王治金

摘要大型發(fā)變組的保護裝置配置比較全面，基本計算一般都按照DL/T684-2012《大型發(fā)電機變壓器繼電保護整定計算導則》進行，由于保護生產廠家不一樣，各省調也有不同的規(guī)定以及配合關系?，F(xiàn)以許繼WFB-805保護裝置為例，按照整定計算導則、反事故措施、省調的要求和經驗對主要保護進行計算和探討。

關鍵詞發(fā)變組；保護裝置；整定計算

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）11-0180-04

1設備主要參數(shù)

1）發(fā)電機：型號QFSN-600-2-22D，600MW、666.7MVA、22kV、17495.1A。

2）主變壓器：型號DFP-240000/500，240MVA、525/22kV、791.8/10909.1A、Ynd11。

3）保護裝置：WFB-805A（A、B柜相同）。

2計算依據

1）WFB-800A系列微機型發(fā)電機變壓器組成套保護裝置技術說明書。

2）DL/T684-2012大型發(fā)電機變壓器繼電保護整定計算導則。

3）短路電流計算值。

3WFB-805A（發(fā)變組保護A、B柜）整定計算

3.1 發(fā)電機完全縱差保護

3.1.1 發(fā)電機二次額定電流計算

一次額定電流：

二次額定電流：

式中：為發(fā)電機額定容量600MVA；為發(fā)電機功率因數(shù)0.9；為發(fā)電機一次額定電流；為發(fā)電機機端額定線電壓22 kV；為電流互感器變比25000/5。

差動保護的最小動作電流和最小制動電流的定值是標么值（以基準電流為基準），選機端側為基準。

3.1.2 最小動作電流

1）按照躲過正常發(fā)電機額定負荷下的最大不平衡電流整定。

式中：為差動保護的最小動作電流值；為可靠系數(shù)，取1.5。

2）按躲過區(qū)外遠處短路電流接近額定電流時的暫態(tài)不平衡電流計算。

式中：為非周期分量系數(shù)，取1.5；為兩側TA同型系數(shù)；為兩側TA幅值誤差系數(shù)，取6%；為發(fā)電機額定負荷狀態(tài)下，實測差動保護中的不平衡電流。

