发电机保护装置主要定值整定原则

1、 发电机保护装置主要定值整定原那么 仅供参考 DGP-11数字发电机差动保护装置 DGP-12数字发电机后备保护装置 DGP-13数字发电机接地保护装置 北京美兰尼尔电子技术1 1 DGP-11 数字发电机差动保护主要定值整定原那么 1.1纵差保护 1.1.1差动速断保护动作电流整定 差动速断保护动作电流一般按躲过机组非同期合闸产生的最大不平衡电流整 定。一般可取34倍额定电流。 1.1.2比率差动保护 1.1.2.1 最小动作电流(Ido)整定 I do为差动保护最小动作电流值，应按躲过正常发电机额定负载时的最大不平衡 电流(I unb o) 整定，即： Ido =Kk I unb o 或

2、Ido=KkX 2X 0.03I f2n 式中：Kk一可靠系数，取1.5; I unb o 一发电机额定负荷状态下，实测差动保护中的不平衡电流； I f2n 一发电机二次额定电流。 一般可取Ido= (0.150.3 In),通常整定为0.2 In。如果实测I unb .。较大， 那么应尽快查活Iunb o增大的原因，并予消除，防止因Ido整定过大而掩盖一、二 次设备的缺陷或隐患。 发电机内部短路时，特别是靠近中性点经过渡电阻短路时，机端或中性点 侧的三相电流可能不大，为保证内部短路时的灵敏度，最小动作电流 Ido不应无 根据地增大。 1.1.2.2 拐点电流定值(Ir)整定 定子电流等于或小

3、于额定电流时，差动保护不必具有制动特性，因此， I ro 可整定为： I ro= (0.8 1.0 ) I f2n 1.1.2.3 比率制动系数(K)整定 发电机差动保护比率制动系数按下式整定： K=K k Kap - Kx -隔 式中：R一可靠系数，取1.5; Kap-非周期分量系数，取2.0； Kx一电流互感器同型系数，取1.0; Ksr 一电流互感器比误差，取 0.1 o 在工程实用中，通常为平安可靠取 K=0.3。 1.1.2.4 灵敏度校验 按上述原那么整定的比率制动特性的差动保护，当发电机机端两相金届性短路时， 差动保护的灵敏度一定满足要求，不必进行灵敏度校验。 1.2横差保护 1

4、.2.1单元件横差保护动作电流整定 2 动作电流定值(Ihczd)按躲过外部短路最大不平衡电流整定，一般可取： I hczd= (0.20.3 ) I f1n/n a 式中：I fin一发电机一次额定电流； na一发电机横差零序电流互感器变比。 1.2.2 高灵敏横差保护 动作电流整定 高灵敏横差保护动作电流定值(Ihczd)按躲过发电机正常运行时中性点连线 的最大不平衡电流整定，一般可取： I hczd = (0.05 0.1 ) I f1n/n a 式中：I f1n 一发电机一次额定电流； na一发电机横差零序电流互感器变比。 作为该保护动作电流的运行值，应按躲过最大外部短路电流和失磁、

5、失步时转子偏心在横差电流互感器二次侧输出的零序不平衡电流的基波和 三次谐波分量。灵敏横差动作电流运行值可按下式整定： I hczd =Kk - KapI 2unb hmax + ( Iunb 3max / k3 )2 式中：KR一可靠系数，取1.5; K ap-非周期分量系数，取1.52.0 ; I unb 1 max最大外部短路电流时横差 TA二次侧输出的基波零序 不平衡电流； I unb 3 max最大外部短路电流时横差 TA二次侧输出的三次谐波 不平衡电流； K 3一三次谐波滤过比，取100。 高灵敏模差保护的拐点电流和制动系数整定 拐点电流Iro, 一般取发电机的二次额定电流If2n。

6、 相电流制动系数一般选取0.20.5。 动作时间整定 在发电机励磁回路一点接地动作后， 为防止励磁回路发生瞬时性两点接地时 横差保护误动，保护切换时间整定为 0.51s。3 2 DGP-12 数字发电机后备保护装置主要定值整定原那么 2.1复压闭锁过流保护 2.1.1动作电流定值整定计算 动作电流应按躲过发电机额定电流整定，计算公式为: I dZZd = - I f 2 n kf 式中：玲一可靠系数，取1.31.5; K f一返回系数，取0.90.95; I f2n发电机额定电流二次值。 灵敏系数应按下式校验： 2 I K min KLm= - 1.2 I dzzd 式中：Ik min一为系统

