发电机保护整定计算技术规范

1、定子绕组内部故障主保护、纵差保护1固定斜率的比率制动式纵差保护1） 、比率差动起动电流I op.0 : I op.0 =Krel Ker I gn na 或 I op.0 = Krel I unb.0一般取 I op.0 = （0.1 0.3） I gn/ na,推荐取 I op.0 = 0.2 I gn / na o2） 、制动特性的拐点电流I res.0拐点电流宜取 I res.0 = （0.8 1.0） I gn/ n，一般取 I res.0 = 0.8 I gn/ 0 o精选3）、比率制动特性的斜率S：I op. max I op.0I res. max I res 0计算最大不平衡电

2、流 式中：&p非周期分量系数 Kr 互感器比误差系数，取I unb.maxI unb.max = FpK）cr I k.max / na,取1.52.0 ; Kcc互感器同型系数，取0.5 ;0.1 ； I k.max 最大外部三相短路电流周期分量。差动保护的最大动作电流I op.max按躲最大外部短路时产生的最大暂态不平衡电流计算:式中：Krel可靠系数，取1.31.5 o比率制动特性的斜率 SI op.max = Krel I unb.max般 I res.max = I k.max/ Ila，贝卩S k. max / naI res.0 op.max I op.0I res.max I

3、res.0K relI unb.maxI op.02、变斜率的比率制动式纵差保护1 ）、比率差动起动电流Iop.0 :同4.1.1.12 ）、制动特性的拐点电流I res.1 :对于发电机保护，装置固定取对于发电机变压器组保护，装置固定取、比率制动特性的起始斜率S11 = Krel KccKr式中：Kel“比率差动起动电流”的整定。I res.1 = 4 I gn/ na。I res.1 = 61 gn/ Fla。Kr 互感器比误差系数，取、比率制动特性的最大斜率S2： 计算最大不平衡电流I unb.max： 式中：&p非周期分量系数 心一一互感器比误差系数，取可靠系数，取1.5 ; 6互感器

4、的同型系数，取0.5 ;0.1 ; 一般取 S= 0.1若I k.max小于I res.1 （最大斜率时的拐点电流）时，取I unb.max = pKcr I k.max / na，取1.52.0 ;Kcc互感器同型系数，取0.5 ;0.1 ； I k.max最大外部三相短路电流周期分量，I k.max =I res.1 。比率制动特性的斜率s：$ Iunb.max Iop.02SJgn/naI k .max / n a 2I gn / n a3、差动电流速断动作电流按躲过机组非同期合闸和最大外部短路电流产生的最大不平衡电流整定对于大机组，一般取 lsd.op=（34） Ign/ na、横差保

5、护1、裂相横差保护1 ）、起动电流：按躲过发电机额定负载时的最大不平衡电流整定：I op.0 = Kel （ lunb.l+lunb.2）般取 I op.0 = （0.2 0.3） I gn/ na O 机端变比 na2）制动特性的拐点电流：一般取 lres.0 1.2。机端变比na主变压器高压侧母线金属性两相短路时，流过保护的最小短路电流。2）相间低电压元件整定a）动作电压低电压元件取机端 TV 二次线电压，动作电压 Uop 可按下式整定。 对于汽轮发电机 对于水轮发电机式中：Ugn 发电机额定电压；nv电压互感器变比。b)按主变压器咼压侧母线二相短路进行灵敏度校验：Ksen= Uop/ (

6、Uk.max/ nv)式中：Uk.max主变高压侧母线金属性三相短路时发电机机端最大相间电压。 要求灵敏系数 Ksen 1.2。nv机端变比。3) 负序电压元件整定a) 动作电压按躲过正常运行时的不平衡线电压整定式中： U gn发电机额定线电压；按躲过正常运行时的不平衡相电压整定式中： U gn发电机额定相电压；b) 按主变压器高压侧母线两相短路进行灵敏度校验 式中： U2.min 主变高压侧母线二相短路时发电机机端最小负序电压。要求灵敏系数Ksen1.5。励磁回路接地保护叠加直流式一点接地保护1） 动作电阻高定值：Rop.g= 10 k Q2） 动作电阻低定值：Rop.d= 0.51 kQ二

7、、切换采样式 （乒乓式 ）一点接地保护1）动作电阻高定值：一般取 Rp.g= 1030 k Q2）动作电阻低定值：一般取 Rop.D = 0.52.5 kQ;三、定子二次谐波负序电压型两点接地保护按躲发电机正常运行和区外短路时测得的最大二次谐波负序电压整定。U 2w2.op= KrelU232.max式中：Krel 可靠系数，取 810； U232max额定工况时实测值，一般为 0.10.2 V。四、接地位置变化型两点接地保护1 ） 转子一点接地位置变化量一般取 aop= 5% 10%。定子绕组单相接地保护基波零序过电压保护按躲过正常运行时机端三相电压互感器开口三角绕组的最大不平衡电压整定Uo

