發(fā)電機對稱過負荷保護原理及整定

1、發(fā)電機對稱過負荷保護原理與整定方法浙江旺能環(huán)保股份有限公司 作者：周玉彩一、發(fā)電機定子繞組過負荷保護的基本原理大型發(fā)電機的材料利用率高，熱容量與銅損之比較小，熱時間常數(shù)也較小，相對過負荷能力就較低，較容易過負荷而溫度升高，影響機組正常壽命，對發(fā)電機定子繞組過負荷應裝設過負荷保護。定子繞組過負荷保護對非直接冷卻方式的中小型發(fā)電機，采用單相式定時限電流保護，經(jīng)延時動作于信號，應裝設過負荷保護。保護裝置接一相電流，帶時限動作于信號。發(fā)電機對稱過負荷保護主要保護發(fā)電機定子繞組的過負荷或外部故障引起的定子繞組過電流，接成三相式，取其中的最大相電流判別，由定時限過負荷和反時限過負荷兩部分組成。定時限過負荷

2、按發(fā)電機長期允許的負荷電流能可靠返回的條件整定。反時限過負荷按定子繞組允許的過流能力整定。發(fā)電機定子繞組承受的短時過電流倍數(shù)與允許持續(xù)時間的關系為：式中：定子繞組過負荷常數(shù)；定子額定電流為基準的標么值；與定子繞組溫升特性和溫度裕度有關，一般為0.010.02。二、發(fā)電機對稱過負荷保護邏輯 發(fā)電機對稱過負荷保護邏輯框圖1三、發(fā)電機過負荷保護的整定方法1、定子繞組對稱過負荷保護 對于發(fā)電機因過負荷或外部故障引起的定子繞組過電流，裝設單相定子繞組對稱過負荷保護，通常由定時限過負荷及反時限過電流二部分組成。 a)定時限過負荷保護。動作電流按發(fā)電機長期允許的負荷電流下能可靠返回的條件整定 Iop=Kre

3、l×Ign/Kr na (1)式中： Krel可靠系數(shù)，取1.05；Kr返回系數(shù)，取0.850.95，條件允許應取較大值；na電流互感器變比；Ign發(fā)電機額定電流。 保護延時(躲過后備保護的最大延時)動作于信號或動作于自動減負荷。 b)反時限過電流保護。反時限過電流保護的動作特性，即過電流倍數(shù)與相應的允許持續(xù)時間的關系，由制造廠家提供的定子繞組允許的過負荷能力確定?！捌啺l(fā)電機通用技術條件”規(guī)定：發(fā)電機定子繞組承受的短時過電流倍數(shù)與允許持續(xù)時間的關系為t=Ktc/(I2*-1) (2)式中：Ktc定子繞組熱容量常數(shù)，機組容量Sn1200MVA時，Ktc37.5(當有制造廠家提供的參數(shù)

4、時，以廠家參數(shù)為準)；I*以定子額定電流為基準的標么值； t允許的持續(xù)時間，s。定子繞組允許過電流曲線見圖2。圖2定子繞組允許過電流曲線(即反時限過電流保護的動作特性) 設反時限過電流保護的跳閘特性與定子繞組允許過電流曲線相同。按此條件進行保護定值的整定計算。反時限跳閘特性的上限電流Iop.max按機端三相金屬性短路的條件整定 Iopmax=Ign/Ksat×X,d×na (3)式中： Ign發(fā)電機額定電流，A；Ksat飽和系數(shù)，取0.8； 發(fā)電機次暫態(tài)電抗(非飽和值)，標么值；naTA變比。 當短路電流小于上限電流時，保護按反時限動作特性動作。反時限動作特性的下限電流Io

5、p.min按與過負荷保護配合的條件整定，由1知 Iop=Krel·Ign/Kr na (4) 則 Iopmin=Ign×Kco×Krel/Kr×na (5)式中：Kc0配合系數(shù)，取1.05。 不考慮在靈敏度和動作時限方面與其他相間短路保護的配合。保護動作于解列或程序跳閘。四、發(fā)電機對稱過負荷保護整定實例已知條件：發(fā)電機額定功率135MW，額定功率因數(shù)0.85，額定電壓13.8KV，保護用中性點側TA變比為8000/5，發(fā)電機允許過負荷的發(fā)熱時間常數(shù)為37。5s。整定計算：1.定時限過負荷保護動作電流按發(fā)電機長期允許的負荷電流下能可靠返回的條件整定Iop=

6、Krel×Ign/Kr=1.05×4.153/0.9=4.845A式中:Krel可靠系數(shù)取1.05；Kr為返回系數(shù)取0.9；Ign為發(fā)電機額定電流(二次值)。保護時限：保護延時按躲過后備保護的最大延時整定，動作于信號或自動減負荷。故:t=5S動作于信號。2.反時限過負荷保護時限整定反時限過電流保護定值與定時限過負荷保護定值相同為:Iop=4.845AIopmax=Ign/Ksat×X,d×na =6645/0.8×0.1764×1600 =29.4A式中: Ign-發(fā)電機額定電流； Ksat-飽和系數(shù),取0.8；X,d-發(fā)電機次暫態(tài)電

7、抗(非飽和標么值)； na-發(fā)電機的變比；t=Ktc/(I2*-K2sr)= 37.5/(29.4÷4.153)21.052=37.5/49.01=0.765s故取0.5S；可躲過變壓器外部短路故障，動作于解列或程序跳閘。2.2反時限保護下限延時整定,按下限電流與過負荷保護配合的條件整定:Iopmin=Ign×Kco×Krel/Kr×na=6645×1.05×1.05/0.9×1600=5.08t=Ktc/(I2*-1)=37.5/(Iop/Ign)2-1=37.5/(1.052/0.95-1 =108.12s故取108s.Kco為配合系數(shù),取1.05；Krel可靠系數(shù),取1.05；Kr為返回系數(shù)取0.9。保護出口：程序跳閘。五、發(fā)電機對稱過負荷保護定值表（許繼WFB-800A）發(fā)電機對稱過負荷保護定值1定時限投退0，1 1：投入 2反時限投退0，1 1：投入3過負荷常數(shù)K0100.00 37.54定時限啟動電流0.1050.00A 4