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某电厂110MW发变机组继电保护设计,电厂,110,MW,机组,保护,设计
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目 录毕业设计（论文）指导教师审阅意见I毕业设计（论文）评阅教师审阅意见毕业设计（论文）答辩成绩评定中文摘要Abstract1 引言12 保护配置22.1 短路故障保护 22.2异常运行保护 22.3其他非电量保护 22.4其他电量保护 23 出口方案 344 继电保护原理 5104.1电力变压器保护原理564.2 发电机保护原理6105 计算短路电流 1417 短路电流简化图145.1确定基准值155.2短路电流中各主要元件的电抗标幺值155.3 计算各点短路电流15186 整定计算 196.1 A柜整定计算16186.2 B柜整定值计算1820 6.3 C柜整定计算2021A B C柜整定值计算汇总表 2124结论 25致谢 26参考文献 27附录A-1 发电机变压器组一次主接线图A-2 发电机变压器组继电保护配置系统图A-3 发电机变压器组继电保护控制信号回路展开图摘 要本论文着重阐明125MW发电机变压器组继电保护的基本原理，各种基本继电保护的分析方法，短路计算和整定原则，从理论上对发电机、变压器的故障作了分析。随着大容量机组和大型发电厂的出现，发电机变压器组的接线方式在电力系统中获得了广泛的应用。在发电机和变压器每一个元件上可能出现的故障和不正常运行状态，在发电机变压器组上也都可能发生，因此，其继电保护装置应能反应发电机和变压器单独运行时所应该反应的那些故障和不正常运行状态。介绍发电机变压器组继电保护的配置原则。介绍继电保护的基本原理。在一般情况下，应装设纵差动保护、瓦斯保护、定子绕组单相接地保护、后备保护、过负荷保护以及励磁回路故障的保护等。但由于发电机和变压器的成组连接，相当于一个工作无件，因此，就能把发电机和变压器中某些性能相同的保护全并成一个对全组公用的保护。例如装设公共的纵差动保护、过电流保护、过负荷保护等。这样的结合。可使发电机变压器组的继电保护变得较为简单和经济。发电机变压器组继电保护的计算方法（短路计算、整定计算）电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的短路，所以需要进行短路计算。进行整定计算时需要校验灵敏度，在选择保护方式及对其进行整定计算时，都必须考虑系统运行方式变化带来的影响，所选用的保护方式，应在各种系统运行方式下都能满足选择性和灵敏性的要求。对过量保护来说，通常都是根据系统最大运行方式来确定保护的整定值，以保证选择性，因为只要在最大运行方式下能保证选择性，在其他运行方式下也一定能保证选择性；灵敏度的检验应根据最小运行方式来进行，因为只要在最小运行方式下，灵敏度符合要求，在其他运行方式下，灵敏度也一定能满足要求。此机组是在最大运行方式下，所以不用检验灵敏度。绘制一次主接线图、发电机变压器组保护装置配置图、发电机变压器组控制信号回路展开图、发电机变压器组保护交、直流回路展开图。关键词：保护配置，保护原理，短路计算，整定计算AbstractThis thesis emphasizes to clarify the 125 MW generator transformer set relay protective and basic principle, various basic after relay protective and analytical method, the short circuit calculation and whole settle the principle, made the analysis to the breakdown of the generator, transformer from the theories. Along with the emergence of the big capacity machine set and large power plant, the generator transformer set connected the line method to acquire the extensive application in the electric power system. Each component in the generator and transformers up the breakdown of possible emergence and iniquity often circulates the appearance, also may take place on the generator transformer set, therefore, it relay protection equips and should can respond the generator and transformers to circulate alone should respond of those break down and often circulate the appearance falsely.The