600MW發(fā)變組繼電保護整定計算實例

1、第二節(jié) ge發(fā)電機變壓器組繼電保護整定計算實例 一. 某廠2×600mw發(fā)電機變壓器組計算用參數(shù)規(guī)格型號qfsn6002廠品編號60sh006額定容量667mva額定功率600mw功率因數(shù)0.9（滯后）制造廠家上海汽輪發(fā)電機有限公司定子額定電壓轉(zhuǎn)子額定電壓額定電流額定勵磁電流接線型式冷卻方式氫內(nèi)冷冷卻方式水氫氫勵磁方式自并勵靜態(tài)勵磁接地方式中性點經(jīng)接高阻接地（）強勵倍數(shù)2響應比3.58 倍/秒強勵時間10 秒直流電阻（）直流電阻（）直軸超瞬變電抗（）20.5%直軸瞬變電抗（）26.5%直軸同步電抗（）217%負序電抗（）20.3%零序電抗（）9.59%a相對地電容0.210負序電流承

2、載能力（連續(xù)）b相對地電容0.209負序電流承載能力（短時）c相對地電容0.2095發(fā)電機允許過電流電抗標么值標么值有名值計算采用值#2主變參數(shù)表規(guī)格型號出廠編號20033s02額定容量聯(lián)接組標號yn d11額定電壓額定電流頂層油溫升繞組平均溫升（高/低）油箱、鐵芯和金屬結(jié)構(gòu)件溫升調(diào)壓方式無勵磁調(diào)壓冷卻方式空載損耗（1倍）負載損耗（1倍）空載損耗（1.1倍）負載損耗（1.1倍）空載電流（1倍）空載電流（1.1倍）阻抗電壓14.5%h.v繞組電阻零序阻抗l.v繞組電阻熱容量繞組熱時間常數(shù)中性點接地方式中性點死接地h.v繞組每相對地電容l.v繞組每相對地電容繞組間電容空載電流諧波含量（100%ur

3、）59.11%空載電流諧波含量（105%ur）54.26%空載電流諧波含量（110%ur）50.80%負載能力符合gb/t151641995油浸式電力變壓器負載導則壓力釋放型號20860z生產(chǎn)廠家美國qualitrol釋放壓力瓦斯繼電器型號生產(chǎn)廠家德國emb公司電抗計算表3、主變參數(shù)表規(guī)格型號出廠編號200210s01額定容量聯(lián)接組標號yn d11額定電壓額定電流頂層油溫升繞組平均溫升油箱、鐵芯和金屬結(jié)構(gòu)件溫升調(diào)壓方式無勵磁調(diào)壓冷卻方式空載損耗（1倍）負載損耗（1倍）空載損耗（1.1倍）負載損耗（1.1倍）空載電流（1倍）空載電流（1.1倍）阻抗電壓13.8%h.v繞組電阻零序阻抗l.v繞組電

4、阻熱容量繞組熱時間常數(shù)中性點接地方式經(jīng)隔離開關及間隙接地h.v繞組每相對地電容=0.01843pf/phl.v繞組每相對地電容=0.01253 pf/ph繞組間電容=0.0112 pf/ph空載電流諧波總含量（100%ur）51.0%空載電流諧波總含量（105%ur）54.0%空載電流諧波總含量（110%ur）58.3%負載能力符合gb/t151641995油浸式電力變壓器負載導則壓力釋放型號20860z生產(chǎn)廠家美國qualitrol釋放壓力瓦斯繼電器型號生產(chǎn)廠家德國emb公司電抗計算表5、#1高廠變參數(shù)表規(guī)格型號出廠編號額定容量聯(lián)接組標號額定電壓額定電流繞組溫升頂層油溫升冷卻方式空載損耗負載

5、損耗全穿越阻抗8.36%h.v繞組電阻半穿越阻抗20.5%l.v.i繞組電阻半穿越阻抗20.1%l.v.ii繞組電阻分裂阻抗47.9%熱容量分裂系數(shù)5.73繞組熱時間常數(shù)低壓側(cè)中性點接地低阻接地（9.09）零序阻抗h.v繞組每相對地電容21830pfl.v.i繞組每相對地電容15080 pfl.v.ii繞組每相對地電容16780 pf空載電流諧波含量（100%ur）27.9%空載電流諧波含量（105%ur）28.2%空載電流諧波含量（110%ur）28.2%電抗計算表6、#2高廠變參數(shù)表規(guī)格型號出廠編號額定容量聯(lián)接組標號額定電壓額定電流繞組溫升頂層油溫升冷卻方式空載損耗負載損耗全穿越阻抗8.6