8、p= KrelUunb.max式中：Krel可靠系数，取1.21.3 ；U unb.max一为实测开口三角绕组最大不平衡基波零序电压。按发电机额定线电压整定Uop=（ 0.050.1 ） Ugnn式中：Ugnn发电机额定二次线电压按发电机额定相电压整定Uop=（ 0.05-0.1） Ugnn式中：Ugnn一发电机额定二次相电压按躲过正常运行时发电机中性点的最大不平衡电压整定Uop= Krel Uu nb.max式中：Uunb.max 一一为实测发电机中性点侧最大不平衡基波零序电压。、三次谐波电压单相接地保护1）各整定项目根据保护装置说明书通过实测整定。发电机过负荷保护定子绕组对称过负荷保护1、

9、定时限过负荷保护。按躲过发电机的额定电流整定:I opK relgnKg式中：Krel可靠系数，取1.05 ；Kr返回系数，取0.90.95。2、反时限过电流保护1 ）反时限下限动作电流Is.op 与定时限过负荷保护动作电流配合整定：Is.op= Kcolop式中：Kco配合系数，取1.05;Iop 定时限过负荷保护动作电流。2）反时限下限动作时间Ts：Ktc(I s.op /I gn )2naKsrKtc = 37.5;式中：Ktc定子绕组热容量常数，由制造厂家提供。一般,Ks散热系数，一般取Ksr =1.021.05;I gn发电机额定电流Tu= 0.5 s 。3） 反时限上限动作时间Tu

10、：按与线路纵联保护配合整定，取4）反时限上限动作电流、转子绕组（励磁绕组）过负荷保护1、定时限过负荷保护按躲正常运行发电机的额定励磁电流整定。lopIKrel I fdn.交甘占.I fdn K31 op/其中I fdn交Kr.交na式中：Krel可靠系数，取1.05;Kr返回系数，取 0.90.95;Ifdn.交一发电机额定励磁电流转换为交流电流的二次值K3理论值K3 =0.816 ; Ifdn发电机额定励磁电流（额定转子电流）。2、反时限过负荷保护1）、反时限下限动作电流Is.op与定时限过负荷保护动作电流整定原则相同，K rel 1 fdn .交|s.op= 1 opK r式中：lop定

11、时限过负荷保护动作电流。2）、反时限下限动作时间TsCTs 2I s.op 2Krel 2（f：交）1（甘丿 1式中：C转子绕组过热常数,由制造厂家提供;3）反时限上限动作时间 Tu :4）反时限上限动作电流般取Tu 0.5 s 。1 u.oprcVuKsr I fdn .交Ksr散热系数,取 Ksr=1,转子表层负序过负荷保护1、定时限负序过负荷保护。按躲过发电机长期允许的负序电流整定:丨2I 2.op K rel* 1 gnK rna式中：Krel -12 *Ign-可靠系数，取 1.2; Kr 返回系数，取 0.90.95;-发电机长期允许负序电流，由制造厂家提供，一般I2-* 10%;

12、发电机额定电流；na电流互感器变比。2、反时限负序过电流保护I2s.op1）、反时限下限动作电流:与定时限过负荷保护动作电流配合整定：12s.op= Kcol2.OP式中：Kco配合系数，取1.05; l2.op 定时限过负荷保护动作电流。 2）、反时限下限动作时间T2sA1 gn 22(I 2s.op /) I 2式中：A转子表层承受负序电流能力的常数，由制造厂家提供; 128 *发电机长期允许负序电流标么值，由制造厂家提供;当计算结果大于 1000S时，取T2S=1OOO s O3、反时限上限动作时间 T2u :按与线路纵联保护配合整定，取4、反时限上限动作电流按反时限负序过流动作特性曲线

13、整定。T2u= 0.5 S O1 u .op1 gnna式中:A转子表层承受负序电流能力的常数，由制造厂家提供; 发电机长期允许负序电流标么值，由制造厂家提供;I 2*发电机低励失磁保护低电压判据1）系统低电压判据：按躲过高压系统母线允许最低正常运行电压整定Uop.3ph= （0.85 0.90）U h.min / nv式中：Uop.3ph三相同时低电压继电器动作电压；Uh.min高压系统母线允许最低正常运行电压，由调度部门提供。2）机端低电压判据：按躲过强行励磁启动电压及不破坏厂用电的安全整定Uop.3ph= （0.80.85）Ugn/ nv式中：Ugn发电机额定电压。定子阻抗判据1）异步边

14、界阻抗继电器XaXdU gnnaSgn nvXbXdU gnnaSgn nv式中：Xd、Xd发电机暂态电抗和同步电抗标么值（取不饱和值）;Ugn、3n发电机额定电压（kV）和额定视在功率（MVA）;na、nv电流互感器和电压互感器变比。2）静稳极限阻抗继电器XcXconU gn naSgnnvXbXdU gnna式中：Xcon*，即最小运行方式下系统归算至发电机母线的等值电抗标么值。转子电压判据式中：Krel可靠系数，取 0.60.8；Ufdo发电机空载励磁电压。1）励磁低电压：Ufd.op = Krel Ufdo2)变励磁电压判据：Ufd.op = Krel ( P Pt)变励磁系数Krel