introduction generator transformer set installs the principle relay protectively.Introduction relay protective and basic principle. Under the condition of general, should equip the to differ to move the protection, gas protection and settle the son to round a list to connect a ground of protection, spare protection, protect over the burden and protection etc. that the back track break down。But combine because of all of the similar to transformer of set conjunction, equal to work have no piece, therefore, can chase the generator and transformers in some functions protections of generators a to a public protection. |For example equip the public to differ to move the protection and conduct electricity to flow the protection and protect etc. over the burden. Combine thus. Can make the generator transformer set of relay protection become more simple and economic. The generator transformer set relay protective calculation method( short circuit calculation, whole settle calculation) electric power system is in the movement, may take place various breakdown and often circulate the appearance falsely, the most familiar also is the most dangerous breakdown is a short circuit that takes place various pattern, so need to carry on the short-circuit calculation. Carry on whole settle the calculation need the school to check the intelligent degree, at choose to protect the way and as to its carry on whole settle the calculation, must consider the influence that the system movement method variety bring, the protection method for use choose, at the request of circulate in various system under way can satisfy the selectivity and intelligent. To the surfeit protection, usually make sure according to the biggest movement method in system whole protective settle the value, with the assurance selectivity, because as long as can guarantee the selectivity under the biggest movement method, also can certainly guarantee the selectivity under other movement methods;The examination of the intelligent degree is at the request of carry on according to the minimum movement method, because of as long as at minimum the movement is under way, the intelligent degree meet, under other movement methods, the intelligent degree also can certainly satisfy the request. This machine