6、7%h.v繞組電阻半穿越阻抗20.8%l.v.i繞組電阻半穿越阻抗20.6%l.v.ii繞組電阻分裂阻抗48.2%熱容量分裂系數(shù)5.56繞組熱時間常數(shù)低壓側(cè)中性點接地低阻接地（9.09）零序阻抗0.12h.v繞組每相對地電容20960pf=0.02096 pf/phl.v.i繞組每相對地電容(pf)13960 pf=0.01396 pf/phl.v.ii繞組每相對地電容(pf)16430 pf=0.01643 pf/ph空載電流諧波含量（100%ur）33.6%空載電流諧波含量（105%ur）30.0%空載電流諧波含量（110%ur）29.7%電抗計算表7、#01起/備變參數(shù)表規(guī)格型號sffz

7、63000/220出廠編號a2002 3s15額定容量（mva）聯(lián)接組標號yn yn0-yn0+d額定電壓（kv）額定電流（a）繞組溫升（k）頂層油溫升（k）44.3冷卻方式空載損耗（kw）46.4負載損耗（kw）287.5全穿越阻抗10.2%h.v繞組電阻（）1.309半穿越阻抗23.4%l.v.i繞組電阻（）0.002半穿越阻抗23.5%l.v.ii繞組電阻（）0.002分裂阻抗53.3%熱容量分裂系數(shù)5.23繞組熱時間常數(shù)高壓側(cè)中性點接地中性點死接地零序阻抗（）低壓側(cè)中性點接地低阻接地（9.09）負序阻抗（）h.v繞組每相對地電容（pf）l.v.i繞組每相對地電容(pf)l.v.ii繞組

8、每相對地電容(pf)空載電流諧波含量（100%ur）33.84%空載電流諧波含量（105%ur）32.79%空載電流諧波含量（110%ur）33.69%電抗計算表8、#1勵磁變參數(shù)表規(guī)格型號出廠編號額定容量聯(lián)接組標號d，y5額定電壓額定電流頂層油溫升繞組溫升（高/低）型式三相干式冷卻方式空載損耗負載損耗阻抗電壓6.0%h.v繞組電阻零序阻抗l.v繞組電阻熱容量繞組熱時間常數(shù)中性點接地方式h.v繞組每相對地電容（pf）l.v繞組每相對地電容（pf）繞組間電容（pf）空載電流諧波含量（100%ur）33.84%空載電流諧波含量（105%ur）32.79%空載電流諧波含量（110%ur）33.69%

9、負載能力符合gb/t15164油浸式電力變壓器負載導則電抗計算表5、500kv系統(tǒng)參數(shù)表運行方式最大運行方式最小運行方式0.070.150.150.292.141.93系統(tǒng)最小振蕩周期0.4s基準值 一. g60發(fā)電機縱差保護發(fā)電機中性點ct ta2 25000/5 星形接線 g60i 發(fā)電機中性點ct ta3 25000/5 星形接線 g60ii發(fā) 電 機出口ct ta6 25000/5 星形接線 g60ii 發(fā) 電 機出口ct ta7 25000/5 星形接線 g60i選g60中stator differential為發(fā)電機差動保護中的比例差動元件。1. 發(fā)電機縱差保護啟動電流（stato

10、r diff pickup）(1) 按躲過發(fā)電機額定負荷運行時的最大不平衡電流計算，即ig.n=19245/5000=3.85a(2) 根據(jù)運行經(jīng)驗和廠家推薦值取(0.150.2) ig.n,由于斜率通過原點取id.op.min=0.15ig.n/ in=0.15×3.85/5=0.115pu(3) 取stator diff pickup =id.op.min=0.12pu2. 拐點1（ break1）拐點1（ break1）選取原則是按保護發(fā)電機區(qū)內(nèi)故障有足夠靈敏度計算,由于id.op.min/s1是裝置的自然拐點電流,因此實際上在第一拐點前保護已出現(xiàn)制動作用,可整定的第一拐點電流

11、取值范圍11.5 pu , 因此實際整定值可取較大值break1=ires1=1.5 pu =1.5×5=7.5a=1.95 ig.n。3. 第一制動系數(shù)斜率或斜率1（slope1）計算 按躲過區(qū)外故障時保護不誤動作計算, 斜率1（slope1）理論計算值為 或根據(jù)經(jīng)驗取值slope1=s1=30%5. 第二制動系數(shù)斜率或斜率2（slope2）計算因為拐點2電流小于區(qū)外最大三相短路電流，所以斜率2的選擇原則是：可靠躲過區(qū)外最嚴重短路故障時的最大不平衡電流，保證保護不發(fā)生誤動。斜率2理論計算值為 根據(jù)經(jīng)驗取值slope2=s2=45%6. 靈敏度計算系統(tǒng)斷開，發(fā)電機機端保護區(qū)內(nèi)兩相短路

12、靈敏度計算,=1/0.45=2.227. 動作時間動作時間整定值取0s。8. ta斷線退出閉鎖差動保護.二. g60發(fā)電機定子繞組單相接地保護(一) 定子定子繞組單相接基波零序過電壓保護定子接地保護由接于發(fā)電機中性點接地變壓器二次側(cè)零序過壓元件u0實現(xiàn)，能保護90%的定子繞組。g60中auxiliary ov1過電壓元件，應視為大型發(fā)電機組的主保護之一, 動作于全停方式。1. 基波零序動作電壓u0.op計算基波零序過電壓保護的動作電壓u0.op應按躲過正常運行時中性點最大不平衡電壓整定，即取u0.op=0.1ug.n=0.1×230/1.732=13.3v保護元件：auxiliary

