第3章 发电机的保护配置与整定计算
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发电机保护配置一、发电机保护配置1、法电机差动保护:保护能在区外故障时可靠地躲过两侧CT特性不一致所产的不平衡电流,区内故障保护灵敏动作。
保护采用三相式接线, 由两侧差动继电器构成,瞬时动作于全停。
2、发电机定子接地保护:保护由发电机机端零序电压和中性点侧三次谐波电压共同构成100%保护区的定子接地保护,基波跳闸,三次谐波发信号。
设PT断线闭锁。
区外故障时不误动。
3、发电机过电压保护:过电压保护动作电压取1.3倍额定电压,延时0.5秒动作于全停。
4、低频保护:低频保护反应系统频率的降低,保护由灵敏的频率继电器和计数器组成,并受出口断路器辅助接点闭锁。
即发电机退出运行时低频保护自动退出运行。
保护动作于发信号或全停。
装置在运行时可实时监视定值,频率及累计时间的显示。
两套保护之间宜有连续跟踪和数据累计功能。
5、失步保护:保护由三阻抗元件或测量振荡中心电压及变化率等原理构成,在短路故障、系统稳定振荡、电压回路断线等情况下,保护不误动作。
能检测加速和减速失步。
保护通常动作于信号,当振荡中心在发电机变压器内部,失步动作时间超过整定值或电流振荡次数超过规定值时,保护动作于全停。
并装设电流闭锁装置,以保证断路器断开时的电流不超过断路器额定失步开断电流。
6、失磁保护:保护由发电机端测量阻抗判据、变压器高压侧低电压判据、定子过电流判据组成。
设PT断线闭锁。
闭锁元件动作,阻抗元件动作发出失磁信号经延时t1动作减出力。
闭锁元件动作,阻抗元件动作延时t2切换厂用电源。
闭锁元件动作,系统电压低于动作允许值时经延时t3动作于全停或程序跳闸。
7、发电机逆功率保护:保护动作分两段时限t1发信号,t2动作于全停,具备PT断线闭锁功能。
8、程序跳闸逆功率保护:保护为程序跳闸专用,用于确认主汽门完全关闭。
由逆功率继电器作为闭锁元件,其整定值为(1-3)%发电机额定功率。
保护动作分两段时限t1发信号,t2动作于全停。
9、发电机过激磁保护:过激磁是以V/HZ的比值为动作原理,设有两段定值。
发电机变压器继电保护整定计算1.整定目标确定首先,需要明确整定的目标。
一般来说,发电机变压器继电保护的目标是保护发电机和变压器,以及其连接的电力系统免受过电流、过热、过电压和短路等故障的损害。
2.整定类型选择根据系统的需求,选择适合的继电保护类型。
常见的发电机变压器继电保护类型包括差动保护、过电流保护、过热保护、过电压保护和短路保护等。
3.整定参数计算第一步是计算差动保护的整定电流。
差动保护主要用于检测发电机和变压器的内部故障,如相间短路和回路接地故障等。
根据发电机和变压器的容量和接线方式,可以确定差动保护的整定电流。
常见的差动保护整定方法有影响值法和定时法等。
第二步是计算过电流保护的整定电流。
过电流保护主要用于检测电流超过额定值的故障,如短路和过负荷等。
根据系统的要求,可以确定过电流保护的整定电流。
第三步是计算过热保护的整定值。
过热保护用于检测发电机和变压器的温度超过额定值的故障。
根据发电机和变压器的额定容量和绕组材料的热特性,可以计算出过热保护的整定值。
第四步是计算过电压保护的整定值。
过电压保护用于检测电压超过额定值的故障,如短路和回路接地故障等。
根据系统的要求,可以确定过电压保护的整定值。
第五步是计算短路保护的整定电流。
短路保护主要用于检测电流短暂性超过额定值的故障。
根据系统的需求,可以确定短路保护的整定电流。
4.整定参数调整根据实际情况对整定参数进行调整。
一般来说,整定参数需要经过实际测试和调试才能找到最佳值。
在调整参数时,需要考虑发电机和变压器的实际运行情况和系统的故障记录。
5.整定参数验证在完成整定参数调整后,需要对整定参数进行验证。
可以通过模拟故障和实际故障测试来验证整定参数的准确性和可靠性。
