2×150mw發(fā)電機—變壓器繼電保護畢業(yè)設計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　第一部分 設計任務書</p><p>　　第二部分 設計說明書</p><p>　　2×150MW發(fā)電機—變壓器繼電保護裝置</p><p><b

2、>　　自動裝置的配置</b></p><p><b>　　互感器的配置</b></p><p>　　保護配置型號及整定計算</p><p>　　第三部分 設計計算書</p><p><b>　　短路電流計算</b></p><p><b>　　

3、繼電保護的整定計算</b></p><p><b>　　附圖 </b></p><p><b>　　參考資料</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　本設計為電氣工程及自動化專業(yè)的《電力系統(tǒng)繼電保護》課程設計，設計題目為：2×

4、150MW發(fā)電機變壓器組機電保護設計。</p><p>　　一、畢業(yè)設計的目的：</p><p>　　畢業(yè)設計是學校教育中的最后一個教學環(huán)節(jié)，學生在完成了基礎理論課和專業(yè)課學習及校內外實習之后，通過畢業(yè)設計，能使學生將理論與實踐有機地結合起來，進一步鞏固所學知識，綜合運用所學理論和技能解決實際工程問題的能力得到鍛煉。通過繼電保護畢業(yè)設計加深學生對繼電保護知識的理解和掌握，增強識圖和繪圖能力

5、，提高獨立分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學生對待工程技術問題嚴肅認真的科學態(tài)度，為盡快適應將采所從事的工作打下良好的基礎。</p><p>　　二、繼電保護設計要求：</p><p>　　電力系統(tǒng)繼電保護設計是根據(jù)系統(tǒng)接線圖及要求選擇保護方式，進行整定計算，電力系統(tǒng)繼電保護的設計與配置是否合理直接影響到電力系統(tǒng)的安全運行。如果設計與配置不當，保護將不能正確工作，會擴大事故停電范圍，造成人身

6、和設備事故，給國民經(jīng)濟帶來嚴重的惡果，因此，合理地選擇保護方式和正確地整定計算，對保證電力系統(tǒng)的安全運行有非常重要的意義。</p><p>　　選擇保護和自動裝置時應符合可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求，還應綜合考慮：a、電力設備和電力網(wǎng)的結構特點和運行特點。b、故障出現(xiàn)的概率和可能造成的后果。c、電刀系統(tǒng)近期發(fā)展情況。d、經(jīng)濟上約合理性。e、國內外的經(jīng)驗。應力求采用最簡單的保護裝置，保護方式要滿足電力網(wǎng)結構

7、和廠站主接線的要求，并考慮電力網(wǎng)和廠站運行方式的靈活性。</p><p><b>　　三、設計內容：</b></p><p>　　根據(jù)設計任務書的要求，綜合運用所學專業(yè)知識，查閱參考資料，配置繼電保護及自動裝置，并整定計算，具體內容加下：</p><p>　　1、配置發(fā)電機-變壓器組的保護裝置及自動裝置.</p><p>

8、;　　2、選擇保護裝置型號及整定方法。</p><p>　　3、計算保護裝置整定所需短路電流。</p><p>　　4、保護裝置的整定計算。</p><p>　　5、繪制保護配置圖及原理展開圖。</p><p>　　6、整理說明書計算書.</p><p><b>　　7、畢業(yè)設計答辯</b><

9、;/p><p>　　第一部分 設計任務書</p><p><b>　　一、設計題目</b></p><p>　　2×150MW發(fā)電機-變壓器組繼電保護設計。</p><p><b>　　二、設計要求</b></p><p>　　為某電廠2×150MW發(fā)電

10、機-變壓器組繼電保護裝置進行整定計算。</p><p><b>　　三、原始資料</b></p><p>　　1、電氣主接線見附圖。</p><p><b>　　2、基準值設定</b></p><p>　　⑴、基準容量：Sj=1000MVA</p><p>　?、啤⒒鶞孰妷海?/p>

11、選擇平均額定電壓</p><p><b>　　⑶、基準電流：</b></p><p>　　220kV：Ij=1000∕*230=2.51KA</p><p>　　35kV： Ij=1000∕*37=15.6KA</p><p>　　13.8kV：Ij=1000∕*13.8=41.8KA</p><p&

12、gt;　　6.3kV： Ij=1000∕*6.3=91.6KA</p><p>　　0.4kV： Ij=1000∕*0.4=1443KA</p><p><b>　　3、系統(tǒng)參數(shù)表</b></p><p>　　注：SB＝1000MVA</p><p>　　4、#1、2發(fā)電機參數(shù)表：</p><p>

13、;　　5、#1、2主變參數(shù)表：</p><p><b>　　6、#1高廠變：</b></p><p><b>　　7、#2高廠變：</b></p><p><b>　　8、本廠運行方式</b></p><p>　　最大運行方式： #1、#2機組與系統(tǒng)并網(wǎng)運行，高廠變帶6kV母線

14、運行。</p><p>　　最小運行方式： 單臺機組與系統(tǒng)并網(wǎng)運行。</p><p><b>　　四、設計成品：</b></p><p><b>　　1、設計說明書</b></p><p><b>　　2、設計計算書</b></p><p>　　3、發(fā)變

15、組保護配置圖</p><p>　　發(fā)變組保護原理展開圖 </p><p>　　第二部分 設計說明書</p><p>　　2×150MW發(fā)電機—變壓器繼電保護裝置 </p><p><b>　　概述：</b></p><p>　　150MW機組保護裝置可分為短路保護和異常運行保護

16、兩類。短路保護是用以反應被保護區(qū)域內發(fā)生的各種類型的短路故障，為了防止保護拒動或斷路器拒動，設主保護和后備保護。異常運行是用以反應各種可能給機組造成危害的異常情況，不設后備保護。</p><p>　　保護配置依據(jù)——《繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程》（DL400-91）</p><p>　　2.2.3.4 對發(fā)電機—變壓器組當發(fā)電機與變壓器之間沒有斷路器時，100MW以上發(fā)電機，除發(fā)電