15、、Pt发电机凸极功率由厂家提供。发电机失步保护三元件失步保护1）遮挡器特性Za、Zb、0整定ZaX con*U gn naZbXd0 = 80 85Sgn vSgn v式中：Xcon* 即最大运行方式下系统归算至发电机母线的等值电抗标么值；Xd发电机暂态电抗（取饱和值）；Ugn、Sgn一一发电机额定电压（kV）和额定视在功率（MVA）；na、nv机端电流互感器和电压互感器变比；0 系统阻抗角2）透镜特性a角的整定180 2arctg 2Zr 180 2arctg 154&血1Za ZbZa Zb式中：RL.min发电机最小负荷阻抗值（欧姆）；若a角小于保护装置的建议值，则取保护装置的建议值（通

16、常为120）。若a角大于保护装置的建议值，则取计算结果。3）电抗线ZcU gnnaQinU gn naZc 0.9Xt- - 0.9 Ud 工 g- - 0.9Sgn nvSnSgn nvUdU gn naSfn -v式中：Xt-Sgn4）I段区外滑极次数 N i5）n段区内滑极次数 N n遮挡器原理失步保护电抗定值XcUqnnaXgn ac Krel XtKrelSgnv1) |SgnU gn naU d STnSgn nvK relUdU gn na式中:Krel可靠系数，当滑极次数为1时，取Krel=0.9 ；当滑极次数2时，取Krel=1 ；Xt其中：变压器电抗值标么值（以发电机额定值

17、为基值），Ud变压器的短路阻抗；Sgn发电机额定视在功率，STn变压器额定容量，MVA ;MVA2)阻抗边界RiXaXconU gnnaXb vSgnXdU；n 爲Sgnnv-变压器电抗值标么值（以发电机额定值为基值）， 发电机额定视在功率，MVA ;般取N I = 4。般取N n = 2。式中：Xcon*即最大运行方式下系统归算至发电机母线的等值电抗标么值；X d发电机暂态电抗（取不饱和值）；Xa Xb 丄 1 Xa Xb R a - ctga - ctg602 2 2式中：8遮挡器原理失步保护动作区的第1内角，通常设置8 = 120 为保证发电机组正常运行时的负荷阻抗位于动作区外，故要求校

18、核R1 0.8Rl3）阻抗边界RlRl其中:R24)5)6)R3R41区停留时间阻抗边界阻抗边界t1发电机正常运行负荷电阻值（欧姆），U gn naSgnnvcos nZ L coscos nr2 1r12R 3= R 2发电机额定功率因数;R 4= R 1按系统最小振荡周期进行整定t1丄旦二inK 冋360出遮挡器原理失步保护动作区的第1内角，通常设置81=120 2arctgXa Xb2R2式中：T min系统最小振荡周期，一般为T min = 0.5 1.5 S；Krel可靠系数，Krel =1.3 1.5。7）2区停留时间t2t2K rel180 23608）3区停留时间t3t 3=

19、t 19) 4区停留时间t41t4 Tmint1 t2 t3K rel10）滑极次数N通常N = 12，一般取N = 2。发电机异常运行保护、定子铁心过励磁保护1、过励磁保护发信段1）励磁倍数N1 1.052、定过励磁保护跳闸段1）励磁倍数N2按制造厂提供，一般取N2=1.251.35、发电机频率异常保护1、频率异常保护发信段1）高值频率定值50.52）低值频率定值48.52、频率异常保护跳闸段1）高值频率定值51.52）低值频率定值48发电机逆功率保护1)动作功率 Pop : Pop = Krel ( P1 + P2) 式中：Krel可靠系数，取 0.50.8,建议Krel取较大值；Pi 汽

20、轮机在逆功率运行时的最小损耗，一般取额定功率的2%4%，建议P1取较大值；P2发电机在逆功率运行时的最小损耗，一般取P2 (1 - n )Pgn。其中：n 发电机效率，由制造厂家提供，一般取 98.6%98.7%Pgn发电机额定功率。四、发电机定子过电压保护1)动作电压式中：Ugn发电机额定电压;nv电压互感器变比。五、启停机保护1、基波零序过电压保护1) 、按躲过正常运行时机端三相电压互感器开口三角绕组的最大不平衡电压整定U op= KrelU unb.max式中：Krel可靠系数，取 1.2 1.3 ；U unb.max为实测开口三角绕组最大不平衡基波零序电压。2) 、按躲过正常运行时发电机中性点的最大不平衡电压整定Uop= KrelUunb.max式中：U unb.max为实测发电机中性点侧最大不平衡零序电压3）、按发电机额定电压整定：Uop=（ 0.050.1） Ugnn式中：Ugnn