2×34000kW水电站继电保护设计范文分享

.摘要继电保护是电力系统的第一道防线，在系统故障时能够最快速有效的切除故障元件、减小停电范围、限制事故对设备损害。电力系统继电保护的合理设计与保护配置能够保证电力系统安全稳定的运行。因此在设计继电保护时要满足继电保护“四性”的要求。本文主要描述了容量为2×34000kW水电站110kV系统的电气设备和电力线路的继电保护设计。首先要对给出的原始参数进行分析，再结合继电保护的原理根据《电力工程电气设计手册电气二次》相关规程对系统中的发电机、变压器、两回出线进行保护配置和整定计算，并且选择相关的二次设备。最后根据配置的保护绘制发电机、变压器、线路的二次回路图。关键词：继电保护 电力系统 保护配置 整定计算.ABSTRACTRelayprotectionisthefirstlineofdefenseinthepowersystem,insystemfailurecanquicklyandeffectivelytheremovaloffaultycomponents,reducepowerrange,limitaccidentsofequipmentdamage.Powersystemrelayprotectionreasonabledesignandprotectionconfigurationtoensurethesafeandstableoperationofpowersystem.Thereforeindesignofrelayprotectiontomeettheprotection"four".Thispapermainlydescribesthecapacityof2×34000kWhydropowerstationof110kVsystemofelectricalequipmentandpowertransmissionlinesdesign.Firsttogivetheoriginalparameterswereanalyzed,combinedwiththeprincipleofrelayprotectionaccordingto<electricalengineeringelectricdesignhandbookforelectricalsecondary>rulesofsystemofgenerator,transformer,twobackoutletprotectionconfigurationandsettingcalculationandselectionofrelevantsecondaryequipment.Finally,accordingtotheprotectionconfigurationdrawinggenerator,transformer,circuitsecondarycircuitdiagram.Keywords：Relayprotection;Electricpowersystem;Protectionconfiguration;Settingcalculation.目录摘要 IABSTRACT II绪论 11.1继电保护在电力系统中的作用 11.2对继电保护的要求 2第一章原始资料分析 41.1系统原始参数 41.2系统运行方式 61.2.1系统接地方式 61.2.2系统运行方式选择 61.3初步保护配置 7第二章短路计算 92.1短路计算的目的 92.2短路的种类 92.3元件参数计算 92.4系统等值网络图 112.5短路电流计算 12第三章线路保护 163.1保护配置原则 163.2AB线路保护 173.2.1两段式电流保护 173.2.2两段式零序电流保护 193.3AC线路保护整定计算 213.3.1带方向的三段式距离保护 213.3.2带方向的三段式零序电流保护 233.4母线保护 27第四章主设备保护 294.1主设备继电保护设计原则 29.4.2发电机保护 294.2.1发电机保护配置原则 294.2.2纵差动保护 324.2.3复合电压启动的过电流保护 334.2.4失磁保护 354.2.5定子绕组过负荷保护 364.2.6定子绕组过电压保护 374.2.7定子绕组一点接地保护 374.3变压器保护配置 394.3.1变压器保护配置原则 394.3.2变压器纵差动保护 414.3.3复合电压启动过电流保护 444.3.4变压器高压侧零序电流保护 464.3.5瓦斯保护 484.3.6高压侧过负荷整定 494.3.7温度保护 494.3.8变压器保护整定结果 49第五章设备选择 515.1线路保护设备选择 515.2发电机保护设备选择 515.3变压器保护设备选择 525.4其他设备选择 535.5设备选择结果表 53第六章保护二次回路图 54结论 54总结与体会 56谢辞 57参考文献 58附录一系统参数计算 59.附录二短路计算 64附录三外文资料翻译 88一、外文原文 88二、外文翻译 93[1]：.绪论1.1继电保护在电力系统中的作用电力系统在运行中，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形式的短路。在发生短路时可能产生以下的后果（1）通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏；（2）短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用，引起它们的损坏或缩短它们的使用寿命；（3）电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品质量；（4）破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振动，甚至使整个系统瓦解；电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况属于不正常运行状态。例如，因负荷超过电气设备的额定值而引起的电流升高（一般又称过负荷） ，就是一种最常见的不正常运行状态。由于过负荷，使元件载流部分和绝缘材料的温度不断升高，加速绝缘的老化和损坏，就可能发展成故障。此外，系统中出现功率缺额而引起的频率降低，发电机突然甩负荷而产生的过电压，以及电力系统发生振荡等，都属于不正常运行状态。[1]故障和不正常运行状态，都可能在电力系统中引起事故。 事故，就是指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。[1]系统事故的发生，除了由于自然条件的因素（如遭受雷击等）以外，一般者是由于设备制造上的缺陷、设计和安装的错误、检修质量不高或运行维护不当而引起的。因此，只要充分发挥人的主观能动性， 正确地掌握客观规律，加强对设备的维护和检修，就可能大大减少事故发生的机率，把事故消灭在发生之前。[1]在电力系统中，除应采取各项积极措施消除或减少发生故障的可能性以外，故障一旦发生，保证电力系统安全运行的最有效方法之一，就是必须迅速而有选择性地切除故障元件，切除故障的时间常常要求小到十分之几甚至百分之几秒，实践证明只有装设在每个电气元件上的保护装置才有可能满足这个要求。这种保护装置直到目前为.止，大多是由单个继电器或继电器与其附属设备的组合构成的，故称为继电保护装置。在电力式静态保护装置和数字式保护装置出现以后，虽然继电器已被电力元件计算机所代替，但仍沿用此名称。