17、機—變壓器組共用縱聯(lián)差動保護外，發(fā)電機還應裝設單獨的縱聯(lián)差動保護。</p><p>　　2.2.4.3 發(fā)電機—變壓器組：對100MW及以上的發(fā)電機，應裝設保護區(qū)為100%的定子接地保護。</p><p>　　2.2.5.1 對于定子繞組為星形聯(lián)接，每相有并聯(lián)分支且中性點有分支引出端子的發(fā)電機，應裝設單繼電器式橫差保護。2.2.6.3 50MW及以上發(fā)電機應裝設負序過電流保

18、護和單元件低電壓啟動的過電流保護，當靈敏度不滿足要求時，看采用阻抗保護。</p><p>　　2.2.8 對過負荷引起的發(fā)電機定子繞組過電流，應裝設定子繞組過負荷保護。</p><p>　　2.2.9 發(fā)電機轉子承受負序電流的能力，以I2*t≤A為判斷依據(jù)，其中I為以額定電流為基準的負序電流的標幺值；t為時間（s）A為常數(shù)，對于不對稱負荷，非全相運行及外部不對稱短路引起的負

19、序電流，應裝設轉子表層過負荷保護。</p><p>　　2.2.9.2 100MW及以上A 10的發(fā)電機，應裝設由定時限和反時限兩部分組成的轉子表層過負荷保護。</p><p>　　2.2.10 對勵磁系統(tǒng)故障或強勵磁時間長引起的勵磁繞組過負荷，在100MW及以上，采用半導體勵磁系統(tǒng)的發(fā)電機上，應裝設勵磁回路過負荷保護，對于300MW以下，采用半導體勵磁系統(tǒng)的發(fā)電機上，應裝設定

20、時限勵磁繞組過負荷保護，保護裝置帶時限動作與信號和動作于降低勵磁電流。</p><p>　　2.2.11.3 轉子水冷汽輪發(fā)電機和100MW及以上的汽輪發(fā)電機，應裝設勵磁回路一點接地保護，并可裝設兩點接地保護。</p><p>　　2.2.12 失磁對電力系統(tǒng)有重大影響的發(fā)電機及100MW及以上的發(fā)電機應裝設專用的失磁保護。</p><p>　　2

21、.2.14 對于發(fā)電機變電動機運行的異常運行方式，燃氣輪機發(fā)電機應裝設逆功率保護。保護由靈敏的功率繼電器構成，帶時限動作于信號，經(jīng)長時限動作于解列。</p><p>　　2.3.2 0.8MVA及以上油浸式變壓器和0.4MVA及以上車間內的油浸式變壓器，均裝設瓦斯保護。</p><p>　　2.3.8 110KV及以上中性點直接接地的電網(wǎng)中，如變壓器中性點

22、直接接地運行，對外部單相接地引起的過電流，應裝設零序電流保護。</p><p>　　2.8.7.3 發(fā)電機—變壓器組的保護，宜啟動斷路器失靈保護。</p><p>　?。ㄈＷo配置方案</p><p>　　表I: 150MW發(fā)電機—變壓器的保護配置</p><p>　　表II:150MW發(fā)電機—變壓器組保護配置方案反應的故障類型&

23、lt;/p><p><b>　　自動裝置的配置</b></p><p><b>　　概述</b></p><p>　　隨著單機容量的提高和電流系統(tǒng)容量的不斷擴大，現(xiàn)代化大型電力系統(tǒng)將逐步形成，系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構更加復雜，對運行水平的要求也越來越高。為了保證電力網(wǎng)的安全、經(jīng)濟、可靠的運行，除了配備必要的幾點的繼電保護外，還應配備必要

24、的自動調節(jié)和操作裝置。</p><p>　　配置依據(jù)——《繼電保護和暗渠自動裝置技術規(guī)程》（DL400-91）</p><p>　　2.7.4 作為自動調節(jié)勵磁裝置強行勵磁作用的后備措施，并作為某些不能滿足強行勵磁要求的自動調節(jié)幺求的自動調節(jié)勵磁裝置的補充措施，汽輪發(fā)電機和調相機，均應裝設繼電器強行勵磁裝置。</p><p>　　3.2.1.4 母線故障可采

25、用母線自動重合閘。</p><p>　　3.6.4.1 對單機容量為60MW以上的發(fā)電廠，應裝設自動準同步裝置和相位閉鎖的手動準同步裝置。</p><p>　　3.8.1.2 大中型汽輪發(fā)電機，勵磁機勵磁回路，可采用對電子放電逆變滅磁，非線性電阻滅磁等滅磁方式。</p><p>　　3.9.1 為了分析電流系統(tǒng)事故及幾點保護和安全自動裝置在事故過程

26、中的動作情況，在主要發(fā)電廠，220kv及以上變電所和110kv重要變電所，應裝設故障濾波器或其他類型的自動故障記錄裝置。</p><p>　　三． 自動裝置配置</p><p><b>　　互感器的配置</b></p><p><b>　　電壓互感器</b></p><p>　　配置依據(jù)——《

27、電力工程電器技術手冊》</p><p>　　<1> 母線:除旁路母線外,一般工作及備用母線都裝有一組電壓互感器,用于同步.測量儀表和保護裝置。</p><p>　　<2> 發(fā)電機：儀表裝設2~3組電壓互感器。一組供自動調節(jié)勵磁裝置。另一組供測量儀表.同步及保護裝置使用。</p><p>　　<3> 變壓器：變壓器低壓側有時為

28、了滿足同步或幾點保護的要求，沒有一組電壓互感器。</p><p><b>　　電壓互感器的配置</b></p><p>　　1F、2F出口PT選用JD2-20型，變比為18/√3/0.1/√3KV</p><p><b>　　電流互感器</b></p><p>　　配置依據(jù)——《電力工程電氣設計手冊

29、》</p><p>　　<1>為了滿足測量和保護裝置的要求，在發(fā)電機、變壓器、出線、母線分段及母聯(lián)斷路器、旁路斷路器等回路中均設有電流互感器。對于中性點、直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置，對于中性點非直接接地系統(tǒng)，依據(jù)情況（如負荷是否對稱、保護靈敏度是否滿足等）按二相或三相配置。</p><p>　　<2>對于保護用電流互感器的裝設地點，應盡量消除主保護的不保護區(qū)來設置

