南方电网220kV及以上系统并网电厂 继电保护整定计算及定值审核模板(试行)
2013年12月
广州
1
前言:
为保证大型机组安全、可靠运行,合理的保护定值是必不可少的措施之一。随着电网规模迅速发展和电压等级的提高,单机容量的增大,电网的安全、稳定运行越来越重要,其中电力主设备的安全可靠地运行是电网安全、稳定运行的基础。
电厂应根据电网运行情况和主设备技术条件, 认真校核涉网保护与电网保护的整定配合关系, 并根据调度部门的要求,做好每年度对所辖设备的整定值进行全面复算和校核工作。当电网结构、 线路参数和短路电流水平发生变化时, 应及时校核相关涉网保护的配置与整定,避免保护发生不正确动作行为。 需加强发电厂厂用系统的继电保护整定计算与管理,防止因厂用系统保护不正确动作,扩大事故范围。依据电网结构和继电保护配置情况,按相关规定进行继电保护的整定计算。
本模板共分3部分,第一部分阐述了整定方案编写的内容及格式,第二部分阐述了发变组保护的核查内容,第三部分阐述了厂用电部分的核查内容。
定值核查工作应依据南网发布的发变组保护整定规程、技术规范及审核模板,并结合实际运行经验开展。第二部分核查内容标“/”的部分应依据南网整定规程相关条款。电厂应绘制保护定值与励磁系统的曲线配合图并提交做为核查依据,并对核查中发现的问题(例如涉网定值失配、厂用电系统保护失配等)做好风险分析工作。执行过程中,各单位对本模板未涉及的保护及功能,应视实际情况进行补充或调整, 并报相应调度机构,以便进一步完善模板内容。
本模板附录均为资料性附录。 本审核模板主要引用的标准:
Q/CSG 110034-2012 南方电网大型发电机变压器继电保护整定计算规程 Q/CSG 110033-2012南方电网大型发电机及发变组保护技术规范 DL/T 5153-2012 火力发电厂厂用电设计技术规定 GB/T 14285-2006 继电保护和安全自动装置技术规程 DL/T 684-2012 大型发电机变压器继电保护整定计算导则 DL/ T584-2007 3kV~110kV电网继电保护保护装置运行整定规程 DL/ T559-2007 220kV~750kV电网继电保护保护装置运行整定规程 DLT843-2010 大型汽轮发电机励磁系统技术条件
DLT583-2006大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件
GB-T 7409.3-2007 同步电机励磁系统大、中型同步发电机励磁系统技术要求 中国南方电网公司继电保护反事故措施汇编 本审核模板主要参考的文献:
《发电厂厂用电及工业用电系统继电保护整定计算》 作者:高春如 《发电厂继电保护整定计算及其运行技术》 作者:许正亚
2
目录
第一部分:整定计算书模板 ................................................................................................................................... 4
1. 工程概述 ................................................................................................................................................... 4 2. 整定计算范围 ........................................................................................................................................... 4 3. 整定计算依据 ........................................................................................................................................... 4 4. 设备技术参数 ........................................................................................................................................... 5
4.1 发电机技术参数 ........................................................................................................................... 5 4.2 发电机中性点接地变参数或消弧线圈参数 ................................................................................ 6 4.3 升压变(主变)技术参数 ........................................................................................................... 6 4.4 高压厂用变(起备变)压器技术参数列表 ................................................................................ 6 4.5 励磁变技术参数列表 ................................................................................................................... 6 4.6 厂用低压变压器技术参数列表 ................................................................................................... 7 4.7 高压电动机技术参数列表 ........................................................................................................... 7 5. 短路电流计算 .............................................................................................................................................. 8
5.1 基准值的选取 .................................................................................................................................... 8 5.2 元件标么值计算 ................................................................................................................................ 8 5.3 短路电流计算 .................................................................................................................................... 8 5. 整定计算书 ............................................................................................................................................... 9
