RCS-985    发电机变压器成套保护装置

南瑞继保电气有限公司

2004年

目录

一、原始资料    2

二、短路电流计算(见附图)    2

三、微机型发电机变压器组保护装置的保护配置    6

四、保护装置及整定依据    7

五、整定计算如下:    7

(一) 发电机差动保护    7

(二) 主变压器差动保护    10

(三) 发电机匝间保护：(纵向零序电压匝间保护)    14

(四) 定子绕组接地保护    15

(五) 转子接地保护    16

(六) 定子绕组对称过负荷保护(反时限)    16

(七) 励磁绕组过负荷保护    18

(八) 转子表层负序过负荷保护(发电机负序过负荷保护)（用反时限）    19

(九) 发电机失磁保护    21

(十) 发电机失步保护    25

(十一) 发电机过励磁保护    28

(十二) 发电机频率异常运行保护    29

(十三) 发电机逆功率保护    30

(十四) 发电机定子过电压保护    31

(十五) 启停机保护    31

(十六) 主厂变压器差动保护    32

(十七) 发变组差动保护    35

(十八) 主变压器零序过流过压保护    38

(十九) 主变压器过负荷保护    38

(二十) 高压厂用变压器高压侧复合电压过流保护    38

(二十一) 高压厂用变压器A分支零序过流保护    39

(二十二) 高压厂用变压器B分支零序过流保护    41

(二十三) 主变通风启动    42

(二十四) 高厂变通风启动    42

(二十五) 发电机断水保护    42

(二十六) 发电机热工保护    42

(二十七) 发电机励磁系统事故    43

(二十八) 系统保护动作联跳    43

(二十九) 紧急停机    43

(三十) 非电量保护    43

一号发电机变压器定值计算

一、原始资料

1、发电机QFSN-300-20B(水.氢.氢)

Un=20KV ;In=101A ;Pn=300MW ;COSФ=0.85 ;Xd〞=15.58%(饱和值);Xd〞=16.94%(非饱和值);Xd′=21.25%(饱和值);Xd′=24.15%(非饱和值);Xd=184.4%(饱和值);Xd=184.4%(非饱和值)。

2、主变压器SFP10-370000/242

Sn=370000KVA ;242±2×2.5%/20KV ;Ud=14% ;YN,d11。

3、厂用变压器SFF-50000/20

Sn=50000/31500-31500KVA;20±2×2.5%/6.3-6.3;

Ud1-2′=Ud1-2〞=21% ;D,yn1-yn1

4、励磁变压器

Sn=3235KVA ;20/0.94KV ;d,y11。

5、微机保护装置为南瑞继保电气有限公司RCS-985型发电机变压器成套保护装置.

大型发电机变压器继电保护整定计算导则。

电力工程电气设计手册。

RCS-985A.RCS-974A型发电机变压器成套装置技术使用说明书。

技术数据取自发电机.变压器产品说明书。

二、短路电流计算(见附图)

▲▲华北电网对某电厂系统电抗,为一点等值,如下：

1、等值方式为：不含某电厂220KV＃1机变组，

2、正常方式： 

3、检修方式： 

4、以1000MVA、230KV为基准值的标幺值，

5、数据格式：正序/零序。华北电力调度局继电保护处，2003年11月28日。▲▲

S1

                 230KV               d1

                   d2

                          20KV           

          d3        d4       

                     6.3KV            1G

注：变压器参数：

X1-2为高压绕组与总的低压绕组间的穿越电抗为8.5%；

为绕组间的电抗为46.4%；

注：基准容量1000MVA。

主变高压侧至出线断路器之间有134米的1000mm2的单芯铜电缆；其参数为：

正序阻抗(Ω/km)：0.0231+j0.2139；零序阻抗(Ω/km)：0.0577+j0.2139；

(太小忽略不计)

(1) 最小运行方式下,d1发生三相金属性短路短路电流：

a、发电机1G供给短路电流：

X*=0.442+0.378=0.82；

由Xjs=0.2在运算曲线查得I*=3.75；

发电机额定电流(基准电压为230KV)：

b、220KV系统S1供给的短路电流：

(2)最小运行方式下,d2发生三相金属性短路短路电流：

a、发电机1G供给短路电流：

由Xjs=0.156在运算曲线查得I*=6.953；

发电机额定电流： 

b、220KV系统S1供给的短路电流：

(3) 最小运行方式下,d3发生三相金属性短路短路电流：

X*=[(0.3999+0.378)//0.442]+(-0.62)+4.=4.3

三、微机型发电机变压器组保护装置的保护配置

发电机差动     发电机-变压器组保护      主变压器差动

高压厂用变压器差动                      定子过负荷(反时限)                  负序过负荷(反时限)                      程序跳闸逆功率                发电机逆功率                            发电机过激磁保护