13、 ov2 (1)計算用參數(shù) 發(fā)電機中性點tv 20/0.1kv 變比=100 中性點接地干式配電變二次電阻值： 0.47 中性點接地干式配電變變比： 20/0.22kv查得有關電容值如下：發(fā)電機定子繞組每相對地電容： 0.210f/ph主變高低壓繞組間每相耦合電容： 0.0042f/ph主變低壓繞組每相對地電容： 0.01253f/ph高廠變高壓繞組每相對地電容： 0.02096f/ph發(fā)電機機端其他設備每相對地綜合電容： 0.015f/ph (2) 單相接地電流計算發(fā)電機端每相對地綜合電容cg.=0.21+0.01253+2×0.02096+0.015+0.5×0.004

14、1=0.275f/ph每相對地容抗xc.g.=1/(2fcg.×10-6)=1/314×0.275×10-6=11580每相對地電容電流ic=up/ xc=20000/(1.732×11580)=1.0028a/ph單相接地電容電流中性點等效接地電阻rn=0.47(20/0.22)2=3884.3單相接地電阻電流發(fā)電機機端單相接地電流 (3) 主變壓器高壓側(cè)單相接地時發(fā)電機機端零序電壓的計算 1) 由系統(tǒng)實際情況計算確定= 2) 機端零序電壓按式(3-3)計算=156.7×=0.846kv u0=846/100=8.46v 3) 機端零序電壓按

15、式(3-4)計算 發(fā)電機中性點側(cè)等效阻抗 zg.= -jxm=-j1/(fcm×10-6)=-j1/(157×0.0042×10-6)=-j1516530 =156.7×0.0054=0.845kvu0=8450/100=8.45v(4) 基波零序動作電壓u0.op計算u0.op=1.2×u0=1.2×8.45=10.14v 取10v即u0.pickup=0.1pu=10v2. 動作時間計算動作電壓按躲過主變高壓側(cè)單相接地耦合至機端零序電壓計算后,動作時間按和高壓線路主保護動作時間配合計算,取top=0.5s(二) 機端與中性點三次諧

16、波比較保護起動整定值pickup由二個條件決定：（1）起動值pickup整定的第一條件是：保證發(fā)電機正常運行時不誤發(fā)信號。中性點等效接地電阻 =3884.3中性點電容電納 中性點總導納 機端導納 則 為保證正常時保護不誤動,起動值pickup<0.497根據(jù)運行經(jīng)驗，在正常運行時比值一般在0.40.85的范圍內(nèi)變化，因此啟動值應可靠小于該值。（2）起動值pickup整定的第二條件, 當定子接地基波零序過電壓保護保護范圍為90%時,中性點附近接地故障時，為了與定子接地基波零序過電壓保護有足夠的重疊保護區(qū)，起動值(pickup)應取(0.20 0.25)pu（3）綜合第一第二條件,二段保護的

17、起動值可取pickup=0.25pu，（4）第二段監(jiān)視值監(jiān)視值應躲過正常運行時機端開口三角上最大的3次諧波不平衡電壓, 監(jiān)視值可取0.3v，即stg2 以上僅作機組投運前的計算值, 投運后應用裝置實測vn(3rd)和vo(3rd)并進行計算修正。（4）二段動作時間整定值取1s動作于信號。（5）選g60中100%stator ground為保護元件， 三. g60發(fā)電機縱向基波零序過電壓定子繞組匝間短路保護ge用g60中negative seq dir oc1為匝間保護中的負序功率方向元件， g60中auxiliary ov2為縱向零序過電壓元件 g60中timer 11為時間元件.1. g60

18、中auxiliary ov2縱向零序過電壓保護的動作電壓初設時可選為23v，取3v。3正常運行后在各種不同負荷情況下實測最大不平衡電壓,應以躲過實測最大不平衡電壓進行修正計算,并重新調(diào)整整定值后方可正式投入運行。2. g60中negative seq dir oc1負序功率方向元件g60中negative seq dir oc1負序功率方向元件, 采用正常運行和區(qū)外故障時，負序功率方向元件不動作（相當于常開觸點斷開），閉鎖縱向基波零序過電壓保護；而發(fā)電機內(nèi)部匝間短路時，負序功率方向元件動作（相當于常開觸點接通），開放縱向基波零序過電壓保護,并經(jīng)短延時動作出口跳閘。（1）負序功率方向過流元件動作