30、。例如：若有兩組電流互感器，且位置允許時，應設在斷路器兩側，使斷路器處于交叉保護范圍之中。</p><p>　　<3>為了防止支持式電流互感器套管閃絡造成母線故障，電力互感器通常布置在斷路器的出線或變壓器側。</p><p>　　<4>為了減輕內部故障時發(fā)電機的損傷，用于自動調節(jié)勵磁裝置的電流互感器應布置在發(fā)電機定子繞組的出線側。為了便于分析和發(fā)電機并入系統(tǒng)前發(fā)現(xiàn)內

31、部故障，用于測量儀表的電流互感器宜裝在發(fā)電機中性點側。</p><p>　　2. 電流互感器的配置</p><p>　　<1>發(fā)電機CT選用LM2D-20型，變比為12000/5A.</p><p>　　<2>發(fā)電機橫差保護用CT選用LRBV—35型，變比為600/5A。</p><p>　　<3>主變

32、中性點處選用LRB—35型，變比為600/5A.</p><p>　　<4>主 變零序保護用CT選用600/5A型。</p><p>　　第四章 保護配置型號及整定計算</p><p>　　發(fā)電機—變壓器組保護的配置及整定計算結果</p><p>　　第三部分 設計計算書</p><p>　　第一

33、章 短路電流計算</p><p>　　一. 最大運行方式下短路電流計算</p><p>　　(一)、最大運行方式下阻抗圖及短路點設定：</p><p>　　最大運行方式： #1、#2機組與系統(tǒng)并網(wǎng)運行，高廠變帶6kV母線運行。</p><p>　　阻抗圖如下圖1-1所示：</p><p><b>　　

34、圖1-1：</b></p><p>　　d1～220kV母線短路</p><p>　　d2～發(fā)電機出口短路</p><p>　　d3～#1高廠變低壓側6kV母線短路</p><p>　　d4～#2高廠變低壓側6kV母線短路</p><p>　　d5～#01高備變35 kV側短路</p><

35、;p>　　d6～#01高備變低壓側6kV母線短路</p><p>　　(二)、d1～220kV母線短路電流計算：</p><p>　　由圖知，發(fā)電機的轉移電抗為：</p><p>　　X8=X1＋X3=1.234＋0.759=1.993 </p><p>　　X9=X2＋X4=1.234＋0.759=1.993</p

36、><p>　　求各元件對短路d1的計算電抗，</p><p>　　#1、2機的計算電抗：</p><p>　　XjS=Xzy×Se∕Sj=1.993×176.5/1000=0.352</p><p>　　查運算曲線數(shù)字表得出電流標么值：</p><p>　　ts=0〞 I*=2.975&l

37、t;/p><p>　　ts=4〞 I*=2.250</p><p>　　#1、2發(fā)電機送至d1點的短路電流：</p><p>　　ts=0〞 I(3)K..F= I**Ie=2.975×176.5/*230=1.318 KA</p><p>　　ts=4〞 I(3)K..F= I**Ie=2.250

38、5;176.5/*230=0.997 KA</p><p>　　220KV送至d1點的短路電流：</p><p>　　I(3)K..=2.51×1/0.1468=17.10KA</p><p>　　總電流：I(3)K.Σ0〞=1.318×2＋17.1=19.736KA</p><p>　　I(3)K.Σ4〞=0.997&#

39、215;2＋17.1=19.1KA</p><p>　　d1點三相短路各電源供給的短路電流標幺值（I*）</p><p>　?、塾蓸绥壑登蟪鲇忻?，填入表中；</p><p>　?、芮蟪龆搪伏c的總短路電流，填入表中。</p><p>　　d1點三相短路各電源供給的短路電流周期分量有效值（Iz）</p><p>　　(三

40、)、220KV母線短路時，流經(jīng)發(fā)電機的短路電流:</p><p>　　Id(3)=2.975×176.5/1.732/13.8=21.97kA</p><p>　　(四)、d2～發(fā)電機出口13.8kV側短路電流計算</p><p>　　1、求各電源的轉移阻抗：</p><p>　　由圖1-1知，系統(tǒng)C和發(fā)電機2的轉移阻抗用等值變換公

41、式計算，分別為：</p><p>　　XF2=1.993+0.759+1.993*0.759/0.1468=13.06</p><p>　　Xc=0.1468+0.759+0.1468*0.759/1.993=0.962</p><p>　　2、由轉移電抗求各電源的計算電抗：</p><p>　　XF2.js=13.06×176.5

42、/1000=2.305</p><p>　　Xc.js=0.962</p><p>　　XF1.js=1.234×176.5/1000=0.218</p><p>　　3、任意時間t秒三相短路電流周期分量標幺值和有名值的計算：</p><p>　?、儆捎嬎汶娍共檫\算曲線得各電源t秒短路電流標幺值，填入下表；</p>

43、<p>　?、谙到y(tǒng)S的周期分量標幺值直接由轉移阻抗計算：</p><p>　　IFC*=1/ XF2.js=1/0.962=1.04</p><p>　　d2點三相短路各電源供給的短路電流標幺值（I*）</p><p>　?、塾蓸绥壑登蟪鲇忻?，填入表中；</p><p>　?、芮蟪龆搪伏c的總短路電流，填入表中。</p>

44、<p>　　D2點三相短路各電源供給的短路電流周期分量有效值（Iz）</p><p>　　4、13.8KV短路時,發(fā)電機送至短路點的短路電流:</p><p>　　Id(3)=4.94×176.5/1.732/13.8=36.47kA</p><p>　　(五)、d3～#1高廠變低壓側6.3kV側短路電流計算：</p><

45、p>　　求各電源的轉移阻抗：把發(fā)電機和系統(tǒng)看成是無窮大電網(wǎng),由圖1-1和上面的計算可知，另一臺發(fā)電機與系統(tǒng)對d3點的等效阻抗：則</p><p>　　Xd3=[1.993∥0.1468+0.759]∥1.234+4.17=4.689</p><p>　　d3點短路電流：Ik*=1/ Xd3 ×Sb/（×6.3）</p><p>　　=1/4

46、.689×1000/（×6.3）=19.545 kA</p><p>　　(六)、d4～#2高廠變低壓側6.3kV側短路電流計算：</p><p>　　1.求各電源的轉移阻抗：把發(fā)電機和系統(tǒng)看成是無窮大電網(wǎng),由圖1-1和上面的計算可知，另一臺發(fā)電機與系統(tǒng)對d4點的等效阻抗：則Xd4=[1.993∥0.1468+0.759]∥1.234+4.94</p>&

