发变组保护设计参考

毕业设计指导一 概述二、保护选型及配置 选用xxxxxxxx公司生产的xxxxx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，分布于若干个独立的CPU系统，可满足各种容量的火电或水电发电机百年压气组保护的要求，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。闹户装置按屏柜设计，一个机组单元成套保护可由3个柜组成，由一台工控机通过串行通讯后进行管理，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。（参见所选产品的说明书）1.发电机变压器组保护配置如下：反应故障状态的保护（1） 发电机纵差保护（2） 发电机定子匝间保护（3） 发电机转子两点接地保护（4） 发电机变压器组纵差保护（5） 主变压器高压侧零序保护（6） 主变压气瓦斯保护（7） 主变压器压力释放保护（8） 厂用高压变压器纵差保护（9） 发电机低压过流保护（10） 厂用高压变压器瓦斯保护（11） 厂用高压变压器压力释放保护（12） 厂用高压变压器高压侧过流保护（13） 厂用高压变压器变低压侧过流保护异常运行保护（1）定子保护接地（2）转子一点接地保护（3）励磁机过负荷保护（4）失磁保护（5）定子对称过负荷（定、反时限）保护（6）定子不对称过负荷（定、反时限）保护其他非电气量保护（1）发电机断水保护（2）主汽门关闭保护（3）主变压器通风故障保护（4）主变压器温度保护（5）主变压器油位保护（6）主变压器瓦斯保护（7）主变压器压力释放保护（8）厂用高压变压器问地保护（9）厂用高压变压器油位保护（10）厂用高压变压器轻瓦斯保护（11）厂用高压变压器压力释放（信号）保护其他电量保护（1）25%低电流保护（2）TA断线保护（3）TV断线保护（4）主变通风起动保护（5）厂变通风起动保护（6）厂变高压侧电流判别保护2.主要保护的原理(1) 发电机纵差保护(2) 发电机定子匝间保护(3) 发电机转子两点接地保护(4) 发电机失磁保护(5) 发电机变压器组纵差保护(6) 主变压器高压侧零序保护(7) 主变压气瓦斯保护三、短路电流计算：1.参数计算2.短路电流计算四、继电保护用互感器选择1.电流互感器的选择（1）变比选择（2）型号选择及校验2. 电压互感器的选择（1）变比选择（2）型号选择及校验五、继电保护整定计算（一）A柜整定值计算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。（1） 最小起动电流Ik.op.o按式Ik.op.o=(0.1.0.20)I2n整定，在工程中，为可靠起见，取0.3IG.n(IG.n为发电机额定电流二次侧值)，二次值为 A。（2） 最小制动电流（3） 比率制动系数Kbrk。可靠系数Krel取1.5；非周期分量系数Kaper取1；互感器的同型系数Kst取0.5；电流互感器比值误差KTA取0.1，按Ik.op.max=KrelIunb.max可得Kbrk.max=0.075；为保证可靠制动，一般取比率制动系数Kbrk为0.30.5，本设计取值为0.4（4） 差动速断电流Ik.op.q取6倍于发电机额定电流。（用算式表示，）（5） 负序电压定值U2.op按式U2.op=0.06UT.n/ntv整定，取 A。（6） TA断线动作延时tTA取 s.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。（1） 零序电压发电机定子接地保护按Uk.opUunb, Ksen=3Uo/Uk.op整定，动作电压取3Uo.op为 V。保护的死区为10%。（2） 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，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。（3） 动作时间取 s.3.发电机断水保护 当发电机内冷水流量低于5t/h，压力小于0.05Mpa或高于0.5MPa时，则判断发电机断水，由于热工送来的水已经过了30s延时，故微机保护中的延时整定为0s。4. 25%低电流 动作电流Iop取25%IG.n。动作时间t取0.5s.5.发电机转子两点接地保护 反应转子不对称故障引起的定子二次谐波，动作电压U2 .op按躲过额定负荷下二次谐波的实测值整定。初步整定值取2.5V，时间取0.5s.6.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Ry.set取10K，动作时间取5s.7.定子匝间保护（本发电机为双星形接线，且中性点有6根引出线，宜采用单继电器横差保护）整定计算参考继电保护教材。 8.励磁绕组过负荷保护 装设定时限励磁绕组过负荷保护，按式Ik.op=KrelIG.n/KreanTA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500 mV。动作时间按躲过强励时间整定，取8s.9主变间隙零序电流电压保护（1）间隙零序电流定值3Io.op。一次值取100A，为经验值。（2）零序电压整定值二次值为3Uo.op。按 式整定，取180V。（3）动作时间取0.5s.10.