定子过电压                              发电机定子匝间保护

定子100%接地                           发电机失磁保护

发电机失步保护层                        发电机频率异常

转子一点接地保护                        主变压器零序过流

起停机保护                              主变压器过负荷

励磁绕组过负荷                          阻抗保护

断路器失灵保护                          非全相运行

高压厂用变压器高压侧复合电压过流保护

高压厂用变压器A分支零序过流

高压厂用变压器B分支零序过流

非电量保护                             高压厂用变压器瓦斯

主变压器压力释放                       高压厂用变压器压力释放

主变压器冷却器故障                     高压厂用变压器冷却器故障

主变压器绕组温度                       高压厂用变压器油温

主变压器油温                           高压厂用变压器油位

主变压器油位次                         发电机断水保护

系统保护动作联跳                       励磁系统故障

热工保护

四、保护装置及整定依据

本工程采用南京南瑞继保电气有限公司RCS-985A、RCS-974A型发电机变压器成套保护装置。

整定计算依据: 大型发电机变压器继电保护整定计算导则。

电力工程电气设计手册。

RCS-985A、RCS-974A型发电机变压器成套保护装置技术使用说明书。

技术数据取自发电机、变压器产品说明书。

五、整定计算如下:

(一) 发电机差动保护

1、发电机稳态比率差动保护

发电机机端TA变比:15000/5;发电机中性点TA变比:15000/5。

(1) 发电机一次额定电流：

式中：Pn为发电机额定容量；COSø为发电机功率因数；Uf1n为发电机机端额定电压。

(2) 发电机二次额定电流：

(3)差动电流起动定值ICdqd的整定：

Icdqd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整定；即：

Icdqd=Krel×2×0.03If2n=1.5×2×0.03×3.396=0.3A 

依整定计算导则:实际可取(0.1~0.3)If2n；

则:Icdqd=0.3×If2n=0.3×3.396=1.019A  取：1A。

式中：If2n为发电机二次额定电流；Krel为可靠系数取1.5。

(4)比率制动系数的整定

变斜率比率差动起始斜率：

Kb/1=Kcc×Ker=0.5×0.1=0.05 ；Kb/1一般取0.05~0.1；

南瑞厂家建议发电机取0.07,故我们取：Kb/1=0.07。

式中:Kcc为互感器同型系数,取0.5;Kcc为互感器比误差系数,最大取0.1。

变斜率比率差动最大斜率：

式中：Iunb。max*为最大不平衡电流标幺值（发电机额定电流）；

Icdqd*为差动电流起动值的标幺值（发电机额定电流）；

Ik。max*为发电机最大外部三相短路电流周期分量二次值标幺值；

为提高安全可靠性，南瑞厂家建议取Kb/2=0.5，故我们取：Kb/2=0.5。

(5)灵敏度校验：

按上述原则整定的比率制动特性，当发电机端两相金属性短路时，差动保护的灵敏系数一定满足Ksen≥2,即：

按发电机端两相金属性短路时计算,根据计算最小短路电流(d2点)和相应的制动电流Ir,在动作特性曲线上查得对应的动作电流Id,则灵敏系数为：

式中： =A；

由上式可知Ir其中： 

式中Id为差动动作电流；Ir为制动电流；Kbl为比率差动制动系数；Ie为变压器额定电流；n为最大斜率时的制动电流倍数，装置固定取4。

2、差动速断保护

差电流速断是纵差保护的一个补充部分,一般需躲过机组非同期合闸产生的最大不平衡电流,对于大机组,一般可取3~4倍额定电流。

故取4倍额定电流。即：

4×3.396=13.6A    ( 取4If2h)

3、保护出口：全停。

(二) 主变压器差动保护

1、变压器稳态比率差动

主变高压侧TA变比1200/5；高厂变高压侧TA变比2000/5,主变低压侧(发电机机端)TA变比15000/5。

(1)变压器各侧一次额定电流：

高压侧：      

式中：  Ub1n  为变压器高压侧额定电压;Sn为变压器额定容量。

低压侧：      

式中:  Ub1n  为变压器低压侧额定电压；Sn为变压器额定容量。

(2)变压器各侧二次额定电流： 

高压侧：

（nblh为主变高压侧TA变比1200/5）。

低压侧：  

（nblh为主变低压侧TA变比15000/5）。

(3)差动各侧平衡系数计算

高压侧：平衡系数

低压侧：平衡系数

式中 Ib2b为变压器计算侧二次额定电流; Ib2b-b为变压器基准侧二次额定电流值；以上基准侧为主变低压侧(发电机侧)。

(4)差动各侧电流相位差与平衡补偿

变压器各侧电流互感器二次均采用星形接线。

(5)差动电流起动定值ICdqd的整定：

Icdqd为差动保护最小动作电流值；应按躲过正常变压器额定负载时的最大不平衡电流整定；即：

Icdqd=Krel（Ker+△U+△m）Ib2n

=1.4×(0.01×2+0.05+0.05) ×3.56=0.6A(归算到低压侧)

