横差保护

1、裂相横差保护

1）、起动电流：按躲过发电机额定负载时的最大不平衡电流整定： Iop.0＝Krel (Iunb.1+Iunb.2)

一般取Iop.0＝(0.2～0.3)Ign／na 。 机端变比na

2） 制动特性的拐点电流：一般取 Ires.0≤(0.8～1.0)Ign／na。

3） 比率制动系数：一般取 Kres.max＝0.5～0.6

2、单元件横差保护

按躲区外短路时最大不平衡电流整定，

当横差保护的三次谐波滤过比大于或等于15时，其动作电流为 Iop＝(0.2～0.3)Ign／na

当横差保护的三次谐波滤过比大于80时，据经验动作电流可为 Iop＝0.05Ign／na

按躲发电机出口三相短路电流为额定电流时不平衡电流整定： Iop＝Krel K Iunb.1.n

式中：Krel——可靠系数，取1.5～2；

K——区外（发电机出口）故障最大短路电流与发电机额定电流的倍数；

Iunb.1.n——实测发电机出口三相短路电流为额定电流时不平衡电流的基波有效值。

按躲发电机额定负荷时的最大不平衡电流整定，据经验动作电流可为： Iop＝0.05Ign／na

按实测发电机正常满负荷运行时的中性点连线最大不平衡电流修正动作电流：Iop＝Krel Iunb.n

式中：Krel——可靠系数，取1.5～2； Iunb.n——实测发电机额定负荷时的不平衡电流。

三、纵向零序过电压保护

1、灵敏段定值整定

动作电压（纵向基波零序电压）

按躲正常运行时最大纵向基波零序不平衡电压整定，据经验动作电压为：U0l.op＝ 2～3 V 。

按实测满负荷时的最大基波零序不平衡电压整定：U0l.op＝KrelUunb.1

式中：Krel取1.5～2； Uunb.1—正常满负荷运行时最大纵向基波零序不平衡电压的实测值。

三次谐波电压制动系数： Kres.3ω＝0.5

电流制动系数：Kres＝1.0

制动电压（三次谐波电压）一般取U3ω.op＝2～5 V 。

2、 高定值段动作电压（纵向基波零序电压）

按躲区外短路时最大纵向基波零序不平衡电压整定： 一般取U0h.op＝8～12 V 。

WORD格式可编辑

专业技术分享

相间接地后备保护

一、定时限复合电压闭锁过电流保护

1） 过电流定值整定

a） 动作电流：按躲发电机额定电流整定：

argnrelopnKIKI

式中：Krel——可靠系数，取1.3～1.5； Kr——返回系数，取0.9～0.95。

b） 按主变压器高压侧母线两相短路进行灵敏度校验，要求灵敏系数Ksen≥1.2。

机端变比na

——主变压器高压侧母线金属性两相短路时，流过保护的最小短路电流。

2） 相间低电压元件整定

a） 动作电压

低电压元件取机端TV二次线电压，动作电压Uop可按下式整定。

对于汽轮发电机 对于水轮发电机

式中：Ugn——发电机额定电压； nv——电压互感器变比。

b） 按主变压器高压侧母线三相短路进行灵敏度校验： Ksen＝Uop／(Uk.max／nv)