在电业部门常用继电保护一词泛指继电保护技术式由各种继电保护装置组成的继电保护系统，继电保护装置一词则指各种具体的装置。[1]继电保护装置，就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置，它的基本任务是[1]：（1）自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其它无故障部分迅速恢复正常运行；（2）反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件（例如有无经常值班人员），而动作于发出信号、减负荷或跳闸。此时一般不要求保护迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时，以免不必要的动作和由于干扰而引起的误动作。1.2对继电保护的要求动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求，即可靠性（安全性和依赖性）、选择性、速动性和灵敏性。这几“性”之间，紧密联系，既矛盾又统一，必须根据具体电力系统运行的主要矛盾和矛盾的主要方面，配置、配合、整定每个电力元件的继电保护，充分发挥和利用继电保护的科学性、工程技术性，使继电保护为提高电力系统运行的安全性、稳定性和经济性发挥最大的效能。[2]（1）可靠性：可靠性包括安全性和信赖性，是对继电保护性能的最根本要求。所谓安全性，是要求继电保护在不需要它动作时可靠不动作，即不发生误动作。所谓信赖性，是要求继电保护在规定的保护范围内发生了应该动作的故障时可靠动作， 即不发生拒绝动作。[2]（2）选择性：继电保护选择性是指保护装置动作时，在可能最小的区间内将故障从电力系统中断开，最大限度地保证系统中无故障部分仍能继续安全运行。 它包含两种意思：其一是只因由装在故障元件上的保护装置动作切除故障； 其二是要力争相邻元件的保护装置对它起后备保护作用。 [2]这种选择性的保证，除利用一定的延时使本线路的后备保护与主保护正确配合外，还需注意相邻元件后备保护之间的正确配合。 其一是上级元件后备保护的灵敏度.要低于下级元件后备保护的灵敏度；其二是上级元件后备保护的动作时间要大于下级元件后备保护的动作时间。在短路电流水平较低、保护处于动作边缘情况下， 此两条件缺一不可。[2]（3）速动性：继电保护的速动性是指尽可能快地切除故障，以减小设备及用户在大短路电流、低电压下运行的时间，降低设备的损坏程度，提高电力系统并列运行的稳定性。[2]（4）灵敏性：继电保护的灵敏性，是指对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应该是在规定的保护范围内部故障时，在系统任意的运行条件下，无论短路点的位置、短路的类型如何，以及短路点是否有过渡电阻，当发生短路时都能敏锐感觉、正确反应。灵敏性通常用灵敏系数或灵敏度来衡量，增大灵敏度，增加了保护动作的依赖性。[2]以上四个基本要求是评价和研究继电保护的基本性能的基础，在它们之间，既有矛盾的一面，又要根据被保护元件在电力系统中的作用，使以上四个基本要求在所配置的保护中得到统一。继电保护的科学研究、设计、制造和运行的大部分工作也是围绕如何处理好这四者的辩证统一关系进行的。相同原理的保护装置在电力系统的不同位置的元件上如何配置与配合，相同的电力元件在电力系统不同位置安装时如何配置相应的继电保护，才能最大限度地发挥被保护电力系统的运行效能，充分体现着继电保护工作的科学性和继电保护过程的技术性。[2].第一章 原始资料分析1.1系统原始参数图1-1系统一次接线图发电机：1G、2G型号：SF34-16/410容量：34000kW电压等级：6.3kVXd"0.1792X20.1807cos0.853G、4G型号：TS425/79-32容量：7500kW电压等级：10.5kVXd"0.213X20.223cos0.8变压器：1T、2T型号：SF11-50000/110.变比：11022.5%/6.3、10.5Uk%10.53T、4T型号：S11-M-250变比：（10、6.3）22.5%/0.4Uk%45T、8T、9T型号：SF11-20000/110变比：11022.5%/6.3、10.5Uk%10.56T 型号：S11-M-200变比：（10、6.3） 2 2.5%/0.4Uk% 47T 型号：SF11-16000/110变比：1102 2.5%/6.3、10.5Uk% 10.510T、11T 型号：SFS11-25000/110变比：11081.25%/35/6.3、10.5Uk1%10.5Uk2%6.5Uk3%1712T型号：SF11-10000/110变比：11022.5%/6.3、10.5Uk%10.5线路：电阻率Xl0.4/kmAB：45kmAC：60kmAF：40kmCD、FG：50kmDE：55km.1.2系统运行方式1.2.1系统接地方式变压器中性点接地选择原则 [3]：（1）、发电厂、变电所低压侧有电源的变压器，中性点均要接地。（2）、自耦型和有绝缘要求的其他变压器，其中性点必须接地。（3）、T接于线路上的变压器，以不接地运行为宜。（4）、为防止操作过电压，在操作时应临时将变压器中性点接地， 操作完毕后再断开，这种情况下不按接地运行考虑。根据规定，则系统运行的接地方式为：变压器 1T、5T、8T、11T接地运行，其余变压器不接地。1.2.2系统运行方式选择电力系统不同的运行方式影响保护的性能， 所配置的保护应该能满足系统各种运行方式下对继电保护选择性、可靠性、灵敏性、速动性的要求。所以需要对系统运行方式分析，使用分析、计算的结果对继电保护进行整定和灵敏度校验。最大运行方式：在相同地点发生相同类型的短路时流过保护安装处的电流最大，对继电保护而言称为最大运行方式， 对应的系统等值阻抗最小， Zs Zs.min。[2]在本次设计过程中，系统最大运行方式为A、F两座水电站所有发电机投入，即发电机1G、2G、3G、4G均投入运行。最小运行方式：在相同地点发生相同类型的短路时流过保护安装处的电流最小，对继电保护而言称为最大运行方式，对应的系统等值阻抗最大， Zs Zs.max。[2]在本次设计过程中，系统最小运行方式为 A、F两座水电站各有一台发电机投入运行，即发电机1G、3G投入运行，发电机 2G、4G停运。.1.3初步保护配置根据初始资料，对水电站进行初步的保护配置，保护配置图如图 1-2所示，保护的构成及动作行为如表 1-1所示。4TV带方向的三段式电流保护、带15TA方向的三段式零序电流保护母线电流差动保护16TA母线电流差动保护4QF5QF9TA两段式电流保护、两10TA带方向的三段式电流保护、带方向的三段式零序电流保护段式零序电流保护零序电流电Ⅰ母线电流差动保护Ⅱ13TA14TA压保护、高过负荷保护、高压侧复合电3TV压侧复合电压起压起动过流6TA带方向的三段式电流保护、带动过流保护保护6QF11TA方向的三段式零序电流保护2TV母线电流差动保护12TA2QF7QF母线电流差动保护5TA变压器差动保护7TA1T2T零序电流电压保护4TA发电机差动保护3TA变压器差动保护8TA变压器差动保护1QF3QF定子绕组过电压保护、定子绕组1TV单相接地保护、转子绕组一点接地保护、复合电压起动过流保护、失磁保护2G1G厂用电2TA发电机差动保护1TA失磁保护、复合电压起动过流保护、过负荷保护图1-2初步保护配置图表1-1初步保护配置情况元件保护名称保护构成动作行为纵差动保护2TA、4TA瞬时动作于停机、灭磁、跳1QF复合电压起动过电流保护1TA、1TV延时动作于停机、跳1QF发定子绕组过电压保护1TV延时动作于解列、灭磁、跳1QF电定子绕组过负荷保护1TA延时动作于发信号机失磁保护1TV、1TA延时动作于停机、灭磁、跳1QF定子绕组单相接地保护1TV延时跳1QF，发信号转子绕组一点接地保护1TV延时动作于发信号变纵差动保护3TA、5TA瞬时跳闸，跳1QF、2QF、3QF压高压侧复合电压起动过电流保护6TA、2TV延时跳2QF.