47、lt;p><b>　　=5.459</b></p><p>　　d4點短路電流：Ik*=1/ Xd4 ×Sb/（×6.3）</p><p>　　=1/5.459×1000/（×6.3）=16.788 kA</p><p>　　(七)、d5～#01高備變高壓側35kV短路電流計算：</p>

48、<p>　　d5點短路電流：Ik*=1/ Xc ×Sb/（×37）</p><p>　　=1/1.138×1000/（×37）=13.71kA</p><p>　　(八)、d6～#01高備變低壓側6.3kV短路電流計算：</p><p>　　d6點短路電流：Ik*=1/ （Xc +5.3）×Sb/（&#

49、215;6.3）</p><p>　　=1/6.438×1000/（×6.3）=14.235 kA</p><p>　　二．最小運行方式下短路電流計算</p><p>　?。ㄒ唬⒆钚∵\行方式下阻抗圖及短路點設定：</p><p>　　最小運行方式： 單臺機組與系統(tǒng)并網(wǎng)運行。</p><p>　　阻

50、抗圖如下圖1-2所示：</p><p><b>　　圖1-2：</b></p><p>　　d1～220kV母線短路</p><p>　　d2～發(fā)電機出口短路</p><p>　　d3～#1高廠變低壓側6kV母線短路</p><p>　　d4～#2高廠變低壓側6kV母線短路</p>

51、<p>　　d5～#01高備變35 kV側短路</p><p>　　d6～#01高備變低壓側6kV母線短路</p><p>　?。ǘ?、d1～220kV母線短路電流計算：</p><p>　　如前，已知#1機送出220KV母線d1點的短路電流(ts=4〞)：</p><p>　　I(3)K..F1=0.997KA</p>

52、<p>　　220KV系統(tǒng)送至短路點d1的短路電流：</p><p>　　I(3)K..C1=1/0.465×1000/（×230）=5.398KA</p><p>　　三相短路總電流：I(3)K.Σ=0.997+5.398=6.395KA</p><p>　　兩相短路總電流：I(2)K.Σ=0.866×6.395=5.5

53、38KA</p><p>　?。ㄈ?、d2～發(fā)電機出口13.8kV側短路電流計算：</p><p>　　通過前邊計算可知，#1機出口短路電流為：I(3)K..F1=18.051KA</p><p>　　220KV系統(tǒng)向短路點d2送的短路電流:</p><p>　　I(3)Kc1.=1/［0.4650+0.759］×1000/*13.

54、8=34.18KA</p><p>　　三相短路總電流: I(3)K.Σ=34.18+18.051=52.23</p><p>　　兩相短路總電流：I(2)K.Σ.=0.866×52.23=45.23KA</p><p>　?。ㄋ模3～#1高廠變低壓側6.3kV側短路電流計算：</p><p>　　最小運行方式下，單臺機與系統(tǒng)并

55、列運行,則:</p><p>　　X∑=(0.4650+0.759)∥1.234＋4.17=4.784</p><p>　　三相短路電流：I(3)K.Σ.=1/4.784×1000/*6.3=19.16KA</p><p>　　兩相短路電流：I(2)K.Σ.=0.866×19.16=16.59KA</p><p>　　(五

56、)、d4～#2高廠變低壓側6.3kV側短路電流計算：</p><p>　　最小運行方式下，單臺機與系統(tǒng)并列運行,則:</p><p>　　X∑=(0.4650+0.759)∥1.234＋4.94=5.55</p><p>　　三相短路電流：I(3)K. .Σ=1/5.55×1000/*6.3=16.5KA</p><p>　　兩相短

57、路電流：I(2)K. .Σ=0.866×16.5=14.29KA</p><p>　?。?、d5～#01高備變高壓側35kV短路電流計算：</p><p>　　d5點短路電流：）I(3)K. .Σ=1/ Xc ×Sb/（×37）</p><p>　　=1/1.517×1000/（×37）=10.286 kA<

58、/p><p>　?。㊣(2)K. .Σ=0.866×10.286 kA=8.908 kA</p><p>　　(七)、d6～#01高備變低壓側6.3kV短路電流計算：</p><p>　　d6點短路電流：Ik（3）=1/ （Xc +5.3）×Sb/（×6.3）</p><p>　　=1/6.817×1000

59、/（×6.3）=13.44 kA</p><p>　　Ik（2）=0.866×13.44 kA=11.64 kA</p><p><b>　　附錄：</b></p><p>　　1．最大運行方式下各短路點的短路電流統(tǒng)計(單位:kA)</p><p>　　2. 最小運行方式下各短路點的短路電流統(tǒng)計(單位

60、:kA)</p><p>　　三．不 對 稱 短 路 計 算</p><p><b>　?。ㄒ唬?、計算目的：</b></p><p>　　對系統(tǒng)進行不對稱短路計算的目的是為了校驗相關保護的靈敏度，因而只對最小運行方式下的各個短路點進行兩相短路和單相短路計算。</p><p>　?。ǘ?、最小運行方式：</p>

61、<p>　　單臺機組并網(wǎng)運行，6kV廠用電系統(tǒng)由#01高備變供電運行。</p><p>　?。ㄈ⒂捎诓粚ΨQ短路保護的保護CT均安裝在發(fā)電機側，因而對基準值的選定如下：</p><p>　　基準容量：Sj=176.5MVA</p><p>　　基準電壓：選擇平均額定電壓</p><p><b>　　基準電流：<

62、/b></p><p>　　220kV：Ij=176.5∕*230=0.44KA</p><p>　　35kV： Ij=176.5∕*37=2.75KA</p><p>　　13.8kV：Ij=176.5∕*13.8=7.38KA</p><p>　　6.3kV： Ij=176.5∕*6.3=16.18KA</p><

63、;p>　　0.4kV： Ij=176.5∕*0.4=254.76KA</p><p>　?。ㄋ模?、短路阻抗的計算：</p><p>　　1、發(fā)電機：X1=0.2178×Sj∕Se=0.2178</p><p>　　X2=0.2067×Sj∕Se=0.2067</p><p>　　X0=0.0964×Sj∕S

64、e=0.0964</p><p>　　2、主變： X1=0.129×Sj∕Se=0.134</p><p>　　X0=45×Sj∕Ue2=0.15</p><p>　　3、#1高廠變：X1=0.0834×Sj∕Se=0.736</p><p>　　4、#2高廠變：X1=0.0791×Sj∕Se=0.8