式中：Uk.max——主变高压侧母线金属性三相短路时发电机机端最大相间电压。

要求灵敏系数Ksen≥1.2。nv 机端变比。

3） 负序电压元件整定

a） 动作电压

按躲过正常运行时的不平衡线电压整定

式中：Ugn——发电机额定线电压；

按躲过正常运行时的不平衡相电压整定

式中：Ugn——发电机额定相电压；

b） 按主变压器高压侧母线两相短路进行灵敏度校验

式中：U2.min——主变高压侧母线二相短路时发电机机端最小负序电压。 WORD格式可编辑

专业技术分享 要求灵敏系数Ksen≥1.5。。

励磁回路接地保护

一、 叠加直流式一点接地保护

1） 动作电阻高定值：Rop.G＝10 kΩ

2） 动作电阻低定值：Rop.D＝0.5～1 kΩ

二、切换采样式(乒乓式)一点接地保护

1） 动作电阻高定值：一般取Rop.G＝10～30 kΩ

2） 动作电阻低定值：一般取Rop.D＝0.5～2.5 kΩ；

三、定子二次谐波负序电压型两点接地保护

按躲发电机正常运行和区外短路时测得的最大二次谐波负序电压整定。

U 2ω2.op＝KrelU2ω2.max

式中：Krel——可靠系数，取8～10；

U2ω2.max——额定工况时实测值，一般为0.1～0.2 V。

四、接地位置变化型两点接地保护

1） 转子一点接地位置变化量

一般取△aop＝5%～10%。

定子绕组单相接地保护

一、 基波零序过电压保护

按躲过正常运行时机端三相电压互感器开口三角绕组的最大不平衡电压整定

Uop＝KrelUunb.max

式中：Krel——可靠系数，取1.2～1.3；

Uunb.max——为实测开口三角绕组最大不平衡基波零序电压。

按发电机额定线电压整定

Uop＝（0.05～0.1）Ugnn 式中：Ugnn——发电机额定二次线电压

按发电机额定相电压整定

Uop＝（0.05～0.1）Ugnn 式中：Ugnn——发电机额定二次相电压

按躲过正常运行时发电机中性点的最大不平衡电压整定

Uop＝KrelUunb.max

式中：Uunb.max——为实测发电机中性点侧最大不平衡基波零序电压。

二、三次谐波电压单相接地保护

1） 各整定项目

根据保护装置说明书通过实测整定。

WORD格式可编辑

专业技术分享

发电机过负荷保护

一、 定子绕组对称过负荷保护

1、定时限过负荷保护。

按躲过发电机的额定电流整定：

argnrelopnKIKI

式中：Krel——可靠系数，取1.05； Kr——返回系数，取0.9～0.95。

2、 反时限过电流保护

1） 反时限下限动作电流Is.op

与定时限过负荷保护动作电流配合整定： Is.op＝KcoIOP

式中：Kco——配合系数，取1.05； Iop——定时限过负荷保护动作电流。

2）反时限下限动作时间 Ts：

sr2.)/(KnIIKTagnopstcs

式中：Ktc——定子绕组热容量常数，由制造厂家提供。一般，Ktc＝37.5；

Ksr——散热系数，一般取Ksr =1.02～1.05；

Ign——发电机额定电流

3） 反时限上限动作时间 Tu：按与线路纵联保护配合整定，取Tu＝0.5 s 。

4） 反时限上限动作电流

agncopnIKTI

二、转子绕组（励磁绕组）过负荷保护

1、定时限过负荷保护

按躲正常运行发电机的额定励磁电流整定。Iop

rfdnopKIKI交.rel 其中

afdnfdnnKII3.交

式中：Krel—可靠系数，取1.05； Kr—返回系数，取0.9～0.95；

Ifdn.交—发电机额定励磁电流转换为交流电流的二次值

3K—理论值3K=0.816； Ifdn—发电机额定励磁电流（额定转子电流）。

2、反时限过负荷保护

1） 、反时限下限动作电流Is.op 与定时限过负荷保护动作电流整定原则相同，

合集下载

阐述发电机失步的原理及双遮挡器原理失步保护的整定计算

阐述发电机失步的原理及双遮挡器原理失步保护的整定计算

阐述发电机失步的原理及双遮挡器原理失步保护的整定计算

摘要：阐述南海发电一厂220kV出线同杆并架双回线，电网调度为确保电网系统稳定性，电厂投入发电机组失步保护的必要性；以及着重介绍了基于双遮挡器原理的发电机组失步保护整定值计算方法。

关键词：振荡；失步保护；双遮挡器；整定计算

0 引言

2013年中旬，中调转发了电网总调《电厂安全稳定防线优化方案讨论会议纪要》，并要求我厂在具体时间内完成对机组失步保护定值优化调整工作，具体原则如下：1 ）机组失步保护整定范围延伸至电厂送出线路对侧变电站，即延伸至 220kV 对侧变电站；2 ）为分散动作风险，机组滑极次数定值分两轮整定。即不重要机组定义为第一轮跳闸对象，重要机组为第二轮跳闸对象，后者滑极次数需比前者大。 由于我厂无装设失步解列装置， 2台机组发变组保护亦无配置失步保护（机组为200MW发电机，可不配置发电机失步保护），按中调通知要求需进行机组失步保护定值整定并投入。