器高压侧过负荷保护6TA延时动作于发信号零序电流电压保护7TA延时跳2QF轻瓦斯保护动作于信号重瓦斯瞬时跳闸，跳1QF、2QF、3QF温度保护瞬时动作于信号AB瞬时电流速断保护（电流Ⅰ段）9TA瞬时动作，跳4QF定时限过电流保护（电流Ⅱ段）9TA延时动作，跳4QF线零序电流Ⅰ段9TA瞬时动作，跳4QF路零序电流Ⅱ段9TA延时动作，跳4QF带方向的距离Ⅰ段保护3TV、4TV、10TA瞬时动作，跳4QFAC带方向的距离Ⅱ段保护3TV、4TV、10TA延时动作，跳4QF带方向的距离Ⅲ段保护3TV、4TV、10TA延时动作，跳4QF线带方向的零序电流Ⅰ段保护10TA瞬时动作，跳4QF路带方向的零序电流Ⅱ段保护10TA延时动作，跳4QF带方向的零序电流Ⅲ段保护10TA延时动作，跳4QFⅠ段：瞬时跳6QF，延时跳2QF、母线母线电流差动保护Ⅰ段：11TA、14TA、15TA4QFⅡ段：12TA、13TA、16TAⅡ段：瞬时跳6QF，延时跳5QF、7QF.第二章 短路计算2.1短路计算的目的（1）电气主接线方案的比较和选择；（2）选择电气一次设备的依据。如：断路器、互感器、母线、电缆等；（3）电力系统继电保护设计和整定的基础；（4）比较和选择发电厂和电力系统电气主接线图的依据，根据它可以确定限制短路电流的措施。2.2短路的种类对称短路：三相短路[4]不对称短路：两相短路、单相接地短路、两相接地短路 [4]2.3元件参数计算元件参数均采用标幺值，基准取SB100MVA，UBUav。表2-1各电压侧基准电流电压侧高压侧中压侧低压侧UB(kV)115kV10.5kV6.3kVIB(kA)502A5498A9164A.表2-2变压器参数计算结果表（参数计算过程见附录一）元件名称符号正序负序1T、2TX1T、X2T0.210.213T、4TX3T、X4T16165TX5T0.5250.5256TX6T20207TX7T0.6560.6568T、9TX8T、X9T0.5250.525X10T、X11T0.420.421110T、11TX10T、X11T0022X10T、X11T0.260.263312TX12T1.051.05表2-3发电机参数计算结果表（参数计算过程见附录一）元件名称正序负序1G、2G0.4480.4523G、4G2.2722.379.表2-4线路参数计算结果表（参数计算过程见附录一）元件名称符号正序负序零序AB线路XAB0.1360.1360.408AC线路XAC0.1810.1810.543AF线路XAF0.120.120.36FG、CD线路XFG、XCD0.1510.1510.453DE线路XDE0.1660.1660.4982.4系统等值网络图1310KV10T11T10T0.260.26035KV111210T11T11T0.420.420D100.1660.1518E16C0.128T9T0.181FS0.5250.52594B310KV10KV7T0.136110KV1610KV0.6562A3G1T2TX=2.2720.210.21X2=2.379161G3T2G4TX=0.448X=0.44816516X2=0.452X2=0.4527厂用电厂用电图2-1系统正（负）序等值网络图

10KVG 1912T1.05180.151155T0.5254G6TX =2.27220X2=2.37917厂用电.13X11T0.2711GX11T0.45181080.453DC0.4989T0.543150.5250.36F5TE1490.525B1630.408A21T0.211图2-2系统零序等值网络图2.5短路电流计算如图2-1系统正（负）序等值网络图所示，将系统从1—18节点编号，在本次设计过程中，需要计算节点 1、2、3、4、5、8、9、10、14、15节点的短路电流用于继电保护的整定和灵敏度校验。在表格中短路电流名称的表示方法，下标第一个表示短路点，第二个表示电流支路，第三个表示系统运行方式，上标表示短路类型。（2）表示两相短路，（3）表示三相短路，（1）单相接地短路，（1,1）表示两相接地短路。例如：Ik(2)1g21gmin表示最小运行方式下，1节点短路时流过2节点到1节点的的两相短路电流电流。.表2-3归算到6.3kV侧电流值（计算过程见附录二）短路点标幺值有名值Ik(3)1gmax4.43340624I(2)gg1.92217613.21k11GminK1Ik(2)1g21gmin1.36312490.53Ik(3)1g21gmax2.19920151.636K2Ik(2)2g12?min1.3112004.84K5Ik(2)5g1Ggmin0.0156142.96表2-41节点归算到110kV侧短路电流计算结果表（计算过程见附录二）短路电流名称Ik(2)1gminIk(2)1g1GgminIk(2)1g21gminIk(3)1gmaxIk(3)1g1GgmaxIk(3)1g21gmax标幺值3.28541.9221.3634.4332.2342.199有名值1649.27964.844684.232225.371121.471103.9表2-52节点归算到110kV侧短路电流计算结果表（计算过程见附录二）I(1)(1)(1,1)(1,1)I(1)I(1)短路电流名称0gk2gmaxI0gk2gminI0gk2gmaxI0gk2gmin0gk2g保护gmax0gk2g保护gmin标幺值21.5142.1861.8461.6671.262有名值1004760.031088.34926.69836.83633.52短路电流名称I(1,1)I(1,1)Ik(2)2gminIk(3)2gmaxIk(2)2g12?minIk(3)2g12?max0gk2g保护gmax0gk2g保护gmin标幺值1.8071.5373.345.621.311.523有名值907.11711.571676.682821.24657.62764.55表2-63节点归算到110kV侧短路电流计算结果表（计算过程见附录二）短路电流名称(2)(2)(3)(3)(1,1)Ik3gminIk3g12gminIk3gmaxIk3g12gmaxI0gk3gmin标幺值2.190.863.1850.8630.67有名值1099.38431.721598.87433.23336.34.