6.1 #1发电机 ......................................................................................................................................... 9 6.2 #1主变 ........................................................................................................................................... 10 6.3 #1励磁变 ....................................................................................................................................... 10 6.4 #1高厂变 ....................................................................................................................................... 10 6.5 6kV(或10kV)厂用变压器 ......................................................................................................... 10 6.6 6kV(或10kV)高压电动机 ......................................................................................................... 10 6.7 6kV(或10kV)馈线(电源侧) ................................................................................................. 11 6. 厂用电电流保护配置图 ......................................................................................................................... 11 7. 遗留问题及建议 ..................................................................................................................................... 11 第二部分:发变组核查模板 ................................................................................................................................. 11
1. 发电机核查模板 ..................................................................................................................................... 11
1.1 发电机保护配置 .............................................................................................................................. 11 1.2 发电机保护核查项目 ...................................................................................................................... 13 2. 主变核查模板. ........................................................................................................................................ 23
2.1. 主变保护核查项目 ..................................................................................................................... 23 3. 励磁变核查模板 ..................................................................................................................................... 25 4. 启备变、高厂变核查模板 ..................................................................................................................... 26
2、躲电动机最大自启动电流 ............................................................................................................... 27 适应于中性点经中小电阻接地系统 ..................................................................................................... 27 5. 核查情况小结 ......................................................................................................................................... 27 6. 存在问题及风险分析 ............................................................................................................................. 28 第三部分:厂用电核查模板 ................................................................................................................................. 28