依整定计算导则:在工程实用计算中可取0.2~0.5Ie;

南瑞厂家建议取0.5Ie，            

 故取：Icdqd=0.5Ie=0.5×3.56=1.78A。

式中     △U为变压器调压引起误差； 

△m为本由于电流互感器变比未完全匹配产生误差可取0.05;

Krel为可靠系数1.4; Ker为电流互感器比误差0.01×2。

(6)比率制动系数的整定

变斜率比率差动起始斜率:

Kb/1=Ker=0.1

式中Ker为电流互感器比误差系数最大取0.1(依南瑞厂家技术使用说明书)

变斜率比率差动最大斜率：

依南瑞厂家建议取0.7，      故取0.7。

对于两绕组变压器有：

式中   Ker ,△U △m的含义同上;Kcc为电流互感器的同型系数(取1.0)  Ikmax为外部短路时最大穿越短路电流周期分量(二次值);Iap为非周期分量系数取1.75。

(7)比率差动保护灵敏系数的计算

灵敏系数应按最小运行方式下差动保护区内变压器引出线上(d1点)两相金属性短路计算,根据计算最小短路电流Ik.min和相应的制动电流Ir,在动作特性曲线上查得对应的动作电流Id,则灵敏系数为：

式中： =A；

由上式可知Ir其中： 

式中Id为差动动作电流；Ir为制动电流；Kbl为比率差动制动系数；Ie为变压器额定电流；n为最大斜率时的制动电流倍数，装置固定取6。

(8)谐波制动比的整定

依南瑞厂家技术使用说明书一般二次谐波制动比可整定为15%~20%;             故取15%。

2差动速断保护

应按躲过变压器初始励磁涌流,区外故障或非同期合闸引起的最大不平衡电流整定,一般可取4~6倍额定电流,即取6倍额定电流；

故    Icdsd=6Ib2n=6×3.56=21.36A。

3、保护出口：全停。

(三) 发电机匝间保护：(纵向零序电压匝间保护)

纵向零序电压取自专用电压互感器(发电机机端电压互感器一次中性点与发电机中性点相连)的开口三角绕组，机端开口三角零序电压TV变比。

(1)纵向零序电压匝间保护高定值段

动作电压按躲过外部短路最大不平衡电压整定,一般可取

Uop=8~12V       故取10V。

(2)纵向零序电压匝间保护灵敏段

动作电压按躲过发电机正常运行方式下最大不平衡电压整定,一般可取    Uop=0.5~3(V)       故取Uop=3V。

(3)电流比率制动系数南瑞厂家推荐取1.5；建议1.2。

(4)南瑞厂家建议经较短延时(0.10S~0.20S)动作于出口

故取       t=0.2S。保护出口：全停。

(四) 定子绕组接地保护

主变高压侧开口角电压变比

机端开口三角零序电压TV变比。

发电机中性点零序电压TV变比（中性点变压器）。

(1)基波零序过电压保护

基波零序过电压保护灵敏段取中性点零序电压,Uop应按躲过正常运行方式下中性点单相电压互感器的最大不平衡电压Uunb。max整定灵敏段：

Uop=KrelUunb。max

式中Krel可靠系数取1.3；Uunb。max为中性点实测不平衡基波零序电压。

南瑞厂家建议Uop=12.7V   故取Uop=12.7。{10 %~15%}

保护时限：t=1S动作于停机。

高定值段:只取中性点零序电压,一般可整定为20~25V；

故取      Uop=20V。

保护时限：t=1S。保护出口：全停。

(2)三次谐波电压比率接地保护

预整定: 

实测发电机并网前最大三次谐波电压比值为a1,

并网前比率定值：(1.3~1.5)×a1

实测发电机并网后运行时最大三次谐波电压比值为a2

并网后比率定值:(1.3~1.5)×a2

式中   Krel可靠系数取1.5;nTVO为机端开口三角零序电压TV变比。

nTVN为机端中性点零序电压TV变比（中性点变压器）。

(3)三次谐波电压差动接地保护

南瑞厂家建议取0.3V ；       故整定值为0.3V。

保护时限：t=5S动作于信号。

(五) 转子接地保护

(1) 转子一点接地保护灵敏段一般整定:20~80千欧,动作于信号

故取    20千欧。经t=10S动作于信号。{时间与一点接地共用一定值}

(2)转子一点接地保护定值段一般整定5千欧

故取：2.5千欧；经t=5S。保护出口：程序跳闸。

(六) 定子绕组对称过负荷保护(反时限)