表2-74节点归算到110kV侧短路电流计算结果表（计算过程见附录二）短路电流名称Ik(3)4gmaxIk(2)4gmin标幺值0.9110.82有名值457.32411.64表2-85节点归算到110kV侧短路电流计算结果表（计算过程见附录二）短路电流名称Ik(3)5gmaxIk(2)5gminIk(3)5g21gmaxIk(2)5g21gminIk(3)5g1GgmaxIk(2)5g1Ggmin标幺值0.0620.0310.03080.01540.03120.0156有名值31.12415.56215.4627.73115.667.83表2-98节点归算到110kV侧短路电流计算结果表（计算过程见附录二）短路电流名称Ik(2)8gminIk(3)8gmaxIk(2)8g28gminIk(3)8g28gmaxIk(2)8g12gmin标幺值3.9255.3361.22.180.979有名值1970.352678.67602.41094.36491.46(3)(1)(1)(1,1)(1,1)短路电流名称Ik8g12gmaxI0gk8gmaxI0gk8gminI0gk8gmaxI0gk8gmin标幺值1.261.6941.52351.621.5417有名值632.52850.39764.8813.24773.93(1)(1)(1,1)(1,1)短路电流名称I0gk8g28gmaxI0gk8g28gminI0gk8g28gmaxI0gk8g28gmin标幺值0.51120.45970.48880.4652有名值256.62230.77245.38233.53表2-109节点归算到110kV侧短路电流计算结果表（计算过程见附录二）短路电流名称Ik(2)9gminIk(3)9gmaxIk(2)9g28gminIk(3)9g28gmax标幺值1.79252.22270.5490.9086有名值899.841115.8275.6456.12表2-1110节点归算到110kV侧短路电流计算结果表（计算过程见附录二）短路电流名称I0(1)gk10gmaxI0gk10(1)gminI0(1,1)gk10gmaxI0gk10(1,1)gmin标幺值2.1142.0371.811.781有名值1061.231022.57908.62894.06.(1)(1)(1,1)(1,1)短路电流名称I0gk10g810gmaxI0gk10g810gminI0gk10g810gmaxI0gk10g810gmin标幺值0.59230.5710.5070.499有名值297.33286.64254.51250.5短路电流名称I0(1)gk10g28gmaxI0(1)gk10g28gminI0(1,1)gk10g28gmaxI0(1,1)gk10g28gmin标幺值0.25120.24220.2150.2117有名值126.1121.58107.93106.27短路电流名称Ik(3)10gmaxIk(2)10gminIk(3)10g28gmaxIk(2)10g28gmin标幺值7.6926.2081.6410.9958有名值3861.383116.42823.78499.89表2-1114节点归算到110kV侧短路电流计算结果表（计算过程见附录二）短路电流名称I0(1)gk14gmaxI0(1)gk14gminI0(1,1)gk14gmaxI0(1,1)gk14gmin标幺值0.41330.33980.40.3619有名值207.48170.58200.8181.67表2-1215节点归算到110kV侧短路电流计算结果表（计算过程见附录二）短路电流名称Ik(3)15gmaxIk(2)15gminIk(3)15g215gmaxIk(2)15g215gminIk(3)15g12gmax标幺值3.7452.44853.14742.140.9477有名值18801229.1515801074.3475.75短路点/支路I(2)(1)(1,1)(1)I(1,1)k15g12gminI0gk15gmaxI0gk15gmaxI0gk15gmin0gk15gmin标幺值0.92191.2521.26421.0311.085有名值462.8628.5634.63517.56544.67短路电流名称I0(1)gk15g215gmaxI0(1,1)gk15g215gmaxI0(1)gk15g215gminI0(1,1)gk15g215gmin标幺值0.62420.630.5140.541有名值313.35316.26258.03271.58表2-13AC线路中点归算到110kV侧短路电流计算结果表（计算过程见附录二）短路电流名称I(1)I(1)I(1,1)I(1,1)0g1ACgmax0g1ACgmin0g1ACgmax0g1ACgmin2222.标幺值1.5671.341.4421.337有名值786.634673.68723.884671.174短路电流名称I(1)I(1)I(1,1)I(1,1)0g1ACg21AC.max0g1ACg21AC.min0g1ACg21AC.max0g1ACg21AC.min22222222标幺值0.8890.7610.81850.7589有名值(A)446.278382.022410.887380.97负序电压名称 U大小(kV)负序电压名称 U

表2-14负序电压计算结果表(2)(2)(2)(2)2?k1?1?minU2?k2?1?minU2?k1?2?minU2?k2?2?min3.1642.157336.9655.16(2)(2)(2)2?k3?2?minU2?k8?2?minU2?k15?2?min大小(kV)36.1841.4738.72第三章 线路保护保护配置原则110～220kV中性点直接接地电网，线路的相间短路及单相接地短路保护均应动作于断路器跳闸。在下列情况下，应装设全线任何部分短路时均能速动的保护：(1)根据系统稳定要求有必要时；（2）线路发生三相短路，使厂用电或重要用户母线电压低于60%额定电压，且其保护不能无时限和有选择地切除短路时；（3）如某些主要线路采用全线速动保护显著简化电力系统保护，并提高保护的选择性、灵敏性和速动性时。[3]110kV线路的后备保护宜采用远后备方式。220kV线路宜采用近后备方式，如能实现远后备，则宜采用远后备方式或同时采用远、近结合的方式。[3]110kV-220kV线路保护可按下列原则配置 [3]:对于单侧电源单回线路，可装设三相多段式电流电压保护作为相间短路的保护。如不能满足灵敏度要求，则应装设多段式即离保护。 [3]对于接地短路，宜装设带方向或不带方向元件的多段式零序电流保护。 对某些线路，如装设带方向性接地距离保护可以明显改善整个电力系统接地保护性能时， 可装设接地距离保护，并辅之以多段式零序电流保护。 [3].对于双电源单回线路，可装设多段式距离保护，如不能满足灵敏度和速动性要求时，则应加装高频保护作为主保护，把多段式距离保护作为后备保护。[3]在正常运行方式下，保护安装处短路无时限电流速断保护能够动作时， 可装设此种保护作为辅助保护。[3]在本次设计中根据配置原则， AB线路装设两段式电流保护和两段式零序电流保护，AC线路装设带方向的三段式距离保护和带方向的三段式零序电流保护。3.2AB线路保护3.2.1两段式电流保护（一）、保护原理输电线路正常运行时，线路上流过的是负荷电流，母线电压一般为额定电压。当输电线路发生相间短路时，电源至故障点之间的电流会增大， 故障相的母线电压会降低，利用这一特征可构成输电线路相间短路的电流、 电压保护。对单电源辐射形线路上的保护采用的测量方式是：以流过被保护线路靠电源一侧的电流来判断故障点的电流，以母线电压来反应发生短路故障后电压的降低。 [5]瞬时电流速断保护的灵敏系数通常用保护范围的长度占被保护线路全长的百分数来表示。在最小保护范围不小于被保护线路全长的15％一20％时，才能装设瞬时电流速断保护。