19、整定值，負序功率方向元件，負序電壓為極化電壓，負序過流為動作量 其中取k=01) 偏移阻抗(offset)：該定值用來在串補線路發(fā)生故障時能正確區(qū)分故障的方向，當無串聯(lián)補償電容，取0。2) 過流類型(type)：neg sequence（負序電流）。3) 負序功率方向過流正序制動(pos seq restraint)：取0，即無需正序電流制動負序。4) 負序功率方向過流正向靈敏角(forward eca)：取，即滯后的相角為。5) 負序功率方向過流正向極限角(forward limit angle)：6) 負序功率方向過流正向啟動值(forward pickup)：為防止負序方向元件因負序不平

20、衡電流發(fā)生誤動，故起動值應躲過這一不平衡電流，一般取forward pickup=6%ig.n 或計算取值forward pickup=6% ig.n / in =0.05pu7) 負序功率方向過流反向極限角(reverse limit angle)：8) 負序功率方向過流反向起動(reverse pickup)： 0.05pu (2) 負序功率方向調(diào)試時應注意的問題：當負序電流正方向由發(fā)電機流向系統(tǒng)時，在滯后的相角為的情況下，應開放保護；在超前的相角為的情況下，應閉鎖保護。1）調(diào)試時當加入負序電壓和負序電流在滿足區(qū)外故障條件圖2-1（a）時，負序功率方向應能閉鎖縱向基波零序過電壓保護，保護不

21、動作跳閘出口。2）調(diào)試時當加入負序電壓和負序電流在滿足區(qū)內(nèi)故障條件圖2-1（b）時，負序功率方向應能開放縱向基波零序過電壓保護，保護能動作跳閘出口。3）在發(fā)電機運行中帶負載后，應實測負序功率方向所用ta和tv的功率方向和發(fā)電機帶載功率方向一致，則驗證負序功率方向所用ta和tv極性接線正確。3. 動作時間整定值 動作時間整定值取0.3s。四g60發(fā)電機轉(zhuǎn)子表層過負荷負序電流保護保護元件：generator unbalace， 1負序定時限過流保護發(fā)電機制造廠家提供發(fā)電機長期允許負序電流相對值為i2=10%，轉(zhuǎn)子表層承受短時負序電流能力的常數(shù)a=10s，考慮到電網(wǎng)中實際正常負序電流水平較小一般小于

22、3%ig.n，而當長期允許負序電流又較大時，為保證及早報警的要求，取發(fā)電機長期允許負序電流的80%90%整定（1）起動電流取gen unbal stg2 pickup =i2.op2=(0.80.9)i2=0.08×3.85/5=0.062pu（2）動作時間取t2op=delay=5s2 負序反時限過流保護（1）g60提供負序反時限過流保護動作方程為： （2）發(fā)電機正常運行額定二次電流（gen unbal inom=）計算。=3.85/5=0.77(pu)（3）反時限負序過流啟動值（gen unbal stg1 pickup）計算。負序反時限動作特性的下限動作電流即啟動電流gen u

23、nbal stg1 pickup= i2.op1，1) 和負序定時限動作電流配合計算gen unbal stg1 pickup = i2.op1=1.05 i2.op2=0.065pu2) 根據(jù)長期允許的負序電流計算, gen unbal stg1 pickup= i2.op1 =×i2=1.1×0.077=0.085pu取0.08pu=0.104ig.n=0.4a3) 由保護所能提供的最大延時計算，g60保護最大延時為1000s，即啟動電流gen unbal stg1 pickup= i2.op1=0.1 ig.n=0.077pu綜合以上計算,可取啟動電流gen unba

24、l stg1 pickup= i2.op1=0.08pu=0.104ig.n=0.4a(4) 反時限負序過流下限動作時間stg1 tmax由反時限負序過流啟動值gen unbal stg1 pickup= i2.op1 可計算下限動作時間stg1 tmax=t2.op.max=a/=10/(0.1042)=924s(5) 最小動作時間stg1 tmin, 最小動作時間應與發(fā)電機變壓器主保護動作時間配合，取stg1 tmin=0.5最小動作時間同時為了防止可由系統(tǒng)保護切除的故障造成誤跳閘，所以最小動作時間取 stg1 tmin=t2.op.min=0.5s(6) 返回時間提供了負序電流的熱記憶時

25、間，取出廠設定值stg1 krst=240s。五. 電壓制動反時限過電流保護1. 過電流元件起動電流整定值計算按躲過發(fā)電機額定電流計算=2. 選取有電壓制動的過電流保護電流元件動作電流受電壓制動控制.3. 反時限動作特性計算一般選擇ieee極端反時限，(1)線路出口短路動作時間計算。為保證線路出口短路時保護有選擇動作，選取出口故障時電壓制動過電流保護最小動作時間比線路最長動作時間(本例中已知=top.max=3s)大t，t=top.max+t=3+0.5=3.5s(2) 高壓母線三相短路故障分析機組為自并勵時, 根據(jù)發(fā)電機勵磁參數(shù),已知發(fā)電機空載運行時全控橋0=820；強勵時k=2501) 計