电流互感器TA取自发电机机端变比为15000/5。

(1)定时限过负荷保护

动作电流按发电机长期允许的负荷电流下能可靠反回的条件整定

式中 Krel可靠系数取1.05;Kr为返回系数取0.9;Ign为发电机额定电流(二次值)。

保护时限：t=9S动作于信号。

(2)反时限过电流保护的动作特性,即过电流倍数与允许持续时间的关系,由   制造厂家提供的定子绕组允许的过负荷能力确定

反时限过电流保护定值与定时限过负荷保护定值相同为:Iop=3.962A

时限按 ：             

式中   Ktc为定子绕组热容量系数;I*为定子额定电流为基准的标幺值;Ksr为散热系数,一般取1。散热系数一般取1.05

(3)过负荷保护时限整定

反时限保护上限延时整定:按发电机机端三相金属性短路时整定

反时限保护上限延时整定：按发电机机端三相金属性短路时整定

  =

故取0.5S。动作于解列或程序跳闸

反时限保护下限延时整定：

 =

故取100S。保护出口：程序跳闸。

(七) 励磁绕组过负荷保护

励磁变压器低压侧TA变比为。

1、定时限过负荷保护

(1)动作电流按正常运行的额定励磁电流下能可靠返回件的条件整定，其动作电流整定为：

额定励磁电流变换到交流侧的有效值：

 I~=0.816Ifd=0.816×2047=1670A

(二次值)：   

式中  Krel可靠系数取1.05 ;Kr为返回系数取0.9; Igrn为发电机额定励磁电流(二次值); Ifd为额定励磁电流; 励磁变压器低压侧TA变比为。

(2)保护时限

保护延时按躲过后备保护的最大延时整定;动作于信号或自动减负荷：

t=10S

2、反时限过负荷保护

(1)反时限过电流保护的动作特性,即过电流倍数与允许持续时间的关系,由制造厂家提供的转子绕组允许的过负荷能力确定；

时限过负反时限过电流保护定值与定荷保护相同即Iop=2.436A.

式中    C为转子绕组过热常数取33.9,Ifd为转子回路电流;Ijz为转子回路基准电流值(一般为1.00~1.05倍正常负荷时电流值),我们取1.05倍。

(2) 保护时限

保护上限设最小延时定值,便于与快速保护配合:

t=1S，保护出口：程序跳闸。

(八) 转子表层负序过负荷保护(发电机负序过负荷保护)（用反时限）

电流互感器TA取自发电机机端和中性点变比为15000/5。

1、定时限负序过负荷保护

(1)动作电流按发电机长期允许的负序电流I2∞下能可靠返回的条件整定

式中Krel可靠系数取1.2,Kr返回系数取0.9,I2∞为发电机长期允许的负序电流标幺值,Ign为发电机额定电流(二次值)。

保护时限：t=9S动作于信号。

2、反时限负序过电流保护

(1)反时限负序过电流保护的动作特性，有制造厂家提供的转子表层允许的负序过负荷能力确定，即

式中A为转子表层承受负序电流的常数取10，I2*为发电机负序电流标幺值，I2∞为发电机长期允许的负序电流标幺值。

(2)反时限上限延时定值整定

主变高压侧两相短路负序电流作为反时限上限电流：

式中，为发电机的次暂态电抗(不饱和值)及负序电抗(不饱和值)标幺值；为饱和系数取0.8；为主变短路电抗；

反时限上限延时定值整定

故我们取3.5S。

(3)反时限下限延时定值整定

(4)长期运行允许值

依发电机产品说明书：I2/In=10%

即：I2=10%×3.396=0.34A

（5）保护出口：程序跳闸。

另附表

TA取自发电机机端和中性点变比为15000/5

TV分别取自发电机机端变比为

取自主变高压侧变比为

取自发电机转子电压

1、发电机失磁保护的判据

(1)定子判据

异步边界圆:

式中   .Xd 为发电机暂态电抗和同步电抗标幺值,,取不饱和值;Ugn .Sgn为发电机额定电压和额定视在功率;na .nv为电流互感器TA变比(发电机机端)和电压互感器TV变比(发电机机端)。

静稳边界圆:

