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继电保护讲课全文.doc

继电保护讲课全文

艾尔小茜茜
2019-02-10 0人阅读 0 0 0 暂无简介 举报

简介:本文档为《继电保护讲课全文doc》,可适用于自然科学领域

目录大型发电机变压器组继电保护整定计算:一、发电机纵差动保护()二.发电机横差保护()三、发电机纵向基波零序过电压保护()四、发电机变压器组及主变压器纵差动保护()五、发电机及发电机变压器组不完全纵差动保护()六、变压器零序电流差动保护()七、发电机定子绕组单相接地保护()八、发电机转子绕组接地保护()九、发电机定子绕组过电流保护()十、发电机转子表层负序过负荷保护()十一、发电机转子绕组励磁过电流保护()十二、发电机低励及失磁保护()十三、发电机失步保护()十四、发电机定子绕组过电压保护()十五、发电机变压器组过励磁保护()十六、发电机逆功率保护()十七、发电机程跳逆功率保护()十八、发电机频率异常保护()十九、发电机变压器组低阻抗保护()二十、发电机变压器组复合电压闭锁过电流保护()或电压制动反时限过电流保护二十一、主变压器高压侧零序过电流保护()二十二、主变压器高压侧中性点间隙接地保护()二十三、发电机误上电保护()二十四、电压回路断线(电压不平衡)保护()二十五、断路器非全相运行保护和非全相运行失灵保护及断路器三相失灵保护()二十六、非电量保护()二十七、高压厂用变压器纵差动保护()二十八、高压厂用变压器分支相间短路保护()二十九、高压厂用变压器组相间短路的后备保护()三十、高压厂用变压器单相接地保护()三十一、交流励磁发电机和自并励励磁变压器保护()差动保护电流速断保护过电流保护题外话一整定计算认识误区认为难而高不可攀:整定计算既难又不难,既简单又不简单,论计算只是简单的初等数学运算,既不高深又不复杂但要编制一份没有错误,又要合理的符合现场实际的整定单和计算书,确实不是一件容易的工作,完成一整套整定计算工作实际是一项系统工程它涉及的知识面和涉及有关事项确实很多,这往往是被人们所不认识的认为只要撑握计算公式后套套公式:整定计算是计算和选择相互结合,有理论计算,更多的是主观因素的选择认为只是单纯的二次继电保护,只须撑握二次继电保护知识就可实际上更多的是:电力系统方面的知识电机学方面的知识故障分析故障计算方面的知识运行方面的知识等等认为可用现代编制整定计算程序,就能得到满意的合理正确的全套整定值整定计算由于大量的是人的主观因素的选择,这就很难在计算程序中事先设定认为整定计算和现场校验相互独立的,实际上整定计算和现场校验是统一的互相相关不可分开的一件工作,整定计-)第II段动作时间作用于全停。第二十九节高压厂用变压器组相间短路的后备保护概述高压厂用变压器组(高压起动/备用厂用变压器组)所接负荷很大一部分是数千kW甚至大于kW并属于I类的重要大型电动机当厂用系统短时失压和电压恢复过程中电动机的自起动十分严重如某发电厂MW机组的高压厂用系统曾分别进行冷态和热态的自起动试验其自起动电流高达备用高压厂用变压器额定电流的倍而自起动时短时瞬间电压降至(~%)UN(UN为母线额定电压)。高压厂用变压器相间短路的后备保护装设可有:()三相定时限过流保护。()三相定时限过流+负序定时限过流保护。()低电压闭锁的定时限过电流保护。()复合电压闭锁的定时限过电流保护。一.高压厂用变压器组相间短路后备保护整定计算相间低电压元件计算低压侧的相间低电压元件应装于变压器低压侧,动作电压Uop=UN=V负序电压元件计算应装于变压器低压侧,动作电压Uop=(~)UN=~V装设于高压侧的电流元件动作电流计算()按躲过正常最大负荷电流计算。即(-)式中Krel─可靠系数取Kre─返回系数(微机保护取)nTA─电流互感器变比IN─电流元件装设处的变压器组的额定电流(A)。()和分支低电压闭锁过电流保护电流元件动作电流配合计算。即(-)式中Krel─可靠系数取~nsen─高、低压侧过电流元件灵敏系数比Dy接线的变压器的nsen=IOPL─分支低电压闭锁过电流保护电流元件折算至变压器高压侧的一次动作电流(A)IL─其中一台变压器高压侧最大负荷电流(A)nTA─TA变比。()灵敏系数计算。Dyn接线的变压器装设于高压侧TA为完全星形接线的三电流元件低压侧二相和三相短路的灵敏度相同即(-)Dd接线的变压器灵敏度为式中─低压母线三相短路时TA二次侧最小短路电流(A)。动作时间计算()I段动作时间topI计算。