发电机的励磁限制与保护的配合整定§1发电机运行功率圆与限制发电机运行功率圆又称“安全运行极限”或“P、Q图”,下面图1为ABB励磁厂家说明书的发电机功功率图,经常用到的三个限制:1)转子发热限制;2)定子发热限制;3)低励限制。
图1 ABB励磁说明书中的发电机功功率图实际发电机的运行功率极限图下图所示:图2 某600MW汽轮机组功率图§1.1转子发热限制§1.1.1同步发电机的相量图同步发电机的电动势相量图如图3所示U E qjδφ图3 同步发电机的电动势相量图对△oab 的每条边分别乘以U /X q ,得功率三角形△OAB ,并以O 点为原点,引入直角坐标系,如图3所示。
从图上可看出有以下关系成立:图4 功率三角形1) φ— OA 与纵轴的夹角即为功率因数角;2)δ— 发电机功角; 3) 直角坐标系的第一象限是发电机的迟相(过励)运行区,第二象限是发电机的进相(欠励)运行区。
4) 发电机机端电压U 保持不变,X d 为发电机同步电抗为常数, BA 的长度正比于发电机电势,也正比于励磁电流I fn 。
以B 点为圆心,以BA 为半径作圆弧,此圆弧即为转子发热极限曲线。
对应图1中的“最大励磁电流限制器”。
运行分析:汽轮发电机额定运行时,定子电流I 与励磁电流均为额定值,一般其额定功率因数cos φ为0.85—0.9。
此时,当欲调整发电机的运行参数,降低其功率因数(φ角增大)时,IB增发无功,励磁电流I会增加,发电机的运行受到转子发热极限的限制。
为了使转子不过热,则需降低定子电流,使发电机沿曲线AD运行,定子绕组未得到充分利用。
反之,欲提高其功率因数( 角减小)时,定子电流会超过额定值,发电机的运行受到定子发热极限的限制,即图1中的“欠励、过励侧定子电流限制器”,又称“定子发热限制”。
§1.1.2 ABB励磁系统最大励磁电流限制器原理限制器有两个限制值:一个是强励顶值电流限制值,另一个是连续运行允许的过热限制值。
176 第七章 发电机变压器保护的整定计算目前,国内对大型发电机变压器保护的整定计算,大多数参考或按照DL/T684-1999大型发电机变压器继电保护整定计算导则。
通过实践表明:大型发电机变压器继电保护整定计算导则的内容,基本上是正确的。
但也存在一些不足,主要的不足之处是:可操作性差、说理性不强及灵活性差。
本章,将重点阐述某些发电机变压器保护的整定计算依据、整定计算方法以及如何灵活取值。
第一节 发电机及变压器差动保护的整定计算一 发电机纵差保护目前,国内生产的微机型发电机差动保护,按照接入电流来分类有:完全纵差保护、不完全纵差保护;若按动作特性分类,则有比率制动式纵差保护、标积制动式纵差保护及故障分量比率制动式纵差保护。
而应用最多的是比率制动式纵差保护,其次是标积制动式纵差保护。
完全纵差和不完全纵差的区别,是接入发电机中性点的电流不同。
完全纵差保护接入发电机中性点的全部电流,而不完全纵差保护则引入中性点的n 1(n —每相定子绕组支路数)电流。
因此,完全纵差和不完全纵差的实质不同处是:当不通过软件修正差动两侧的平衡系数时,前者两侧差动TA 的型号、变比可完全相同,而后者两侧差动TA 的型号、变比不可能完全相同。
完全纵差和不完全纵差的构成框图完全相同,均可采用具有比率制动特性的保护装置或具有标积制动特性的保护装置,还可以采用反应故障分量的比率制动式保护装置。
1 比率制动式发电机纵差保护具有比率制动特性的差动保护,其动作特性如图7-1所示。
图7-1 差动保护的比率制动特性由图7-1可以看出:具有比率制动特性的差动保护的动作特性,可由A 、B 、C 三点决定。
A 点或B 点的纵坐标电流I dzo 为差动保护的初始动作电流。
B 点的横坐标电流I zdo 称之为拐点电流,它等于差动保护开始出现制动作用的最小电流。
直线BC 与横坐标夹角α的正切(即tg α)称之为动作特性曲线的斜率,近似称之为比率制动系数Kz 。