发电机励磁绕组过负荷保护原理与整定方法发电机励磁绕组过负荷保护原理与整定方法
作者:周玉彩
一些书籍对此保护讲解不太详细，现工程中，励磁绕组过负荷保护广泛用于大型发电机组作为转子励磁回路过流和过负荷保护，兼作交流励磁机的后备保护，该保护接成三相式，由定时限过负荷和反时限过负荷两部分组成，是比较重要的保护。 一、保护原理
定时限过负荷保护的电流元件按正常运行额定励磁电流下能可靠返回的条件整定;反时限过负荷按转子绕组允许的过热条件决定，其关系式为:
K t,2I,(1，,)*
式中:—励磁绕组过负荷常数，整定范围1~100; K
—发电机励磁回路整...
发电机励磁绕组过负荷保护原理与整定方法
作者:周玉彩
一些书籍对此保护讲解不太详细，现工程中，励磁绕组过负荷保护广泛用于大型发电机组作为转子励磁回路过流和过负荷保护，兼作交流励磁机的后备保护，该保护接成三相式，由定时限过负荷和反时限过负荷两部分组成，是比较重要的保护。 一、保护原理
定时限过负荷保护的电流元件按正常运行额定励磁电流下能可靠返回的条件整定;反时限过负荷按转子绕组允许的过热条件决定，其关系式为:
K t,2I,(1，,)*
式中:—励磁绕组过负荷常数，整定范围1~100; K
—发电机励磁回路整流器交流侧电流的标么值; I*
—与转子绕组温升特性和温度裕度有关，一般为0.01~0.02。 ,
1、励磁绕组过负荷保护特性曲线
保护特性曲线见图1:
I/In
反时限曲线
反时限启动
定时限启动
t0t1t2t3
特性曲线图1
2、励磁绕组过负荷保护逻辑框图见图2:
励磁绕组过负荷硬压板投入
励磁绕组过负荷软压板投入
&励磁绕组过负荷定时限控制字为“1”t1信号出口
定时限启动元件动作
定时限过流元件动作
&反时限投退控制字为“1”励磁绕组反时限t2过负荷出口反时限启动元件动作
反时限过流元件动作
励磁绕组过负荷保护逻辑框图2
1
3、励磁绕组过负荷启动条件:
当励磁回路相电流大于反时限启动整定值时，启动元件动作。
二、励磁绕组过负荷(过流)保护整定方法
1、定时限过负荷保护的电流元件按正常运行额定励磁电流下能可靠返回的条件整定。
保护配置在交流侧，对于大型发电机组，转子绕组过负荷保护的电流通常取自TA的二次电
流，此时，应要考虑交流电流变换直流电流的整流比系数。三相桥式整流的可取KKcomcom
(为励磁电流，为交流电流);三相可控硅整流的可取0.83,IKII,0.816Ifd~fdcom~
0.87。
1、 励磁额定二次电流
grnKIcom ,Iopn nTTA
式中: 为整流比系数，取0.83,0.87; Kcom
为发电机一次额定励磁电流\ Igrn
为电流互感器变比; nTA
n为励磁电压互感器变比。 t
2、定时限保护。
2.1动作电流整定:
KIOPrel I ,AI..2K r
K式中:为可靠系数，取1.05;为返回系数，取0.85,0.95; Krelr
2.2延时报警 t=15s。 op
3、反时限保护
3.1反时限过负荷按转子绕组允许的过热条件决定，其关系式为:
K t,2I,1*
式中:K—转子过负荷常数，整定范围1~100;
—发电机励磁回路整流器交流侧电流的标么值; I*
3.2反时限启动电流I按与定时限过负荷保护配合的条件整定: op.min
I,KIop.minC0op
式中:I为定时限启动电流定值;为配合系数，取1.1。 KopC0
2
3.3下线动作时限
K t= OP2Ii.op,1*
式中: 2I-已额定励磁电流为基准的下限动作电流的标幺值; I.OP*
K-取平均值32.9.
3.4反时限(高)定值
I=KKI OP..hreIfd.oen.2
式中:
K可靠系数; reI—
K强行励磁电流倍数; fd.o—
I额定励磁二次电流。 en.2—
反时限动作特性的上限动作电流与强励顶值倍数匹配。如果强励倍数为2倍，则在2
倍额定励磁电流下的持续时间达到允许的持续时间时，保护动作于跳闸。当小于强励顶值而
大于过负荷允许的电流时，保护按反时限特性动作。
三、励磁绕组过负荷(过流)保护整定实例
已知:发电机励磁额定电流为1325A，保护接励磁变压器高压侧TA变比为100/5，励
磁变压器的变比为13.8/0.44.
整定计算:
1、 励磁额定二次电流
grnKIcom ,Iopn nTTA
=0.816×1325/0.95×(18.8/0.44)×(100/5)
=1.724A
2、 定时限保护二次动作定值
KIOPrel I ,AI..2K r
=1.05×1.724=1.905A
报警延时 t=12s op
3、 反时限保护
3.1反时限保护动作判据
K t,2I,1*
一般K取32.9s。
3.2反时限保护下限(低)定值
I,KI op.minC0op2
3
=1.1×1.905=2.1A
下限动作时限
K2 t==32.9/(2.1/1.72)-1=67s OP2Ii.op,1*
3.3反时限保护上限(高)定值
I=KKIreIfd.oen.2 OP..h
=1.05×2×1.72=3.6A
t=12s(大于10s强励时间)。
4、励磁过负荷保护整定值
励磁过负荷保护
定值名称 计算值 整定步长 整定值 定时限电流定值 1.905A 0.01A 1.91A 定时限延时定值 15.0s 0.01s 15s 定时限跳闸控制字 1 定时限报警电流定值 1.905A 0.01A 1.91A 定时限报警信号延时 15.0s 0.01s 12S 反时限起动电流定值 2.1A 0.01A 2.1A 反时限上限时间定值 1.00s 0.01s 1s 励磁绕组热容量K 32.9s 0.01 32.9s 反时限下限时限 67s 0.01s 67s 反时限下限(高)定值 3.6A 0.01A 3.6A 反时限下限(高)时限 11s 0.01s 11s 投入相关控制字及压板。
4
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