和分支相间低电压闭锁过电流保护第I段动作时间配合计算即topI=topΔt(-)式中top─分支相间低电压闭锁过电流保护第I段动作时间Δt─时间级差微机保护可用~s。I段动作时间topI作用于全停。第三十节高压厂用变压器单相接地保护概述MW以上大型发电机组kV电压等级的厂用系统在上世纪年代以前高压厂用变压器的中性点是不接地的当单相接地时接地保护仅动作于信号即kV电压等级的厂用系统在单相接地电流小于A时允许厂用系统运行小时。但实践证明多家MW大机组kV电压等级的厂用系统绝大多数单相接地(特别是电缆的单相接地)时即使单相接地电流小于A(但超过A而接近A时)均在很短时间内发展为相间短路。自上世纪年代以来MW及以上大机组kV电压等级的厂用系统大多采用(~~~~)Ω的小电阻接地方式当单相接地时金属性接地电流约为(~~~~)A,这样kV电压等级的厂用系统单相接地时接地保护均作用于跳闸方式。高压厂变当中性点经小电阻接地方式运行时均装设取自变压器中性点零序电流互感器TA的二次电流I构成二段式零序过电流保护其第一段跳本分支断路器第二段作用于全停。零序I段动作电流计算()零序I段动作电流IopI按和kV厂用出线零序过电流保护最大动作电流配合计算。为IopI=Krel×IOPmax/nTA(-)式中Krel─可靠系数取~IOPmax─kV厂用出线零序过电流保护最大一次动作电流nTA─高压厂变中性点零序电流互感器TA的变比。当按以上计算IopI的值计算的灵敏系数太高时可将整定值IopI适当的提高。()灵敏系数计算。即(-)式中─高压厂变I段零序过电流保护的灵敏系数─kV厂用出线最小单相接地电流(A)式中其他符号含义同前。零序I段动作时间topI计算按和kV厂用出线零序过电流保护最大动作时间配合计算topI=topmaxΔt(-)式中topmax─kV厂用出线零序过电流保护的最大动作时间(s)Δt─时间级差微机保护Δt=~s。零序I段动作时间作用于跳本分支断路器,闭锁厂用快切。零序II段动作时间topII计算零序II段动作时间topII应比零序I段动作时间topI长一时间级差Δt即topII=topIΔt(-)零序II段动作时间作用于机组全停起动厂用快切。第二节GE发电机变压器组继电保护整定计算实例一某厂×MW发电机变压器组计算用参数规格型号QFSN厂品编号SH额定容量MVA额定功率MW功率因数(滞后)制造厂家上海汽轮发电机有限公司定子额定电压转子额定电压额定电流额定励磁电流接线型式冷却方式氢内冷冷却方式水氢氢励磁方式自并励静态励磁接地方式中性点经接高阻接地()强励倍数≥响应比≥倍秒强励时间≥秒直流电阻()直流电阻()直轴超瞬变电抗()直轴瞬变电抗()直轴同步电抗()负序电抗()零序电抗()A相对地电容负序电流承载能力(连续)B相对地电容负序电流承载能力(短时)C相对地电容发电机允许过电流电抗标么值标么值有名值计算采用值#主变参数表规格型号出厂编号S额定容量联接组标号YNd额定电压额定电流顶层油温升绕组平均温升(高低)油箱、铁芯和金属结构件温升调压方式无励磁调压冷却方式空载损耗(倍)负载损耗(倍)空载损耗(倍)负载损耗(倍)空载电流(倍)空载电流(倍)阻抗电压HV绕组电阻零序阻抗LV绕组电阻热容量绕组热时间常数中性点接地方式中性点死接地HV绕组每相对地电容LV绕组每相对地电容绕组间电容空载电流谐波含量(Ur)空载电流谐波含量(Ur)空载电流谐波含量(Ur)负载能力符合GBT《油浸式电力变压器负载导则》压力释放型号Z生产厂家美国QUALITROL释放压力瓦斯继电器型号生产厂家德国EMB公司电抗计算表、主变参数表规格型号出厂编号S额定容量联接组标号YNd额定电压额定电流顶层油温升绕组平均温升油箱、铁芯和金属结构件温升调压方式无励磁调压冷却方式空载损耗(倍)负载损耗(倍)空载损耗(倍)负载损耗(倍)空载电流(倍)空载电流(倍)阻抗电压HV绕组电阻零序阻抗LV绕组电阻热容量绕组热时间常数中性点接地方式经隔离开关及间隙接地HV绕组每相对地电容=pfphLV绕组每相对地电容=pfph绕组间电容=pfph空载电流谐波总含量(Ur)空载电流谐波总含量(Ur)空载电流谐波总含量(Ur)负载能力符合GBT《油浸式电力变压器负载导则》压力释放型号Z生产厂家美国QUALITROL释放压力瓦斯继电器型号生产厂家德国EMB公司电抗计算表、#高厂变参数表规格型号出厂编号额定容量联接组标号EMBEDEquation额定电压额定电流绕组温升顶层油温升冷却方式空载损耗负载损耗全穿越阻抗HV绕组电阻半穿越阻抗LVI绕组电阻半穿越阻抗LVII绕组电阻分裂阻抗热容量分裂系数绕组热时间常数低压侧中性点接地低阻接地(Ω)零序阻抗HV绕组每相对地电容pFLVI绕组每相对地电容pFLVII绕组每相对地电容pF空载电流谐波含量(Ur)空载电流谐波含量(Ur)空载电流谐波含量(Ur)电抗计算表、#高厂变参数表规格型号出厂编号额定容量联接组标号EMBEDEquation额定电压额定电流绕组温升顶层油温升冷却方式空载损耗负载损耗全穿越阻抗HV绕组电阻半穿越阻抗LVI绕组电阻半穿越阻抗LVII绕组电阻分裂阻抗热容量分裂系数绕组热时间常数低压侧中性点接地低阻接地(Ω)零序阻抗HV绕组每相对地电容pF=pFphLVI绕组每相对地电容(pF)pF=pFphLVII绕组每相对地电容(pF)pF=pFph空载电流谐波含量(Ur)空载电流谐波含量(Ur)空载电流谐波含量(Ur)电抗计算表、#起备变参数表规格型号SFFZ出厂编号AS额定容量(MVA)联接组标号YNynynd额定电压(kV)额定电流(A)绕组温升(K)顶层油温升(K)冷却方式空载损耗(kW)负载损耗(kW)全穿越阻抗HV绕组电阻(Ω)半穿越阻抗LVI绕组电阻(Ω)半穿越阻抗LVII绕组电阻(Ω)分裂阻抗热容量分裂系数绕组热时间常数高压侧中性点接地中性点死接地零序阻抗(Ω)低压侧中性点接地低阻接地(Ω)负序阻抗(Ω)HV绕组每相对地电容(pF)LVI绕组每相对地电容(pF)LVII绕组每相对地电容(pF)空载电流谐波含量(Ur)空载电流谐波含量(Ur)空载电流谐波含量(Ur)电抗计算表、#励磁变参数表规格型号出厂编号额定容量联接组标号DY额定电压额定电流顶层油温升绕组温升(高低)型式三相干式冷却方式空载损耗负载损耗阻抗电压HV绕组电阻零序阻抗LV绕组电阻热容量绕组热时间常数中性点接地方式HV绕组每相对地电容(pF)LV绕组每相对地电容(pF)绕组间电容(pF)空载电流谐波含量(Ur)空载电流谐波含量(Ur)空载电流谐波含量(Ur)负载能力符合GBT《油浸式电力变压器负载导则》电抗计算表、kV系统参数表运行方式最大运行方式最小运行方式β系统最小振荡周期s基准值一G发电机纵差保护发电机中性点CTTA星形接线GI发电机中性点CTTA星形接线GII发电机出口CTTA星形接线GII发电机出口CTTA星形接线GI选G中StatorDifferential为发电机差动保护中的比例差动元件。发电机纵差保护启动电流(STATORDIFFPICKUP)()按躲过发电机额定负荷运行时的最大不平衡电流计算即Ign==A()根据运行经验和厂家推荐值取(~)Ign,由于斜率通过原点取Idopmin=IgnIn=×=pu()取STATORDIFFPICKUP=Idopmin=pu拐点(BREAK)拐点(BREAK)选取原则是按保护发电机区内故障有足够灵敏度计算,由于IdopminS是装置的自然拐点电流,因此实际上在第一拐点前保护已出现制动作用,可整定的第一拐点电流取值范围~pu,因此实际整定值可取较大值BREAK=Ires=pu=×=A=Ign。第一制动系数斜率或斜率(SLOPE)计算按躲过区外故障时保护不误动作计算,斜率(SLOPE)理论计算值为或根据经验取值SLOPE=S=第二制动系数斜率或斜率(SLOPE)计算因为拐点电流小于区外最大三相短路电流所以斜率的选择原则是:可靠躲过区外最严重短路故障时的最大不平衡电流保证保护不发生误动。斜率理论计算值为根据经验取值SLOPE=S=灵敏度计算系统断开发电机机端保护区内两相短路灵敏度计算,EMBEDEquation==动作时间动作时间整定值取s。TA断线退出闭锁差动保护二G发电机定子绕组单相接地保护(一)定子定子绕组单相接基波零序过电压保护定子接地保护由接于发电机中性点接地变压器二次侧零序过压元件U实现能保护的定子绕组。G中AuxiliaryOV过电压元件应视为大型发电机组的主保护之一,动作于全停方式。