发变组保护整定计算算例.docx
- 文档编号:178680
- 上传时间:2023-04-28
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:102.60KB
发变组保护整定计算算例.docx
《发变组保护整定计算算例.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《发变组保护整定计算算例.docx(16页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
发变组保护整定计算算例
发变组保护整定计算算例
整定计算依据:
1、《DL/T684-1999大型发电机变压器继电保护整定计算导则》,以下简称《导
则》
2、《GB/T15544-1995三相交流系统短路电流计算》3、《大型发电机组继电保护整定计算与运行技术》高春如著4、《RCS-985发电机变压器成套保护装置技术说明书》,以下简称:
《说明书》5、《厂用电系统设计》梁世康许光一著
第一章技术数据及短路电流计算
1.1发电机电气参数
规格型号
QFS-330-2
制造厂家
上海汽轮发电有
限公司
额定容量
366.7MVA
额定功率
330MW
功率因数
0.9
定
子
额定电压
18kV
转
子
空载励磁电压
144
额定电流
11760A
空载励磁电流
629
接线方式
YY
冷却方式
水冷
冷却方式
双水内冷
励磁方式
三机
接地方式
经消弧线圈
强励倍数
2
直流电阻
响应比
额定励磁电压
485V
强励时间
10
额定励磁电流
1840A
直流电阻
直轴超瞬变电抗
(不饱和值Xdu"/饱和值Xd")
17.1/15.7
直轴瞬变电抗
(不饱和值Xdu'/饱和值Xd')
27.8/24.5
直轴同步电抗Xd
233.5
负序电抗(不饱和值X2U/饱和值X2)
20.9
零序电抗(不饱和值XoJ饱和值Xo)
9.2
A相对地电容
负序电流承载能力(短时)
B相对地电容
负序电流承载能力(连续)
C相对地电容
发电机允许过电流
1.2主变压器参数
型号
SFP-360000/220
制造厂家
西安变压器厂
容量
360MVA
相数
3相
电压比
242/18
接线
电流
858.9A
调压方式
冷却方式
强油风冷
铁芯结构特点
阻抗电压(%)
14.02
空载电流
0.37%
空载损耗
211.3KW
高压侧接地方式
直接接地
负载损耗
923KW
低压侧接地方式
不接地
短路阻抗
每相高低压绕组
耦合电容CM
零序阻抗
低压绕组每相对
地电容Ct
1.3厂变参数
型号
SFPF-40000/18
制造厂家
西安变压器电炉
厂
容量
40/2X20MVA
相数
3相
容量比
接线
D.do-do
电压
20/6.3-6.3kV
调压方式
电流
空载电流
0.3%
冷却方式
油浸自冷
铜损+铁损
穿越阻抗Xl-2
铁芯结构特点
半穿越阻抗Xl-2,
15.5%
中性点接地方式
不接地
半穿越阻抗Xl-2-
零序电抗
分裂阻抗X2,2
分裂绕组1对高压
侧电容
分裂系数Kf
4.9
分裂绕组2对高压
侧电容
1.4励磁机参数
型号
TLD-1360-4
生产厂家
额定电压
485V
额定电流
1800A
1.5系统阻抗(2011年7月16日,宁夏中调保护处提供系统参数,不含#1、#2、
#3机)
运行方式
最大运行方式
最小运行方式
X1
0.0079
0.0307
X0
0.00812
0.01769
基准值
SB=100MVA
UB=242kV
计入#1、#3机组阻抗最大运行方式下归算至220kV阻抗为0.00718,最小方
式下系统阻抗为0.0仃4
1.6各电压等级基准值
电压等级(U)kV
基准电压(Uj)kV
基准功率(Sj)MVA
330
363
100
220
242
100
18
18
100
6
6.3
100
1.7阻抗参数计算
1.7.1发电机阻抗
Xd=233.5%^
100=0.6368
366.7
Xd'=24.5%
100X=0.0668
366.7
Xd〃=15.7%X=0.0428
366.7
X2=20.9%X=0.057
366.7
1.7.2主变阻抗
XT=XT0=14.02%x100=0.0389
360
1.7.3厂高变阻抗