3）按經驗公式計算，建議取，為基準電流?，F(xiàn)取。

3.1.3 最小制動電流

?。海瑸榛鶞孰娏鳌，F(xiàn)取。

3.1.4 比率制動系數(shù)S

1）發(fā)電機外部短路，差動保護的最大不平衡電流：

式中：為互感器比誤差系數(shù)，取0.1；為最大外部三相短路電流周期分量的二次電流值。

2）按最大外部短路電流下差動保護不誤動為條件，對應的最大動作電流二次電流值為：

3）比率制動系數(shù)為：

；

4）按經驗公式，比例制動系數(shù)一般可取S=0.3~0.5，現(xiàn)取S=0.5。

3.1.5 靈敏系數(shù)計算

按上述原則整定的比率制動特性，當發(fā)電機機端兩相金屬性短路時，差動保護的靈敏系數(shù)一定滿足的要求。

式中：為發(fā)電機機端兩相金屬性短路時最小短路電流TA二次值（A），；對應得制動電流：

為發(fā)電機機端兩相金屬性短路時最小短路電流對應的差動保護動作電流，

3.1.6 動作結果

全停。

3.2 發(fā)電機匝間保護

縱向零序過電壓及故障分量負序方向型匝間保護，本保護不僅作為發(fā)電機內部匝間短路的主保護，還可作為發(fā)電機內部相間短路及定子繞組開焊的保護。

3.2.1 發(fā)電機縱向基波零序電壓保護

1）定值整定計算：縱向基波零序電壓保護動作電壓按躲過正常運行時最大縱向基波零序電壓不平衡電壓計算，

即=1.5×7.41=11.115 V，取11 V。

為正常運行時最大縱向3倍基波零序不平衡電壓的實測值。

機組滿負荷時，實測匝間保護PT基波零序電壓為7.41 V，普通PT為2.905 V。

2）動作時間整定值，現(xiàn)取0.2 s。

3.2.2 故障分量負序方向（ΔP2）保護

1）的整定：根據經驗，建議；

2）的整定：根據經驗，建議；

實測：P=600/Q=125.4時，I2=160.6A，折算為二次i=0.03212 A。

3）的整定：根據發(fā)電機定子繞組內部故障的計算實例，一般選取

式中：為發(fā)電機機端額定電壓22 kV；為電壓互感器變比。

上述、、整定值是初選數(shù)值，應根據機組實際運行情況作適當修正。

4）動作結果：全停。

3.3 三次諧波定子接地保護（并網后實際整定）

并網后實測機端1.39∠333/中性點1.544∠181；滿負荷實測機端3.014∠195/中性點3.834∠035（A柜）

滿負荷實測機端3.018∠379/中性點3.839∠120（B柜）

實際整定：三次諧波向量系數(shù)幅值0.852，三次諧波向量系數(shù)相角331°。（根據負荷有變化）

3.4 低勵失磁保護

1）定勵磁低電壓整定。

為勵磁低電壓動作整定值，整定為（0.2～0.8） ，一般可取為0.8。

136=81.6 V（暫定，實測為136 V） 式中：為發(fā)電機空載勵磁電壓。

2）靜穩(wěn)邊界阻抗整定。

阻抗扇形圓動作判據匹配發(fā)電機靜穩(wěn)邊界圓，采用0°接線方式（、）。

保護定值中的“靜穩(wěn)動作阻抗”即； “靜穩(wěn)動作阻抗”即。

①

式中：為系統(tǒng)電抗有名值，等于系統(tǒng)歸算到本電廠主變高壓側母線的系統(tǒng)最小電抗（由調度中心提供，對應于最大運行方式）與電廠除本發(fā)-變組之外其他發(fā)-變組的并聯(lián)電抗相并聯(lián)的電抗值、加上發(fā)-變組的主變電抗，我廠系統(tǒng)最小電抗和主變電抗兩部分；為歸算到機端電壓22 kV級的系統(tǒng)最小電抗有名值（二次值），

為歸算到機端電壓22kV級的主變電抗有名值（二次值），

②

（）

式中：為同步電抗的銘牌值，取非飽和值為188.99%。

③發(fā)電機低電壓整定： 發(fā)電機機端低電壓一般可?。?.85~0.90） 。（許繼廠家推薦0.7~0.75 ）

式中：為發(fā)電機額定二次電壓100 V。

4）系統(tǒng)低電壓整定：系統(tǒng)低電壓定值應根據系統(tǒng)運行要求整定，一般可?。?.85~0.90）。

475000/500/0.1=95 V（省調規(guī)定）

5）異步邊界阻抗整定。

①整定值的計算：（）

式中：為瞬變電抗的銘牌值，取非飽和值為27.17%，并歸算至二次值，

（）

②整定值的計算：

（）

6）失磁判據整定計算。

①將發(fā)電機、變壓器、線路、系統(tǒng)電抗等都歸算到機端電壓22 kV級的有名單位（即歐姆）值。

發(fā)電機：

變壓器：線路：（不計）

系統(tǒng)等值電抗：

發(fā)電機機端至無限大系統(tǒng)間的Xst：汽輪發(fā)電機凸極功率：

式中：為系統(tǒng)基準容量100MVA；―發(fā)電機凸極功率，單位“”，汽輪發(fā)電機發(fā)電機凸極功率一般為0。

②將上述第⑴項的各值歸算到機端TV、TA二次側的值。

Xst（二次）=Xst（一次）

又：

③失磁判據動作特性直線的斜率的整定值為：

7）失磁保護整定計算其他事項。

失磁保護有關方案中包含的“靜穩(wěn)阻抗Z<”判據及“”判據的整定計算。其中采用的整定值采用：

汽輪機：

水輪機：

式中：為的銘牌值；為的銘牌值；為電壓互感器變比；為電流互感器變比。

建議整定計算中采用的等于系統(tǒng)歸算到本發(fā)電廠主變高壓側母線的系統(tǒng)最小電抗（由省調度中心提供，對應于最大運行方式）與本發(fā)電廠除本發(fā)-變組之外其他發(fā)-變組的并聯(lián)電抗相并聯(lián)的電抗值、再加上本發(fā)-變組的主變電抗，即把本發(fā)電廠的其他發(fā)-變組作為系統(tǒng)的一部分。