注：主变高压侧与高压断路器之间有134米的1000mm2电缆,电抗为0.0231+j0.2139(),计算系统联系电抗时因电抗太小忽略不计。

式中   Xs为发电机与系统的联系电抗(包括升压变压器阻抗)标幺值(基准容量为发电机视在功率)。

无功反向判据:按发电机允许的进相运行无功整定：

式中     Krel可靠系数取1.3;Qjx为发电机允许的最大进相无功功率(依发电机产品说明书300MW汽轮发电机容量曲线查得为110MVAR);Pgn为发电机额定有功容量。

(2)减出力判据:按机组额定容量的(40~50)%整定：

故取      50%Pgn。

（3）低电压判据：

本判据取于发电机机端电压,一般按(0.85~0.9)Ugn整定。

即选     

发电机机端电压互感器TV变比为。

(4)转子电压判据：

I）励磁低电压判据：

Krel可靠系数取0.5;Ufdo为发电机空载额定励磁电压(空载额定励磁电流830A,转子绕组直流电阻0.141148)。

II)变励磁电压判据：

式中   Kxs为转子电压判据系数定值, Krel可靠系数取0.8;Xd ,Xs分别为发电机同步电抗和系统的联络阻抗标幺值(按发电机额定值为基准)。

2、失磁保护的判据组合：

(1)失磁保护I段：

南瑞厂家推荐:定子判据+转子电压判据+减出力判据,延时t=0.5(我厂没有减出力故不使用)。

(2)失磁保护Ⅱ段： 

南瑞厂家推荐: 低电压判据+定子判据+转子电压判据, 延时t=0.5S

(3)失磁保护Ⅲ段：

南瑞厂家推荐: 定子判据+转子电压判据, 延时t=1S

(4)失磁保护Ⅳ段：(取消)

南瑞厂家推荐:只投入定子判据,长延时动作于跳闸, 延时t=3S,

（5）保护出口：程序跳闸。

参考：技术数据取自发电机产品说明书

(1)  P(%)

100

  60

  40

    0

     1.0 1.5              15     t(min)

失磁运行曲线

(2)依设计手册：防止失磁保护在系统振荡时的误动作,按静态边界整定时,可延时为1~1.5S; 按异步边界整定时,可延时为0.5~1S。

(3)阻抗元件和母线低电压元件均动作,经t1=0.5S动作于解列灭磁，励磁低电压及阻抗元件动作,发失磁信号,经t2动作于励磁切换或减出力,t2按躲过系统振荡的要求整定,经t3动作于解列灭磁,t3按发电机允许的异步运行时间整定, 参考失磁运行曲线。

(十) 发电机失步保护

电流取自：主变高压侧TA变比为：1200/5，

            发电机中性点TA变比为：15000/5，

电压取自：发电机机端TV变比为： 

(1)遮挡器特性整定：

ø=80。~85。(最大灵敏角)

式中   X’d ‘Xc’Xs分别为发电机暂态电抗.主变电抗.系统联系电抗标幺值(基准容量为发电机视在功率),ø为系统阻抗角,Ugn .Sgn 为发电机额定电压和额定视在功率;na .nv为电流互感器TA变比(中性点侧或发电机机端)和电压互感器TV变比(发电机机端)。

(2)a角的整定

透镜内角或报警透镜内角

南瑞厂家建议整定120。。

(3)电抗线Zc整定

电抗线是失步振荡中心的分界线,一般选取变压器阻抗Zt的0.9倍。

(4)跳闸允许电流

装置自动选择在电流变小时作用于跳闸, 跳闸允许电流定值为辅助判据,根据断路器允许遮断容量选择,本出口断路器允许遮断容量50KA, (电流互感器TA取自主变高压侧变比为1200/5)。

跳闸允许过电流的整定：

Iret=KrelIDL遮断=

式中   高压断路器额定电流为2500A。

(5)失步保护滑极定值整定

振荡中心在区外时, 失步保护动作于信号, 滑极可整定2~15次。动作于跳闸，整定大于15次。

振荡中心在区内时, 滑极整定1次。

区外延时时间：2 S   作用于信号。

区内延时时间：0 S   作用于跳闸。保护出口：程序跳闸。

(十一) 发电机过励磁保护

电压取自：发电机机端TV变比为：。

过励磁倍数N为： 

式中  U,f为运行电压和频率;Ugn,fgn为发电机额定电压和频率;U*,f*为电压和频率的标幺值;B,Bn为磁通量及额定磁通量。

1.定时限过励磁保护设一般信号和两段跳闸段：

过励磁Ⅱ段：   (或以电机制造厂数据为准)