65、73</p><p>　　5、#01高備變：X1=0.106×Sj∕Se=0.936</p><p>　　6、35KV系統(tǒng):X1=1.517×Sj∕Se=0.268</p><p>　　7、220KV系統(tǒng):X1=0.465×Sj∕Se=0.082</p><p>　　X0=0.435×Sj∕Se=0.0

66、77</p><p>　　（五）、不對稱短路電流計算：</p><p><b>　　1、標幺阻抗圖：</b></p><p>　　d1～220kV母線短路</p><p>　　d2～#1高廠變低壓側6kV母線短路</p><p>　　d3～#2高廠變低壓側6kV母線短路</p>&l

67、t;p>　　d4～#01高備變低壓側6kV母線短路</p><p>　　2、d1～220kV母線短路</p><p>　　⑴、對短路點d1的等值阻抗</p><p>　　X1∑=0.2178+0.134=0.3518</p><p>　　X2∑=0.2067+0.134=0.3407</p><p><b&

68、gt;　　X0∑=0.15</b></p><p><b>　?、啤上喽搪罚?lt;/b></p><p>　　發(fā)電機流入故障點的總短路電流：</p><p>　　Ik（2）=/（X1∑+X2∑）×（Sj/13.8）</p><p>　　=/（0.3518+0.3407）×（176.536/1

69、3.8）=18.47kA</p><p>　　發(fā)電機側總負序電流：I22k）=18.47 kA/=10.66 kA</p><p>　　發(fā)電機端部負序電壓的計算，首先將發(fā)電機負序阻抗換成有名值</p><p>　　X2f= X2∑×Ue2/Sj=0.2067× 13.82/176.536=0.223 Ω</p><p>　

70、　則：U2= X2f×I22k（）=0.223×10.66=2.377 kV</p><p>　　U2j= 2.377 kV/(13.8/0.1)=17.2V</p><p><b>　?、?、單相短路：</b></p><p>　　X（1）∑= X1∑+ X2∑+ X0∑=0.3518+0.3407+0.15=0.8425&

71、lt;/p><p>　　Ik（1）=3/ X（1）∑×Sj/13.8</p><p>　　=3/0.8425×（176.536/13.8）=26.29 kA</p><p>　　Ia1= Ia2= Ia0=26.29kA/3=8.76 kA</p><p>　　負序電壓：U2= X2f×Ia2=0.223×

72、8.76=1.95 kV</p><p><b>　　⑷、兩相接地短路：</b></p><p>　　X∑= X1∑+ X2∑//X0∑=0.3518+0.3407//0.15=0.456</p><p>　　Ia1=1/ X∑×Sj/13.8=1/0.456×（176.536/13.8）=16.2kA</p>

73、<p>　　負序電流：Ia2= Ia1×X0∑/（X2∑+X0∑）=4.95kA</p><p>　　負序電壓：U2= X2f×Ia2=0.223×4.95=1.104 kV</p><p>　　由以上計算：在220V側兩相接地短路時，發(fā)電機的負序電壓最低。U2j= 1.104 kV/(13.8/0.1)=8V，發(fā)電機出口短路時發(fā)電機的負序電壓將高

74、于U2j= 1.104 kV/(13.8/0.1)=8V。</p><p>　　3、d2～#1高廠變低壓側6kV母線短路，計算#1高廠變高壓側的負序電壓：</p><p>　?、?、對短路點d2的等值阻抗</p><p>　　X1∑=（0.082+0.134）//0.2178+0.736=0.844</p><p>　　X2∑=（0.082+0

75、.134）//0.2067+0.736=0.842</p><p><b>　　X0∑=∞</b></p><p><b>　?、啤上喽搪罚?lt;/b></p><p>　　流入故障點的總短路電流，歸算到高廠變高壓側為：</p><p>　　Ik（2）=/（X1∑+X2∑）×（Sj/13.8

76、）</p><p>　　=/（0.844+0.842）×（176.536/13.8）=7.59kA</p><p>　　總負序電流為：I2k（2）=7.59 kA/=4.38kA</p><p>　　發(fā)電機端部的負序電流：</p><p>　　I2（2）=(0.134+0.082)/(0.2067+0.134+0.082)* I2k

77、（2</p><p>　　=0.511*4.38=2.24 kA</p><p>　　發(fā)電機端部負序電壓的計算，首先將發(fā)電機負序阻抗換成有名值</p><p>　　X2f= X2∑×Ue2/Sj=0.2067× 13.82/176.536=0.223 </p><p>　　則，發(fā)電機端部負序電壓為 ：U2= X2f

78、5;I2（2）=0.223×2.24=0.499 kV</p><p>　　換算成二次值為：499/138=3.62V</p><p>　　d2短路時，發(fā)電機端部負序電壓二次值為：3.62V</p><p>　　4、d3～#2高廠變低壓側6kV母線短路，計算#2高廠變高壓側的負序電壓：</p><p>　?、?、對短路點d3的等值阻抗

79、</p><p>　　X1∑=（0.082+0.134）//0.2178+0.873=0.981</p><p>　　X2∑=（0.082+0.134）//0.2067+0.873=0.979</p><p><b>　　X0∑=∞</b></p><p><b>　?、?、兩相短路：</b><

80、/p><p>　　流入故障點的總短路電流，歸算到高廠變高壓側為：</p><p>　　Ik（2）=/（X1∑+X2∑）×（Sj/13.8）</p><p>　　=/（0.981+0.979）×（176.536/13.8）=6.53kA </p><p>　　第二章150MW發(fā)變組保護整定計算</

81、p><p>　　一、150MW發(fā)變組保護整定計算:</p><p>　　（一）、發(fā)電機縱聯(lián)差動保護</p><p>　　發(fā)電機中性點CT: 1LH，2LH 8000/5</p><p>　　發(fā)電機出口CT: 4LH，7LH 8000/5</p><p>　　1、整定原則及參考資料;</p>