[5]作为下级线路主保护拒动和断路器拒动的远后备保护， 同时作为本线路主保护拒动的近后备保护，也作为过负荷时的保护，一般采用过电流保护。过电流是指其启动电流按躲过最大负荷电流来整定，并以时限来保证动作选择性的一种保护。电网正常运行时它不应该动跳闸作，而在电网发生故障时，则能反应电流的增大而动作。由于一般情况下的短路电流比最大负荷电流大得多，所以该保护灵敏系数较高。[2]瞬时电流速断保护的单相原理接线图如图3-1所示。过电流继电 图3-1电流速断保护单相原理接线图.器接于电流互感器 TA的二次侧，当流过它的电流大于起动电流 IⅠop后，比较环节KA有输出。在某些特殊情况下需要闭锁跳闸回路。设置闭锁环节。闭锁环节在不需要闭锁时输出为1，在保护需要闭锁时输出为0，当比较环节KA有输出且不被闭锁时，与门有输出，发出跳闸命令同时启动信号回路的信号继电器KS。[2]三段式电流保护的单相原理接线如图3-2所示，电流速断保护由电流元件KAⅠ和信号元件KSⅠ组成；限时电流速断保护部分由电流元件KAⅡ、时间元件KTⅡ和信号元件KSⅡ组成；过电流保Ⅲ护由电流元件KAⅢ、时间元件KTⅢ和信KS号元件KSⅢ组成，由于启动的电流和动图3-2三段式电流保护原理图作时间不同，因此必须使用三个串联的电流元件和两个不同的时间元件，而信号元件则分别用以发出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ动作信号。在本次设计中只使用到电流速断保护和过电流保护。[2]（二）、整定计算Ⅰ段电流速断保护按与相邻变压器保护整定。当相邻元件为变压器时，可采取与变压器保护配合的方式整定以扩大保护范围。Iset Krel?Ik?max式中：Krel——可靠系数，取 1.3～1.4Ik?max——变压器低压侧母线短路时，流过本线路的最大短路电流IsetKrel?I(3)1.3457.32594.52Ak4?max灵敏度校验按系统最小运行方式下，被保护线路末端两相短路时，流过保护的最小短路电流进行校验：.KsenIk(2)3?min1099.381.85>1.2合格Iset594.52动作时限：0sⅢ段定时限过电流保护按躲过本线路可能流过的最大负荷电流整定IⅢset Krel?Kss?IL?AB?maxKres式中：Krel——可靠系数，取1.15～1.25Kss——负荷自起动系数，取2～5Kres——返回系数，取0.85IL?AB?max——AB线路流过保护的最大负荷电流IL?AB?max1.1SN1.11600092.38A3UN1103IsetⅢKrel?Kss?IL?AB?max1.25292.38271.7AKres0.85灵敏度校验：3节点：KsenIk(2)3?min1099.384.05>1.5合格IsetⅢ271.74节点：KsenIk(2)4?min411.641.52>1.2合格IsetⅢ271.7动作时限：0.5s3.2.2两段式零序电流保护（一）、保护原理零序电流保护与相间短路电流保护一样、 也可以构成阶段式保护。通常，采用三段式保护，也有采用四段式的。第 1段为零序电流速断，第 II段为零序限时电流速欧，第III段为零序过电流保护。[5]零序电流速断保护工作原理， 与反应相问短路故障的电流速断保护相似， 所不同.的是零序电流速断保护，仅反应电流中零序分量。零序电流限时速断保护的工作原理及整定原则，与相间短路的限时电流速断保护相似。其作用与相问短路的限时电流速断保护相同。零序II段动作电流，应与相邻线路零序I段配合整定。零序过电流保护的作用相当于相问短路的过电流保护，在一般情况下是作为后备保护使用的，但在中性点直接接地电网中的终端线路上，它也可以作为主保护使用。在零序过电流保护中，对继电器的起动电流，原则上是按照躲开在下一线路出口处相间短路时所出现的最大不平衡电流Inubgmax来整定，同时还应必须要求各保护之间在灵敏系数上要互相配合，其要求同相间短路过电流保护，因此，实际上对零序过电流保护的整定计算，必须按逐级配合的原则来考虑，具体说，就是本保护零序II段的保护范围，不能超出相邻线路上零序I段的保护范围。[5]（二）、整定计算Ⅰ段：按躲过本线路末端接地故障最小三倍零序电流整定3I0?k3?minI0?setKrel式中：Krel——可靠系数，取 1.5I0?k3?min——本线末端接地故障时的最小零序电流3I0?k3?min3I(1,1)3336.34672.68AI0?set0?k3?minKrel1.51.5Ⅲ段：按躲过相邻变压器末端最大不平衡电流整定I0Ⅲ?set Krel?Ik(3)4?max 1.1 457.32 503.1A灵敏度校验按流过保护的最小短路电流校验：3节点：KsenIk(2)3?min1099.382.18>1.5合格I0Ⅲgset503.14节点：KsenIk(2)4?min411.640.82<1.3不合格Ⅲ503.1I0gset动作时限：0.5s.3.3AC线路保护整定计算3.3.1带方向的三段式距离保护（一）、保护原理距离保护就是反应故障点至保护安装处之间的距离， 并根据该距离的大小确定动作时限的一种继电保护装置。当故障点距保护安装处越近时，保护装置感受的距离超小，保护的动作时限就越短；反之，当故障点距保护安装处越远时，保护装置感受的距离越大，保护的动作时限就越长。这样，故障点总是由离故障点近的保护首先动作切除，从而保证了在任何形状的电网中，故障线路都能有选择性的被切除。[5]距离保护的动作时限，与故障点至保护安装处之间的距离 L的关系，称为距离保护的时限特性。目前广泛应用的是三段式阶梯形时限特性，它具有三个保护范围及相应的三段延时，距离保护的第I、II、III段与电流保护的第I、II、III段相似，其根本的不同之处是距离保护各段的保护范围基本上不随运行方式而改变。[5]通常距离保护I段的保护范围为被保护线路全长的80％一85％。距离保护I段是瞬时动作的，其动作时限是距离保护I段保护继电器的固有动作时间。距离保护I段不能保护本线路全长，为了较快切除本线路末端15％一20％范围内的故障，需装设第II段距离保护，即距离II段。距离II段整定阻抗的选择相似于限时电流速断保护、即其保护范围不超过相邻线路I段的保护范围，同时在时限上与相邻下一线路距离I段的动作时限进行配合。[5]（二）、整定计算AC线路最大负荷电流：IL?AC?maxSN50502010161033UN110493.4A3选电流互感器变比：500AnTA1005A选电压互感器变比：110000V1100nTV100VⅠ段：按躲过本线路末端故障整定ZⅠsetKrel?ZL?AC式中：Krel——可靠系数，取0.8～0.85.ZL?AC——AC线路正序阻抗ZⅠset Krel?ZL?AC 0.8 0.4 60 19.2动作时限：t=0sⅡ段：与相邻元件配合整定（1）与相邻变压器配合：按躲过变压器低压侧故障整定ZⅡset Krel?ZL?AC Kb?min?ZT式中：Krel——可靠系数，取 0.8～0.85Kb?min——变压器低压侧母线故障时，实际可能的最小分支系数ZT——变压器的等值正序阻抗与变压器配合的分支系数：Kb?minIk(3)9?max1115.8Ik(3)9?28?max2.446456.12Kb?maxIk(2)9?min899.84Ik(2)9?23.278?min275.6ZsetⅡKrel?ZL?ACKb?min?ZT0.80.4602.44663.581.332(2)与相邻线路距离保护Ⅰ段的动作阻抗相配合ZsetⅡKrel?ZL?ACKb?min?ZⅠL?CD式中：Krel——可靠系数，取0.8～0.85Kb?min——最小分支系数，为相邻线路距离保护第Ⅰ段保护范围末端短路时，流过相邻线路的短路电流与流过被保护线路的短路电流实际可能的最小比值。