26、算高壓母線短路時發(fā)電機暫態(tài)衰減時間常數(shù) =8.61×=1.49s 2）計算高壓母線短路時，考慮自并勵磁后，短路電流暫態(tài)衰減時間常數(shù)=(0.90.96)×1.49=(0.90.96)×1.49×=(2.162.3)s 3) 臨界電抗 =0.393 xt=0.134<0.393=所以高壓母線三相短路，發(fā)電機的短路電流最終衰減為零。 （2）高壓母線兩相短路考慮嚴重情況，設發(fā)電機空載運行時發(fā)生兩相短路（即與系統(tǒng)斷開）1) 計算高壓母線短路時發(fā)電機暫態(tài)衰減時間常數(shù)=8.61×=2.85s2）計算高壓母線短路時，考慮自并勵磁后，短路電流暫態(tài)衰減時間常

27、數(shù) =(0.90.96)×2.85×=(0.90.96)×2.85×(-13.45)=-(34.536.8)s3）臨界電抗 =-(0.134+0.203)= 0.393-0.337=0.056<0.134計算結(jié)果為xt或tdk0所以高壓母線兩相短路時,二相短路電流不衰減,反而增大。(3) 反時限特性時間常數(shù)tdm計算1) 高壓出線出口三相短路時和出線后備保護配合,按考慮三相短路不衰減配合計算（如衰減更能配合）,二相短路時由于不衰減同時機端殘壓較三相短路時高,所以三相短路時能配合,則二相短路時也能配合。高壓側(cè)出口三相短路電流計算=2.27（pu）2)

28、 高壓側(cè)出口三相短路機端殘壓計算=0.3953）選取ieee極端反時限時,當線路相間短路故障后備保護最長動作時間為3秒時,= top.max+t=3.5stdm=3.19s4) 機端三相或二相短路時電壓制動反時限過電流保護動作時間,由于機端三相或二相短路時電壓<0.1ug.n,所以動作電流=0.1ipickup,動作時間t=tdm×=3.19×=0.4586s機端三相或二相短路時電壓制動反時限過電流保護動作時間t=0.4586s 4. 校驗振蕩系統(tǒng)電勢和發(fā)電機電勢相等。發(fā)生系統(tǒng)振蕩當系統(tǒng)電勢和發(fā)電機電勢相角差為1800時，振蕩電流為發(fā)電機出口電壓標么值為 說明振蕩中心

29、在發(fā)電機內(nèi),保護動作時間為 可見系統(tǒng)發(fā)生振蕩時，該保護可能會誤動，因此須采用振蕩閉鎖。5. 電壓制動反時限過電流保護返回時間決定, 取返回時間trest=0s 采用瞬時返回 6. 電壓制動反時限過電流保護,應加裝tv斷線閉鎖和振蕩閉鎖. 六. g60發(fā)電機失磁保護 保護元件 ：loss of excitation phase uv1 flexelemt1timer 1、2、3 1. 失磁阻抗特性的半徑、圓心 (1) 發(fā)電機二次基準阻抗計算 =15() (2)、的阻抗值計算 =0.265×15=3.974() =2.17×15= 32.55()(3) 小下拋圓心、半徑 園心1

30、=-j= -j=-j9.5() 半徑1=zbs=0.5×15=7.5 ()(4) 大下拋圓心、半徑園心2=-j=-j0.5×(32.55+3.974)=-j18.26() 半徑2=0.5×32.55=16.28 ()2. 低電壓判據(jù)整定值 (1) 根據(jù)國內(nèi)實際情況,當發(fā)電機失磁時, 系統(tǒng)三相電壓一般降得不多,系統(tǒng)三相低電壓判據(jù)不會動作, 因此現(xiàn)在主張采用發(fā)電機機端三相低電壓判據(jù)。(2) 機端三相低電壓整定值,取uop.3p=(0.850.9)ug.n=0.85×100=85v3. 負序電壓整定值取pickup=0.06pu。4. 動作時間整定值（1） 小

31、園判據(jù)動作時間采用0.3s。（2） 大園判據(jù)動作時間采用1.0s。七. g60發(fā)電機失步保護g60失步保護元件: 阻抗圓原理（mho透鏡）power swing detect 相電流元件：phase ioc1 (一) 阻抗圓原理（mho透鏡）失步保護整定計算 1. 發(fā)電機額定二次阻抗值計算=15()2. 功率振蕩正向阻抗計算zaoa（xtxs）zg.n=(0.134+0.0467)×15=2.04阻抗角取=750850。式中：系統(tǒng)最小運行方式下的最大系統(tǒng)阻抗相對值（發(fā)電機額定阻抗為基準）；xt變壓器阻抗相對值（以發(fā)電機額定阻抗為基準）。3 功率振蕩反向阻抗計算zbob=0.265&#