82、;<p>　　依據(jù)《發(fā)電機保護技術說明書》,《電力工程電氣設計手冊》,《電力系統(tǒng)繼電保護》,《大型發(fā)電機變壓器繼電保護整定計算書原則》,《電力系統(tǒng)繼電保護與安全自動裝置整定計算》,《大型發(fā)電機保護》等資料。</p><p>　　發(fā)電機縱差保護為比率制動特性的完全縱差保護，其動作特性由二部分組成：無制動和比率制動部分。這種動作特性的優(yōu)點是：在區(qū)內故障電流小時，它具有較高的動作靈敏度；而在區(qū)外故障時，它

83、具有較強的躲過暫態(tài)不平衡差流的能力和抗TA飽和能力。</p><p>　　2. 比率差動保護的整定</p><p>　?、拧l(fā)電機差動保護的最小動作電流Iq：</p><p>　　整定原則：按躲過發(fā)電機額定工況下差動保護回路中的最大不平衡電流來整定。</p><p>　　Iq = Kk×2×0.03Ie / nLH=1.5

84、×2×0.03×7386 / 8000/5 = 0.42 A </p><p>　　Kk～可靠系數(shù);取1.5 nLH ～CT變比</p><p><b>　　Iq～最小動作電流</b></p><p>　　根據(jù)說明書一般取Iq =（ 0.3~0.4）Ie </p><p&g

85、t;　　Iq = 0.3Ie / nLH =0.3×7386 / (8000/5) = 1.4 A </p><p>　　故取Iq = 1.4A</p><p>　?、啤⒋_定制動特性的拐點電流Ig：</p><p>　　當發(fā)電機定子電流等與或小于額定電流時,差動保護不必要有制動特性。</p><p>　　最小制動電流: Ig =

86、 (0.8 ～1.0)×Ie / nLH = 0.9×7386 / 8000/5 =4.15A</p><p>　　故取Ig = 4 A</p><p>　?、恰⒅苿酉禂?shù)：按最大外部短路電流下差動保護不誤動作的條件，計算制動系數(shù),并求出最大動作電流.</p><p>　?、?、當發(fā)電機外部短路時,差動保護的最大不平衡電流：</p>&

87、lt;p>　　Ibph.max = Kfz×Kt×Klh×I3K.max / nLH</p><p>　　=1.5×0.5×0.1×36.47 kA/ 8000/5= 2735.25 / 8000/5 = 1.71</p><p>　　Kfz——非周期分量系數(shù):1.5－2.0</p><p>　　Kt

88、——CT同型系數(shù)0.5</p><p>　　Klh——CT變比誤差系數(shù)0.1</p><p>　　I3k.max——最大外部短路三相短路電流周期分量</p><p>　?、?、最大動作電流：Idz.max = Kk×Ibph.max= 1.4×1.71 = 2.394A</p><p>　　Kk～可靠系數(shù)取1.3～1.5 ;

89、 Ibph.max-------外部短路最大不平衡電流</p><p>　　最大短路電流與最大制動電流相對應，即：I3K.max/ nLH =Izd.max</p><p>　　根據(jù)以上求得的最大動作電流Idz.max，最大制動電流:Izd.max確定最大制動系數(shù)，即：</p><p>　　Kzd.max = Idz.max / Izd.max</p

90、><p>　　=Kk× Kfz×Kt×Klh= 1.4×1.5×0.5×0.1 = 0.105</p><p>　　Kk～可靠系數(shù)取1.4 Kfz～非周期分量系數(shù):1.5</p><p>　　Kt～CT同型系數(shù)0.5 Klh～CT變比誤差系數(shù)0.1</p><p&

91、gt;　　則比率制動特性的斜率：</p><p>　　Ks = （Idz.max－Idz.o） / (I3K.max / nLH－Izd.o)</p><p>　　= （2.394－0.42）/（36.47kA/8000/5－4.15）= 0.106</p><p>　　為了確保在最大運行方式下外部短路,差動保護不會誤動作,但又考慮CT飽和暫態(tài)特性的影響,為了安全適

92、當提高制動系數(shù), 取比率制動系數(shù)Ks =0.4</p><p>　　⑷、解除TA斷線閉鎖差流倍數(shù)整定：Ict</p><p>　　當發(fā)電機電流大于該值,TA斷線閉鎖功能自動退出,該閉鎖主要用于TA回路斷線,防止保護誤動,三相電流任一相大于額定電流時, TA斷線閉鎖也將自動解除,且它是以發(fā)電機額定電流為基準的。</p><p>　　按躲過發(fā)電機最大負荷電流整定:<

93、;/p><p>　　Ict = (1.2～1.3)Ief / nLH/Ie</p><p>　　式中:Ief～發(fā)電機最大負荷電流</p><p>　　Ie～發(fā)電機二次額定電流</p><p>　　Ict = 1.2×7386 /1600/4.62 = 1.2 取1.2倍</p><p>　?、伞⒉顒铀贁啾稊?shù):

94、Isd 一般取Isd=3～8倍</p><p>　　根據(jù)說明書：對于發(fā)電機的差動速斷，其作用相當于差動高定值，應按躲過區(qū)外三相短路時產(chǎn)生的最大不平衡電流來整定，為可靠，建議取Is=4~8倍。當發(fā)電機電流大于該值,無論制動量有多大,差動均應動作,它是以發(fā)電機額定電流為基準的. 這里取Is=4倍</p><p>　　Isd=n×Ie/（nLH×4.62）= 5×7

95、386 / (8000/5×4.62)=5 取5倍;</p><p>　　靈敏度校驗：KLM=45.32kA/(5*7386)=1.22>1.2</p><p>　?、?、發(fā)電機二次額定電流;</p><p>　　Ie = Ief / nLH = 7386 / 8000/5 = 4.62A</p><p>　?、恕l(fā)電機負序電

96、壓：U2=6V</p><p>　?。ǘ?、復合電壓過流保護</p><p>　　CT: 1LH～2LH 8000/5 </p><p>　　PT: 發(fā)電機機端1YH (13.8/√3) ／(0.1/√3)／( 0.1/3)</p><p>　　1、負序電壓元件:按躲過正常運行時,出現(xiàn)的最大不平衡電壓:</p>

97、;<p>　　U2g = 0.06Ue = 0.06×13.8 = 0.828 kV </p><p>　　則: U2g.j = U2g ／nYH = 0.828*1000／13.8/√3／0.1/√3 = 6V</p><p>　　靈敏度校驗:Klm= U2.min/ U2g.j = 17.2/6=2.87>1.5</p><p>