1 针对我厂220kV出线同杆并架双回线，发电机组失步保护投入的必要性

广东电网调度对全网电厂送出线路（同杆双回线）故障的稳定性进行核算，针对我厂220kV出线（新南甲线、新南乙线为同杆双回线）分析研究，当两回线路同时或相继出现一回线路三相永跳故障与另一回线路单相瞬时故障现象时，线路电抗增加，回路的综合电抗XΣ变大，根据公式:

PE=sinXEUA (1-1)

AE:发电机电动势；

U:无穷大系统母线电压；

XΣ:包括发电机电抗在内的发电机到无穷大系统母线的总电抗；

δ:发电机电动势EA与无穷大系统电压U之间的功角；

PE : 功率极限值。

功率极限值将变小，功角特性将由图曲线1变为曲线2，如图1-1所示。[1]

图1-1 系统故障时的功角特性曲线

在切除线路的瞬间，XΣ的增大以及发电机由于机械惯性，转速不变，功率角不变δ，由公式1-1可知，这时原动机供给发电机的功率仍为Pm，发电机的对外输出功率PE却减少了，此时发电机的运行点将由曲线1的a点落到曲线2的b点上，但是b点运行时，功率是不平衡的。

大型发电机组继电保护整定计算与运行技术

大型发电机组继电保护整定计算与运行技术

大型发电机组继电保护整定计算与运行技术

大型发电机组是电力系统中重要的电源设备，为了保证其安全运行，需要配备继电保护系统。继电保护系统的整定计算和运行技术是保证发电机组安全可靠运行的重要环节。

发电机组继电保护系统的整定计算是指根据发电机组的特性和运行要求，确定各类保护装置的动作特性和整定参数。整定计算的目的是使保护装置能够及时准确地对发电机组的故障进行判别，并采取相应的保护动作，防止故障扩大，保护发电机组的安全运行。

需要对发电机组进行继电保护的分类。常见的继电保护有过电流保护、差动保护、欠频保护、过频保护、低压保护等。不同类型的发电机组对应不同的保护装置，因此整定计算需要根据具体的发电机组类型来确定。

需要进行发电机组的特性分析。发电机组的特性包括额定功率、同步机械特性、短路时的暂态和稳态过程等。通过对发电机组特性的分析，可以确定保护装置的整定参数，以保证在故障发生时能够迅速准确地切除故障。

接下来，进行继电保护的整定计算。整定计算包括选取保护装置的类型、确定保护装置的动作特性和整定参数。其中，保护装置的类型根据发电机组的特性和运行要求来确定，动作特性包括动作方程和动作时间，整定参数包括动作电流、动作时间延迟等。

在进行整定计算时，需要考虑不同故障类型的特点。例如，对于发电机转子短路故障，需要保护装置具有较高的灵敏度和较短的动作时间，以迅速切除故障。而对于发电机的过载故障，需要保护装置具有较高的动作电流和较长的动作时间延迟，以避免误动作。

整定计算完成后，需要对继电保护系统进行运行测试和检查。运行测试包括对保护装置进行定期的功能测试和动作试验，以验证其动作特性和整定参数的准确性。检查工作包括对保护装置的接线、连接器和设备状态进行检查，确保其正常运行。

继电保护系统的整定计算和运行技术对于大型发电机组的安全运行至关重要。合理的整定计算可以保证保护装置对故障的及时切除，防止故障扩大，保护发电机组的安全运行。而运行技术的正确应用可以保证保护装置的可靠性和稳定性，提高继电保护系统的运行效果。