  t=1S

过励磁Ⅰ段：    (或以电机制造厂数据为准) t=20S

信号段定值不大于过励磁Ⅱ段定值。故取：5S

2、 反时限过励磁保护

依发电机说明书短时U/f能力曲线：

(十二) 发电机频率异常运行保护

电压取自：发电机机端TV变比为：。

发电机机端TA变比15000/5A。

运行中允许其频率变化的范围为48.5~50.5HZ。

频率异常运行允许时间建议值

Ⅰ段：f1(48.5HZ)＞f≥f2(48HZ) 时累加时间,上限为t1：20min。

                              延时时间t1：10S。

Ⅱ段：f2(48HZ) ＞f≥f3(47.5HZ)时累加时间,上限为t2：4min。

                              延时时间t2：10S。

Ⅲ段：f3(47.5HZ)＞f≥f4(47HZ) 时无累加时间, 延时时间t3：20S。

Ⅳ段  f＜f4(47HZ)  时无累加时间,有延时时间t4：5S。

保护出口：解列灭磁。

(十三) 发电机逆功率保护

取自发电机机端电压互感器TV变比为，

发电机机端TA变比15000/5A。

(1)逆功率保护动作功率整定：

POP=krel(P1+P2)=0.8×[300×3%+(1-98.9%)×300]=9.84MW

    (折算到二次侧)

式中Krel可靠系数取0.8;P1为汽轮机在逆功率运行时的最小损耗,取额定功率3%;P2为发电机在逆功率运行时的最小损耗,取P2=(1-η)Pgn,η为发电机效率,取98.9%;Pgn为发电机额定功率。

南瑞厂家建议整定1%的额定有功，即取：0.01×Pgn=0.01×300=3MW

故取：           Pop=3MW

(2)延时整定

逆功率保护,不经主汽门触点闭锁,延时1.5S动作于信号,动作于解列时,根据汽轮机允许的逆功率运行时间,不超过1分钟（故取60S）。

程序逆功率，经主汽门触点闭锁，延时0.5~1.5S动作于解列(故取1S)。

在过负荷.过励磁.失磁等异常运行方式下,用于程序跳闸的逆功率继电器作为闭锁元件,其定值一般整定为(1~3)%Pgn。

。南瑞厂家建议整定0.8%的额定有功，

我们取：:Pset=0.8%Pgn=0.8%×300MW=2.4MW

（3）保护出口：全停。

(十四) 发电机定子过电压保护

取自发电机机端电压互感器TV变比为。

(1)Uop=1.3Ugn=

式中   Ugn为发电机额定相间电压(二次值)。

(2)延时整定

t=0.5S动作于解列灭磁。

（3）保护出口：解列灭磁。

(十五) 启停机保护

中性点零序电压取自发电机中性点变压器二次侧变比为20/0.22KV。

(1)定子接地故障，采用中性点零序电压的过电压保护，其定值一般取12.7V（故我们取12.7V）。

延时不小于定子接地基波零序电压保护的延时，t=2S作用于跳闸。

(2)相间故障，采用接于差动回路的过电流保护，定值按额定频率下，大于满负荷运行时差动回路中的不平衡电流整定：

Iop=KrelIunb

式中Krel可靠系数取1.3~1.5(我们取1.4);Iunb为额定频率下，满负荷运行时差动回路中的不平衡电流。

我们取:发电机差流0.5Ie, 主变差流0.5Ie

(3)低频闭锁定值整定

启停机保护为低频运行工况下的辅助保护，低频闭锁定值按额定频率的0.8~0.9整定,

故我们取0.9倍即      45HZ。

（4）保护出口：跳灭磁开关。

(十六) 主厂变压器差动保护

主厂变高压侧TA变比2000/5；主厂变低压侧TA变比4000/5。

1、变压器稳态比率差动

(1) 变压器各侧一次额定电流：

高压侧：     

式中： Ub1n  为变压器高压侧额定电压;Sn为变压器额定容量。

低压侧：        

式中： Ub1n  为变压器低压侧额定电压；Sn为变压器额定容量。

(2)变压器各侧二次额定电流: 

高压侧：（nblh为主厂变高压侧TA变比2000/5）

低压侧：  （nblh为主变低压侧TA变比4000/5）。

(3)差动各侧平衡系数计算

高压侧： 平衡系数

低压侧： 平衡系数

式中 Ib2b为变压器计算侧二次额定电流; Ib2b-B为变压器基准侧二次额定电流值,以上基准侧为主厂变高压侧。

(4)流相位差与平衡补偿

变压器各侧电流互感器二次均采用星形接线。

(5)差动电流起动定值ICdqd的整定：

Icdqd为差动保护最小动作电流值；应按躲过正常变压器额定负载时的最大不平衡电流整定；即：

Icdqd=Krel（Ker+△U+△m）Ib2n

Ib2n=1.4×(0.01×2+0.05+0.05) ×3.6=0.6A

依整定计算导则:在工程实用计算中可取0.2~0.5Ie;