32、215;15=4，阻抗角取=750850。4. 內(nèi)環(huán)圓限制角3計算。內(nèi)環(huán)限制角（inner limit angle），考慮發(fā)電機穩(wěn)定搖擺時最大電動勢角差即動穩(wěn)極限角（由系統(tǒng)調(diào)度部門給出，一般為120°140°）， 取inner limit angle=3= 5. 外圓環(huán)限制角outer limit angle=1計算。由發(fā)電機額定二次阻抗zg.n計算額定阻抗點p的位置，如600mw發(fā)電機額定二次阻抗zg.n=發(fā)電機額定二次阻抗角arccos= arccos (0.9)=25.80(1) 由oa，op，aop85025.80=59.20可求得apo(2) 由ob，op，bop

33、1800180085025.80=120.80可求得bpoapbapobpo如計算值apb400外環(huán)圓限制角應在最大負荷條件下對應的正常負荷限制角apb留有20°的安全裕量計算。外環(huán)圓限制角11800-(apb200)1200外環(huán)園限制角（outer limit angle）亦可按發(fā)電機正常運行時，電動勢角差計算取outer limit angle=此時應驗算外環(huán)園在負荷阻抗角方向上的動作阻抗,在方向上外環(huán)特性動作阻抗為+并要求zg.n/zop2則說明外環(huán)特性動作阻抗遠小于最大負荷條件下對應的正常負荷阻抗。6. 中環(huán)圓限制角middle limit angle=2計算。2取外環(huán)圓限制

34、角和內(nèi)環(huán)圓限制角的平均值，即middle limit angle=20.5(3+1)=0.5(1200+600)=900 7. 功率振蕩動作時間計算。計算公式 、系指系統(tǒng)振蕩時相鄰限制園環(huán)對應的電動勢相角差，即為外環(huán)阻抗圓、中環(huán)阻抗圓、內(nèi)環(huán)阻抗圓的限制角。為系統(tǒng)最小振蕩周期，由調(diào)度部門給出（系統(tǒng)振蕩周期計算時一般為0.51.5s），一般取0.8s。(1) 動作延時top.1，為振蕩阻抗軌跡穿越外環(huán)圓和中環(huán)圓所需的時間，top.1=0.067s取pickup delay1=0.067s(2) 動作延時top.2，為振蕩阻抗軌跡穿越中環(huán)圓和內(nèi)環(huán)圓所需的時間，top.2=0.067s取pickup

35、delay2=0.067s(3) 動作延時top.3，失步保護在跳閘前，阻抗軌跡穿越內(nèi)環(huán)圓所需的時間，為失步保護發(fā)出跳閘命令提供必要的安全裕度。取top.3=0.17s取pickup delay3=0.17s(4) 動作延時top.4，失步保護在跳閘前，阻抗軌跡在內(nèi)環(huán)圓以外、中環(huán)圓以內(nèi)所需的時間，用于延時跳閘方式。top.4= top.2=0.067s取pickup delay4=0.067s(5) 復位時間，阻抗軌跡在離開外環(huán)圓后，振蕩閉鎖的復歸時間，取seal-in delay 1=0.05s(6) 自保時間，為跳閘脈沖的擴展延時，一般取值0.4s。8. 失步閉鎖電流計算發(fā)電機失步時，斷路

36、器可能在1800時收到跳閘脈沖，如此時跳閘，斷路器觸頭兩端為2倍額定電壓值，故斷路器切斷能力大大降低，為保證斷路器的安全，應設置安全閉鎖電流，超過安全閉鎖電流值應閉鎖斷路器跳閘脈沖，小于安全閉鎖電流值時開放跳閘脈沖。(1) 最大失步振蕩電流計算。系統(tǒng)最大方式且1800時，振蕩電流為iswing.max=3.86ka(2) 斷路器允許斷開失步電流ioff計算。由斷路器額定允許斷開電流iof。n=50ka,可計算ioff, 取ioff0.5iof。n=0.5×50=25 ka>3.86 ka, 經(jīng)計算斷路器任何角均可進行跳閘。根據(jù)以上計算取失步開斷電流允許值為3000a<3.

37、86<25000a。(3) 失步閉鎖電流計算，失步允許斷開電流ioff應折算至發(fā)電機側(cè)的電流為 ioff.g=ioff×=25000×=656250a如果取失步允許斷開電流ioff=3000a，則ioff.g=ioff×=3000×=78750a綜合考慮后，取失步開斷電流允許值pickup=50000/25000=2pu（最大振蕩電流小于，失步開斷電流允許值可取<最大失步振蕩電流,）（4）當失步允許斷開電流ioff.g>iswing.max時失步閉鎖可不用。9. 失步保護開放電流。為提高失步保護安全性，設置失步保護開放元件，采用相電流元