基波零序动作电压Uop计算基波零序过电压保护的动作电压Uop应按躲过正常运行时中性点最大不平衡电压整定即取Uop=Ugn=×=V保护元件:AUXILIARYOV()计算用参数发电机中性点TVkV变比=中性点接地干式配电变二次电阻值:Ω中性点接地干式配电变变比:kV查得有关电容值如下:发电机定子绕组每相对地电容:μfph主变高低压绕组间每相耦合电容:μfph主变低压绕组每相对地电容:μfph高厂变高压绕组每相对地电容:μfph发电机机端其他设备每相对地综合电容:μfph()单相接地电流计算发电机端每相对地综合电容CgΣ=××=μfph每相对地容抗XCg∑=(πfCgΣ×)=××=Ω每相对地电容电流IC=UpXC=(×)=Aph单相接地电容电流中性点等效接地电阻RN=()=Ω单相接地电阻电流发电机机端单相接地电流()主变压器高压侧单相接地时发电机机端零序电压的计算)由系统实际情况计算确定=)机端零序电压按式()计算=×=kVU==V)机端零序电压按式()计算发电机中性点侧等效阻抗ZGΣ=ΩjXM=j(πfCM×)=j(××)=jΩ==×=kVU==V()基波零序动作电压Uop计算Uop=×U=×=V取V即Upickup=pu=V动作时间计算动作电压按躲过主变高压侧单相接地耦合至机端零序电压计算后,动作时间按和高压线路主保护动作时间配合计算,取top=s(二)机端与中性点三次谐波比较保护起动整定值pickup由二个条件决定:()起动值pickup整定的第一条件是:保证发电机正常运行时不误发信号。中性点等效接地电阻=Ω中性点电容电纳中性点总导纳机端导纳则为保证正常时保护不误动,起动值pickup<根据运行经验在正常运行时比值一般在~的范围内变化因此启动值应可靠小于该值。()起动值pickup整定的第二条件,当定子接地基波零序过电压保护保护范围为时,中性点附近接地故障时为了与定子接地基波零序过电压保护有足够的重叠保护区起动值(PICKUP)应取(~)pu()综合第一第二条件,二段保护的起动值可取PICKUP=pu()第二段监视值监视值应躲过正常运行时机端开口三角上最大的次谐波不平衡电压,监视值可取V即STG以上仅作机组投运前的计算值,投运后应用装置实测VN(rd)和VO(rd)并进行计算修正。()二段动作时间整定值取s动作于信号。()选G中StatorGround为保护元件三G发电机纵向基波零序过电压定子绕组匝间短路保护GE用G中NEGATIVESEQDIROC为匝间保护中的负序功率方向元件G中AuxiliaryOV为纵向零序过电压元件G中TIMER为时间元件G中AuxiliaryOV纵向零序过电压保护的动作电压初设时可选为~V取V。正常运行后在各种不同负荷情况下实测最大不平衡电压,应以躲过实测最大不平衡电压进行修正计算,并重新调整整定值后方可正式投入运行。G中NEGATIVESEQDIROC负序功率方向元件G中NEGATIVESEQDIROC负序功率方向元件,采用正常运行和区外故障时负序功率方向元件不动作(相当于常开触点断开)闭锁纵向基波零序过电压保护而发电机内部匝间短路时负序功率方向元件动作(相当于常开触点接通)开放纵向基波零序过电压保护,并经短延时动作出口跳闸。()负序功率方向过流元件动作整定值负序功率方向元件负序电压为极化电压负序过流为动作量其中取K=)偏移阻抗(Offset):该定值用来在串补线路发生故障时能正确区分故障的方向当无串联补偿电容取Ω。)过流类型(Type):NegSequence(负序电流)。)负序功率方向过流正序制动(POSSEQRestraint):取即无需正序电流制动负序。)负序功率方向过流正向灵敏角(ForwardECA):取即滞后的相角为。)负序功率方向过流正向极限角(ForwardLimitAngle):)负序功率方向过流正向启动值(ForwardPickup):为防止负序方向元件因负序不平衡电流发生误动故起动值应躲过这一不平衡电流一般取ForwardPickup=Ign或计算取值ForwardPickup=IgnIn=pu)负序功率方向过流反向极限角(ReverseLimitAngle):)负序功率方向过流反向起动(ReversePickup):pu()负序功率方向调试时应注意的问题:当负序电流正方向由发电机流向系统时在滞后的相角为的情况下应开放保护在超前的相角为的情况下应闭锁保护。)调试时当加入负序电压和负序电流在满足区外故障条件图(a)时负序功率方向应能闭锁纵向基波零序过电压保护保护不动作跳闸出口。)调试时当加入负序电压和负序电流在满足区内故障条件图(b)时负序功率方向应能开放纵向基波零序过电压保护保护能动作跳闸出口。)在发电机运行中带负载后应实测负序功率方向所用TA和TV的功率方向和发电机带载功率方向一致则验证负序功率方向所用TA和TV极性接线正确。动作时间整定值动作时间整定值取s。四.G发电机转子表层过负荷负序电流保护保护元件:GeneratorUnbalace.