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例如：發(fā)電機失磁保護整定計算中采用的值為：

式中：為對應機組的銘牌值；為電壓互感器變比；為電流互感器變比?！胺€(wěn)態(tài)異步阻抗”判據整定計算采用：。

8）方案選擇與動作延時。

方案：保護“靜穩(wěn)阻抗”判據經延時后經失磁一段出口發(fā)信號；保護 “靜穩(wěn)阻抗” 判據經延時后和機端低電壓判據 “”組合后經失磁二段動作出口，可保證全失磁或部分失磁失步時出口動作；“穩(wěn)態(tài)異步阻抗”經延時也可經失磁二段動作出口，增加保護動作的可靠性，保護穩(wěn)態(tài)異步邊界圓的動作區(qū)遠小于靜穩(wěn)邊界扇形動作區(qū)。保護、延時是為了躲開系統(tǒng)振蕩。保護三段出口動作行為同方案一。

動作于發(fā)信號；動作于切換廠用電源；動作于程序跳閘。

3.5 發(fā)電機失步保護

保護裝設在機端，其主判據為透鏡型阻抗元件。

1）系統(tǒng)聯(lián)系阻抗的整定：透鏡在R-X平面上第I象限的最遠點的阻抗按機端至無限大系統(tǒng)之間的聯(lián)系阻抗Zst 進行整定：式中：為變壓器阻抗。

2）發(fā)電機暫態(tài)電抗及透鏡主軸傾角的整定：透鏡在R-X平面第Ⅲ象限的最遠點的阻抗按同步電機的暫態(tài)電抗進行整定。

為透鏡主軸的傾角，按與的阻抗角的平均值整定，一般為80°~85°，取85°。

3）動作功角的整定：越小，透鏡越大，保護的計時越準確，但是必須保證機組正常運行時的最小負荷阻抗位于透鏡之外，以便保證保護的動作選擇性，為此選擇：

式中：為最小負荷電阻；為最小負荷阻抗；為發(fā)電機機端至無限大系統(tǒng)間的聯(lián)系電抗。

為最小負荷相電壓，?。粸樽畲筘摵上嚯娏?，取或。

δset整定范圍：90°~150°，一般取120°，現(xiàn)取δset=120°。

4）變壓器阻抗：為變壓器阻抗，可近似取為短路電抗0.9，。

5）跳閘閉鎖電流整定：跳閘閉鎖過電流判據為：；按下式整定：

發(fā)電機出口斷路器；主變壓器高壓側斷路器。

6）滑極次數(shù)及動作延時：整定范圍：1~9，一般整定為 2~4次。振蕩中心在區(qū)外整定為3次，延時1s動作于信號；振蕩中心在區(qū)內整定為1次（省調規(guī)定），延時1s動作于程序跳閘。

7）啟動電流：一般整定為1.2倍額定電流即可。1.2×3.5=4.2 A

3.6 主變差動保護

1）最小動作電流：為差動保護的最小動作電流，應按躲過變壓器額定負載運行時的最大不平衡電流整定，即：；取=0.5Ib

式中：為變壓器分接頭調節(jié)引起的誤差（相對于額定電壓的百分數(shù)），取調壓范圍中偏離額定值的最大值（百分值），取0.05（調壓范圍2×2.5%=0.05）；為變壓器各側TA變比未完全匹配產生的誤差，一般取0.05。一般情況下可?。?。

2）最小制動電流的整定：，取。

3）比率制動系數(shù)S的整定。

①兩圈變壓器最大不平衡電流的計算：

式中：為TA的非周期系數(shù)，（5P或10P型TA）或（TP型TA），??；為流過靠近故障側的TA的最大外部短路周期分量電流，取主變高壓側500 kV側三相短路電流二次值2306.26/1250≈1.85，歸算至基準側應乘以平衡系數(shù)，1.85×1=1.85。