100Xt1-2,=15.5%x一=0.387540
计算用短路阻抗图,如图1-1
Xs1(max)=O,0D718
Xs1(min)=0.0174
i]
H;=L.tJkB
图1-1#2发变组等值阻抗图
1.8短路电流计算1.8.1最小运行方式下短路电流计算
1)d1点发生二相短路时,短路电流
发电机G流过的短路电流(归算至220kV侧,IB=238.6A):
I(3)dmin=——-——xIB=x238.6=12.24x238.6=2920.5A
XT+Xd"0.0389+0.0428
换算为18kV侧(归算至18kV侧,IB=3207.6A)短路电流为I(3)dmin=12.24x3207.6=39261A
I⑵dmin=0.866xI⑶dmin=0.866x2920.5A=2529.2A
换算为18kV侧短路电流为I⑵dmin=0.866x12.24x3207.6=34000A
系统流向故障点短路电流
I(3)dmin=—1——xIB=—1—x238.6=13713A
Xs1(min)0.0174
2)d2点发生二相短路时,短路电流
发电机G流过的短路电流(归算至18kV侧,IB=3207.6A):
I⑶dmin=丄xIB=—1—x3207.6=23.4x3207.6=75057.8A
Xd"0.0428
系统流向故障点短路电流(归算至220kV侧电流)
I(3)dmin=xIB=x238.6=17.76x
Xs1(min)+XT0.0174+0.0389
238.6=4237.5A3)d3点发生三相短路时,短路电流(归算至6kV侧,IB=9165A):
X工=(Xs1.min+XT)//XG+Xt=(0.0174+0.0389)//0.0428+0.3875=0.0563//0.0428+0.3875=0.0243+0.3875=0.4118
I(3)dmin=丄xIB=—x9165=22.3KA
X工0.4118
I⑵dmin=0.866xI⑶dmin=0.866x22.3=19.31KA
1.8.2最大运行方式下短路电流计算
1)d1点发生三相短路时,短路电流
发电机G流过的短路电流(归算至220kV侧,IB=238.6A):
I⑶dmax=1——XIB=1x238.6=12.24X238.6=2920.5A
XT+Xd"0.0389+0.0428
系统流向故障点短路电流
I(3)dmax=——1——xIB=—1—x238.6=33231A
Xs1(max)0.00718
2)d2点发生三相短路时,短路电流
发电机G流过的短路电流(归算至18kV侧,IB=3207.6A):
I⑶dmax=1xIB=—1—x3207.6=23.36x3207.6=74930AXd"0.0428
系统流向故障点短路电流(归算至220kV侧电流)
Idmax=Xs1(max)+XT
xIB=!
x238.6=21.7x
0.00718+0.0389
238.6=5177.6A
3)d3点发生三相短路时,短路电流(归算至6kV侧,IB=9165A):
X工=(Xs1.max+XT)//XG+Xt=(0.00718+0.0389)//0.0428+0.3875=0.0461//0.0389+0.3875=0.
氏max哙XIB=1
021+0.3875=0.4085
X9165=22.4KA
0.4085
整定计算
第二章
(一)主变差动保护
根据《说明书》按躲过正常运行时主变带额定负载时最大不平衡电流整定
Icdqd=KelX(U/mIb2n=0.11lb2n
Krel为可靠系数,取1.3〜1.5,Ib2n为主变二次额定电流,△U为调压引起的
0.05。
Ker
误差,取0,^m为由于电流互感器变比未完全匹配产生的误差,取为电流互感器比误差(10P型取0.03X2,5P和TP型取0.01X2)
由于我公司主变高低压侧供主变差动保护使用的电流互感器不是TPY型,并
且暂态特性不可能相一致,所以按《大型发电机变压器组继电保护整定计算与运行技术》要求,取(0.5〜0.7)Ib2n,我公司最终取0.5Ib2n。
2)最小制动系数Krel1
根据《说明书》要求,心=Ker=0.1,Ker为互感器比误差系数,最大取0.1。
根据《大型发电机变压器组继电保护整定计算与运行技术》建议,Kel1取0.1,
我公司取0.1.