负序定时限过流保护发电机制造厂家提供发电机长期允许负序电流相对值为I∞=转子表层承受短时负序电流能力的常数A=s考虑到电网中实际正常负序电流的水平较小而当长期允许负序电流又较大时为保证及早报警的要求取发电机长期允许负序电流的~整定()起动电流取GENUNBALSTGPICKUP=Iop=(~)I∞=×=pu()动作时间取top=DELAY=s.负序反时限过流保护()G提供负序反时限过流保护动作方程为:()发电机正常运行额定二次电流(GENUNBALINOM=)计算。==(pu)()反时限负序过流启动值(GENUNBALSTGPICKUP)计算。负序反时限动作特性的下限动作电流即启动电流GENUNBALSTGPICKUP=Iop)和负序定时限动作电流配合计算GENUNBALSTGPICKUP=Iop=Iop=pu)根据长期允许的负序电流计算,GENUNBALSTGPICKUP=Iop=×I∞=×=pu取pu=Ign=A)由保护所能提供的最大延时计算G保护最大延时为s即启动电流GENUNBALSTGPICKUP=Iop===Ign=pu取启动电流GENUNBALSTGPICKUP=Iop=pu=Ign=A()反时限负序过流下限动作时间STGTMAX由反时限负序过流启动值GENUNBALSTGPICKUP=Iop可计算下限动作时间STGTMAX=topmax=A=()=s()最小动作时间STGTMIN最小动作时间是为了防止可由系统保护切除的故障造成误跳闸所以最小动作时间取STGTMIN=topmin=s()返回时间提供了负序电流的热记忆时间取出厂设定值STGKRST=s。五电压制动反时限过电流保护过电流元件起动电流整定值计算按躲过发电机额定电流计算=选取有电压制动的过电流保护电流元件动作电流受电压制动控制反时限动作特性计算一般选择IEEE极端反时限()线路出口短路动作时间计算。为保证线路出口短路时保护有选择动作选取出口故障时电压制动过电流保护最小动作时间比线路最长动作时间(本例中已知=topmax=s)大ΔtT=topmaxΔt==s()高压母线三相短路故障分析机组为自并励时,根据发电机励磁参数,已知发电机空载运行时全控桥α=强励时αk=)计算流过发电机三相短路电流衰减时间常数=×=s)三相短路电流衰减时间常数=(~)×=(~)××=(~)s)临界电抗==XT=<=所以高压母线三相短路发电机的短路电流最终衰减为零。()高压母线两相短路考虑严重情况设发电机空载运行时发生两相短路(即与系统断开))计算高压母线短路时发电机暂态衰减时间常数=×=s)计算高压母线短路时考虑自并励磁后短路电流暂态衰减时间常数=(~)××=(~)××()=(~)s)临界电抗=()==<计算结果为〈Xt或Tdk〈所以高压母线两相短路时,二相短路电流不衰减,反而增大。()反时限特性时间常数TDM计算)高压出线出口三相短路时和出线后备保护配合,按考虑三相短路不衰减配合计算(如衰减更能配合),二相短路时由于不衰减同时机端残压较三相短路时高,所以三相短路时能配合,则二相短路时也能配合。高压侧出口三相短路电流计算==(pu))高压侧出口三相短路机端残压计算==)选取IEEE极端反时限时=topmaxΔt=sTDM===s)机端三相或二相短路时电压制动反时限过电流保护动作时间,由于机端三相或二相短路时电压<Ugn,所以动作电流=Ipickup,动作时间T=TDM×=×=s机端三相或二相短路时电压制动反时限过电流保护动作时间T=s校验振荡假设系统电势和发电机电势相等。当发生系统振荡时振荡电流为发电机出口电压标么值为保护动作时间可见系统发生振荡时该保护可能会误动因此需采用振荡闭锁。电压制动反时限过电流保护返回时间决定,取返回时间Trest=s采用瞬时返回(有整定计算取返回时间Trest)TV断线应闭锁和振荡闭锁电压制动反时限过电流保护六G发电机失磁保护保护元件:LOSSOFEXCITATIONPHASEUVFLEXELEMTTIMER、、失磁阻抗特性的半径、圆心()发电机二次基准阻抗计算==(Ω)()、的阻抗值计算=×=(Ω)=×=(Ω)()小下抛圆心、半径园心=j=j=j(Ω)半径=Zbs=×=(Ω)()大下抛圆心、半径园心=j=j×()=j(Ω)半径==×=(Ω)低电压判据整定值()根据国内实际情况,当发电机失磁时,系统三相电压一般降得不多,系统三相低电压判据不会动作,因此现在主张采用发电机机端三相低电压判据。()机端三相低电压整定值,取Uopp=(~)Ugn=×=V负序电压整定值取PICKUP=pu。动作时间整定值()小园判据动作时间采用s。()大园判据动作时间采用s。