set is under the biggest movement method, so need not examine the intelligent degree. The draw a lord to connect the line diagram, the the generator transformer a protection to equip to install the diagram, the a control the signal back the track development, the generator-transformer the set protection the to hand over, direct current back track development. rc .Keywords:The protection installs Protect the principle The short-circuit calculation Whole settle the calculation.沈阳工业大学成人高等学历教育毕 业 设 计 论 文专业/班级：电气工程及自动化学 号： 8学生姓名： 杨晓辉 指导教师： 祖立业 2006年10月11日 某电厂110MW发变机组继电保护设计110MW Generator Transformer Set Relay Protection Design专业/班级：电气工程及自动化学 号： 8学生姓名： 杨晓辉 指导教师： 祖立业2006年10月11日沈阳工业大学成人高等学历教育毕业设计（论文）第一章 引言 电力系统由发电机、变压器、母线、输配电线及用电设备组成。它们的安全运行，直接关系到整个电力系统连续稳定地工作。特别是大型发电机和变压器由于造价昂贵、结构复杂，一旦因故障而遭到破坏，其检修度很大，检修时间也较长，在经济上必然要遭受很大损失。各电气元件及系统整体一般处于正常运行状态，但也可能出现故障或异常运行状态，如短路、断线、过负荷等状态。短路总是伴随着很大的短路电流，同时系统电压大大降低。短路点的电弧及短路电流的热效应和机械效应会直接损坏电气设备，电压下降破坏电能用户的正常工作，影响产品质量。短路更严重的后果是因电压下降可能导致电力系统与发电厂之间并列运行的稳定性遭受破坏，引起系统振荡，直接使整个系统瓦解。所以各种形式的短路是故障中最常见，危害最大的。所谓异常运行状态是指系统的正常工作受到干扰，使运行参数偏离正常值。例如，长时间的过负荷会使电气元件的载流部分和绝缘材料的温度过高，从而加速设备的绝缘老化，或损坏设备。故障和异常运行情况若不及时处理或处理不当，就可能在电力系统中引事故，造成人员伤亡和设备损坏，使用户停电、电能质量下降到不可容许的程度。为防止事故发生，电力系统继电保护就是装设在每一个电气设备上，用来反映它们发生的故障和异常运行情况，从而动作于断路器跳闸或发出信号的一种有效的反事故的自动装置。继电保护的主要任务是自动地、有选择性地、快速地将故障元件从电力系统切除，使故障元件免于继续遭受损害。当被保护元件出现异常运行状态时，保护装置一般经一定延时动作于发出信号，根据人身和设备安全的要求，必要时动作于跳闸。为了保证电力系统安全可靠地不间断运行，除了继电保护装置外，还应该设置如自动重合闸。备用电源自动投入、自动切负荷、同步电机的自动调节励磁及其他一些专门的安全自动装置，它们是着重于事故后和系统不正常运行情况的紧急处理，保证对重要负荷连续供电及恢复电力系统正常运行。要指出的是，随着电力系统的扩大，对安全运行的要求在提高，仅靠继电保护器来保障安全用电是不够的，为此，还应设置以各级计算机为中心，用分层控制方式实施安全监控系统，该系统能代替人工进行包括正常运行在内的各种运行状态实时控制，确保电力系统的安全运行。第二章 保护配置 选用南京自动化股份有限公司生产的WFBZ01型发电机变压器组微机保护。它是由标准的16位总线主机构成，可提供30多种保护功能和非电量保护接口，分布于若干个相互独立的CPU系统，可满足各种容量的火电或水电发电机变压器组保护的要求，其保护配置灵活，设计合理，满足电力系统反事故措施要求，保证装置的使用安全性。保护装置按屏柜设计，一个机组单元成套保护可由13个柜组成，由一台工控机通过串行通讯中进行管理，实现数据的交换，从而对机组和保护运行状况进行监视和记录，也可进行时钟的校对和定值管理。此装置性能优良、可靠性高、维护调试方便、灵活性大、功能多。 发电机变压器组保护配置如下：2.1 短路故障保护2.1.1 发电机纵差保护2.1.2 发电机定子匝间保护2.1.3 通风故障保护2.1.4 发电机转子两点接地保护2.1.5 发电机变压器组纵差保护2.1.6 主变压器高压侧零序保护2.1.7 主变压器瓦斯保护2.1.8 厂用高压变纵差保护2.1.9 发电机低压过流保护2.1.10 厂用高压变压器瓦斯保护 2.1.11 厂用高压变压器高压侧过流保护2.1.12 厂用高压变压器低压侧过流保护2.2 异常运行保护2.2.1 定子接地保护2.2.2 转子一点接地保护2.2.3 励磁机过负荷保护2.2.4 失磁保护2.2.5 定子对称过负荷（定、反时限）保护2.2.6 定子不对称过负荷（定、反时限）保护2.3 其他非电量保护2.3.1 主变压器瓦斯保护2.3.2 厂用高压变压器轻瓦斯保护2.4 其他电量保护2.4.1 25%低电流保护2.4.2 TA断线保护2.4.3 TV断线保护2.4.4 厂变高压侧电流判别保护第三章 出口方案 发变组保护（含厂高变）由3面柜组成即A、B、C柜，保护配置及出口方案。