3)最大制动系数I^el2
根据《说明书》和《大型发电机变压器组继电保护整定计算与运行技术》建议Krel2取0.7。
4)差动速断保护定值Icdsd
差动速断保护定值Icdsd作为比率制动纵差保护的补充部分,应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,根据《大型发电机
变压器组继电保护整定计算与运行技术》介绍360〜370MWt变一般按经验取差
动速断动作电流为(3〜4)Ib2n,根据《说明书》建议取(4〜6)Ib2n,我公司取4If2n。
灵敏度校验
最小运行方式时变压器区内短路时的短路电流:
在发变组并入系统前主变高
压侧短路电流:
发电机G流过的短路电流(归算至220kV侧,IB=238.6A):
I(3)dmin=——1
d1点发生三相短路时,短路电流
xIB=:
x238.6=12.24x238.6=2920.5A
XT+Xd"0.0389+0.0428
换算为18kV侧(归算至18kV侧,IB=3207.6A)短路电流为I⑶dmin=12.24x3207.6=39261A
I⑵dmin=0.866xI⑶dmin=0.866x39261A=34000A=.94le(Ie=360/(1.732
X18)=11547A)
式中:
Xd〃——发电机次暂态电抗
Xr——变压器电抗百分比
制动电流:
Ir=(IIiI+II2I+II3I)/2=I⑵dmin/2=1.47le差动电流:
Id=I11+12+13I=I⑵dmin=2.94Ie
差动保护动作电流:
Idz=Icdqd+Kreii(Ir-Ig)=0.5Ie+0.1x(1.47Ie-
Ie)=0.547Ie
灵敏度:
Klm=I⑵dmin/Idz=2.94Ie/0.547Ie=5.37>2满足灵敏度要灵敏系数太高,适当增大Krell至0.2、0.3差动保护动作电流:
Idz=Icdqd+Krei1(Ir-Ig)=0.5Ie+0.2x(1.47Ie-
Ie)=0.594Ie(如为0.2)
差动保护动作电流:
Idz=Icdqd+Kreii(Ir-Ig)=0.5Ie+0.3x(1.47Ie-
Ie)=0.641Ie(Kren为0.3)
灵敏度:
Klm=I⑵dmin/Idz=2.94Ie/0.594Ie=4.95>2满足灵敏度要
求(Krel1为0.2)
灵敏度:
Klm=I⑵dmin/Idz=2.94Ie/0.641Ie=4.59>2满足灵敏度要
求(Krell为0.3)
最终取Krell为0.3
差动速断保护灵敏度计算:
曲誹nqu叮霍66①5>1-2。
Ik⑵.min为发变组并入系统后出口两相短路,系统提供的最小短路电流。
(二)发电机过励磁保护
我公司发电机过励磁保护采用定时限保护,根据上海电机厂提供的我公司发电机过励磁能力要求,U*/f*=1.05,可长期运行,U*/f*=1.25,延时2S解列灭磁,
《宁夏电网并网发电厂涉网保护及安全自动装置运行监督管理规定》要求,过励磁保护跳闸定值U/F不低于1.20倍、动作时限不低于3秒。
我公司取过励磁保护I段定值V/F=1.05,延时10S发信号,过励磁保护n段V/F=1.25,延时2S
跳闸;反时限过励磁保护退出。
我公司励磁调节器V/HZ限制保护为1.05倍V/HZ限制动作,频率低于45HZ时逆变,所以发电机过励磁保护与V/HZ限制能配合。
(三)发电机失磁保护
1)设备参数
220kV母线PT变比:
根据导则说明,按照发电机暂态电抗整定
Xa=-0.5XXd'XZgn=-0.5X0.278X14.73Q=-2.05Q
Xb=-(0.5XXd'+Xd)XZgn=-(0.5x0.278+2.335)X14.73=-2.47X14.73
Q=-36.4Q
4)
转子低电压定值:
按照发电机(0.2〜0.5)倍空载励磁电压整定,整定取0.5
倍空载励磁电压
Ud.op=KrelXUdo=0.5X144=72V
按照《RCS-985发电机变压器成套保护装置技术使用说明书》的整定方法,
转子低电压判据系数定值的整定计算公式为:
Kxs=Krel(Xd+XS,Krel为可
靠系数,取0.7〜0.85;Xd为发电机同步电抗标幺值,Xs为系统联系电抗标幺
值,为保证变励磁判据可靠动作,Krel取最大值0.85,系统联系电抗取常见运行方式(最大运行方式),系统联系电抗还包括#2主变阻抗,因此,转子低电压判据系数定值的整定计算式为:
Kxs=Krel(Xd+XS=0.85x(2.335+0.1402x366.7/360+0.0066X366.7/100)
