发电机变压器组保护装置整定计算书.doc

RCS-985、RCS-974 135MW发电机变压器组保护装置整定计算书 发电机变压器组成套保护装置 保 护 整 定 计 算 书 计算人: 批准人: 审核人: 适用范围: 计算时间: 135MW机组发电机变压器保护定值计算目录 1 原始资料 2 1．1 发电机变压器参数 2 1．2 整定计算相关资料 2 2 短路电流计算 3 3 发电机变压器组保护配置方案 6 3.1 发电机变压器主接线方式 6 3.2 发电机变压器保护配置 6 4 整定计算 7 4.1 发电机差动保护 7 4.2 主变压器差动保护 10 4.3 发电机纵向零序电压匝间保护 14 4.4 定子绕组接地保护 15 4.5 发电机转子接地保护 18 4.6 发电机相间短路后备保护 19 4.7 定子绕组对称过负荷保护(反时限) 20 4.8 励磁绕组过负荷保护 22 4.9 转子表层负序过负荷保护(发电机负序过负荷保护) 23 4.10 发电机失磁保护 25 4.11 发电机失步保护 28 4.12 发电机过励磁保护 30 4.13 发电机频率异常运行保护 32 4.14 发电机逆功率保护 33 4.15 发电机定子过电压保护 34 4.16 启停机保护 35 4.17 误上电保护 36 4.18 厂变压器差动保护 37 4.19 发变组差动保护 39 4.20 主变压器零序过流过压保护 41 4.21 主变压器过负荷保护 43 4.22 高压厂用变压器高压侧复合电压过流保护 45 4.23 通风启动 47 4.24 非电量保护 47 4.25 其他保护定值单 48 4.26 跳闸方式 50 5 RCS-985A装置定值单 51 5.1 装置参数 51 5.2 系统定值 51 5.3 保护定值 55 5.4 输出接点 56 6 保护压板 57 7 RCS-974定值 60 整定说明 1. 本工程计算条件为某电厂接入系统过渡方案,系统最大、最小运行方式正序、负序、零序阻抗皆由省调度提供； 2. 在对装置进行实际整定时,应核对保护定值单与系统定值的保护投入总控制字是否对应，对于某一种保护功能，如果保护投入控制字置“1”，相应保护定值、控制字才有效，如保护投入总控制字的功能退出，则定值单中相应功能块自动退出，装置上不再显示和打印，也不需整定； 3.整定时应先核实设计院图纸与接线是否符合，核对接线变化是否引起保护定值发生变化，以便进行相应的调整； 4.在编写操作规程涉及保护相关内容时,操作规程必须与本保护定值相配合； 5.跳闸控制字中十六进值与二进值的转换关系如下: 0000→0； 0001→1； 0010→2； 0011→3；0100→4； 0101→5； 0110→6； 0111→7； 1000→8； 1001→9； 1010→A； 1011→B；1100→C； 1101→D； 1110→E； 1111→F. 1、原始资料 1.1 发电机变压器参数 a.发电机QF-135-2-13.8 额定功率:Pn=135MW； 额定功率因数(滞后):COSФ=0.85； 额定容量:Sn=158.8MVA； 额定电压:Un=13.8KV； 额定电流:In=6645A； 空载励磁电流:Ifo=677A； 额定励磁电流:Ifn=1641A； 空载励磁电压(75℃):Ufo=89.4V； 额定励磁电压(100℃):Ufn=231.2V， 效率:η=98.63%； 直轴超瞬变电抗饱和值:X〞d=17.64%， 非饱和值X〞d=(17.64/0.92)%=19.17%； 直轴瞬变电抗饱和值:X′d=22.4%， 非饱和值X′d=(22.4/0.88)%=25.45%； 直轴同步电抗饱和值:Xd=170.64%， 非饱和值Xd=170.64%； 负序电抗饱和值:X2=19.69%， 非饱和值X2=(19.69/0.92)%=21.4%； 零序电抗:Xo=7.53%； 定子绕组每相对地电容:0.4106μF； b.主变压器SFP10-160000/220W3 额定容量:Sn=160000KVA； 额定电压:242±2×2.5%/13.8KV； 连接组别:YN,d11； 短路阻抗:Ud=13.31%。 c.厂用变压器SF10-20000/13.8W3 额定容量:Sn=20000KVA； 额定电压:13.8±2×2.5%/6.3； 短路阻抗:Ud=10.19%； 连接组别:D,d0； d.励磁变压器ZLSG-1350/15 额定容量:Sn=1350KVA； 额定电压:13.8/0.46KV； 短路阻抗:Ud=5.85%； 连接阻抗:Y,d11. 1.2 整定计算相关资料 《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》 《发电机变压器继电保护整定算例》 《电力系统继电保护与安全自动装置整定计算》 《电力工程电气设计手册》 《RCS-985A型发电机变压器成套装置技术使用说明书》 《RCS-974变压器非电量装置技术使用说明书》 技术数据取自发电机、变压器产品说明书。 2. 短路电流计算 2.1.