A柜配置及出口方案保护名称 出口方案发电机差动 主变高压侧断路器跳闸；灭磁开关跳闸定子接地 关闭主汽门；自动励磁柜灭磁；手动励定子匝间次灵敏 磁柜灭磁；厂用电切换；起动断路器失定子匝间灵敏 灵保护转子两点接地 主变高压侧断路器跳闸；汽机甩负荷；主变压器零序 起动断路器失灵保护；灭磁开关跳闸 自动励磁柜灭磁；手动励磁柜灭磁；厂 用电切换主变通风起动 主变通风起动25%低电流 输出接点励磁绕组过负荷 减励磁 B柜保护配置及出口方案保护名称 出口方案发电机-变压器组差动 主变高压侧煌路器跳闸；灭磁开关跳闸负序过流及发电机低压过流t2 关闭主汽门；自动励磁柜灭磁手动励主变重瓦斯 磁柜灭磁；厂用电切换；起动断路器失失灵 灵保护。失磁t1联系 主变高压侧断路器跳闸；汽机甩负荷；定子对称过负荷（反时限） 起动断路器失灵保护。负序过流及发电机低压过流t1非全相失磁t0 减出力：切换厂用电。定子对称过负荷（定时限） C柜保护配置及出口方案保护名称 出口方案厂高变差动 跳厂高变低压侧第一分支断路器且并 起动快速切换；跳厂高变低压侧第二分厂高变过流 支断路器且并起动快速切换；跳厂高变 高压侧断路器（经电流闭锁）。厂高变重瓦斯 厂高变低压侧第一分支过流 跳第一分支断路器；闭锁第一分支快速 切换。厂高变低压侧第二分支过流 跳第二分支断路器；闭锁第二分支快速 切换。厂高变通风起动 起动厂高变通风第四章 继电保护原理4.1 电力变压器保护原理电力变压器是电力系统的重要组成元件,它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响.为了保证电力系统安全可靠的运行,电力变压器应安装以下保护:4.1.1 变压器瓦斯保护瓦斯保护的原理接线如图所示，瓦斯继电器上的触点表示“轻瓦斯”保护，闭合后发出报警信号。下触点表示“重瓦斯”保护，闭合后经出口中间继电器BCJ动作于跳闸。当油箱内发生严重故障时，油流不稳定可能造成干簧继电器触头抖动。为了使断路器可靠跳闸，应选用带电流自保接线圈的出口中间继电器。为了防止变压器换油或进行实验引起重瓦斯保护误跳闸，此时利用切换片QP将跳闸回路切换至信号回路。 瓦斯保护原理接线图4.1.2变压器纵差动保护 电力系统的大中型双绕组变压器通常采用Y/11接线方式，这种变压器的纵差保护原理接线如图所示。在正常运行时，Y侧电流运行时纵差保护两臂中的电流相同，须将变压器Y侧的电流互感器接成形，而将变压器侧的电流互感器二次绕组接线Y形。一般电流互感器的二次额定电流为5A，当电流互感器采用上诉连接方式以后，变压器侧的电流互感器的变比应为 nL=Ie.b()/5，正常运行时为了时两侧保护臂的电流相等，变压器Y侧的电流互感器的变比应为nly=3Ieb()/5。. Y/11变压器纵差动保护原理接线图4.1.3 变压器过电流保护 变压器过电流保护的单相原理接线如图所示，保护动作后跳开两侧断路器。变压器过电流保护单相原理接线图4.1.4变压器的零序保护 中性点直接接地运行的变压器仅装设零序电流保护，如图所示， 中性点直接接地变压器的零序保护保护用的电流互感器装在中性点的引出线上。为了提高保护的可靠性和切除母线附近的接地故障，通常设置两段式零序电流保护。零序电流保护1段有两个时限：t1=0.5-1.0s,t2=t1+t。保护以时限t1跳开母线断路器DL，缩小故障影响范围。以时限t2有选择性地动作于断开变压器各侧断路器。零序电流保护2段也有两个时限：t3=t”xl.max+t,t4=t3+at,txl.max为零序电流保护后备段的最大动作时限。保护以时限t3断开DL，以时限t4有选择地动作于断开变压器各侧断路器。4.2 发电机保护原理发电机是电力系统中最重要的设备，它的安全运行对保证电力系统的正常工作和电能质量起着决定性地作用。因此，应该针对各种不同的故障和异常运行状态，装设性能完善的继电保护装置。发电机的故障类型主要有：定子绕组相间短路、定子绕组杂间短路、定子绕组单相接地、励磁回路一点或两点接地。发电机的异常运行状态主要有：励磁电流急剧下降或消失、外部短路引起定子绕组过电流、负荷超过发电机额定容量而引起过负荷、转子表层过热、定子绕组过电压，除此，发电机一异常运行状态还有发电机失步、逆功率、非全相运行及转子绕组过负荷等。 针对上诉故障类型和异常运行状态，发电机应装设以下继点保护装置：4.2.1 发电机的纵差动保护发电机纵差动保护原理接线图，由于两侧可选用同电压等级、同型号和同变比的电流互感器，因此不平衡电流比变压器小。在正常运行情况下，任一相电流互感器二次侧断线，保护将不会误动作。如果在断线后又发生了外部短路，则短路电流（二次值）要流入差动继电器，保护仍要动作。为了防止这种情况发生，在差动保护中，一般应设断线监视装置。它由电流继电器LJ和时间继电器SJ组成。当电流互感器二次侧发生断线后，该装置动作并发出信号，由运行人员将差动保护退出工作。 发电机纵差动保护原理接线图4.2.2 发电机定子绕组的匝间短路保护单继电器式横差保护当发电机定子绕组为双星形连接，中性点侧有六个引出线时，杂间短路保护采用单继电器式横差保护，其原理框图如图所示， 单继电器式横差保护原理框图 单继电器式横差保护的主要元件是横差继电器，它由三次谐波过滤器和测量元件组成。