比率制動系數(shù)S為：

式中：Ires.max=6Ie根據上式計算來整定的S值，一般取0.4～0.8。取S=0.5。

②比率制動差動保護靈敏度計算：

式中：為最小運行方式時變壓器出口兩相短路時最小短路電流TA二次值（A）， 為變壓器出口故障最小短路電流對應的差動保護動作電流（A）

4）諧波制動的整定：利用二次諧波來防止勵磁涌流誤動的差動保護，二次諧波制動比表示差流中的二次諧波分量與基波分量的比值。一般二次諧波制動比可整定為15%～20%，取二次諧波制動比為15%。

對于500 kV超高壓變壓器的差動保護，增加了五次諧波制動判據。一般五次諧波制動比可整定為25%～35%，取五次諧波制動比為25%。

5）差流越限：差流越限的定值固定為0.5倍的最小動作電流，延時為5s。

6）差流速斷：為了加速切除變壓器嚴重的內部故障，增設差流速斷保護，其動作電流按照躲過初始勵磁涌流或外部短路最大不平衡電流來整定，即：或；

；取大值式中：為外部短路最大不平衡電流0.46；為倍數(shù)，視變壓器容量和系統(tǒng)電抗大小，一般動作電流取4～8倍額定電流，取5。

差流速斷保護靈敏度系數(shù)應按變壓器并入系統(tǒng)后出口兩相短路時系統(tǒng)供給的最小短路電流計算，要求靈敏度系數(shù)不小于1.2。

式中：為變壓器并入系統(tǒng)后出口兩相短路時系統(tǒng)供給的最小短路電流TA二次值（A）。

7）動作結果：全停。

4探討與說明

保護定值的整定必須全面考慮，滿足“整定導則”和電力系統(tǒng)“反事故措施”的要求。低勵失磁保護和勵磁回路過載保護應與勵磁調節(jié)器的參數(shù)整定相配合；匝間保護和定子接地保護應根據實測整定；失步保護、失磁保護和發(fā)變組后備保護的有些參數(shù)省調有些規(guī)定，應按規(guī)定執(zhí)行，比如發(fā)變組后備保護應與線路保護配合，作為線路保護的后備保護，其值應大于線路保護，但省調規(guī)定，必須比線路保護值小一個級差；發(fā)電機差動保護由于發(fā)電機沒有高、低壓側之分，只有定子繞組的引線用于發(fā)電，每相定子繞組引出的2個引線的電流在內部無故障時是相同的（相位和幅值），差動保護中沒有電流平衡系數(shù)；勵磁是采用勵磁變可控硅整流提供勵磁電流給轉子，在定子繞組中不產生勵磁涌流，故不用考慮勵磁涌流問題，最小動作值和制動系數(shù)可按低限選擇。而變壓器的繞組有多個繞組如：高壓繞組、中壓繞組、低壓繞組等，從而導致保護必須考慮因此帶來的電流角度變換；又因為有高、低壓繞組，而且電流不同，從而在高、低壓側采用不同變比的電流互感器，又導致產生了電流平衡系數(shù)；變壓器的鐵心在合閘時產生勵磁涌流（可利用二次諧波和諧波鑒別進行制動）最小動作值和制動系數(shù)可按高限選擇。如果變壓器差動保護裝置帶有二次諧波制動和波形鑒別制動可兩套保護裝置選取不同的制動方式。轉子接地保護由于有附加波形，運行時只能投一套保護；斷水保護和失磁保護如果有條件，減負荷快的可投入減負荷功能，提高可靠性，但循環(huán)流化床鍋爐機組由于鍋爐熱容量大，減負荷慢，不能實現(xiàn)此功能；熱工保護來電氣停機，現(xiàn)在大機組多選取程序跳閘，以防止主汽門關不嚴造成超速事故。

本文介紹了600MW發(fā)變組主要保護裝置的整定計算方法，并進行了實際計算。對大機組保護裝置的定值計算進行了探討，并對有關保護之間的配合與投退作了說明。希望對發(fā)電廠從事發(fā)變組保護管理人員有所幫助。

參考文獻

[1]DL/T684-2012大型發(fā)電機變壓器繼電保護整定計算導則.