短路电流计算网络等效阻抗如图，电网对本电厂系统阻抗为归算至某电厂220KV母线上的阻抗,为一点等值： a.等值方式：不含本电厂220KV＃2发变机组. b.系统正常运行大方式(不包括变压器): ZP1=0.0165；ZP0=0.0269 c.系统正常运行小方式(不包括变压器): ZP1=0.0271；ZP0=0.0453 d.以Se=100MVA、Ue=230KV为基准值的标幺值. e.数据格式：正序/零序. f.网络等效阻抗图 升压变压器电抗:X*1B =10Ud%*Sj/Se=13.31×103/160000=0.0832； 发电机电抗:X*U =(X,,d%/100)·(Sj·COSø/Pe)=17.64%·100·0.85/135=0.1111 高厂变电抗:X*2B =10Ud%*Sj/Se=10.19×103/20000=0.5095 厂变低压侧至出线断路器之间有4根3×240mm2长度为105米的铜芯电缆；其参数为： 电缆线路电抗: X*L =X×L×Sj/U2p=0.08×0.105×100/4×6.32=0.0053 X0*=0.35×X*L =0.001855 图1、大方式下正序网络等效阻抗图 图2、小方式下正序网络等效阻抗图 由于封闭母线尺寸较短,截面大,阻抗值太小,本工程忽略不计.对6KV出线段，本阻抗图只列出其中一回。 2.2.运行小方式下,d1发生三相金属性短路电流： a.发电机1G供给短路电流： X*=0.1111+0.0832=0.1943； X*js=X*×Se/Sj=0.1943×158.8/100=0.308 由X*js=0.308在短路电流运算曲线查得I*=3.4； 发电机额定电流(基准电压为230KV)： I*j=Se/√3×Uf ,n=158.8/√3×230=0.399KA I(3)d1=I*j×I*d=3.4×0.399=1.35KA b.220KV系统供给的短路电流： X*L =0.0271 Ij=Sj/√3Up=100/√3×230=0.251 I(3)d.min=Ij/ X*Σ=0.251/0.0271=9.26KA 2.3.运行小方式下,d2发生三相金属性短路短路电流： a.发电机1G供给短路电流： X*js= X*×Se/Sj=0.1111×158.8/100=0.1764 由Xjs=0.1764在短路电流运算曲线查得I*=6.2； I*j=Se/√3×Uf ,n=158.8/√3×13.8=6.644KA I(3)d1=6.2×6.64=41.2KA b.220KV系统供给的短路电流： X*Σ=0.0271+0.0832=0.1103 Ij=Sj/√3Up=100/√3×13.8=4.18 I(3)d.min=Ij/ X*Σ=4.18/0.1103=37.89KA 2.4.运行小方式下,d3发生三相金属性短路短路电流： X*=[(0.0271+0.0832)//0.1111]+0.5095+0.0053 =0.0553+0.5095+0.0053 =0.0553+0.5148=0.5701 Ij=Sj/√3Up=100/√3×6.3=9.16 I(3)d.min=Ij/ X*Σ=9.16/0.5701=16.06KA 2.5.运行大方式下,d1发生三相金属性短路电流： X*=(0.0165)//（0.1111+0.0832）=0.0152 I(3)d.min=Ij/ X*Σ=0.251/0.0152=16.51KA 2.6.运行大方式下,d2发生三相金属性短路电流： X*=(0.0165+0.0832)//0.1111=0.05255 I(3)d.min=Ij/ X*Σ=4.18/0.05255=79.5KA 2.7.运行大方式下,d3发生三相金属性短路电流： X*=[(0.0165+0.0832)//0.1111]+0.5095+0.0053 =0.05255+0.5095+0.0053=0.56735 I(3)d.min=Ij/ X*Σ=9.16/0.56735=16.15KA 3.发电机变压器组保护配置方案 3.1 发电机变压器主接线方式 图3为发电机变压器主接线图，根据国家电力公司2002年《“防止电力生产重大事故的二十五项重点要求”继电保护实施细则》，发变组保护按双重化配置，共配置两套电量保护RCS-985A和一套非电量保护RCS-974A。 3.2 发电机变压器保护配置 1.发电机保护 发电机差动 定子过负荷 负序过负荷 程序跳闸逆功率 发电机逆功率 发电机过激磁保护 定子过电压 发电机定子匝间保护 定子接地保护 发电机失磁保护 发电机失步保护 发电机频率异常 起停机保护 转子接地保护 励磁绕组过负荷 2励磁保护功能 过流保护 定、反时限励磁过负荷保护 3.主变压器保护 主变压器差动 阻抗保护 主变压器零序过流 主变压器过负荷 断路器失灵保护 非全相运行 4.高压厂用变压器 高压厂用变压器差动 高压厂用变压器高压侧复合电压过流保护 高压厂用变压器过负荷 高压厂用变压器分支零序过流 5.非电量保护 主变压器压力瓦斯 高压厂用变压器瓦斯 主变压器