=0.85X(2.335+0.143+0.024)=0.85X2.5=2.137)高压侧低电压定值:
按照调度部门的要求,当失磁保护“采用升压变高压侧母线电压时,其低电压判据不低于95%额定电压”,及考虑到失磁时系统电压可能降低情况,将高压侧低电压整定为98V
8)延时整定:
根据经验,失磁保护n段动作于全停,动作延时取0.5S,失磁保护m段动
作于励磁切换和切厂用,动作延时取1.0S
10)低电压判据选择:
母线电压
(四)失步保护(三元件失步继电器动作特性)
1)设备参数
220kV母线PT变比:
^^0尹髀0
2)阻抗定值ZA:
根据《导则》和《说明书》整定,按照系统联系电抗整定,系统联系电抗
包括主变电抗,最小运行方式下的系统电抗。
Za=(Xs+XTXZgn=(0.1402x366.7/360+0.0174X366.7/100)X14.73
Q=0.21X14.73=3.1Q
根据《导则》和《说明书》整定,按照发电机暂态电抗整定
Zb=-Xd'XZgn=-0.278x14.73Q=-4.1Q
根据说明书说明,一般按照主变压器阻抗的0.9倍整定
Zc=0.9XXTXZgn=0.9X0.1402x366.7/360X14.73Q=1.89Q
根据《导则》、《说明书》整定,©=80〜85°,因系统阻抗主要以电抗为主,
因此整定为85°
6)透镜内角a:
max,
根据《导则》整定时,无法确定发电机最小负荷阻抗FUx,参照《说明书》
建议,整定为120°
7)区外滑极数整定:
根据《说明书》建议,一般可整定为2〜15次,为保证在发生区外失步振荡
8)区内滑极数整定:
整定为2次。
9)跳闸允许电流:
因断路器的允许遮断电流为变压器额定遮断电流的70%考虑足够的裕度,
按照0.5倍的允许遮断电流整定
lop=0.5X35000/240=72.9A。
但是为尽量避免在较大遮断电流下断开发电机出口开关。
为尽量避免在
侧电动势相角差达180°,最大振荡电流
2X|t
较大遮断电流下断开发电机出口开关。
振荡中心位于发变组内部时,同时两
IOSC.maX=0.1^0.27^0.0248曲扫395"由于断路器遮断电流远大
于最大振荡电流,所以取4-5倍变压器高压侧额定电流作为失步保护跳闸允
许电流:
Ioff.al=5It.n=5X858.9=4294.5A
Ioff.al⑵=4294.5-240=17.9A(五)厂变B分支过流保护(CT变比3000/5)
1)过电流动作值:
按最小运行方式下6kV母线短路有2的灵敏系数整定
d3点发生三相短路时,短路电流(归算至6kV侧,IB=9165A):
X工=(Xs1.min+XT)//XG+Xt=(0.0174+0.0389)//0.0428+0.3875=0.0563//0.0428+0.3875=0.0243+0.3875=0.4118
I⑶dmin=丄XIB=—X9165=22.3KA
XF0.4118
I⑵dmin=0.866XI⑶dmin=0.866X22.3=19.31KA
Idz.bh=I⑵dmin/(ntaXKlm)=19.31KA/(600X2)=16.1A
按躲过分支上需自起动的电动机最大启动电流之和来整定
Idz.bh=KkXIst.2
Ist.2=IB/{X2+SB/(KqdXSd2)}
Kk为可靠系数,取1.2
X2为系统归算至6kV母线等值阻抗,为0.4085(最大方式)d3点发生三相短路时
XU=(Xs1.max+XT)//XG+Xt=(0.00718+0.0389)//0.0428+0.3875=0.0461//0.0389+0.3875=0.
021+0.3875=0.4085
归算至6kV侧,IB=9165A
SB为100MW
Sd2需要自起动的全部电动机容量,6kVA段统计全部电动机共计功率14992KW/按照额定容量20MVA考虑。
Kqd电动机启动时电流倍数,一般取5
Ist.2=Ist.2=IB/{X2+SB/(KqdXSd2)}=9165/{0.4085+100/(5
X20)}=6506
Idz=1.2X6506=7808A
CT变比3000/5
A分支过流保护二次动作值为:
Idz.bh=7808/600=13A灵敏系数Klm=l⑵dmin/Idz.bh=19.31/7.808=2.47>1.3
2)过流保护延时,按与脱硫II段过流保护延时配合,取0.4+0.4=0.8S
3)最终取Idz.bh=7808/600=13A。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 发变组 保护 定计 算算