在两星形中性点之间的连线上接入电流互感器LH0，横差继电器接在它的二次侧。当发电机定子绕组发生杂间短路时，如前所述，定子绕组中有零序电流，在LH0的一次侧有3I0流过。若该电流足够大，可使横差保护动作。在正常运行或外部短路时，发电机定子绕组中有三次谐波电势E3存在，若任一支路的E3与其它支路不相等，就会在两个中性点之间的连线上出现三次谐波环流，通过LH0反映到保护中去。为此，继电器中设置了三次谐波过滤器，以减少三次谐波不平衡电流，从而提高了保护的灵敏性。二次谐波式杂间短路保护发电机定子绕组杂间短路时，将在转子回路感应二次谐波电流。发电机正常对称运行时，转子电流无二次谐波成分。因此，可利用转子二次谐波电流构成杂间短路保护。图为二次谐波式杂间短路保护原理保护图。为了得到二次谐波电流，在转子回路中接入专用的电流变压器DKB。杂间短路保护继电器DZB接到DKB的二次侧，它由二次谐波过滤器和电流继电器组成。为了防止外部不对称短路引起保护误动，采用了负序功率方向闭锁元件BFG，它由负序电压滤过器、负序电流滤过器，相敏元件和执行元件等组成。定子绕组杂间短路后，当转子二次谐波电流大于保护装置的起动电流，DZB动作。此时，负序功率由发电机流向系统，故BFG不动作，BFG不发闭锁信号，从而保护无延时送出跳闸脉冲。由于负序电流取自机端电流互感器，因此在内部两相短路时，DZB也动作，BFG不发闭锁信号。此时，杂间短路信号兼作内部二相短路保护。负序电流也可以取自中性点侧的电流互感器。当发电机外部不对称短路时，转子回路也会出现二次谐波电流，DZB可能误动，此时负序功率由外部流向发电机，BFG动作，发出闭锁信号，使保护闭锁。二次谐波式匝间短路保护原理框图4.2.3 发电机定子绕组单相接地保护 反映基波零序电流的定子接地保护反映零序电流的单相接地保护原理接线如图所示，它主要由零序电流互感器LH0、电流继电器LJ、中间继电器ZJ和时间继电器SJ组成。为了提高保护装置的灵敏度，LH0采用优质高导磁铁心的零序电流互感器。为了防止外部相间短路产生的不平衡电流保护装置误动作，利用反映相间短路的过电流保护元件来起动ZJ，在外部相间短路时使保护闭锁。 反映零序电流的单相接地保护原理图反映基波零序电压的定子接地保护原理接线如图所示， 反映零序电压的接地保护原理图过电压继电器接于发电机端电压互感器的开口三角绕组上。在正常运行时，发电机相电势中含有三次谐波电势。当变压器高压侧发生单相接地时，零序电压经高压绕组和低压绕组之间的电容耦合至发电机端。为了保证动作的选择性，保护装置的整定值应躲过这两种电压的影响。根据运行经验，电压继电器的动作电压一般取15-30V。对于大容量机组，由于振动较大而产生机械损伤或发生漏水（指水内冷发电机）等原因，可能使中性点附近的绕组发生接地故障，如果不及时发现，有可能发展成严重的匝间、相间或两点接地短路。因此，要求100MW及以上的发电机应装设保护区为100%的定子接地保护。4.2.4 发电机励磁回路接地保护目前使用的励磁回路两点接地保护多采用电桥原理构成，如图所示： 励磁回路两点接地保护原理图假设励磁回路D1点发生接地故障，则D1点把励磁绕组的直流电阻分成r1和 r2两部分，r1和r2是电桥的两臂。可调电阻R接于励磁绕组两端，其滑动触头把R分成r3和 r4两部分，它们是电桥的另两臂。执行元件J接于四臂电桥的对角线上。正常运行时保护装置不投入。当发现励磁绕组发生一点（例如D1）接地后，按下按钮AN，调整R的滑动端使电压表读数为零，此时电桥达到平衡，各臂电阻的关系为r1r4=r2r3。然后松开AN，合上LP，保护投入工作。由于电桥处于平衡状态，继电器J中无电流通过，保护装置不会动作。当励磁回路出现第二点接地时（如D2点），电桥平衡关系被破坏，继电器J中有电流通过。D1与D2的间距愈大，电流愈大。只要电流大于正定值，则继电器动作。4.2.5 发电机的失磁保护发电机失磁保护中阻抗元件Z是失磁故障的主要判别元件，动作特性可选用静稳边界或异步边界。低电压元件用以监视母线电压，保证电力系统安全运行，是失磁故障的另一主要判别元件。励磁低电压元件是失磁故障的辅助判据。时间元件是防止失磁保护在系统振荡时误动。由于凸极同步发电机平均异步转矩较小，交变转矩较大使机组振动大，因此，发生失磁故障后，要求立即停机。4.2.6 发电机负序电流保护负序定时限过电流保护容量为50MW及以上的表面冷却汽轮发电机和水轮发电机易采用负序定时限过电流保护，它作为发电机和相邻元件的后备保护，也能防止发电机转子被烧伤。保护装置由负序电流过滤器和接在它的输出端的电流继电器2L2和3LJ2组成。2LJ2有较大的整定值，它与时间元件1SJ构成负序过电流保护，反映发电机和相邻元件的不对称短路，作用于跳闸。 3LJ2具有较小的整定值，它与时间元件3SJ构成负序过负荷保护，因此，附加一套由电流继电器1LJ和低电压继电器YJ构成的单想式低电压起动的过电流保护，动作于跳闸。