7、侧主变高压侧母线两相金届性短路时流过保护的最 小短路电流二次值。 2.1.2 低电压元件整定计算 低电压元件取线电压，动作电压定值Udzzd可按下式整定。 对丁汽轮发电机：Udzzd =0.6Ufn 对丁水轮发电机：Udzzd =0.7Ufn 式中：Ufn一发电机额定电压二次值。 灵敏系数应按系统侧主变高压侧母线三相短路的条件校验： 式中：I3kmax一主变高压侧母线金届性三相短路的最大短路电流二次值； X一系统主变电抗，取 X-Zt。 2.1.3 负序电压元件整定计算 负序动作电压定值Udzzd 应按躲过正常运行时出现的不平衡电压整定， 一般可取： U dzzd- 0.06 0.08 m 式

8、中：额定电压二次值。 灵敏系数应按系统侧主变高压侧母线两相短路的条件校验: K_m-Uz 1.5 U dzzd Lm- dzzd Xt (3) k max 1.2 4 式中：0min一系统侧主变高压侧母线两相短路时，保护安装处的最小负 序电压5 2.1.4 时间元件整定 按大丁升压变压器后备保护的动作时间整定。 2.2 发电机失磁保护 2.2.1失磁保护定子判据 2.2.1.1异步边介阻抗圆 失磁发电机的机端阻抗最终轨迹一定进入图 1的圆1中，圆1称为异步边介 阻抗圆，其整定为： 式中：X d、Xd分别为发电机暂态电抗和同步电抗标么值取不饱和值 ； Ugn、Sgn分别为发电机额定电压和额定视在

9、功率； na、nv一分别为电流互感器和电压互器变比。 !iX 异步边介阻抗圆心电抗定值XO、电阻定值R 及阻抗圆半径定值Zr按下式计算： * XO= 0.5 (XB+XA) RO=0 虹 Zr=0.5 (XB XA) 2.2.1.2 静稳边介阻抗圆 静稳边介阻抗圆见图1中的圆2,其整定值为： U 2gn *na C=XS - B=-(X d+0.5X d) 2 U gn *na Sgn *nv 图 1: IWL元件动作特性 6 Sgn 5 ,U B=-(Xd+0.5X d) S 式中：XS 一发电机与系统的联系电抗包括升压变压器阻抗标么值以发电 机额定值为基准值。 静稳边介阻抗圆心电抗定值XO

10、、电阻定值R。及阻抗圆半径定值Zr 按下式计算：2 gn 5a gn F 7 2.2.1.3 准静稳边介阻抗圆苹果圆 鉴丁阻抗图2在第I、皿象限的动作区易发生非失磁条件下的误动，为此选用 图1中的苹果圆3,它是在整定静稳边介阻抗圆的根底上作出的动作特性。 取X轴上的两点即原点0机端和一XB作为苹果圆的公共弦，在公共弦的中 垂线上取对称丁 X轴的两点0和02,以0和Q为圆心作圆弧虚线苹果圆3使之 与静稳边介阻抗圆在第用、IV象限尽量接近，苹果圆 3就是准静稳边介阻抗圆。由丁 电抗XC是随运行方式而变的，XC的变化严重影响圆2和苹果圆3的大小，作为失磁 保护整定计算，由系统调度部门给定 XS值即可

11、作出静稳边介阻抗圆和准静稳边介苹 果圆，XS可取最经常运行方式下的数值。 2.2.2 失磁保护转子判据 2.2.2.1 等励磁电压判据 励磁低电压定值Udzd视机组的实际情况整定，一般取： U fdzd=0.8Ufdo 式中：Ufdo 一发电机空载额定励磁电压值。 当进相运行时，适当降低 Ufdzd定值；当重载运行，为快速切除局部失磁跳闸的 发电机，可适当提高Ufdzd定值。 2.2.2.2 变励磁电压判据 变励磁比例系数Kf、凸极功率定值R的整定： 与系统并联运行的发电机，对应丁某一有功功率P,具有为维持静态稳定极限所 必须的励磁电压Ufd，也就是说，按照静稳极限条件例如：汽轮发电机的功角a

12、 =90, 输送一定的有功功率P,应有相应的励磁电压 Ufd。P值不同，静稳极限条件下的 Ud 也不同，二者的关系表达丁变励磁比例系数 Kf0共计算公式为： 式中：Pe一发电机额定功率单位： W； P t一发电机凸极功率单位： W; C n额定有功时的修正系数，Cn=- cos 2 a sb/sin3 a sb , a sb为发电机额 定有功时的极限功角，通过Kn=Pe/Pt与Cn的关系曲线或查表法可以 得到，参见表1 ； U S一无限大系统母线电压归算到发电机机端的电压值单位： V； do一发电机空载电势单位：V； U fdo一发电机空载额定励磁电压单位： V； X st-归算到机端侧的机端