在此处取1。ZⅡset Krel?ZL?AC Kb?min?ZⅠL?CD 0.8 0.4 60 0.4 50 35.2取其二者较小者作为整定值， ZsetⅡ 35.2灵敏度校验：.KsenZsetⅢ35.21.47>1.25合格ZL?AC24动作时限：0.5sⅢ段：采用方向圆特性方向阻抗继电器ZsetⅢKrel?ZL?AC?minKss?KrecossetL式中：set——整定阻抗的阻抗角，cos0.8L36.8oL——负荷阻抗的阻抗角，set70o取自《电力系统继电保护》P96ZL?AC?minUN110000128.72493.4IL?AC?min3ZsetⅢKrel?ZL?AC?min128.7236.8o74.3Kss?KrecossetL1.21.51.15cos70o灵敏度校验：10节点：与相邻线路配合：KsenZsetⅢ74.31.68>1.2合格ZACKb?maxZCD24209节点：与相邻变压器独立运行配合ZsetⅢ74.30.32<1.2不合格Ksen243.2763.5ZACKb?maxZT与相邻变压器并联运行配合：KsenZsetⅢ74.3<1.2不合格0.58ZACKb?maxZT243.2763.5228节点：KsenZsetⅢ74.3>1.5合格ZAC3.0924动作时限：1.5s3.3.2带方向的三段式零序电流保护（一）保护原理与双电源电网反应相间短路的电流保护相似， 零序电流保护常常也需要加装方向.元件，构成零序电流方向保护。加装方向元件后，利用正方向和反方向故障时，零序功率方向的差别，来闭锁可能误动的保护，才能保证动作的选择性。同时只需同一方向的零序电流保护进行配合。零序功率方向继电器接于零序电压 3U0和零序电流3I0之上，它只反应于零序功率的方向而动作。当保护范围内部故障时，按规定的电流、电压正方向看，3I0超前于3U0，继电器此时应正确动作，并应工作在最灵敏条件之下。[5]（二）整定计算Ⅰ段零序电流保护：按躲过本线路末端接地故障最大三倍零序电流整定IⅠ0?set?AC Krel?3I0?max式中：Krel——可靠系数，取 1.3I0?max——线路末端发生接地故障时流过保护安装处的最大短路电流IⅠ0?set?AC Krel?3I0(1)?k8?28?max 1.3 3 256.62 1000.82A动作时限：0s灵敏度校验：表3-1AC线路首、中、末端零序电流首中末3I0?max(A)2721.331338.834769.863I0?min(A)1900.561142.91700.59L%050%100%动作值（A）1000.821000.821000.82.首中末3Io.max（A）零序电流3I0（A）1338.834图解法分析30002721.33769.863Io.min（A）1900.561142.91700.59L(%)0%50%100%动作值（有名值）25001000.821000.821000.8220001500 3Io.max（A）3Io.min （A）动作值（有名值）100050000% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 线路长度（L%）图3-3图解法校验零序Ⅰ段保护范围保护范围约为 65%，满足要求。动作时限：0sⅡ段：与相邻线路的零序Ⅰ段保护相配合ⅠKrel?3I(1)297.331159.62AI0?set?CD0?k10?810?max1.33I0?set?ACⅡKrel?K0?b?min?IⅠ0?set?CD式中：K0?b?min——最小零序分支系数K0?b?min0.5250.4240.21P0.360.5250.5250.543I0Ⅱ?set?ACKrel?K0?b?min?IⅠ0?set?CD1.10.4241159.62540.85A灵敏度校验：按本线路发生接地故障时流过保护安装处的最小短路电流校验3I(1,1)3230.770?k8?28?min不合格KsenIset1.28<1.5540.85与相邻线路零序Ⅰ段保护相配合整定不合格，按与相邻线路Ⅱ段配合进行整定：IⅠ0?set?DE Krel?3I0(1)?k14?1014?max 1.3 3 207.48 813.24A.IⅡ0?set?CD Krel?K0?b?min?IⅠ0?set?DE最小零序分支系数：K0?b?min0.270.450.4880.4530.525P0.21P0.360.5250.543I0?set?CDⅡKrel?K0?b?min?IⅠ0?set?DE1.10.488813.24436.55A3I(1,1)3230.770?k8?28?min1.59>1.5合格KsenIset436.55动作时限：0.5sⅢ段：按躲过线路末端三相短路时流过本线路的最大不平衡电流整定I0Ⅲ?setKrelⅢ?Iunb?maxIunb?maxKnp?Kerr?Ik(3)?max式中：Knp——非周期分量系数，取1Kerr——电流互感器误差，取0.1Iunb?maxKnp?Kerr?Ik(3)8?28?max10.11094.36109.436AI0Ⅲ?setKrelⅢ?Iunb?max1.3109.436142.27A灵敏度校验：3I0?k8(1,1)?28?min3230.77>1.5合格8节点：KsenⅢ142.274.87I0?set3I(1,1)3106.270?k10?28?min10节点：KsenI0Ⅲ?set142.272.24>1.2合格动作时限：1s线路整定计算结果表线路整定计算结果如表 3-2所示表3-2线路整定计算结果线保护名灵敏度校验（Ksen）互感器变比整定值（二次侧）路整定值（一次侧）称两段式电流保护AB两段式零序电流保护带方向三段式距离保护AC带方向三段式零序电流保护线 保护路 名称

.IⅠset1594.52A3节点：1.85>1.2Ⅲ271.7A3节点：4.05>1.5Iset14节点：1.52>1.5100A/5AIⅠ0?set1672.68AⅢ503.1A3节点：2.18>1.5I0?set12节点：0.82<1.3ZⅠset119.2ZsetⅡ135.28节点：1.47>1.2510节点：1.68>1.2Ⅲ74.39节点：0.32<1.2500A/5AZset10.58<1.2110kV/100V8节点：3.09>1.2IⅠ0?set11000.82AL%：65%IⅠ0?set1436.55A8节点：1.59>1.5续表3-2线路整定计算结果整定值（一次侧）灵敏度校验（Ksen）互感器变比Ⅲ142.27A8节点：4.87>1.5500A/5AI0?set110节点：2.24>1.2110kV/100VIⅠset229.7AIsetⅢ213.6AIⅠ0?set233.6AI0Ⅲ?set125.2AZⅠset21.75ZsetⅡ23.2ⅢZset2 6.75IⅠ0?set2 10AIⅠ0?set2 4.37A整定值（二次侧）I0Ⅲ?set2 1.4A3.4母线保护母线故障是电气设备最严重的故障之一。它将使连接于故障母线上的所有元件被迫停电。当未装设专用的母线保护时，如果母线故障，只能依靠相邻元件保护的后备作用切除故障。