七G发电机失步保护G失步保护元件:阻抗圆原理(MHO透镜)POWERSWINGDETECT相电流元件:PHASEIOC(一)阻抗圆原理(MHO透镜)失步保护整定计算发电机额定二次阻抗值计算=(Ω)功率振荡正向阻抗计算ZA=OA=(XT+XS)Zgn=()×=Ω阻抗角取=~。式中:-系统最小运行方式下的最大系统阻抗相对值(发电机额定阻抗为基准)XT―变压器阻抗相对值(以发电机额定阻抗为基准)。功率振荡反向阻抗计算ZB=OB==×=Ω阻抗角取=~。内环圆限制角δ计算。内环限制角(INNERLIMITANGLE)考虑发电机稳定摇摆时最大电动势角差即动稳极限角(由系统调度部门给出一般为°~°)取INNERLIMITANGLE=δ==外圆环限制角OUTERLIMITANGLE=δ计算。由发电机额定二次阻抗Zgn计算额定阻抗点P的位置如MW发电机额定二次阻抗Zgn=发电机额定二次阻抗角=arccos=arccos()=()由OAOP∠AOP=-=-=可求得∠APO()由OBOP∠BOP=-+=-+=可求得∠BPO∠APB=∠APO+∠BPO如计算值∠APB=外环圆限制角应在最大负荷条件下对应的正常负荷限制角∠APB留有°的安全裕量计算。外环圆限制角δ=(∠APB+)=外环园限制角(OUTERLIMITANGLE)亦可按发电机正常运行时电动势角差≤计算取OUTERLIMITANGLE=此时应验算外环园在负荷阻抗角方向上的动作阻抗,在方向上外环特性动作阻抗为并要求ZgnZop≥则说明外环特性动作阻抗远小于最大负荷条件下对应的正常负荷阻抗。中环圆限制角MIDDLELIMITANGLE=δ计算。δ取外环圆限制角和内环圆限制角的平均值即MIDDLELIMITANGLE=δ=(δδ)=()=功率振荡动作时间计算。计算公式、系指系统振荡时相邻限制园环对应的电动势相角差即为外环阻抗圆、中环阻抗圆、内环阻抗圆的限制角。为系统最小振荡周期由调度部门给出(系统振荡周期计算时一般为~s)一般取s。()动作延时top为振荡阻抗轨迹穿越外环圆和中环圆所需的时间top===s取PICKUPDELAY=s()动作延时top为振荡阻抗轨迹穿越中环圆和内环圆所需的时间top===s取PICKUPDELAY=s()动作延时top失步保护在跳闸前阻抗轨迹穿越内环圆所需的时间为失步保护发出跳闸命令提供必要的安全裕度。取top===s取PICKUPDELAY=s()动作延时top失步保护在跳闸前阻抗轨迹在内环圆以外、中环圆以内所需的时间用于延时跳闸方式。top=top=s取PICKUPDELAY=s()复位时间阻抗轨迹在离开外环圆后振荡闭锁的复归时间取SEALINDELAY=s()自保时间为跳闸脉冲的扩展延时一般取值s。失步闭锁电流计算发电机失步时断路器可能在δ=时收到跳闸脉冲如此时跳闸断路器触头两端为倍额定电压值故断路器切断能力大大降低为保证断路器的安全应设置安全闭锁电流超过安全闭锁电流值应闭锁断路器跳闸脉冲小于安全闭锁电流值时开放跳闸脉冲。()最大失步振荡电流计算。系统最大方式且δ=时振荡电流为Iswingmax====kA()断路器允许断开失步电流Ioff计算。由断路器额定允许断开电流Iof。n=kA,可计算Ioff,取Ioff=Iof。n=×=kA>kA,∴经计算断路器任何角均可进行跳闸。根据以上计算取失步开断电流允许值为A<<A。()失步闭锁电流计算失步允许断开电流Ioff应折算至发电机侧的电流为Ioffg=Ioff×=×=A如果取失步允许断开电流Ioff=A则Ioffg=Ioff×=×=A综合考虑后取失步开断电流允许值Pickup==pu(∵最大振荡电流小于∴失步开断电流允许值可取<最大失步振荡电流,)()当失步允许断开电流Ioffg>Iswingmax时失步闭锁可不用。失步保护开放电流。为提高失步保护安全性设置失步保护开放元件采用相电流元件。其动作值为Iop=pickup=(~)IgnIn(pu)九G发电机突加电压保护(误上电保护)误上电保护主要用于保护发电机在盘车和减速过程中发生的误合闸该保护电压取自发电机出口TV因此选低压元件和发电机离线状态相与的逻辑方式即发电机电压低和发电机离线同时满足时开放该保护。保护动作于解列方式。选G中保护元件AccidentalEnergization为误上电元件。低电压元件低电压元件按可能出现的最大故障电压整定。=×pu取pu发电机有励磁的误上电,保护不会动作,属于非同期并列.过流电流元件()过流元件按可能出现的最小故障电流的一半整定。=pu()按发电机额定电流整定。Pickup=Iop=IgnIn=×=(pu)()动作延时取~s该保护在发电机正常并网后应自动退出运行。