继电保护整定计算

继电保护整定计算

第一部分：整定计算准备工作

一、 收集电站有关一、二次设备资料。如一次主接线图，一次设备参数（必须是厂家实测参数或铭牌参数）；二次回路设计，继电保护配置及原理接线图，LH、YH变比等。

二、 收集相关继电保护技术说明书等厂家资料。

三、 准备计算中的指导性资料。如电力系统继电保护规程汇编（第二版）、专业规章制度；电力工程设计手册及参数书等。

第二部分：短路电流的计算

为给保护定值的整定提供依据，需对系统各种类型的短路电流及短路电压进行计算。另外，为校核保护的动作灵敏度及主保护与后备保护的配合，也需要计算系统的短路故障电流。

一、 短路电流的计算步骤：

1、阻抗换算及绘制出计算系统的阻抗图。

通常在计算的系统中，包含有发电机、变压器、输电线路等元件，变压器各侧的电压等级不同。为简化计算，在实际计算过程中采用标幺值进行。在采用标幺值进行计算之前，尚需选择基准值，将各元件的阻抗换算成相对某一基准值下的标幺值，再将各元件的标幺阻抗按实际的主接线方式连接起来，绘制出相应的标幺阻抗图。

2、简化标幺阻抗图。

为计算流经故障点的短路电流，首先需将各支路进行串、并联简化及D、Y换算，最终得到一个只有一个等效电源及一个等效阻抗的等效电路。

3、求出总短路电流。

根据简化的标幺阻抗图，计算总短路电流。计算方法有以下两种，即查图法和对称分量法。

（1） 查图法计算短路电流：首先求出发电机对短路点的计算电抗，然后根据计算电抗及运行曲线图查出某一时刻的短路电流。所谓运行曲线图是标征短路电流与计算电抗及经历时间关系的曲线图。

（2） 用对称分量法计算短路电流：首先根据不对称故障的类型，绘制出与故障相对应的各序量网路图，然后根据序量图计算出各短路序量电流，最后求出流经故障点的短路电流。

4、 求出各支路的短路电流，并换算成有名值。

求出的电流为标幺值电流，可按下式换算成有名值电流。

I=I*×SB/√3UB

矿井供电系统继电保护整定计算技术规范办法

矿井供电系统继电保护整定计算技术规范办法

矿井供电系统继电保护整定计算技术规范办法

1.术语与定义

1.1 进线开关：指变电所进线开关。

1.2 出线开关：指变电所馈出干线开关。

1.3 负荷开关：指直接控制电动机、变压器的高压开关。

1.4 母联开关：指变电所高压母线分段开关。

1.5 配合

电力系统中的保护互相之间应进行配合。根据配合的实际情况，通常可将之分为完全配合、不完全配合、完全不配合三类。

完全配合：指需要配合的两保护在保护范围和动作时间上均能配合，即满足选择性要求。

不完全配合：指需要配合的两保护在动作时间上能配合，但保护范围无法配合的情况。

完全不配合：指需要配合的两保护在保护范围和动作时间上均不能配合，即无法满足选择性要求。

1.6 时间级差

根据保护装置性能指标，并考虑断路器动作时间和故障熄弧时间，能确保保护配合关系的最小时间。

2 总则

2.1 本标准是矿井供电系统继电保护配置及定值整定计算过程中应遵守的基本原则。

2.2 各级电网之间继电保护的运行整定，应以保证电网全局的安全稳定运行为根本目标。电网继电保护的整定应满足速动性、选择性和灵敏性要求。如果由于电网运行方式、装置性能等原因，不能兼顾速动性、选择性或灵敏性要求时，应在整定时合理地进行取舍，优先考虑灵敏性，并执行如下原则：

a. 矿井电网服从矿区电网；

b. 下一级电网服从上一级电网；

c. 局部问题应在不影响或不扩大影响上一级电网安全供电的前提下，自行确定局部供电的继电保护整定；

d. 上级电网在运行方式和继电保护整定满足的条件下，应以下一级电网的继电保护整定需要，科学、合理地确定本电网机电保护整定参数，做到上、下电网继电保护整定统筹兼顾，科学合理；

e. 保证重要负荷供电。

2.3 上、下级继电保护之间的整定，一般应遵循逐级配合的原则，满足选择性的要求，即当下一级线路或元件故障时，故障线路或元件的继电保护整定值必须在灵敏度和动作时间上均与上一级线路或元件的继电保护整定值相互配合，以保证电网发生故障时有选择性地切除故障。对不同原理的保护之间的整定配合，原则上应满足动作时间上的逐级配合。在不能兼顾速动性、选择性或灵敏性要求时，可以采用时间配合保护范围不配合的不完全配合方式。