这将延长故障切除时间，并且往往会扩大停电范围，对高压电网安全运行不利，因此在300—500kV的发电厂或变电所母线上，在下列情况下，应装设专用的母线保护装置[6]：（1）110kV及以上双母线（2）110kV及以上单母线，重要发电厂或110kV及以上重要变电所的35—65kV母线需按下述各条要求快速切除母线上故障时：.1)、根据系统稳定要求;2)、在该母线上发生故障时，将使相邻变电所或相邻的母线上的残余电压低于允许值(一般约为60%额定电压)，而各供电元件以第二段或后备保护的动作时限切除该母线的故障时，将使重要用户的电气设备由于电压的剧烈降低而被大量切除；3)、根据系统保护全局性要求，如果在该母线上采用专用母线保护，能显著简化电网保护，并提高保护水平。（1）35-66kV电网中，主要变电所的 35-66kV双母线或分段单母线，当在母联或分段断路器上装设解列装置，并考虑与自动重合闸或备用电源自动投入配合后，仍不能满足电力系统安全运行的要求时。（2）对330—500kV母线，应和超高压线路同样看待，装设专用的快速母线保护。对1个半断路器、接线每组母线一般装两套母线保护。在本次设计中母线保护采用完全电流差动保护， 在正常运行以及母线范围以外的?故障时，在母线上所有的连接元件中，流入的电流和流出的电流相等，即 Ipi 0；当母线发生故障时，所有与母线连接的元件都向故障点提供短路电流或漏出残留的负? ? ?荷电流，按基尔霍夫电流定律， Ipi Ik（Ik为短路点总电流）。2如图3-4所示，当Ⅰ段母线上发生短路时，由电流的分布情况可见，继电器KD1和KD3中流入全部的故障电流，而继电器 KD2中为不平衡电流，于是 KD1和KD3启动。KD3启动后使母联断路器 QF5跳闸，KD1动作后即可使断路器 QF1和QF2跳闸，并发出相应信号。这样就把发生故障的Ⅰ段母线从电力系统中切除了， 而没有故障的Ⅱ段母线仍能正常运行。 [2]图3-4母线完全电流差动保护原理.第四章 主设备保护4.1主设备继电保护设计原则随着电力系统的增大，大容量的发电机组不断增多，在电力设备上装设完善的继电保护装置，不仅对电力系统的可靠运行有重大意义，而且对重要而昂贵的设备减少在各种短路和异常运行时造成的损坏，在经济效益上也有显著的效果。因此，在主设备的保护设计中，应要求保护在配置、原理接线和设备选型等方面，根据主设备的运行工况及结构特点，达到可靠、灵敏、快速且有选择性的要求。[6]设备选型目前广泛应用的继电保护装置有电磁型、整流型、晶体管型三种。电磁型保护继电器原理接线简单、维护方便、容易掌握、有丰富的运行经验，所以在中小容量机组和厂用电源设备及电动机等保护中广泛采用。但有些保护装置由于在原理判据、灵敏系数等方面，不满足大容量机组保护的要求，故近年来，大型机组保护中电磁型产品应用较少。[6]整流型和晶体管型保护装置在灵敏系数、快速性、选择性等方面都较优越，并具有体积小、功率消耗小、防震性能较好等优点，故目前用新原理判据制造的大机组保护装置，多采用整流型和晶体管型。[5]保护装置选型在一个电厂或变电所设计中宜一致，但为了更好地满足保护双重化或选用性能更完善更可靠的装置等要求，也可选用不同类型的保护装置，甚至可选用不同制造厂的产品，其原则是保护的设计方案应优化，如此也能促进各保护设备不断发展和提高。[6]4.2发电机保护发电机是电力系统最重要的设备之一，发电机的安全运行对保证电力系统的稳定运行和电能质量起着决定性的作用。机组容量越大，其作用越重要。因此，必须针对发电机可能发生的各种不同故障和不正常的运行状态配置完善的继电保护装置。[6]4.2.1发电机保护配置原则1、100MW以下发电机应装设下列故障及异常运行保护装置 [6]:.（1）定子绕组相间短路保护（2）定子绕组接地保护（3）定子绕组匝间短路保护（4）发电机外部相间短路保护（5）对称过负荷保护（6）励磁回路一点及两点接地保护上述各项保护，根据故障和异常运行的性质，动作于以下出口方式[5]:（1）停机：断开发电机断路器、灭磁、关闭主汽门、锅炉甩负荷（2）解列灭磁：断开发电机断路器、灭磁、汽轮机甩负荷、锅炉甩负荷。（3）解列：断开发电机断路器。（4）母线解列：断开分段或母线联络断路。（5）信号：发出声光信号2、定子绕组相间短路保妒构成 [6]：（1）1MW及以下单独运行的发电机，如中性点有引出线，则在中性点侧装设过电流保护，如中性点无引出线，则在发电机机端装设低电压保护。（2）1MW及以下与其他发电机或电力系统并列运行的发电机， 应在发电机端装设电流速断保护，如电流速断保护灵敏性不符合要求，可装设纵联差动保护。（3）对1MW以上的发电机，应装设纵联差动保护。3、定子绕组单相接地[6]：定子一点接地保护（1）100MW以下发电机可装设保护区不小于90%的接地保护（2）100MW及以上发电机应装设保护区为100%的定于接地保护4、发电机外部相间短路保护 [5]：当外部故障引起过电流，如连接在母线上的变压器、线路发生短路且相应的保护或断路器拒绝动作，或在发电机电压母线上发生短路且其上未装设专用的母线保护时，为了可靠地切除故障，在发电机上应装设防御外部短路的相间短路保护。该保护同时也为发电机主保护的后备保护。相间短路后备保护配置原则 [6]：（1）对于1MW及以下与其他发电机或电力系统并列运行的发电机，应装设过电流保护。保护装置配置在发电机的中性点侧，动作电流按躲过最大负荷电流整定。.（2）1MW以上的发电机，宜装设复合电压（包括负序电压及线电压 )起动的过电流保护。（3）50MW及以上的发电机，可装设负序电流保护和单元件低电压起动过电流保护。当上述保护不能满足灵敏性要求时，可采用低阻抗保护。（4）对于采用自并励(无串联变压器)发电机，可采用低电压保持的过电流保护，也可采用精确工作电流足够小的低阻抗保护。（5）上述各项保护装置，宜带两段时限，以较短的时限动作于缩小故障影响范围，例如，对双母线系统首先断开母线联络断路器，以较长时限动作于停机。6、定子绕组过负荷保护 [6]对定子绕组非直接冷却的发电机， 应装设定时限过负荷保护，保护装置接于一相电流。保护由一个电流继电器和时间继电器组成，带时限动作于信号。 [5]对50MW及以上I2t 10的发电机，应装设定时限负序过负荷保护， 保护装置一般与发电机的负序过电流保护组合在一起。 保护装置的动作电流按躲过发电机长期允许的负序电流和躲过最大负荷下负序电流滤过器的不平衡电流整定， 带时限动作于信号。[5]7、励磁回路接地保护对发电机励磁回路的接地故障应装设下述励磁回路接地保护或接地检查装置。 [6]（1）100MW以下的汽轮发电机，对一点接地故障， 可采用定期检测装置。对两点接地故障，应装设两点接地保护装置。 [6]（2）转子水内冷发电机和 100MW及以上的汽轮发电机，应装设励磁回路一点接地保护和两点接地保护装置，一点接地保护装置每台发电机装设一套。 [5]在本次设计中，根据以上规定，对发电机装设以下保护：a、纵差动保护，保护动作于瞬时停机、灭磁、跳闸；b、复合电压起动的过电流保护，保护动作于延时停机、跳闸；c、失磁保护，保护动作于延时跳闸、灭磁、停机；d、定子绕组过负荷保护，保护动作于延时发信号；e、定子绕组过电压保护 ，保护延时动作于解、灭磁、跳闸；f、转子绕组一点接地保护，保护动作于延时发信号；g、定子绕组单相接地保护，保护动作于延时跳闸、发信号。.4.2.2纵差动保护（一）、保护原理发电机纵联差动保护的基本原理是比较发电机两侧的电流的大小和相位，它是反映发电机及其引出线的相间故障。