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例如：發(fā)電機失磁保護整定計算中采用的值為：

式中：為對應機組的銘牌值；為電壓互感器變比；為電流互感器變比?！胺€(wěn)態(tài)異步阻抗”判據整定計算采用：。

8）方案選擇與動作延時。

方案：保護“靜穩(wěn)阻抗”判據經延時后經失磁一段出口發(fā)信號；保護 “靜穩(wěn)阻抗” 判據經延時后和機端低電壓判據 “”組合后經失磁二段動作出口，可保證全失磁或部分失磁失步時出口動作；“穩(wěn)態(tài)異步阻抗”經延時也可經失磁二段動作出口，增加保護動作的可靠性，保護穩(wěn)態(tài)異步邊界圓的動作區(qū)遠小于靜穩(wěn)邊界扇形動作區(qū)。保護、延時是為了躲開系統(tǒng)振蕩。保護三段出口動作行為同方案一。

動作于發(fā)信號；動作于切換廠用電源；動作于程序跳閘。

3.5 發(fā)電機失步保護

保護裝設在機端，其主判據為透鏡型阻抗元件。

1）系統(tǒng)聯(lián)系阻抗的整定：透鏡在R-X平面上第I象限的最遠點的阻抗按機端至無限大系統(tǒng)之間的聯(lián)系阻抗Zst 進行整定：式中：為變壓器阻抗。

2）發(fā)電機暫態(tài)電抗及透鏡主軸傾角的整定：透鏡在R-X平面第Ⅲ象限的最遠點的阻抗按同步電機的暫態(tài)電抗進行整定。

為透鏡主軸的傾角，按與的阻抗角的平均值整定，一般為80°~85°，取85°。

3）動作功角的整定：越小，透鏡越大，保護的計時越準確，但是必須保證機組正常運行時的最小負荷阻抗位于透鏡之外，以便保證保護的動作選擇性，為此選擇：

式中：為最小負荷電阻；為最小負荷阻抗；為發(fā)電機機端至無限大系統(tǒng)間的聯(lián)系電抗。

為最小負荷相電壓，??；為最大負荷相電流，取或。

δset整定范圍：90°~150°，一般取120°，現(xiàn)取δset=120°。

4）變壓器阻抗：為變壓器阻抗，可近似取為短路電抗0.9，。

5）跳閘閉鎖電流整定：跳閘閉鎖過電流判據為：；按下式整定：

發(fā)電機出口斷路器；主變壓器高壓側斷路器。

6）滑極次數(shù)及動作延時：整定范圍：1~9，一般整定為 2~4次。振蕩中心在區(qū)外整定為3次，延時1s動作于信號；振蕩中心在區(qū)內整定為1次（省調規(guī)定），延時1s動作于程序跳閘。

7）啟動電流：一般整定為1.2倍額定電流即可。1.2×3.5=4.2 A

3.6 主變差動保護

1）最小動作電流：為差動保護的最小動作電流，應按躲過變壓器額定負載運行時的最大不平衡電流整定，即：；取=0.5Ib

式中：為變壓器分接頭調節(jié)引起的誤差（相對于額定電壓的百分數(shù)），取調壓范圍中偏離額定值的最大值（百分值），取0.05（調壓范圍2×2.5%=0.05）；為變壓器各側TA變比未完全匹配產生的誤差，一般取0.05。一般情況下可?。骸?/p>

2）最小制動電流的整定：，取。

3）比率制動系數(shù)S的整定。

①兩圈變壓器最大不平衡電流的計算：

式中：為TA的非周期系數(shù)，（5P或10P型TA）或（TP型TA），?。粸榱鬟^靠近故障側的TA的最大外部短路周期分量電流，取主變高壓側500 kV側三相短路電流二次值2306.26/1250≈1.85，歸算至基準側應乘以平衡系數(shù)，1.85×1=1.85。

