发电机变压器组保护整定

1、1、原始资料某发电厂要扩建一个新厂，安装两台发电机变压器组，主接线如图（a）所示。已知参数如下：（1）发电机 Pe=200M，cos =，Ue=，xd195%，焉 24%，x；14.5% ；变压器 Se=240MVAU；=，接线 Y-11，分接头 121 2 2.5% 15.75kV，分级绝缘。（2）相间短路后备保护范围末端两相短路时，流经发电机的最小短路电流为14900A。（3）110kV母线上出线后备保护动作时间为6s。出线的零序后备保护最大动作 电流为3250A最大动作时间为5s。在最大运行方式下，出线的零序后备保护范 围末端接地短路时流经变压器的零序电流为620A,故障线路上的零序电流

2、为903A。在最小运行方式下，出线末端金属接地短路时，流经变压器的最小零序电 流为1100A。（3）保护设计所需的最大三相短路电流的计算结果如图（b）、（c）所示。它们是归算到115kV的安数（括号内为最小三相短路电流值）。（a）主接线图20253 9910 A Al154905147? A-HOkV475SAQ15.75k V厂用Ft(b)110kV母线短路时，短路电流分布图:110kV8523 18523 A I (c)15.75kV母线短路时，短路电流分布图2、设计内容、发电机变压器组的保护方式发电机变压器组的容量为200MWV发电机与变压器之间无短路器，因此，除 发电机变压器组需装设公

3、用纵差动保护外， 发电机、变压器均装设单独的纵差动 保护。按照保护安装设规程，需安装的保护如下：1、发电机变压器组：纵差动保护2、发电机：a、纵差动保护b、定子接地保护(零序电压保护)6880(4460)DL52Idz2000 2.5e、断线监视器CJJ整定1cdz0.2I2N0.2:4.310.862 A、定子接地保护（零序电压保护）发电机变压器组的高压侧为中性点非直接接地系统而发电机电压网络的中性点不接地或经消弧线圈接地时，一般在发电机电压侧装设零序电压保护并AW601.3 4.3112.66作用于信号，其动作值应满足Udz.jUbp不平衡电压 Ubp是由电压互感器的误差和三次谐波电压而引

4、起的，通常 Ubp可达1015V,所以取零序电压保护的动作电压 Udz.j15V。3、定子绕组匝间短路保护（横差动保护）横差动电流互感器变比计算I1N8625.21n_10.25 0.25- 431.2655取 nL1=500o动作电流11N8625.21ld|p0.2 0.30.2| 0.33.45.18A取 ld|op=5A4、定子绕组过电压保护动作整定值:动作时间:、低电压起动保护电流继电器动作电流按躲过额定电流整定:Udz|gy1.3彈130V157.5切|gy0.5s电压继电器动作电压按躲过最低允许运行电压整定:dzjdyKb1.2Kh0.854.316.085A0.9UN0.9 1

5、5750KbKinY1.2 1.15 157.5灵敏度按变压器高压侧母线三相短路的最小短路电流校验:变压器母线短路，保护安装处最大剩余电压:,3 1.38 4763 -157541.563V2000电压灵敏度:tzdjdy6 0.56.5s5、负序过电流保护动作电流按发电机转子发热条件整定:灵敏度校验:14900动作整定时间:tdz|gl6.5 0.57s6、定子绕组过负荷保护Km476311515.756.08520002.858保护整定时间比K|m|UUdZ dyUsy65.21741.5631.569110K V母线出线后备保护多一个Usy4.31 1.113AKlmdz|mi nIdz

6、jgl2000 1.1133.865IIdz|gla、定时限动作电流整定:I2N4.31Izd|gf|dKrel空1.054.764AEKre0.95动作时间整定：tzd|gfjd60.56.5S该保护动作于信号b、反时限下线动作电流整定：按与定时过流保护动作电流配合上线动作电流整定:按躲过高压母线最大短路电流计算7、失磁保护该保护采用LZ-2失磁继电器，它的方框图如图1所示1zdjgf j f 1K Izd fd1.05 4.7645.002A47631zd|gf|f 2Krelk|maxnL1.311515.75200022.605A保护整定:取变压器高压侧母线电压 Ub0.8Ue，即K

7、0.8，则等电压阻抗圆圆心的坐标为r0K2XBXX1.3820.8 1.38 4.256.18X0XB21 K21 0.82等电压阻抗圆的半径为:或1跳闸图1 LZ-2型失磁继电器构成的失磁保护系统各元件的电抗归算到侧的二次电抗值分别为:发电机:221.95山匹1.95200026.08SNnY235.5 157.52NnL系统:变压器:XdXB0.2415752 20003.21235.5 157.50.1350.105215.7520004.25100 157.5215.752000, “1.38240 157.5a、按等电压阻抗圆整定1SCJ厂1 0.8从而，Xar Xo9.44 6.1