并同时用硬压板退出该保护八发电机变压器过励磁保护G过励磁保护采用VOLTSHZ定时限用VOLTSHZ反时限用GI、GII(一)机组过励磁能力分析当发电机与主变之间无断路器而共用一套过励保护时其整定值按发电机或变压器过励磁能力较低的要求整定。MW机组过励磁能力如表变压器制造厂提供变压器过励磁能力如下:满载时电压倍数满载时持续时间连续minSSSSS空载时电压倍数空载时持续时间连续连续SSSSS发电机制造厂提供的发电机过励磁能力如下:允许时间长期SSSS注:电压标么值频率标么值。经延时后停机灭磁。实际以上制造厂提供的过励磁能力的可信度很低,仅作整定计算时的参考(二)整定计算G过励磁保护由定时限和反时限过励磁保护组成。选GVOLTSHZ定时限过励磁元件为低定值过励磁元件动作于信号选GVOLTSHZ反时限过励磁元件为高定值过励磁元件动作于全停跳闸。定时限过励磁保护()过励磁倍数,取()动作时限,取t=s动作于发信号反时限过励磁保护()反时限特性选择经反时限曲线动作方程A、B、C和发电机允许过励磁特性反复比较选取曲线A与发电机反时限允许特性最为吻合故选取曲线A动作方程为T=()计算Pickup和TDM值由曲线A动作方程T=以U*f*=动作时间T=s和U*f*=动作时间T=s代入方程()得以下两方程TDM=×和TDM=×求得Pickup=TMD=。由此做得过励磁曲线与厂家曲线的对比如下允许时间长期ssssT=长期长期sssPickup=TMD=T=长期长期sssPickup=TMD=动作特性如下图所示十一G发电机逆功率保护机端TA:=机端TV:(一)程序跳闸口逆功率保护程序跳闸口逆功率保护由功率方向元件和主汽门接点组成与门,经动作延时t动作于全停。G中用SensDirPower程序跳闸口逆功率继电器当逆功率保护动作后以t发信当经主汽门接点闭锁时以t动作于全停。逆功率保护动作功率计算根据经验逆功率保护动作功率一般取灵敏角RCARCA=°程序逆功率保护动作时间动作时间t=s动作于信号,取TIMER=t=s作用于全停()逆功率保护不经主汽门接点的逆功率继电器为逆功率保护G中SensDirPower逆功率保护,经t动作于全停。逆功率保护动作功率计算同上采用Pop=pu灵敏角RCARCA=°逆功率保护动作时间根据汽轮机允许无蒸汽运行时间计算,制造厂提供的汽轮机允许无蒸汽运行时间为s,为可靠保护汽轮机,,取动作时间TIMER=t=s作用于全停十二G发电机低阻抗保护十三G发电机低频保护十四G发电机高频率保护十五G发电机发电机过电压保护十六G发电机断水十三T(或T)主变压器纵差保护整定计算计算各侧电流平衡系数()计算各侧额定电流高压侧(侧):=发电机侧(侧):=高厂变侧(侧):=()计算各绕组TA裕度。侧:margin=ITAHNITHN==侧:margin=ITAMNITMN==侧:margin=ITALNITLN==()计算各侧电流平衡系数(补偿因子)选取各绕组TA裕度最小的发电机侧为基本侧故各侧补偿因子为:侧高压侧:M()=marginmargin==侧主变低压侧:M()=marginmargin=侧厂变高压侧:M()=marginmargin=起始动作电流Idop和起始自然制动电流Ires计算()起始动作电流Idop=MINIMUMPICKUP由于是一个半断路器运行方式,且断路器出口有断路器,当合相邻空载变压器时,可能存在和应涌流,因此应保证在变压器额定工况运行,投相邻空载变压器时应躲过和应涌流,当起始动作电流,Idop=MINIMUMPICKUP=pu=×=Itn=A,同时可取S=,起始自然制动电流Ires==pu=×=Itn=A,主变压器额定电流时动作电流Idopn=Itn=×=A第一拐点BREAK=Ires和第一斜率SLOPE=S计算()第一拐点BREAK应小于由于直流分量和剩磁引起CT饱和的电流值。为使变压器绕组内部故障获得较高的灵敏度希望当制动电流小于~倍变压器额定电流时制动量不要增加太快因此取拐点BREAK为倍变压器额定电流BREAK=Ires=Itn(A)=ItnIn(pu)=×=(pu)取BREAK=Ires=(pu)。()第一斜率SLOPE=S按上述计算,当考虑和应涌流斜率(SLOPE)=S=第二斜率SLOPE=S和第二拐点BREAK=Ires计算()第二斜率SLOPE=S计算,由于是一个半断路器运行方式,第二斜率SLOPE=S的设置主要考虑区外短路电流很大的情况,TA容易出现严重饱和产生很大的差动不平衡电流,此时用提高SLOPE=S达到强制动的目的,以防止区外短路差动保护误动,取S=()第二拐点(BREAK)电流计算拐点是第二斜率的起点应小于仅由交流分量引起CT饱和的电流值为使变压绕组内部短路获得较高的灵敏度区外故障有足够的制动电流因此取倍变压器额定电流为拐点对应的电流值。