比率制動系數(shù)S為：

式中：Ires.max=6Ie根據上式計算來整定的S值，一般取0.4～0.8。取S=0.5。

②比率制動差動保護靈敏度計算：

式中：為最小運行方式時變壓器出口兩相短路時最小短路電流TA二次值（A）， 為變壓器出口故障最小短路電流對應的差動保護動作電流（A）

4）諧波制動的整定：利用二次諧波來防止勵磁涌流誤動的差動保護，二次諧波制動比表示差流中的二次諧波分量與基波分量的比值。一般二次諧波制動比可整定為15%～20%，取二次諧波制動比為15%。

對于500 kV超高壓變壓器的差動保護，增加了五次諧波制動判據。一般五次諧波制動比可整定為25%～35%，取五次諧波制動比為25%。

5）差流越限：差流越限的定值固定為0.5倍的最小動作電流，延時為5s。

6）差流速斷：為了加速切除變壓器嚴重的內部故障，增設差流速斷保護，其動作電流按照躲過初始勵磁涌流或外部短路最大不平衡電流來整定，即：或；

；取大值式中：為外部短路最大不平衡電流0.46；為倍數(shù)，視變壓器容量和系統(tǒng)電抗大小，一般動作電流取4～8倍額定電流，取5。

差流速斷保護靈敏度系數(shù)應按變壓器并入系統(tǒng)后出口兩相短路時系統(tǒng)供給的最小短路電流計算，要求靈敏度系數(shù)不小于1.2。

式中：為變壓器并入系統(tǒng)后出口兩相短路時系統(tǒng)供給的最小短路電流TA二次值（A）。

7）動作結果：全停。

4探討與說明

保護定值的整定必須全面考慮，滿足“整定導則”和電力系統(tǒng)“反事故措施”的要求。低勵失磁保護和勵磁回路過載保護應與勵磁調節(jié)器的參數(shù)整定相配合；匝間保護和定子接地保護應根據實測整定；失步保護、失磁保護和發(fā)變組后備保護的有些參數(shù)省調有些規(guī)定，應按規(guī)定執(zhí)行，比如發(fā)變組后備保護應與線路保護配合，作為線路保護的后備保護，其值應大于線路保護，但省調規(guī)定，必須比線路保護值小一個級差；發(fā)電機差動保護由于發(fā)電機沒有高、低壓側之分，只有定子繞組的引線用于發(fā)電，每相定子繞組引出的2個引線的電流在內部無故障時是相同的（相位和幅值），差動保護中沒有電流平衡系數(shù)；勵磁是采用勵磁變可控硅整流提供勵磁電流給轉子，在定子繞組中不產生勵磁涌流，故不用考慮勵磁涌流問題，最小動作值和制動系數(shù)可按低限選擇。而變壓器的繞組有多個繞組如：高壓繞組、中壓繞組、低壓繞組等，從而導致保護必須考慮因此帶來的電流角度變換；又因為有高、低壓繞組，而且電流不同，從而在高、低壓側采用不同變比的電流互感器，又導致產生了電流平衡系數(shù)；變壓器的鐵心在合閘時產生勵磁涌流（可利用二次諧波和諧波鑒別進行制動）最小動作值和制動系數(shù)可按高限選擇。如果變壓器差動保護裝置帶有二次諧波制動和波形鑒別制動可兩套保護裝置選取不同的制動方式。轉子接地保護由于有附加波形，運行時只能投一套保護；斷水保護和失磁保護如果有條件，減負荷快的可投入減負荷功能，提高可靠性，但循環(huán)流化床鍋爐機組由于鍋爐熱容量大，減負荷慢，不能實現(xiàn)此功能；熱工保護來電氣停機，現(xiàn)在大機組多選取程序跳閘，以防止主汽門關不嚴造成超速事故。

本文介紹了600MW發(fā)變組主要保護裝置的整定計算方法，并進行了實際計算。對大機組保護裝置的定值計算進行了探討，并對有關保護之間的配合與投退作了說明。希望對發(fā)電廠從事發(fā)變組保護管理人員有所幫助。

參考文獻

[1]DL/T684-2012大型發(fā)電機變壓器繼電保護整定計算導則.