98、;　　U2.min～主變高壓側兩相短路時，保護安裝處的最小負序電壓</p><p>　　2、低電壓元件:對于汽輪發(fā)電機,低電壓的整定應躲過電動機自啟動與發(fā)電機失去勵磁而出現(xiàn)的非同步運行的最低電壓,通常取:</p><p>　　Ul = (0.6～0.7) Ue</p><p>　　式中: Ue～發(fā)電機額定電壓</p><p>　　Ul.j =

99、 0.6×Uef ／nYH = 0.6×13.8／13.8/√3／(0.1/√3) </p><p>　　= 0.06kV=60V</p><p><b>　　靈敏度校驗:</b></p><p>　　Klm= Ul.j nYH / （XT×I（3）k.max）</p><p>　　=0.0

100、6×138 /（0.129×13.82/170×21.97）=2.6>1.2</p><p>　　I（3）k.max～主變高壓側金屬性三相短路時，保護安裝處的最大短路電流； XT～主變壓器電抗</p><p>　　3、電流元件:過發(fā)電機額定負荷下可靠返回的條件整定;</p><p>　　Ig = Kk / Kf ×Ie

101、</p><p>　　Kk可靠系數(shù) Kf ～返回系數(shù)</p><p>　　Ig.j = 1.3/0.95×7386／(8000/5) =6.32A 取Ig.j=6.5A</p><p>　　靈敏度校驗:Klm = I（2）k.min / Ig =18.47*1000/（6.5×1600）=1.8>1.2</p><

102、;p>　　I（2）k.min～主變高壓側金屬性兩相短路保護安裝處的最小短路電流</p><p>　　(18.74 kA是不對稱短路計算中，主變高壓側金屬性兩相短路時發(fā)電機送出的短路電流)</p><p>　　4、時間元件的整定:與新滕線(新杜線)距離Ⅲ段時限配合</p><p>　　t1=1+2=3 s 跳220kV橋開關；</p><

103、;p>　　t2=3+0.5=3.5 s 全停。</p><p>　　5、電流元件記憶時間:t01=3.5 +0.5=4 s</p><p>　　(三)、發(fā)電機反時限對稱過負荷保護</p><p>　　發(fā)電機反時限對稱過負荷保護，是發(fā)電機定子的過熱保護。保護反映發(fā)電機定子電流大小,保護發(fā)電機定子以免發(fā)熱,保護由兩部分組成,定時限過負荷和反時限過電流。&l

104、t;/p><p>　　反時限曲線特性由三部分組成:a)上限定時限b)反時限c)下限定時限.當發(fā)電機電流大于上限定值,則按上限定時限動作,如果電流超過下限定值,但不足以使反時限部分動作時,則按下限定時限動作.</p><p>　　1、定時限過負荷整定值：按發(fā)電機長期允許的負荷電流下能可靠返回整定:</p><p>　　Igl = Kk / Kf ×Ief／nYH

105、 =1.05／0.85×7386/(8000/5) = 5.7A</p><p>　　Kk～可靠系數(shù)1.05 ; Kf～返回系數(shù)0.85</p><p>　　發(fā)電機定時限定值：Ig1=5.7A t11=9 s 發(fā)信</p><p>　　2、反時限下限啟動電流：按與過負荷保護動作電流相配合整定。</p><p>　　Is = 1

106、.05×5.7 = 6A </p><p>　　3、反時限上限整定(速斷部分)</p><p>　　按機端三相金屬性短路的條件整定。</p><p>　?、拧.op.max=Ign/（Ksat* Xd〞*nL）=7386/（0.8* 21.78% *1600）=26.5 A</p><p>　?、啤⒏鶕?jù)短路電流計算:發(fā)電出口短路,

107、最大短路電流I（3）K=36.472kA</p><p>　　Idz.j=1.2×36.472／8000/5=27.35A</p><p>　　取 Iup=28 A</p><p>　　4、散熱系數(shù)K2：按發(fā)電機長期允許的電流標幺值整定， K2=1</p><p>　　5、熱值系數(shù)K1：按發(fā)電機熱值整定：一般由廠家提供.</p

108、><p>　　根據(jù)哈爾濱電機廠《QF-135-2型空冷汽輪發(fā)電機產(chǎn)品說明書》查得：</p><p>　　發(fā)電機過載1.54倍（額定電流6645A）電流的情況下，可以允許運行30S，由公式:(I*2－K2)×t≥K1</p><p>　　求得K1=[(1.54) 2－1]×30=41 取K1=41</p><p>　　式中:

109、I*～發(fā)電機電流標幺值;K1～發(fā)電機定子過熱值</p><p>　　K2～發(fā)電機發(fā)熱同時的散熱效應.</p><p>　　6、反時限下限長延時動作時間ts：按躲過反時限電流能夠承受的時間(一般比過負荷時間長)，根據(jù)說明書I*取1.15，則</p><p>　　長延時動作時間：ts= K1/(I*2－K2)=41/[(1.15)2－1]=127 s</p>

110、<p>　　取 Is = 6A ts=125 s 動作于全停。</p><p>　　發(fā)電機額定二次值Ie=4.62A</p><p>　　7、反時限上限動作延時tup：上限動作延時應按與發(fā)電廠高壓母線出線的縱聯(lián)保護或距離Ⅰ段保護動作時間相配合來整定。</p><p>　　一般tup=（0.3~0.5 s）這里取tup=0.3 s 動作于全停。&

111、lt;/p><p>　　(四)、發(fā)電機反時限不對稱過負荷:</p><p>　　發(fā)電機反時限不對稱過負荷保護是發(fā)電機的轉子過熱保護，也叫轉子表層過熱保護，保護發(fā)電機轉子以防表面發(fā)熱。保護反映發(fā)電機定子電流中的負序分量，其輸入電流為發(fā)電機TA二次三相電流。保護由負序定時限過負荷和負序反時限過電流組成.</p><p>　　1、負序定時限過負荷定值I2gl：按發(fā)電機長期允許

112、的負序電流下能可靠返回的條件整定.</p><p>　　根據(jù)說明書：負序承受過載能力為:I2/IN=8% A值≤10, </p><p>　　A～發(fā)電機允許過熱常數(shù)</p><p><b>　　故負序過負荷電流為</b></p><p>　　I2.dz = Kk／Kf×I2∞/nLH = 1.2／0.9