13、至无限大系统母线间的联系电抗 凸极功率Pt整定计算公式： 2 U SXd -Xq Pe Kf= Pe t Cn(Xd Xst) Us *Edo U do 8 Pt= - 2Xd XstXq Xst 表 1 : Kn Cn 表 Kn Cn Kn Cn Kn G 3.3 0.847 5.6 0.941 7.7 0.968 3.6 0.869 6.0 0.948 8.0 0.970 4.0 0.891 6.3 0.953 8.3 0.972 4.3 0.904 6.6 0.957 8.7 0.975 4.7 0.919 6.8 0.959 9.0 0.976 5.0 0.927 7.1 0.962

14、9.5 0.979 5.3 0.935 7.4 0.965 10.0 0.981 2.2.3 高压侧母线三相低电压判据 本判据主要用丁防止由发电机失磁故障引发的无功储藏缺乏的系统电压崩 波，造成大面积停电，三相低电压定值Udyzd按下式计算： Udyzd= 0.85 0.9 Uh min 式中：Uh min一高压侧系统最低正常运行电压。 2.2.4 定子过电流判据 定子过电流判据的动作电流定值I dzzd 按躲过发电机的额定电流Ie 整定，整定计算公式为： I dzzd = ， I e K f 式中：Kk一可靠系数，取1.151.3; K f一返回系数，取0.90.95。 2.2.5 辅助判据

15、 2.2.5.1 系统故障判据 系统故障判别元件负序过流元件和相电流元件动作闭锁失磁保护的定子判 据和转子判据。整定计算公式为: 2zd = 1.2 1.4 I 2cq I 6zd= k , I e K f 式中：I2zd、I伽一分别为负序动作电流定值、相电流动作电流定值； I 2cq 一发电机常期允许负序电流二次值； I e一发电机额定电流二次值； 9 K K一可靠系数，取1.31.5 ; K f一返回系数，取0.9 o 2.2.5.2 强减励磁判据 当发电机机端电压高丁定值时，确认为发电机强减励磁闭锁失磁保护定子判 据和转子判据。动作电压Udz的整定计算公式为： U dz=Kue 式中：K

16、一可靠系数，取1.11.3; U e一发电机额定电压二次值。 2.2.6 发电机失磁后允许持续异步运行时间整定 失磁异步运行情况下，动作丁发电机解列的延时，由发电机制造厂和电力部门 用户共同决定允许发电机带0.40.5 Pe的失磁异步运行时间。 2.3发电机过负荷保护 过负荷保护动作电流Idz 按发电机长期允许的负荷电流下能可靠返回的条件整 定，其整定计算公式为： , Kk Ie k e I dz = K f 式中：K可靠系数，取1.05; 化一返回系数，取0.90.95 ; I e一发电机额定电流。 保护延时按躲过后备保护的最长时I可整定。 2.4 负序过流保护 负序过流保护动作电流I2dz

17、按发电机长期允许的负序电流I 2cq整定，其整定 计算公式为： , K k I 2cq I 2dz = K f 式中：E一可靠系数，取1.2; K一返回系数，取0.9。 保护延时按躲过后备保护的最长时I可整定。 3 DGP-13数字发电机接地保护装置主要定值整定原那么 3.1基波零序电压定子接地保护 动作电压LLdz应按躲过正常运行时中性点单相电压互感器或机端三相电 压互感器开口三角绕组的最大不平衡电压 LLnbmax 整定,整定计算公式为： Lodz = Kk , LUnb max 10 式中：Kk一可靠系数，取1.21.3; U unb max 一实测不平衡电压。 工程实用中，通常整定为：

18、LOdz= 0.10.2 U. 当投入主变高压侧零序电压闭锁判据时，动作电压 Ubdz 和闭锁电压Lhbs 按下式整定： LOdz= 0.05 0.1ue U hbs =1520V。 动作时间整定应与系统接地保护配合。 3.2 三次谐波电压比率定子接地保护 三次谐波电压比定值K31、K32 ,必须经过现场实测的并网前、后三次谐波电 压比值进行整定，整定方法为： 预整定：a =&3nTVN nTVo 式中：K一可靠系数，取1.31.5; n TVO一机端开口三角零序电压互感器变比； n TVN一中性点零序电压互感器变比。 实测发电机并网前最大三次谐波电压比值为 a 1 ,那么并网前比率定值： K31= 1.3 1.5 a 1； 实测发电机并网后最大三次谐波电压比值为 a 2,那么并网后比率定值：