影响,一般取为1.5-2.0
Kss----电流互感器同型系数,发电机纵差保护用互感器是同型号的,取
Kss=0.5
Ik.max----外部三相短路的最大短路电流 制动动作特性曲线有下述三个定值需要整定 1>差动保护的最小动作电流Iact2max(A点)
A点整定原则是保护最大负荷状态下保护不误动,对于5P级电流互感器(比值误差为±1%),负荷状态下最大误差小于2%,考虑可靠系数Krel=2,则Iact2min=232%I2n;对于10P级电流互感器(比值误差为±5%),负荷状态下最大误差小于
(0.1-0.3)ING 6%.则Iact2min=
(3)nTA式中ING----发电机的额定电流
制动特性的拐点电流Ires2min(B点)
(0.8-1.0)ING可取Ires2min=
nTA
2>制动系数
最大制动系数Kres2max应按照最大外部短路电流情况下差动保护不误动的条件
(3)下整定,其值为Iact2max=KrelIunb2max=KrelKopKssKerIkmax
nTAIkmax(3) 外部故障最大短路电流情况下的最大制动电流Ires2max=因此,可得对
nTA应C点的最大制动系数,即原点与C点连接的斜率Krel2max为Krel2max=Iactmax=
KrelKopKssKer
Irelmax一般制动系数Kres=0.2~0.4.可考虑选择Kres.max≈0.3,Krel为可靠系数,按规程规定选取。
根据以上计算确定的比率制动特性折线ABC可确保在负荷状态和最大外部短路暂态过程中可靠不误动
根据发电机内部短路时的最小短路电流Ik2min和相应的制动电流Ires,在动作特性折线上查的对应的动作电流Iact,则灵敏系数为 Ksen=
Ikmin,要求Ksen?2.0 Iact1. 整定计算
对发电机G1,G2,G3 ① 最小动作电流Iactmin=0.2ING/nTA=0.2Ie=0.234.415=0.883A ② 拐点电流Iresmin=0.9 ING/nTA=0.9Ie=0.934.415=3.9735A
I③ 最大制动电流Iresmax=KmaxnTA(3)=41.793103/1000=41.79A
最大动作电流Iactmax=KresmaxIresmax=0.3*41.79=12.537A
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④ 灵敏系数校验Ksen=
Ikmax=41.79/12.537=3.33>2,满足要求 IactnTA5.1.3横联差动保护
由于发电机纵差保护不反应定子绕组一相匝间短路,当发电机定子绕组一相匝间短路时,如不及时处理,故障温度就会升高,使绝缘破坏,很可能发展为相间短路或单相接地故障,造成发电机严重损坏。因此,在发电机上(尤其是大型发电机)应装设定子匝间短路保护,对于双星型接线且中性点引出六个端子的发电机,通常装设单元件式的横联差动保护。
最简单的单元件横差保护如下图5-3所示
在定子绕组每相分裂成两部分的情况下,可以只用一个电流互感器装于发电机两绕组的星形中性点的连线上。由于一台发电机只装一个电流互感器TA和电流继电器,所以该保护称为“单元件横差动保护”。
3次谐波滤过比不小于10时,其电流继电器动作电流为
(0.2-0。3)INGIact=
nTA
对发电机G1,G2,G3
(0.2-0.3)ING①动作电流Iact==(0.2-0.3)*Ie=0.883-1.3245A
nTA②灵敏系数校验:灵敏系数是以保护动作动作死区占整个绕组的百分比表示的,由下式可求出保护动作死区占得百分比3I0=a/xf0 式中3I0---等于Iact
Xf0---发电机零序电抗
a---表示发电机动作死区占得百分比
常用DL-11/b继电器整定电流范围时串联为2-4A,并联为4-8A
保护动作整定值越高,保护死区越大,为了减小保护死区,应经三次谐波滤过器,尽量减小三次谐波不平衡电流
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③ 动作时间:在励磁回路未发生接地故障的情况下,横联差动保护瞬时动
作于跳闸。当励磁回路发生一点接地时,应将横联差动保护切换到带0.5-1.0s时限跳闸,以防励磁回路发生偶然性的瞬间两点接地时而误动
5.1.4过负荷保护
过负荷保护为发电机长时间超过额定负荷运行时动作于信号的保护,中小型发电机只装设定子过负荷保护;大型发电机应分别装设定子过负荷和励磁绕组过负荷保护。
过负荷保护为发电机长时间超过额定负荷运行时作用于信号的保护,中小型发电机只装设过负荷保护;大型发电机应分别装设定子过负荷和励磁绕组过负荷保护。
过负荷保护动作于信号,考虑到过负荷的对称性,该保护只有一相中装设,并与过电流保护公用一组互感器,保护由电流继电器挤时间继电器组成。
动作电流(二次值)按发电机长期允许的负荷电流下能可靠返回的条件整定为Iact=
KrelIngKresnTA
式中 Krel—可靠系数,取1.05; Kres—返回系数,取0.85-0.95; ING —发电机的额定电流; nTA —电流互感器变比。
过负荷保护动作时限比过电流保护长,一般为9-10s。 对发电机G1,G2,G3
动作电流 Iact=
KrelINGKresnTA=1.05Ie?4.415A
0.855.1.5 定子绕组单相接地保护
发电机的外壳、铁芯是接地的,因此定子绕组因绝缘损坏而引起的单相接地是较常见的故障,当接地电流较大,故障点电弧将扩大绕组绝缘损坏的范围,并烧坏定子铁芯,甚至引起匝间短路和相间短路。
发电机定子绕组单相接地故障电流允许值取制造厂的规定值,无规定时,可参照下表中所列的数据 发电机的额定电压(KV) 6.3 10.5 13.8-15.75 汽轮发电机 水轮发电机 汽轮发电机 水轮发电机 14
发电机的额定容量(MW) ≤50 50-100 10-100 125-200 40-225 故障电流允许值(A) 4 3 2 18-20 300-600 1 在发电机正常运行和外部发生故障情况下,发电机中性点的三次谐波电压
U3N总是大于极端的三次谐波电压U?3S(中性点经配电变压器高阻接地的发电机除外),极限情况下,当发电机出线断开时,外部电容C即两者相等。
U3SU3N????=0,则U?3S/U?=1,3N 当发电机内部发生故障时,可得如下近似关系式即=
1???
利用极端三次谐波电压U?3S作为动作量,U?作为制动量,其动作条件为3NU3S?>U?,它的最大保护范围可达离中性点50%的地方,这样与零序电压保护3N共同组成了定子100%的接地保护。
(1)利用三次谐波电压构成的定子接地保护的动作判据1为
U3SU3N?? >?
实测发电机正常运行时的最大三次谐波电压比值设为?0,则取阀值?=(1.05-1.15)?0,该判据实现简单,但灵敏度较低。
(2)利用三次谐波电压构成的定子接地保护的动作判据2为
US3?KPUN3???
?UN3 式中分子为动作量,调整系数Kp,使发电机正常运行时动作量最小,然后调整系数?,使制动量
?UN3??>1
?在正常运行时恒大于动作量,一般取??0.2-0.3,
该判据较复杂,但灵敏度更高。
5.1.6励磁回路接地保护
发电机正常运行时,励磁回路对地之间有一定的绝缘电阻和分布电容,它
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