113、15;0.08×7386/(8000/5) = 0.49A</p><p>　　取I2g1 =0.49A t=9” 發(fā)信</p><p>　　2、負序反時限過電流：按保護裝置提供的最大跳閘時限為1000S,據(jù)此,發(fā)電機能承受的負序電流整定,此值一般應為接近于負序過負荷保護的動作電流。</p><p>　　根據(jù)哈爾濱電機廠《QF-135-2型

114、空冷汽輪發(fā)電機產(chǎn)品說明書》查得：</p><p>　　取A=10, T=1000S；</p><p>　　Iop.min=7386/(8000/5)*√（A/T+ I22∞）=7386/1600*√（10/1000+ 0.082）=0.59 A</p><p>　　取I2s=0.6A </p><p>　　動作時間：ts=A/（I22s-

115、 I22∞）=10/[（0.6*1600/7386）2-0.082]=952 s</p><p><b>　　取ts=250 s</b></p><p>　　3、熱值系數(shù)：按發(fā)電機A值整定，K1=A=10</p><p>　　4、散熱系數(shù):K2一般按發(fā)電機長期允許的負序電流的能力來整定;</p><p>　　K2=I2∝

116、 / Ie 式中: I2∝～發(fā)電機長期允許的負序電流標幺值</p><p>　　Ie～發(fā)電機額定電流</p><p>　　根據(jù)《發(fā)電機說明書》：汽輪發(fā)電機負序電流承受能力:</p><p>　　I2 / Ie = 0.08 則取K2=0.08</p><p>　　5、反時限電流速斷整定：</p><p>　　按

117、躲過主變高壓側兩相短路整定:</p><p>　　Iop.max=Ie /[(Kb×Xd”+X2+2XT)*nLH]= 7386 / [(0.8×0.2178+0.2067+2×0.129) *1600] = 7.22A</p><p>　　式中: Ie～發(fā)電機額定電流;</p><p>　　Xd”、X2～發(fā)電機次暫態(tài)電抗,負序電抗標幺

118、值;</p><p>　　XT～主變電抗標幺值; Kb～飽和系數(shù)取0.8.</p><p>　　取I2up =7.0 A</p><p>　　通過短路電流計算結果#1機出口短路: I（3）K=36.472kA</p><p>　　兩相短路電流 I2K=0.866×36.472=31.58KA</p><p&g

119、t;　　負序電流值: I（2）K2=31.58／√3=18.236KA</p><p>　　靈敏度校驗:Klm = 18.236/（7.22×1600）=1.57>1.2</p><p>　　取反時限電流速斷:I2up =7.0 A 靈敏度16.62/11.2=1.48>1.2</p><p>　　6、反時限上限動作延時tup：應按與發(fā)電廠

120、高壓母線出線的縱聯(lián)保護或距離Ⅰ段保護動作時間相配合來整定。一般tup=（0.3~0.5 s）</p><p>　　這里取tup=0.3 s 反時限動作于全停。</p><p>　　(五).發(fā)電機定子接地保護:</p><p>　　發(fā)電機定子接地保護是由基波零序電壓式定子接地保護和三次諧波定子接地保護組成，基波零序電壓式定子接地保護的保護范圍為由機端至機內90%左右

121、的定子繞組單相接地故障；三次諧波定子接地保護的保護范圍為由發(fā)電機中性點向機內20%左右的定子繞組或機端附近定子繞組單相接地故障，與基波零序電壓式定子接地保護聯(lián)合構成100%的定子接地保護?；阈螂妷菏蕉ㄗ咏拥乇Ｗo的電壓信號取至中性點電壓互感器，三次諧波定子接地保護的電壓信號取至機端電壓互感器的B相。</p><p>　　1、基波零序電壓式定子接地保護：</p><p>　　本保護具有三次

122、諧波濾過器的基波電壓接地保護,零序電壓動作值按躲過正常運行時中性點單相電壓互感器的最大不平衡電壓Uunh.max進行整定。動作值一般取5～10V。</p><p>　　延時發(fā)信;定子接地保護動作后只發(fā)信號,不跳發(fā)電機的前提條件是：最大接地電流應小于發(fā)電機單相接地的安全電流,國產(chǎn)125～200MW機組安全運行允許電流為2A,而實際定子接地電流僅為0.5A,故T=5S 延時發(fā)信。</p><p

123、>　　動作延時，應大于主變高壓側短路時后備保護最長動作時間來整定。</p><p>　　取3Uog=9V; t11=5S 延時發(fā)信</p><p>　　2、三次諧波定子接地保護：是按比較發(fā)電機中性點及機端三次諧波電壓的大小和相位構成的。保護定值的整定按照發(fā)電機開機時的測試值進行整定。</p><p>　　取t1=5S 延時發(fā)信</p><

124、;p>　　(六)、發(fā)電機轉子兩點接地保護</p><p>　　本保護采用定子電壓中二次諧波的負序分量,此分量由于轉子繞組不對稱定子繞組中會含以同步轉速正向旋轉的二次諧波磁場。保護采用自動投入,保護受一點接地閉鎖,發(fā)生一點接地時保護將自動投入.</p><p>　　保護整定: 二次諧波電壓動作值: Udz=Kk×Ubph=10*0.1=1V</p><p

125、>　　Kk～可靠系數(shù)取8~10;</p><p>　　Ubph～額定負荷下, 最大的二次諧波電壓實測值,一般為0.1~0.2</p><p>　　故動作電壓躲過瞬時出現(xiàn)的兩點接地故障整定一般取0.5～1.5S;</p><p>　　t1=1.5S 動作于全停</p><p>　?。ㄆ撸?、轉子一點接地保護：</p>&l

126、t;p>　　在DGT801A系列裝置中，轉子一點接地保護的注入直流電源由裝置自產(chǎn)，因此在發(fā)電機運行和不運行時均可監(jiān)視發(fā)電機勵磁回路的對地絕緣。本保護采用新型的疊加直流方法,疊加電源為50V,內阻大于50KΩ,采用微機智能化測量,克服了傳統(tǒng)中繞組正負極靈敏度不夠的缺點,能準確的計算出轉子對地的絕緣電阻,范圍可達200 KΩ,轉子分布電容對其測量無影響,電機啟動過程中轉子無電壓時,保護并不失去作用,保護引入轉子負極,與大軸接地.<