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例如：發(fā)電機失磁保護整定計算中采用的值為：

式中：為對應機組的銘牌值；為電壓互感器變比；為電流互感器變比?！胺€(wěn)態(tài)異步阻抗”判據整定計算采用：。

8）方案選擇與動作延時。

方案：保護“靜穩(wěn)阻抗”判據經延時后經失磁一段出口發(fā)信號；保護 “靜穩(wěn)阻抗” 判據經延時后和機端低電壓判據 “”組合后經失磁二段動作出口，可保證全失磁或部分失磁失步時出口動作；“穩(wěn)態(tài)異步阻抗”經延時也可經失磁二段動作出口，增加保護動作的可靠性，保護穩(wěn)態(tài)異步邊界圓的動作區(qū)遠小于靜穩(wěn)邊界扇形動作區(qū)。保護、延時是為了躲開系統(tǒng)振蕩。保護三段出口動作行為同方案一。

動作于發(fā)信號；動作于切換廠用電源；動作于程序跳閘。

3.5 發(fā)電機失步保護

保護裝設在機端，其主判據為透鏡型阻抗元件。

1）系統(tǒng)聯(lián)系阻抗的整定：透鏡在R-X平面上第I象限的最遠點的阻抗按機端至無限大系統(tǒng)之間的聯(lián)系阻抗Zst 進行整定：式中：為變壓器阻抗。

2）發(fā)電機暫態(tài)電抗及透鏡主軸傾角的整定：透鏡在R-X平面第Ⅲ象限的最遠點的阻抗按同步電機的暫態(tài)電抗進行整定。

為透鏡主軸的傾角，按與的阻抗角的平均值整定，一般為80°~85°，取85°。

3）動作功角的整定：越小，透鏡越大，保護的計時越準確，但是必須保證機組正常運行時的最小負荷阻抗位于透鏡之外，以便保證保護的動作選擇性，為此選擇：

式中：為最小負荷電阻；為最小負荷阻抗；為發(fā)電機機端至無限大系統(tǒng)間的聯(lián)系電抗。

為最小負荷相電壓，??；為最大負荷相電流，取或。

δset整定范圍：90°~150°，一般取120°，現(xiàn)取δset=120°。

4）變壓器阻抗：為變壓器阻抗，可近似取為短路電抗0.9，。

5）跳閘閉鎖電流整定：跳閘閉鎖過電流判據為：；按下式整定：

發(fā)電機出口斷路器；主變壓器高壓側斷路器。

6）滑極次數(shù)及動作延時：整定范圍：1~9，一般整定為 2~4次。振蕩中心在區(qū)外整定為3次，延時1s動作于信號；振蕩中心在區(qū)內整定為1次（省調規(guī)定），延時1s動作于程序跳閘。

7）啟動電流：一般整定為1.2倍額定電流即可。1.2×3.5=4.2 A

3.6 主變差動保護

1）最小動作電流：為差動保護的最小動作電流，應按躲過變壓器額定負載運行時的最大不平衡電流整定，即：；取=0.5Ib

式中：為變壓器分接頭調節(jié)引起的誤差（相對于額定電壓的百分數(shù)），取調壓范圍中偏離額定值的最大值（百分值），取0.05（調壓范圍2×2.5%=0.05）；為變壓器各側TA變比未完全匹配產生的誤差，一般取0.05。一般情況下可取：。

2）最小制動電流的整定：，取。

3）比率制動系數(shù)S的整定。

①兩圈變壓器最大不平衡電流的計算：

式中：為TA的非周期系數(shù)，（5P或10P型TA）或（TP型TA），??；為流過靠近故障側的TA的最大外部短路周期分量電流，取主變高壓側500 kV側三相短路電流二次值2306.26/1250≈1.85，歸算至基準側應乘以平衡系數(shù)，1.85×1=1.85。