主变通风保护动作电流值Iop 取75%主变额定电流起动辅助冷却器，动作时间取5s.11.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.12.主变零序电流保护（1）零序段。动作电流Io.op按Io.op=KrelKb.maxI/o.op.n整定。（2）零序段。动作电流Io.op按Io.op=KrelKb.maxI/o.op. n整定，。（二）B柜整定值计算1.发电机差动保护 （1）最小起动电流Ik.op.o按Ik.op.o=(0.200.50)I2n整定，可靠系数Krel取1.31.5；电流互感器比值误差KTA.n取0.01；电流互感器标准化m误差取0.05；发电机额定电流一次值为 A。根据经验，为提高可靠性，取Ik.op.o1.35A，对应一次电流为0.35I，In为额定电流一次值。（2）比率制动系数Kbrk按Iunb.max=(KstKaperKTA+U+m)IK.max整定，一般取Kbrk=0.30.7,本设计取值为0.4。（3）二次谐波制动比K2.brk一般取0.120.24，本设计取0.15。（4）差动速断动作电流Ik.op.q取6倍于变压器额定电流。（5）TA断线延时定值取1s（6）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。当发电机差电流大于该值时，TA断线闭锁功能自动退出。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。(1) 高压侧低电压二次值Uop.h按系统长期允许运行的低电压整定，取80V.(2) 阻抗圆心为（0，j (Xd-Xs）/2）,按Xc=(XdXs)/2计算为 。(3) 阻抗圆半径为(Xd+Xs)/2，按Xr=(Xd+Xs)/2计算为 。（画阻抗图说明。）(4) 转子低电压判据系数Kf取0.45。(5) 转子低电压Uop.f取45V。(6) 动作时间t0取1s;t1取0.3s。3.发电机负序过流保护（或称转子表层过负荷保护）（1）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I2.op.l为 I2.op.l=KrelI2*IG.n/KresnTA式中 Krel可靠系数，取1 I2*发电机长期允许负序电流的标么值，取 0.08 Kres返回系数，取0.95 IG.n发电机的额定带电流，为6150AnTA电流互感器变比为80005 经计算I2.op.l为 A。动作时间躲后备保护动作时间取9s。 2)负序电流保护步灵敏段（动作于跳闸）为 I2.op.h=(0.50.6)IGn/nTA 经计算I2.op.h为 A。动作时间有两段，t1取6s, t2取6.5s （2）反时限负序过流。反时间负序过流起动电流二次值（即下限动作电流）I2.st按I2.op=A/t *IG.n/nTA整定，发电机承受负序电流的能力的 常数A取8，允许的持续时间取1000s,经计算I2.st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I2.op（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0 s。4.发电机对称过负荷保护（1）定时限过负荷保护。动作电流二次值Ik.op按Ik.o=KrelIG.n/KresnTA整定，返回系数Kres取0.95，可靠系数Krel取1.0。经计算Ik.op为 A，动作时间躲后备保护动作时间取9s。 （2）反时限过负荷保护。动作判据按t=K/I2*-(1+)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 ，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 kA，动作时间为0s5低压闭锁过流保护（1）动作电流二次值Ik.op按Ik.op=KrelIT.n/Kres整定，取 。（2）动作电压二次值Uk.op按Uk.op0.7UT.n/nTV整定，取 。（3）动作时间由两段，t1取6s, t2取6.5s。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，负序带你流定值I2.op取主变压器高压侧额定电流的0.2倍，经计算电流为 A,动作时间取0.4 s。7.断路器失灵保护 电流元件Ik.op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 A，动作时间取0 s。（三）C柜整定值计算1.电流闭锁保护动作电流Iop 取发电机端断路器（高压厂用变压器高压侧）的最大开断电流 KA的 0.8 倍，Iop=0.8*Iop = KA 2.高压厂用变压器差动保护（1）最小起动电流的Ik.op.o 按Ik.op.o=(0.200.50)I2n整定，并为提高可靠性，取0.35In（In为变压器额定电流），二次值为 A.(2) 比率制动系数Kbrk按Iunb.max=(KstKaperKTA+U+m)IK.max整定，一般取Kbrk0.370.7。本设计取值为 。（3）二次谐波制动比K2.brk一般取0.120.24，本设计取0.15。（4）差动速断动作电流Ik.