8、8 3.26xbr x09.44 6.1815.62b、按临界失步阻抗圆整定2SCJxaxBxX1.38 4.25 5.63XbXd26.1从而，阻抗圆的圆心为：r01 x0Xa1Xb26.1 5.6310.2422半径为1 r 5.63 26.115.872c、闭锁元件的整定负序电流闭锁元件的动作值采用定时限负序过电流保护的动作值：Idzf1.11A低电压闭锁元件的动作值按临界电压整定：Udzf80V电路回路断线闭锁元件的整定值：Udzf8Vd、时间元件的整定1SJ:从考虑躲避振荡出发：取2SJ:汽轮发电机失步以后可以运行一段时间，以便运行人员采取措施，使之恢复同步运行，取120s3SJ:发

9、信号的延时，它大于后备保护的动作时间，取9s。0.84.25 9.44U、变压器、差动保护高压侧：112 I22取高压侧为基本侧a、确定保护装置的一次动作电流躲过变压器励磁涌流：Il240000.3 1211145.16 A电流互感器采用接法，变比：1145.16 %/3 ccccc nL1396.695取 nL1400电流互感器二次侧电流I121145.16 一 34004.96A低压侧:8797.72 A电流互感器采用Y接法，变比:nL28797.7251759.54取 nL22000电流互感器二次侧电流I228797.7220004.40ASN240000.31dz| fd121.5 4

10、.967.44A躲过外部短路时最大不平衡电流：1dzKk1bpmax1.3 3.444.47A其中，IbpmaxKfKtfweUfPIk max九1T11 10.10.05 0.0568803.44A400躲过电流互感器二次回路断线时最大负荷电流:IdzKkIfh max1.3 4.966.45A取基本侧的动作电流Idz7.44Ab、基本侧差动线圈取 Wed8c、非基本侧的工作线圈匝数 Wg和平衡线圈匝数 Wp:取 Wp1 匝实际工作线圈Wg=WpWcd1 89匝d、计算 fWedAWIdz607.448.06 匝4.96 4.44.41.02匝0.0022V不必重算1.02 11.02 8e

11、、确定制动系数和制动线圈匝数:灵敏度：KmAWzd泌5.012制动系数按躲过非基本侧外部短路时的最大不平衡电流整定:3KkKfKtfweU110 gmaxklmax制动线圈匝数:Kz1.31 1 0.10.050.195KzWgtan01.95 匝0.9取 Wz2 匝f、灵敏度110k V侧的工作安匝为:AWgH01g110Wcd.35147三厶8 154.41安匝400侧的工作安匝为:AW15.75Ig15.75Wg15.751154763 -15759 156.50安匝2000总工作安匝:AWg154.41156.50310.91 安匝短路电流产生的制动安匝:AWZdikWZ、35147

12、-厶2 38.60安匝400负荷电流产生的制动安匝:AWzf4.96 2 9.92 安匝总制动安匝:AWZ38.6 9.92 48.52 安匝则 AWzd62 安匝、变压器接地保护a、动作值整定：故零序电压保护的一次动作电压为 Udz051100003175VV3 100零序电流保护整定按一下两个条件整定：与被保护侧母线出线的零序电流保护的后备段在灵敏度上配合，一次动作电流为：ldz0KpKfz0ldzl01.2 0.687 3250 2679 A与中性点不接地运行的变压器的零序电压保护在灵敏度上的配合b、灵敏度校验C、动作时间整定0.5 5.5s川、发电机变压器组差动保护a、求制动线圈与差动

13、线圈之比Inin叽2 KkIbpIbpIbpm _ininWcd41dtanKkIbpIbpIbp其中tan24200.351200零序电压保护的动作电压通常取二次值为5V,电压互感器的变比 nY110000.3 100Idz0Udz0Px0b1.1遊 603.6A5.786选用动作电流 ldz02679 A3Ikmin 0Idz0上 01.23 2679tdzl5.5 0.5 6s110kV短路时，I侧厂用分支外部短路时,b、计算基本侧差动线圈选择 Icdjb=6 匝c、计算基本侧制动线圈匝数WzjbmWcdjb0.814 6 4.884匝取 Wzjb5 匝d、动作电流:e、非基本侧差动线圈

14、bpKfKtfwcldmax1 1 0.1 4763 476.3AiibpU110Id1100.05 4763238.15Ainbpfp110Id110fp15.75Id 15.750.06 4763 0.06 4763 571.56AII1bp1 10.1 6680+1 1 0.05 8523 1114.15AnIbp0.05 6880 344AinIbp0.06 6880 0.06 8523 924.18A2 1.51114.15 344+924.18m -0.3974 15403 0.35-1.5 1114.15 344+924.18110kV故障时，m有最大值由此可知,2 1.5476

15、.3238.15+571.56m4 47630.35-1.5 476.3 238.15+571.56 =0.814AW60IcdjbIdz1 0.5m7441 0.5 0.8145.732匝IdzfWcdjbAW1W-b2zjbtan Wzjb606 0.5 5 0.35 58.89AIWcdf严 WcdjbI22詈66.764匝取 Wcdf7 匝f、 非基本侧制动线圈WzfmWcdf0.814 7 5.7匝取 Wzf6 匝g、各侧的工作线圈匝数基本侧：1i计算工作匝数：WjsWCdjb- mWCdjb6+三0.814 6=8.44匝1 1整定工作匝数：=Wcdjb寸Wzjb6寸5 8.5匝非基本侧：计算工作匝数：Wgf|jsWg