5 计算短路电流XXXXd2d3第五章 短路电流计算d1短路点简化图d1d1XXd2短路点简化图Xd2Xd3短路点简化图XXXd35.1 确定基准值 S=100MVA S= S/X=100/0.0403=2481MVA U=220KV U=13.8KV U=6.3KV I= S/U=100/*220=0.262KA I= S/U=100/*13.8=4.18KA I= S/U=100/*6.3=9.16KA 5.2 短路电流中各主要元件的电抗标幺值5.2.1 电力系统：X=0.0403 5.2.2 发电机：S=P/COS=125/0.85=147.06MVA X= X%/100* S/ S=18/100*100/147.06=0.1225.2.3 变压器：X =U%/100* S/ S=13/100*100/150=0.0875.2.4 高压厂用变：X= U%/100* S/ S=10.5/100*100/22=0.4775.3 计算各点短路电流5.3.1 d点三相短路，回路总电抗 X= X+ X =0.122+0.087 =0.209I=1/ X* I=1/0.209*100/*220=1.26KAi=2.55I=2.55*1.26=3.21KA稳态短路电流由运算曲线求得计算电抗X= X*=0.209*=0.3 查曲线得：I=2.28 I=3.31 I=2.77则 I= I* S/* U =2.28*147.06/*220=0.9KA I=3.31则I= I* S/* U=3.31*147.06/*220=1.3KA I=2.77则 I=* S/* U=2.77*147.06/*220=1.1KA稳态短路电流由运算曲线求得计算电抗 X=X* S/S=0.0403*2481/100=1.0查曲线得：I=1.01 I=0.92 I=1.01则 I=1.01则 I= I* S/* U=1.01*2481/*220=6.6KAI=0.92则I= I* S/* U=0.92*2481/*220=6.0KAI=1.01则I= I* S/* U=1.01*2481/*220=6.6KAd点短路时，稳态短路电流 I= I+ I=0.9+6.6=7.5KAd点短路时，零秒短路电流 I= I+ I=1.3+6.6=7.9KAd点短路时，0.1秒短路电流 I= I+ I=1.1+6.0=7.1KA5.3.2 d点短路，次暂态电流仍按上诉方法计算，d点短路电流回路总电抗 X= X+ X=0.0403+0.087=0.1273I=1/ X* I=1/0.1273*100/*13.8=32.86KAi=2.55I=2.55*32.86=83.79KA稳态短路电流仍由运算曲线求得计算电抗：X = X* =0.1273*2481/100 =3.23按无限大系统求 I=1* I/ X=1*04.18/0.1273=32.84KAX= X*=0.122*147.06/100=0.2查曲线得：I=5.01 I=4.03 I=2.52则 I=5.01则II* S/* U=5.01*147.06/*13.8=30.8KA I=0.43则 I= I* S/* U=4.03*147.06/*13.8=24.79KA I=2.52则 I= I* S/* U=2.52*147.06/*13.8=15.50KA d 点短路时，稳态短路电流 I= I+ I=32.84+15.50=48.34KA5.3.3 d点短路电流计算，回路总电抗X= X/ X+ X =0.1273/0.122+0.477=0.5393I=1/ X* I=1/0.5393*100/*6.3=17.0KAi=2.55I=2.55*17.0=43.35KA稳态短路电流仍由运算曲线求得计算电抗：X = X*=0.5393*=14.173按无限大系统求 短路电流 I= 短路电流计算结果表 短路点 短路电流(KA)次暂态短路电流稳态短路电流零秒短路电流d1.267.57.9d32.8648.3448.34d17.016.9816.98 第六章 整定计算6.1 A柜整定计算6.1.1发电机差动保护差动保护采用变数据窗算法比率制动原理，三相差动采用循环闭锁方式，设有TA断线闭锁。 最小起动电流I=（0.10-0.20）I整定。I-为电流互感器二次额定电流在工程中，为可靠起见，取0.3I( I为发电机额定电流二次值)，0.3 I=0.3*6150=1845A 二次值为0.3I/n=1845/8000/5=1.15二次值为1.15A。 比率制动系数K。可靠系数K取1.5；非周期分量系数K取1；互感器的型系数K取0.5；电流互感器比值误差K取0.1；I= KI可得K=0.075；为保证可靠制动一般取比率制动系数K为0.3-0.5，本设计取值为0.4。 差动速断电流I取6倍于发电机额定电流。6*I=6*6150=36.9KA 二次值 I=6*I/8000/5=23.1A 负序电压值U=0.06U/n U-变压器的额定线电压。U通常取6V。整定取6V。 TA断线动作延时t取1s。6.1.2 发电机定子接地保护采用双频式100%定子绕组单相接地保护，动作于全停。零序电压发电机定子接地保护UUK3U/U整定，动作电压取3U为10V。保护的死区为10%。三次谐波定子接地保护。装置可根据实际发电机机端三次谐波电压与发电机中性点三次谐波电压的比值，在发电机负荷在20%30%之间时通过有关操作自动整定动作量、制动量、使动作量正常时为最小，并使保护具有足够的灵敏度。 动作时间取0.5s。6.1.3 25%低电流动作电流I取25%I=0.25*6150=1538A 二次值I=0.25*6150/8000/5=0.96A ，动作时间t取0.5s。6.1.4 发电机转子两点接地保护 反映转子不对称故障引起的定子二次作电压U按躲过额定谐波，动负荷下二次谐波的实测值整定。