南瑞厂家建议取0.5 Ib2n;     故取Icdqd=0.5×Ib2n=0.5×3.6=1.8A。

式中 △U为变压器调压引起误差； 

△m为本由于电流互感器变比未完全匹配产生误差可取0.05；

Krel为可靠系数1.4； Ker为电流互感器比误差0.01×2。

(6)比率制动系数的整定

变斜率比率差动起始斜率：

Kb/1=Ker=0.1

式中Ker为电流互感器比误差系数最大取0.1(依南瑞厂家技术使用说明书)

变斜率比率差动最大斜率：

依南瑞厂家建议取0.7      故取

 (7)比率差动保护灵敏系数的计算

灵敏系数应按最小运行方式下差动保护区内变压器引出线上(d3)两相   金属性短路计算,根据计算最小短路电流Ik.min和相应的制动电流Ir,在动作特性曲线上查得对应的动作电流Id,则灵敏系数为：

式中： =A；

由上式可知Ir其中： 

式中：Id为差动动作电流；Ir为制动电流；Kbl为比率差动制动系数；Ie为变压器额定电流；n为最大斜率时的制动电流倍数，装置固定取6。

(8)谐波制动比的整定

依南瑞厂家技术使用说明书一般二次谐波制动比可整定为15%~20%;             故取15%。

2、差动速断保护

应按躲过变压器初始励磁涌流,区外故障或非同期合闸引起的最大不平衡电流整定,一般可取4~6倍额定电流,依厂家建议,我厂主厂变高压侧CT为小变比2000/5,取8倍额定电流

故    Icdsd=8Ib2n=8×3.6=28.8A。

3、保护出口：全停

(十七) 发变组差动保护

发电机中性点侧TA变比15000/5,主变高压侧TA变比1200/5；主厂变低压侧TA变比4000/5。

1、发变组稳态比率差动

(1) 差动各侧电流相位差与平衡补偿

变压器各侧电流互感器二次均采用星形接线。

(2) 差动电流起动定值ICdqd的整定：

Icdqd为差动保护最小动作电流值；应按躲过额定负载时的最大不平衡电流整定： 

依整定计算导则：在工程实用计算中可取0.2~0.5Ie;

南瑞厂家建议取0.5Ie；  故取Icdqd=0.5Ie=0.5×3.56=1.78A。

(3) 比率制动系数的整定

变斜率比率差动起始斜率:

Kb/1=Ker=0.1

式中Ker为电流互感器比误差系数最大取0.1(依南瑞厂家技术使用说明书)

变斜率比率差动最大斜率：

依南瑞厂家建议取0.7      故取。

(4)比率差动保护灵敏系数的计算

灵敏系数应按最小运行方式下差动保护区内变压器引出线上(d1点)两相金属性短路计算,根据计算最小短路电流Ik.min和相应的制动电流Ir,在动作特性曲线上查得对应的动作电流Id,则灵敏系数为：