38、件。其動作值為iop=pickup=(1.11.2) ig.n/in(pu) 九. g60發(fā)電機突加電壓保護（誤上電保護）誤上電保護主要用于保護發(fā)電機在盤車和減速過程中發(fā)生的誤合閘，該保護電壓取自發(fā)電機出口tv，因此選低壓元件和發(fā)電機離線狀態(tài)相與的邏輯方式，即發(fā)電機電壓低和發(fā)電機離線同時滿足時開放該保護。保護動作于解列方式。選g60中保護元件accidental energization為誤上電元件。1. 低電壓元件低電壓元件按可能出現(xiàn)的最大故障電壓整定。=1.3×0.69pu取0.7pu發(fā)電機有勵磁的誤上電,保護不會動作,屬于非同期并列.2過流電流元件 (1) 過流元件按可能出現(xiàn)的

39、最小故障電流的一半整定。=0.998pu(2) 按50%發(fā)電機額定電流整定。pickup=iop=0.5ig.n/in =0.5×0.77=0.385 (pu)(3) 動作延時取0.20.3s該保護在發(fā)電機正常并網(wǎng)后應自動退出運行。并同時用硬壓板退出該保護.八 發(fā)電機變壓器過勵磁保護g60過勵磁保護采用volts/hz1 定時限用 volts/hz2 反時限用g60i 、g60ii(一) 機組過勵磁能力分析當發(fā)電機與主變之間無斷路器而共用一套過勵保護時，其整定值按發(fā)電機或變壓器過勵磁能力較低的要求整定。600mw機組過勵磁能力如表1變壓器制造廠提供變壓器過勵磁能力如下：滿載時電壓倍數(shù)

40、1.051.101.251.301.401.501.58滿載時持續(xù)時間連續(xù)30min60s40s2s1s0.1s空載時電壓倍數(shù)1.051.101.251.301.401.902.00空載時持續(xù)時間連續(xù)連續(xù)120s60s10s1s0.1s發(fā)電機制造廠提供的發(fā)電機過勵磁能力如下：1.051.101.151.201.25允許時間長期55s18s6s2s注：電壓標么值，頻率標么值。經(jīng)延時后停機滅磁。實際以上制造廠提供的過勵磁能力的可信度很低,僅作整定計算時的參考(二) 整定計算g60過勵磁保護由定時限和反時限過勵磁保護組成。選g60 volts/hz1定時限過勵磁元件為低定值過勵磁元件，動作于信號；選

41、g60 volts/hz2反時限過勵磁元件為高定值過勵磁元件，動作于全停跳閘。1. 定時限過勵磁保護 (1) 過勵磁倍數(shù),取 (2) 動作時限,取t=3s 動作于發(fā)信號2. 反時限過勵磁保護(1) 反時限特性選擇 經(jīng)反時限曲線動作方程a、b、c和發(fā)電機允許過勵磁特性反復比較，選取曲線a與發(fā)電機反時限允許特性最為吻合，選取曲線a動作方程為t= (2) 計算pickup和tdm值 由曲線a動作方程 t=以u*/f*=1.15動作時間t=18s和u*/f*=1.25動作時間t=2s，代入方程(1)得以下兩方程 tdm=18×和 tdm=2×求得pickup=1.137，tmd=0

42、.415。由此做得過勵磁曲線與廠家曲線的對比如下1.051.101.151.201.25允許時間長期55s18s6s2st=長期長期11.67s3.64s1.85spickup=1.137tmd=0.415t=長期長期17.9s5.01s2.86spickup=1.13tmd=0.64動作特性如下圖所示 十一. g60發(fā)電機逆功率保護整定計算機端ta ： 25000/5=5000機端tv ： (一) 程序跳閘口逆功率保護程序跳閘口逆功率保護由功率方向元件和主汽門接點組成與門,經(jīng)動作延時t1動作于全停。g60中用sens dir power1程序跳閘口逆功率繼電器，當逆功率保護動作后以t0發(fā)信，

43、當經(jīng)主汽門接點閉鎖時以t1動作于全停。1. 逆功率保護動作功率計算根據(jù)經(jīng)驗逆功率保護動作功率一般 取pop=1%pg.n=0.01×600=6mw 2. 靈敏角rcarca=180°3. 程序逆功率保護動作時間動作時間t0=0.5s動作于信號,取timer1=t1=0.5s作用于全停.(二) 逆功率保護不經(jīng)主汽門接點的逆功率繼電器為逆功率保護， g60中sens dir power1逆功率保護,經(jīng)t2動作于全停。1. 逆功率保護動作功率計算同上采用pop=0.007pu2. 靈敏角rcarca=180°2. 逆功率保護動作時間根據(jù)汽輪機允許無蒸汽運行時間計算,制造

44、廠提供的汽輪機允許無蒸汽運行時間為120s,為可靠保護汽輪機, ,取動作時間timer2=t2=50s作用于全停.十二. g60發(fā)電機低阻抗保護十三. g60發(fā)電機低頻保護十四. g60發(fā)電機高頻率保護十五. g60發(fā)電機發(fā)電機過電壓保護十六.g60發(fā)電機斷水十三. t60（或t35）主變壓器縱差保護整定計算1 . 計算各側(cè)電流平衡系數(shù) (1) 計算各側(cè)額定電流 高壓側(cè)（1側(cè)）：= 發(fā)電機側(cè)（2側(cè)）：= 高廠變側(cè)（3側(cè)）：= (2) 計算各繞組ta裕度。 1側(cè)：margin1=ita.h.n/ it.h.n=2500/791.8=3.16 2側(cè)：margin2=ita.m.n/ it.m.n=