取BREAK=Ires=ItnIn(pu)==(pu)二次谐波制动比(INRUSHINHIBITLEVEL)选择()根据运行经验,当二次谐波制动比取二次谐波采用按相制动曾多次出现变压器空载投入时躲不过励磁涌流的情况。()根据运行经验二次谐波制动比可取。()根据运行经验二次谐波采用交叉制动。过励磁制动比(OVEREXITATIONINHIBITLEVEL)取OVEREXITATIONINHIBITLEVEL=零序电流补偿设置变压器高压侧均为中性点直接接地方式,因此变压器高压侧应设置零序电流补偿。差动速断动作电流保护元件:InstantaneousDifferential由于是一个半断路器运行方式)按躲过变压器空载投入时的励磁涌流计算取Idopqu=(~)Itn)按躲过差动保护区外短路时最大不平衡电流计算Idopqu=Krel(KapKccKiΔuΔm)Ikmax取Idopqu=Itn=×=A==pu动作时间,tdop=s灵敏度计算Ksen=>式中为发电机未并网时出口两相短路电流Ires为发电机未并网时出口两相短路电流时的制动电流Ires=或Ires=(根据制动电流不同的计算式计算)Idop为发电机未并网时出口两相短路时制动电流为Ires时的动作电流,其值根据相应的动作特性计算。十四T(T)发电机对称过负荷保护保护元件:PHASETOC定时限用PHASETOC反时限用(一)定时限对称负荷动作电流Ipickup==(A)=Ign==A==(pu)动作时限躲后备保护最长动作时限取t=s发信或减负荷(二)反时限对称过负荷反时限特性选择()发电机对称过负荷发热允许时间方程tal==制造厂给出Kal=s,取s,()选择IEEE极端反时限动作特性动作方程为:式中常数A=B=P=。)反时限起动电流Ipickup计算和定时限对称过负荷保护配合反时限部分起动电流为Ipickup=×=×Ign=Ign=×=A==(pu))TDM计算,根据发电机对称过负荷发热允许时间方程确定两端点的I*值即t=s、s两点的I*()I*()值。将t=s、s代入发电机对称过负荷发热允许时间方程式()得=解得=和=解得=将、代入反时限动作方程可得到如下两个方程即TDM()×=解得TDM()=TDM()=。取TDM=在≥时保护动作时间和发热特性能配合表反时限动作时间及高压母线三相短路I*=时动作时间表电流标么值允许持续时间(s)tal=IEEE极端反时限时间(s)IEEE极端反时限时间(s)高压母线三相短路b�EMBEDEquationDSMT����EMBEDEquationDSMT����EMBEDEquationDSMT����EMBEDEquationDSMT���动作区制动区gvunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknowndwgunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknowndwgunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknowndwgdwgdwgunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknowndwgunknownunknownunknownunknownunknowndwgunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownxlsSheetItaltoptopunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknowndwgunknownunknowndwgunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknow
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新课改视野下建构高中语文教学实验成果报告(32KB)

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