发电机纵联差动保护的构成如图4-1所示，差动继电器KD接于其差动回路中 （两侧电流互感器同变比、同型号）。[5]图4-1发电机纵差动原理接线图当正常运行或外部K1点发生短路故障时，流入ID的电流（不计励磁电流时）????为：I1I2I1'I2'0，故ID不动作；当在保护区内K2点发生故障时，流入IDnTAnTA?????I1I2Ik2[5]的电流：''，当大于ID的整定值时，ID动作。nTAnTAI1I2nTA（二）、整定计算选择BCH-2型差动继电器发电机额定电流：PN/cos34000/0.85IN6.33665.72A3UN3互感器一次侧电流：ITA1.25IN4582.15A5000A选择电流互感器变比：nTA10005A发电机电流互感器二次侧额定电流： Ign 3665.72/1000 3.67A动作电流按躲过外部短路时最大不平衡电流.Iset Krel?Kunp?Kis? fer?Id?max式中：Krel——可靠系数，采用 1.3Kunp——考虑非周期分量影响的系数。 当保护采用BCH-2型继电器时，Kunp=1Kis——电流互感器同型系数，采用 0.5fer——电流互感器最大相对误差，采用 0.1Id?max——在发电机外部三相短路时，流经保护的最大周期性短路电流IsetKrel?Kunp?Kisfer?Ik(3)1?max1.310.50.1406241446.49A1446.491.45A互感器二次侧动作电流：Iop1000BCH-2型差动继电器工作线圈匝数：WwAW060Iop41.381.45AW0—BCH-2型继电器动作安匝，为60At选择41匝AW0601.46A继电器实际动作电流：Iop?dz41Ww灵敏度校验：按躲过发电机出口处短路流过保护的最小短路电流校验， 即1节点短路并网前：KsenIk(2)1?1G?min17613.2112.14>2合格Idz?j?nTA1.451000自同期并列：Ik(2)1?21?min12490.53>2合格Ksen?nTA8.6Idz?j1.4510004.2.3复合电压启动的过电流保护（一）、过电流元件保护动作电流：IsetKrelINKre式中：Krel——可靠系数，取 1.2.Kre——返回系数，取 0.85IsetKrelIN1.23665.725175.13AKre0.85灵敏度校验：1节点：KsenIk1?1G(2)?min17613.213.4>1.2合格Iset5175.132节点：KsenIk(2)2?12?min12004.84Iset2.32>1.2合格5175.135节点：KsenIk(2)5?1G?min142.96<1.2不合格Iset0.035175.135节点过电流保护灵敏度校验不合格， 所以在负序电压启动和低压启动不再校验灵敏度。(二)、负序电压元件负序电压继电器动作电压按躲过正常运行时的不平衡电压整定U2?set 0.06UN 0.06 6.3 378V灵敏度校验：1节点：KsenU2(2)?k1?min31648.37>1.5合格U2?set3782节点：KsenU2?k(2)2?1?min2157.35.7>1.2合格U2?set378（三）、低电压元件Uset 0.7UN 0.7 6.3 4410V灵敏度校验：(3)0KsenUset>1.5合格Uk1?max(3)Uk1?maxUk(3)2?1?maxXT?UB0.216.32010.64VXTX"0.210.448.KsenUset4410合格Uk(3)2?1?max2.19>1.52010.644.2.4失磁保护根据异步边界阻抗动作的失磁保护整定 [6]（1）异步边界阻抗元件的动作圆应按以下条件整定 :a.当发电机失磁时，阻抗元件应可靠动作b.当发电机与系统发生振荡是，阻抗元件不应误动作，因此，阻抗继电器的动作值应略小于可能出现的最小振荡阻抗值。失磁保护异步边界阻抗继电器的动作特性如图 4-2所示，图4-2异步边界阻抗继电器的动作特性图图中阻抗XA、XB按下式整定：XA1xd'Uenl23IenyXBxdUenl3Ieny式中：xd'——发电机纵轴瞬变电抗（标幺值），xd'0.2893；xd——发电机同步电抗（标幺值），xd 1.0683Ue——发电机额定电压（KV），Ue=6.3kV；Ie——发电机额定电流（KA），Ie=3.665kA；nl——电流互感器变比，nl5000A10005Any——电压互感器变比，ny10kV100100V.XA1xd'Uenl10.28936.310001.43623Ieny233.665100XBUenl1.06836.3100010.6xd31003Ieny3.665（2）附加闭锁元件。当采用低电压继电器时，其动作电压为：Uset0.75~0.8UN式中：UN——发电机的额定电压，Ue6.3kVUset0.75Ue4725V当采用第二偏移阻抗继电器作为闭锁元件时， 该闭锁元件阻抗圆的直径应为动作圆直径的1.2～1.5倍。当发电机失磁时，异步边界阻抗继电器和闭锁元件同时动作，保护延时 0.5秒，动作于解列。4.2.5定子绕组过负荷保护（1）对称电流过负荷保护动作电流：Krel?INIsetKre式中：Krel——可靠系数，采用 1.05Kre——返回系数，采用 0.85IN——发电机额定电流Krel?IN1.053665.72Iset4528.24AKre0.85（2）负序电流过负荷保护动作电流：Iset KrelIunbKre式中：Krel——可靠系数，取 1.2Kre——返回系数，取 0.85.Iunb——不平衡电流，按下式求得IbpVI%Kfif%IN100f100式中：I%——电流互感器相对误差百分值，取3f——系统频率偏差的绝对值，取3周f——系统额定频率，取50周Kfi——与滤过器型式有关的系数，取0.5%——滤过器调整不精确引起的不平衡百分值，取 1IN——发电机额定电流将上述系数代入可得：Iset 0.1Ie 0.1 3665.72 366.57A4.2.6定子绕组过电压保护保护动作电压：Uset 1.5UN式中：UN——发电机额定电压Uset 1.5Uegf 1.5 6300 9450V保护装置带0.5s动作于解列灭磁4.2.7定子绕组一点接地保护（一）、保护原理过电压继电器通过 3次谐波滤过器接于机端电压互感器 TV开口三角形侧两端。保护的动作电压应躲过正常运行时开口三角形侧的不平衡电压， 另外，还要躲过在变压器高压侧接地时，通过变压器高、低压绕组间电容耦合到机端的零序电压。 [5]故障点离中性点越近零序电压越低。当零序电压小于电压继电器的动作电压时，保护不动作，因此该保护存在死区。死区大小与保护定值的大小有关。 为了减小死区，可采取下列措施降低保护定值，提高保护灵敏度 [5]：.（1） 加装3次谐波滤过器。（2） 高压侧中性点直接接地电网中，利用保护延时躲过高压侧接地故障。（3） 高压侧中性点非直接接地电网中，利用高压侧接地出现的零序电压闭锁或者制动发电机接地保护。采用上述措施后，接地保护只需按躲过不平衡电压整定，其保护范围可达到９５％，但在中性点附近仍有５％的死区。（二）、整定当变压器高压侧接入大接地电流系统时，零序过电压按 5V整定，此时，为躲开变压器零序过电流引起的地电位瞬间升高所产生的直接传递过电压的影响， 保护动作时限与变压器零序过电流第三段在时限上相配合。 [6]4.2.8发电机保护整定结果发电机保护整