45、25000/20784.6=1.203 3側(cè)：margin3=ita.l.n/ it.l.n=25000/20784.6=1.203 (3) 計算各側(cè)電流平衡系數(shù)（補償因子） 選取各繞組ta裕度最小的發(fā)電機側(cè)為基本側(cè)，故各側(cè)補償因子為：1側(cè)高壓側(cè)：m(1)= margin1/ margin2=3.16/1.203=2.6272側(cè)主變低壓側(cè)：m(2)= margin2/ margin2=13側(cè)廠變高壓側(cè)：m(3)= margin3/ margin2=1 2. 起始動作電流id.op.0和起始自然制動電流ires.0計算 (1) 起始動作電流id.op.0= minimum pickup由于是一個

46、半斷路器運行方式,且斷路器出口有斷路器,當合相鄰空載變壓器時,可能存在和應涌流,因此應保證在變壓器額定工況運行,投相鄰空載變壓器時應躲過和應涌流,當起始動作電流, id.op.0= minimum pickup=0.30 pu=0.3×5/4.16=0.36 it.n=1.5a,同時可取s1=0.55, 起始自然制動電流ires.0=0.3/0.55=0.55 pu=0.55×1.2=0.66it.n=2.75a,主變壓器額定電流時動作電流id.op.n=0.55 it.n=0.55×4.16=2.29a3. 第一拐點break1= ires1和第一斜率slope

47、1=s1計算 （1）第一拐點break1應小于由于直流分量和剩磁引起ct飽和的電流值。為使變壓器繞組內(nèi)部故障獲得較高的靈敏度，希望當制動電流小于2.53倍變壓器額定電流時，制動量不要增加太快，因此取拐點break1為2.0倍變壓器額定電流，break1=ires1=2.0it.n(a)=2.0 it.n/in(pu)=2×4.16/5=1.66(pu)取break1=ires1=1.5(pu)。 （2）第一斜率slope1=s1按上述計算,當考慮和應涌流，斜率1（slope1）=s1=0.554. 第二斜率slope2=s2和第二拐點break2= ires2計算(1) 第二斜率sl

48、ope2=s2計算,由于是一個半斷路器運行方式,第二斜率slope2=s2的設置，主要考慮區(qū)外短路電流很大的情況,ta容易出現(xiàn)嚴重飽和，產(chǎn)生很大的差動不平衡電流,此時用提高slope2=s2達到強制動的目的,以防止區(qū)外短路差動保護誤動,取s2=0.8（2）第二拐點2（break2）電流計算，拐點2是第二斜率的起點，應小于僅由交流分量引起ct飽和的電流值，為使變壓繞組內(nèi)部短路獲得較高的靈敏度，區(qū)外故障有足夠的制動電流，因此取5倍變壓器額定電流為拐點2對應的電流值。取break2=ires2=5 it.n/in(pu)=5/1.2=4.17(pu)5. 二次諧波制動比（inrush inhibit

49、 level）選擇（1）根據(jù)運行經(jīng)驗,當二次諧波制動比取0.16，二次諧波采用按相制動，曾多次出現(xiàn)變壓器空載投入時躲不過勵磁涌流的情況。(2) 根據(jù)運行經(jīng)驗二次諧波制動比可取0.15。(3) 根據(jù)運行經(jīng)驗二次諧波采用交叉制動。6. 過勵磁制動比（overexitation inhibit level） 取 overexitation inhibit level=30% 7. 零序電流補償設置 變壓器高壓側(cè)均為中性點直接接地方式,因此變壓器高壓側(cè)應設置零序電流補償。8. 差動速斷動作電流保護元件：instantaneous differential由于是一個半斷路器運行方式，1) 按躲過變壓器空

50、載投入時的勵磁涌流計算取id.op.qu=(34)it.n2)按躲過差動保護區(qū)外短路時最大不平衡電流計算id.op.qu=krel(kapkccki+u+m)ik.max取id.op.qu=4it.n=4×4.16=16.64a=16.64/5=3.32pu9. 動作時間, td.op=0.0s10. 靈敏度計算 ksen=>1.5式中為發(fā)電機未并網(wǎng)時出口兩相短路電流，ires為發(fā)電機未并網(wǎng)時出口兩相短路電流時的制動電流，ires0.5或ires(根據(jù)制動電流不同的計算式計算)，id.op為發(fā)電機未并網(wǎng)時出口兩相短路時制動電流為ires時的動作電流,其值根據(jù)相應的動作特性計算。 十四. t60(t35)發(fā)電機對稱過負荷保護 保護元件：phase