初步整定取2.5V，时间取0.5s。6.1.5发电机转子一点接地保护 采用叠加直流电压式原理，绝缘电阻整定值R取10K，动作时间取5s.6.1.6定子匝间保护 反应发电机纵向零序电压的基波分量，零序电压取自机端TV1，采用纵向零序电压中的三次谐波特征量的变化来区分和外部故障。 次灵敏段基波零序电压分量定值3U。动作值按躲过任何外部故障时可能出现的最大不平衡电压中的基波零序分量二次值整定为3U=K3U式中K-可靠系数，取2-2.5；U-外部故障时可能出现的最大不平衡电压中的基波零序分量二次值经计算3U取值为3V。 灵敏段基波零序电压分量定值3U。动作值按躲过正常运行时可能出现的最大基波零序电压不平衡电压二次值整定为3U= K3U 式中K-可靠系数，取1.5-2；U-正常运行时可能出现的最大不平衡电压中的基波零序分量二次值，由实测得到。经计算3U取2V。 额定负荷下零序电压三次谐波不平衡量整定值U。先整定4V，开机后由实测得到准确值。（1） 灵敏段三次谐波制动系数K，一般取0.3-0.5，本设计取0.4。（2） 动作时间：灵敏段延时t取0.5s,次灵敏段无时限动作。（3） 差电压定值U取10V。6.1.7励磁绕组过负荷保护装设定时限励磁绕组过负荷保护，I=KI/Kn式中K-可靠系数，取1.05 K-返回系数,取0.85-0.95。I-发电机的长期允许的负荷电流，一般取发电机的额定电流。n-电流互感器变比。整定，再按保护装置说明书取直流变送器变比为3000A/75mV，得到对应的动作电压为50mV。动作时间按躲过强励时间整定，取8s。6.1.8 主变间隙零序电流压保护 间隙零序电流定值3I。一次值取100A，为经验值。 零序电压整定值二次值3U。U=180V整定，取180V。 动作时间取0.5s。6.1.9 通风故障保护 当变压器上层油温达到75并且超过20min时，或上层油温未达到75并且超过60min时，保护延时60s起动。6.1.10 主变通风保护动作电流值I 取75%主变额定电流起动辅助冷却器，0.75*367=275A 二次值=275/750/5=1.83A 动作时间取0.5s。6.1.11主变零序电流保护零序段。动作电流I I= KKI整定，一次值取540A 二次值=540/600/5=4.5A 时间取3.1s。零序段。动作电流按I I= KKI整定，一次值取240A；二次值=240/600/5=2A 时间取5.1s。6.2 B柜整定值计算 6.2.1 发变组差动保护 最小起动电流I， I= K（2K+U+m）I整定，可靠系数K取1.3-1.5；电流互感器比值误差K取0.01；电流互感器标准化误差m取0.05；发电机额定电流一次值为6150A。根据经验，为提高可靠性，取I=1.35A,对应一次电流为0.35I，I为整定电流一次值。 比率制动系数K，K= KI/I一般取K=0.3-0.7，本设计取0.4。 二次谐波制动比K一般取0.12-0.24本设计0.15。差动速断动作电流I取6倍变压器额定电流。 6*367=2202A TA断线延时定值取1s。 TA断线解闭锁电流定值I按躲开发电机最大负荷电流整定，二次值取为5A。当发电机差动电流大于该值时，TA断线闭锁功能自动退出。6.2.2 发电机失磁保护由发电机机端测量阻抗、转子低电压、变压器高压侧低电压、定子过流作为判据。主判据为测量阻抗超越临界失步阻抗圆。 高压侧低电压二次值U按系统长期允许运行的低电压整定，取80V。 阻抗圆心（0，-j（X-X）/2），按X。=（X-X）/2 计算为15.85.。 阻抗圆半径为（X+X）/2按X=（X+X）/2计算为17.78。 转子低电压判据系数K取0.45。 转子低电压U取决45V。动作时间t。取1s；t1取0.3s。6.2.3 发电机负序过流保护（或称转子表层过负荷保护） 定时限负序过流。其中：(1) 负序电流保护灵敏段（动作于信号）动作电流二次值I 为IKII/Kn式中K可靠系数，取1；I发电机长期允许负序电流的标么值取0.08。K-返回系数，取0.95。I-发电机的额定电流，为6150A；n-电流互感器变比为8000/5。经计算I为0.32A。动作时间躲后备保护动作时间取9s 。(2) 负序电流保护不灵敏段（动作于跳闸）为 I=经计算 I为1.92A。动作时间有两段，t1取6s，t2取6.5s。 反时限负序过流。反时限负序过流起动电流二次值（即下限动作电流）I=整定，发电机承受负序电流的能力的常数A取决8，允许的持续时间取1000s 。经计算I为0.34A。长延时动作时间取1000s 。 反时限负序过流速断动作电流二次值I（即上限动作电流），按躲过主变压器高压侧两相短路条件整定，经计算13.78A，动作时间取0s 。6.2.4 发电机对称过负荷保护 定时限过负荷保护。动作电流二次值I=整定，返回系数K取0.95，可靠系数K取1.0；经计算I为4.75A，动作时间躲后备保护动作时间取9s 。 反时限过负荷保护。动作判据按式t = 式中I-发电机允许的过负荷电流标么值。1+-发电机散热系数。=0.01-0.02，K-发电机定子绕组过负荷常数。整定，式中发电机定子绕组过负荷常数（即热值系数K1）由发电机制造厂资料给定，取41，长延时t =70s，散热系数K2取为1。其上限动作电流（速断）按大于机端三相短路的条件整定，经计算二次值为27.8A动作时间为0s。