湖南工程学院毕业设计(论文) Ksen =
Ik,minIop=
20.83=3.2>1.2 6.5式中:Ik,min——后备保护区末端两相金属性短路时流过保护的最小电流。 Ksen应大于1.2。
3)低电压元件动作电压整定
Uop =
0.6Un=NTV0.6?203200=34.64(V)
式中:Un——额定相间电压。
4)低电压元件灵敏度校验 Uk.max=
Xt'Xt?X'd?Ue =
0.029?100=14.5(V)
0.029?0.171Ksen=
UopUk,max =
34.64=2.3>1.2 14.5式中:Uk.max——计算运行方式下,灵敏系数校验点发生三相金属性短路时,保护安装
处的最高残压。
要求Ksen ?1.2。
5)负序电压元件的整定
负序电压继电器应按躲过正常运行时出现的不平衡电压整定,根据电力系统运行规程的规定可取为:
Uop.2=0.06Un=0.06×
203=692.82(V)
式中:Un——额定相间电压。
6)负序电压元件灵敏度校验 Ksen=
U2,minUop,2 =5.0>1.5
式中:U2.min——后备保护区末端两相金属性短路时,保护安装处的最小负序电压。要求Ksen?1.5。
3.保护经t=6.5s延时动作于全停。
-17-
300MW发变组保护的配置与整定计算 2.3.7 发电机逆功率保护
汽轮机运行中由于各种原因关闭主汽门后,发电机将从电力系统吸收能量变为电动机运行。汽轮机在其主汽门关闭后,转子和叶片的旋转会引起风损。因为逆功率运行是,没有蒸汽流通过汽轮机,由风损造成的热量不能被带走,汽轮机叶片将过热以致损坏。
我国行业标准规定,对发电机变电动机运行的异常运行方式,200MW以上的汽轮发电机,宜装设功率保护。保护装置主要由灵敏的功率继电器构成,带时限动作于信号,经长时限动作于解列。
逆功率继电器最小动作功率(即灵敏系数),应该保证发电机逆功率运行出现最不利情况时有足够的灵敏系数。
发变组保护装置中一般有两只逆功率继电器。其一用于程序跳闸方式,即当过负荷保护、过励磁保护、低励失磁保护等动作后,应保证先关主汽门,等到出现逆功率状态时就确信主汽门已经关闭,这是逆功率继电器动作,允许主断路器跳闸,这种程序跳闸就可避免因主汽门未关闭而断路器先断开引起灾难性“飞车”事故。另一种逆功率继电器是用来构成逆功率保护的。
发电机逆功率保护选用ND-1型逆功率继电器,其动作功率一般可取为: Pop=(0.01~0.03)Pgn=0.01?300(MW)=3(MW) 保护的动作时限一般取: t1=1.5s,动作于信号;
t2按汽轮机允许的断汽运行时间整定,可取100~180s,动作于解列灭磁。
2.3.8 发电机低频累加保护
我国行业标准规定,对于低频额定频率带负荷运行的异常运行状况下,300MW及以上汽轮发电机应装设低频保护。保护装置由灵敏的频率继电器和计时器组成。保护动作于信号,并有累计时间显示。
《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》中提供了大型发电机组(300MVA及以上汽轮机)对频率异常运行的要求,见下表:
-18-
湖南工程学院毕业设计(论文) 允许运行时间 频率(Hz) 51.5 51.0 48.5?50.5 累计min 30 180 每次s 30 180 频率(Hz) 48.0 47.5 47.0 允许运行时间 累计min 300 60 10 每次s 300 60 10 连续运行 低频保护可采用DP-1型低频继电器。
发电机的低频范围段数应由汽轮机制造厂提供,一般分为3段: ①当f?48.5Hz时,发出警报信号;
②当47.5Hz< f <48.5Hz时,可根据实际运行时间和允许时间之比的累计值决定报警或跳闸;
③当f?47Hz时,要求瞬时跳闸。
2.3.9 发电机过励磁保护
对于现代大容量发电机,为了降低材料的消耗,材料的利用率较高,因而其额定工作磁密接近于饱和磁密。规程规定,发电机允许运行才继续过电压不超过额定电压的1.05倍。因此,在实际运行中,很容易造成过电压、过励磁。
发电机的允许过励磁倍数低于升压变压器的允许过励磁倍数,所以当电压频率比
U*>1(电压标幺值与频率标幺值的比值)时,也要遭受过励磁的危害。危害之一是贴f*心饱和谐波磁密增强,使附加损耗增大,引起局部过热。另一个危害是使定子铁芯背部漏磁场增强,导致局部过热。
多励磁保护所使用的继电器的原理框图如下图所示,其原理是反应电压标幺值与频率标幺值
U*的比值的变化。 f*
图2.11 过励磁继电器原理图
图中,TVA为辅助电压互感器,其输入端接到发电机或变压器电压互感器的二次侧,反映系统电压;输出端接R、C串联回路,从电容C分压上取得电压,经整流和滤波后加到执行元件上。Uc的大小反应了工作磁密随电压频率比的变化值,直接反应了工作
-19-
300MW发变组保护的配置与整定计算 磁密的瞬时值。Uc经整流、滤波后加到电平检测器上。当Uc达到整定值时,继电器动作,经一定延时动作于信号或跳闸。
过励磁保护采用FGC-1型反时限过励磁继电器。该继电器的动作特性分上限定时限、反时限和下限定时限3部分。
整定计算如下:
过励磁继电器的测量电路原理同一般变压器的感应电压:
U=4.44?f?B?S
UU?K 4.44fSfU所以可用的值间接反映B。
f可得:B=
过励磁倍数:
UBf?U* N??UBef*KefeK式中:U、f ——系统电压、频率; Ue、fe——变压器额定电压、频率; B——磁通密度; Be——额定磁通密度。
过励磁继电器的反时限t定值:
t?0.5?0.18K?M?1?2
式中:K为发电机或变压器长期耐受过励磁能力,由厂家提供;
M=(U/f)/(U/f)制动
(U/f)制动取反时限曲线下限平底,约1.1~1.15。
下限动作时间ta固定为240s。 保护出口方式:
①定时限出口动作于发信; ②反时限出口动作于解列灭磁。
2.3.10 发电机过电压保护
对于200MW以上的大型汽轮发电机都要求装设过电压保护。这是因为,大型发电
-20-