比率制動系數(shù)S為：

式中：Ires.max=6Ie根據上式計算來整定的S值，一般取0.4～0.8。取S=0.5。

②比率制動差動保護靈敏度計算：

式中：為最小運行方式時變壓器出口兩相短路時最小短路電流TA二次值（A）， 為變壓器出口故障最小短路電流對應的差動保護動作電流（A）

4）諧波制動的整定：利用二次諧波來防止勵磁涌流誤動的差動保護，二次諧波制動比表示差流中的二次諧波分量與基波分量的比值。一般二次諧波制動比可整定為15%～20%，取二次諧波制動比為15%。

對于500 kV超高壓變壓器的差動保護，增加了五次諧波制動判據。一般五次諧波制動比可整定為25%～35%，取五次諧波制動比為25%。

5）差流越限：差流越限的定值固定為0.5倍的最小動作電流，延時為5s。

6）差流速斷：為了加速切除變壓器嚴重的內部故障，增設差流速斷保護，其動作電流按照躲過初始勵磁涌流或外部短路最大不平衡電流來整定，即：或；

；取大值式中：為外部短路最大不平衡電流0.46；為倍數(shù)，視變壓器容量和系統(tǒng)電抗大小，一般動作電流取4～8倍額定電流，取5。

差流速斷保護靈敏度系數(shù)應按變壓器并入系統(tǒng)后出口兩相短路時系統(tǒng)供給的最小短路電流計算，要求靈敏度系數(shù)不小于1.2。

式中：為變壓器并入系統(tǒng)后出口兩相短路時系統(tǒng)供給的最小短路電流TA二次值（A）。

7）動作結果：全停。

4探討與說明

保護定值的整定必須全面考慮，滿足“整定導則”和電力系統(tǒng)“反事故措施”的要求。低勵失磁保護和勵磁回路過載保護應與勵磁調節(jié)器的參數(shù)整定相配合；匝間保護和定子接地保護應根據實測整定；失步保護、失磁保護和發(fā)變組后備保護的有些參數(shù)省調有些規(guī)定，應按規(guī)定執(zhí)行，比如發(fā)變組后備保護應與線路保護配合，作為線路保護的后備保護，其值應大于線路保護，但省調規(guī)定，必須比線路保護值小一個級差；發(fā)電機差動保護由于發(fā)電機沒有高、低壓側之分，只有定子繞組的引線用于發(fā)電，每相定子繞組引出的2個引線的電流在內部無故障時是相同的（相位和幅值），差動保護中沒有電流平衡系數(shù)；勵磁是采用勵磁變可控硅整流提供勵磁電流給轉子，在定子繞組中不產生勵磁涌流，故不用考慮勵磁涌流問題，最小動作值和制動系數(shù)可按低限選擇。而變壓器的繞組有多個繞組如：高壓繞組、中壓繞組、低壓繞組等，從而導致保護必須考慮因此帶來的電流角度變換；又因為有高、低壓繞組，而且電流不同，從而在高、低壓側采用不同變比的電流互感器，又導致產生了電流平衡系數(shù)；變壓器的鐵心在合閘時產生勵磁涌流（可利用二次諧波和諧波鑒別進行制動）最小動作值和制動系數(shù)可按高限選擇。如果變壓器差動保護裝置帶有二次諧波制動和波形鑒別制動可兩套保護裝置選取不同的制動方式。轉子接地保護由于有附加波形，運行時只能投一套保護；斷水保護和失磁保護如果有條件，減負荷快的可投入減負荷功能，提高可靠性，但循環(huán)流化床鍋爐機組由于鍋爐熱容量大，減負荷慢，不能實現(xiàn)此功能；熱工保護來電氣停機，現(xiàn)在大機組多選取程序跳閘，以防止主汽門關不嚴造成超速事故。

本文介紹了600MW發(fā)變組主要保護裝置的整定計算方法，并進行了實際計算。對大機組保護裝置的定值計算進行了探討，并對有關保護之間的配合與投退作了說明。希望對發(fā)電廠從事發(fā)變組保護管理人員有所幫助。

參考文獻

[1]DL/T684-2012大型發(fā)電機變壓器繼電保護整定計算導則.

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