式中： =A；

由上式可知Ir其中： 

式中Id为差动动作电流；Ir为制动电流；Kbl为比率差动制动系数；Ie为变压器额定电流；n为最大斜率时的制动电流倍数，装置固定取6。

(5)谐波制动比的整定

依南瑞厂家技术使用说明书一般二次谐波制动比可整定为15%~20%;             故取15%。

2差动速断保护

应按躲过变压器初始励磁涌流,区外故障或非同期合闸引起的最大不平衡电流整定,一般可取4~6倍额定电流,即取6倍额定电流；

故    Icdsd=6×Ib2n=6×3.56=21.36A。

注：其余与主变整定相同。

3、保护出口：全停。

(十八) 主变压器零序过流过压保护

电流互感器TA取自变压器中性点变比为600/5。

此定值由中调提供。I段：20A，t=5S全停。

(十九) 主变压器过负荷保护

电流互感器TA取自主变压器高压侧变比为1200/5。

1、对称过负荷保护的动作电流，按避越额定电流整定

式中Kk为可靠系数取1.05,Kf为返回系数取回.85,Ie为保护安装处的额定电流。

2.过负荷保护延时整定

t=10S发信号。

(二十) 高压厂用变压器高压侧复合电压过流保护

电流互感器TA取自厂变压器高压侧变比为2000/5，取自高压厂用变压器低压侧(分支)电压互感器TV变比为。

1、电流继电器的整定

电流继电器的动作电流应按躲过变压器额定电流整定,即

式中Kk为可靠系数取1.2,Kf为返回系数取0.9,Ie为额定电流二次值。

2、电流继电器的灵敏系数校验

式中为为后备保护区末端(d3点)两相金属性短路时流过保护的最小短路电流(二次值)。

3、低电压继电器的整定

躲过电动机自起动时的电压整定：

低电压继电器由变压器低压侧(分支)电压互感器供电。

依整定计算导则：Uop=(0.5~0.6)Un。

我们取Uop=0.6Un=0.6×100=60V。

4、负序电压继电器的整定

负序电压继电器应按躲过正常运行时出现的不平衡电压整定，不平衡电压通过实测确定，当无实测值时，根据现行规程的规定取  Uop.2=(0.06~0.08)Un：

我们取Uop.2=0.07Un=0.07×57.7=4.04V

5、动作时限整定

与主保护配合：取t=3.5S。

6、保护出口：全停。

(二十一) 高压厂用变压器A分支零序过流保护

厂变压器低压中性线上TA变比为300/5A。

1、根据最小运行方式下6KV低压厂用变压器高压侧出口发生单相接地(相当于d3点)时的最小短路电流计算,即：

高压厂用变压器中性点为经阻值为12.12Ω的电阻接地,基准容量为1000MVA,基准电压为6.3KV,其电阻标幺值为：

依高厂变产品说明书：H.V.开路、L.V.1加电、L.V.2开路、Zo=0.12Ω

其零序阻抗的标幺值为：

当d3点发生单相接地时，复合序网中零序阻抗的标幺值为：

Zo*=3.02+3×305=918.02

△△当d3点发生单相接地时，复合序网中正序(负序)阻抗的标幺值为： 

Z1*=Z2*=0.0717+0.378-0.62+4.=4.47

高厂变低压侧中性点零序电流有名值为：

所以定值整定如下：

式中    2为我们所取的可靠系数。

2．时限整定

t=1S   作用于分支跳闸。

t=1.5S   作用于全停。

(二十二) 高压厂用变压器B分支零序过流保护

厂变压器低压中性线上TA变比为300/5A。

1、根据最小运行方式下6KV低压厂用变压器高压侧出口发生单相接地(相当于d4点)时的最小短路电流计算,即：

高压厂用变压器中性点为经阻值为12.12Ω的电阻接地,基准容量为1000MVA,基准电压为6.3KV,其电阻标幺值为：

依高厂变产品说明书：H.V.开路、L.V.1加电、L.V.2开路、Zo=0.12Ω

其零序阻抗的标幺值为：

当d4点发生单相接地时，复合序网中零序阻抗的标幺值为：

Zo*=3.02+3×305=918.02

△△当d4点发生单相接地时，复合序网中正序(负序)阻抗的标幺值为： 

Z1*=Z2*=0.0717+0.378-0.62+4.=4.47

高厂变低压侧中性点零序电流有名值为：

所以定值整定如下：

式中    2为我们所取的可靠系数。

2．时限整定

t=1S   作用于分支跳闸。

t=1.5S   作用于全停。

(二十三) 主变通风启动

1、动作电流：取主变高压侧额定电流的70%即：

3.68×70%=2.58A

2、返回电流：

2.58×90%=2.32A

3、延时时间：t=10S

(二十四) 高厂变通风启动

1、动作电流：取高厂变高压侧额定电流的70%即：

3.6×70%=2.52A

2、返回电流：

2.52×90%=2.27A

3、延时时间：t=10S

(二十五) 发电机断水保护

1、延时时间：30S。

2、保护出口：程序跳闸。

(二十六) 发电机热工保护

1、延时时间： 0S。

2、保护出口：全停。

(二十七) 发电机励磁系统事故

1、延时时间： 0S。

2、保护出口：全停。

(二十八) 系统保护动作联跳

1、延时时间： 0S。

2、保护出口：全停。

(二十九) 紧急停机

1、延时时间： 0S

2、保护出口：全停。

(三十) 非电量保护

1、主变重瓦斯：全停。

2、高厂变重瓦斯：全停。

3、主变冷却器故障：全停。 

4、主变压力释放：发信号。

5、高厂变压力释放：发信号。

6、主变轻瓦斯：发信号。

7、高厂变轻瓦斯：发信号。

8、主变绕组温度高：发信号。

9、高厂变绕组温度高：发信号。

10、高厂变油位异常：发信号。

11、主变油位异常：发信号。

12、高厂变油温高：发信号。

13、主变油温高：发信号。

注：

全停：断开高压侧断路器跳闸线圈Ⅰ(Ⅱ)、灭磁开关、关闭主汽门、跳厂变A B分支、起动快切、启动失灵。

解列灭磁：断开高压侧断路器跳闸线圈Ⅰ(Ⅱ)、灭磁开关、跳厂变A B分支、起动快切、启动失灵。

程序跳闸：关闭主汽门,由程序逆功率解列灭磁。下载本文