6.2.5 低压闭锁过流保护动作电流二次值I= I-变压器额定电流二次值整定，取4.9A。动作电压二次值U= U-变压器额定线电压二次值 n-电压互感器变比。整定取60V。动作时间有两段，t1取6s，t2 取6.5s。6.2.6 主变压器高压侧非全相保护当某相断路器拒跳且有负序电流时该保护动作，负序电流定值I取主变压器高压侧额定电流的0.2倍，经计算二次电流为0.31A。动作时间取0.4s。6.2.7 断路器失灵保护 电流元件定值I取主变压器高压侧额定电流的1.3倍，经计算为二次电流为1.99A，动作时间取0.4s。6.3 C柜整定计算6.3.1电流闭锁保护动作电流I取发电机机端断路器（高压厂用变压器高压侧）的最大开58KAI=0.8*58=46.4KA。6.3.2 高压厂用变压器差动保护 最小起动电流的I=(0.20-0.50)I整定，并为提高可靠性，0.35I( I为变压器额定电流),二次值为1.764A。比率制动系数K，K=K整定，一般取K=0.3-0.7，本设计取值为0.4。 差动速断动作电流I取6倍于变压器额定电流。 TA断线延时定值取1s。 TA断线解闭锁电流定值I取5A 。6.3.3高压厂用变压器过流保护和低压侧分支过流保护 高压厂用变压器过流保护和低压侧分支过流保护的整定计算方法同前，故不重复。 A柜整定计算结果表序号保护名称整定值出口方式名称一次值二次值延时1发电机差动（TA变比：8000/5）最小起动电流1845A115A全停制动系数04速断电流369KA231A负序电压6VTA断线动作延时1S2发电机定子接地零序动作电压10V全停动作延时5S325%低电流（TA变比：8000/5）动作电流1539A096A输出接点动作延时05S4转子两点接地二次谐波电压25全停动作时间05S5转子一点接地绝缘电阻10K发信号动作延时5S6发电机匝间短路次灵敏段基波零序电压3V全停灵敏段基波零序电压2V灵敏段三次谐波制动系数04灵敏段延时05S差电压10V7励磁绕组过负荷动作电压50mV减励磁动作延时8S8主变压器间隙零序电流电压（TA变比：100/5）零序电流100A5A解列零序电压180V动作延时05S9主变压器通风（TA变比：750/5）动作电流275A184A起动主变通风动作延时5S10主变压器零序过流（TA变比：600/5）零序电流段540A45A解列段动作延时31S零序电流段240A2A段动作延时51S B柜整定计算结果表序号保护名称整定值出口方式名称一次值二次值延时1发电组差动（TA变比：主变高压侧1200/5机端8000/5厂高变高压侧8000/5）最小起动电流035I135A全停制动系数04二次谐波制动比01S速断电流30A负序电压6VTA断线动作延时1STA断线闭锁电流5A2发电机失磁高压侧低电压11040V80V减出力，切换厂用电阻抗圆圆心1585阻抗圆圆半径1778转子低电压判据系数045转子低电压45V动作延时t1S动作延时t03S解列灭磁3发电机负序过电流（定、反时限）（TA变比：8000/5）定时限灵敏段518A032A发信号灵敏段动作时间9S定时限不灵敏段3075A192A解列不灵敏段动作延时t6S不灵敏段动作延时t65S全停反时限起动电流034A解列长延时动作时间1000S反时限动作电流2205KA1378A4发电机对称过负荷（定、反时限）（TA变比：8000/5）定时限电流发信号定时限动作延时反时限过流起动7597A405A解列热值系数41散热系数1长延时动作时间70S反时限过流速断4444KA278A5发电机低压闭锁过流（TA变比：8000/5）动作电压60V解列动作电流7768A49A动作延时t6S动作延时t65S全停6主变高压侧非全相（TA变比：1200/5）起动电流734A031A解列动作延时04S7主变高压侧断路失灵（TA变比：1200/5）动作电流477A199A全停动作延时04S8主变绕组温度6V100S全停C柜整定计算结果表（厂高变保护）序号保护名称整定值出口方式名称一次值二次值延时1电流闭锁保护（TA变比：8000/5）动作电流464KA29A当厂高变高压侧电流二次值大于29A时，主变高压侧断路器小于29A时，跳厂高变高压侧断路器。2厂高变差动（TA变比：8000/5低压侧2000/5）最小起动电流035I1764A跳厂高变高低压侧断路器，起动快切1、快切2，跳主变高压侧断路器时经电流闭锁判断。制动系数04二次谐波制比015速断电流30ATA断线动作延时1STA断线解闭锁电流5A3过电流保护（TA变比：8000/5）动作电流3374A211A跳厂高变高压低侧断路器，起动快切1、快切2，跳主变高压侧断路器时经电流闭锁判断。动作延时1S4通风保护（TA变比：8000/5）动作电流552A0345A起动风扇动作延时5S5通风故障动作延时2S发信号6低压第一分支过流（TA变比：2000/5）动作电流5075A127A0。6S跳该分支断路器闭锁快切1。动作延时7低压第二分支过流变比同上动作电流5046A126A跳该分支断路器闭锁快切2。动作延时06S结论通过毕业设计，了解到电力系统继电保护是一门综合性的科学，它奠基于理论电工，电机学和电力系统等基础理论，还与电子技术、通讯技术、计算机技术和信息科学等新理论
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