1. 低压厂用变压器(6 kV /0.4kV、10 kV /0.4kV) ................................................................................... 28 2. 高压电动机(6kV、10kV) ................................................................................................................... 32 3. 6kV、10kV馈线(电源侧) .................................................................................................................. 34 4. 核查情况小结 ......................................................................................................................................... 35 5. 存在问题及风险分析 ............................................................................................................................. 36 第四部分:资料性附录 ......................................................................................................................................... 37
附录1:保护配置图示例 .............................................................................................................................. 37 附录2:关于FC回路的几点说明 ................................................................................................................ 38 附录3:高压熔断器熔断时间特性表 .......................................................................................................... 39 附录4:送风机、吸风机外部短路反馈电流表........................................................................................... 40
3
第一部分:整定计算书模板
1. 工程概述
编写要求:简述本次计算工程概况,包括电厂概况简介、定值计算原因、保护配置及组屏情况、机组接线及升压站、发电机出口是否带开关及升压变电站母线的接线方式等。
示例:对照上限内容修改
XX电厂#1、#2发电机组由上海电机厂制造,单台装机容量600MW,经500kV升压变电站并入XX电网,两台机组共用一台启备变,备用电源引自220kV降压站。
由于设备新投,需计算发变组及厂用电保护定值。
发变组保护采用双重化配置,分别采用南瑞RCS-985发变组保护装置和南自DGT-801发变组保护装置。厂用电用XX装置。
2. 整定计算范围
编写要求:说明本次工程定值计算范围。 示例:
本次工程定值计算范围包括:#1发电机、#1主变、#1励磁变、#1高厂变;#2发电机、#2主变、#2励磁变、#2高厂变;厂用低压变及高压电动机。
3. 整定计算依据
编写要求:详细说明本次工程定值计算依据,包括:电厂运行方式描述、接口定值限额、接口系统等值、引用标准、参考资料等。
示例:
(1) 系统运行方式
最大运行方式选择为:500kV系统大方式,#1、#2发电机运行,#1、#2主变高压侧接地运行,高厂变低压侧经小电阻接地运行,接地电阻23Ω,启备变高压侧接地运行,低压侧经小电阻接地运行,接地电阻23Ω。
最小运行方式选择为:500kV系统小方式,#1发电机停运,#2发电机运行,#2主变高压侧接地运行,高厂变低压侧经小电阻接地运行,接地电阻23Ω,启备变高压侧接地运行,低压侧经小电阻接地运行,接地电阻23Ω。
(2) 厂用电运行方式
说明厂用电正常运行方式、备投(快切)的运行方式及不允许运行方式等各类运行方式。 (3) 接口系统等值 XX电网归算等值发文: 名称
正序阻抗
零序阻抗 4
大方式 小方式 大方式 小方式 0.004 0.08 500kV升压站0.001 0.002 0.003 500kV母线 220kV降压站0.05 0.06 0.07 220kV母线 说明: 1、 以上500kV母线、220kV母线正序、零序电网归算阻抗不包括本站内变压器; 2、 以上归算阻抗均为标么值,其基准容量Sj=100MVA,500kV基准电压Uj=525KV,220kV基准电压Uj=230kV (4) 接口定值限额 (5) 引用标准
(6) 发变组(含高厂变)保护配置图(含CT、PT回路) (7) 发变组(含高厂变)出口方式说明 (8) 参考资料
4. 设备技术参数
4.1
发电机技术参数
编写要求:详细说明发电机技术参数,满足保护定值整定计算需要,包括:发电机容量、功率、额定电压、交、直轴电抗、负序电抗、零序电抗、过负荷能力曲线、过激磁曲线、励磁调节过励限制曲线、励磁调节器欠励限制曲线、励磁调节器V/F限制曲线、定子电流限制、强励倍数等。
示例: 规格型号 额定功率 制造厂家 额定电压 额定电流 接线型式 定子绕组每相分支数(水轮机) QFSN—600—2 600MW 20kV 19245A Y 水氢氢 中性点经接高阻接地 额定容量 功率因数 上海汽轮发电有限公司 额定电压 空载电压 额定励磁电流 空载励磁电流 转子 冷却方式 励磁方式 强励倍数 响应比 强励时间 直流电阻(15C) 667MVA 0.9(滞后) 441V 4145A 氢内冷 自并励静态励磁 ≥2 ≥3.58倍/秒 ≥10 秒 定子 冷却方式 接地方式 直流电阻(15C) 1.164103 0.07618 \"\"直轴超瞬变电抗(不饱和值Xdu,饱和值Xd) 21.12%,20.5% 30.63%,26.5% 217% 20.3%,19.3% 9.42%,9.59%
5
''直轴瞬变电抗(不饱和值XdU,饱和值Xd) 直轴同步电抗Xd 负序电抗(不饱和值X2U,饱和值X2) 零序电抗(不饱和值X0U,饱和值X0)
A相对地电容 B相对地电容 C相对地电容 0.21F 0.21F 0.21F 负序电流承载能力(连续) 负序电流承载能力(短时) 发电机允许过电流 转子绕组过负荷能力 I2IN8% 1t37.5S (I21)t33.75S 2I2IINt10S 24.2 发电机中性点接地变参数或消弧线圈参数
编写要求:详细说明发电机中性点接地变技术参数,满足保护定值整定计算需要,包括:容量、电容、
变比等。
说明:采取消弧线圈接地,请按实际参数填写,可参照下表。
变压器型号 变比 保护用抽头 副边电阻 相关电容值 单相 容量 125kVA 8.6% 阻抗电压 20kV/(3800)V 20kV/24V 1.13欧姆(接地变内阻0.258欧姆) 定子绕组每相对地电容3.0436uF,主变高低压绕组耦合电容CM=10.352uF/ph 4.3 升压变(主变)技术参数
编写要求:详细说明升压变(主变)技术参数,满足保护定值整定计算需要,包括:变压器额定容量、
额定电压、接线方式、中性点接地方式、短路电压百分比等。
说明:高压侧经小电抗接地形式,请按实际参数填写相关内容 示例:
名称 额定电压比 额定电流 冷却方式 阻抗电压 铁损 高压对低压绕组及地电容 高压及低压对地电容 #1主变 额定容量 720MVA 相数 接线方式 调压方式 铁芯结构特点 空载电流 铜损 低压对高压绕组及地电容 3相 Ynd11 无激磁调压 双绕组 13%(低压侧) 1337kW 34440PF 525KV±2×2.5%/20kV 792/20782 A ODAF(强油风冷) 15.5% 236kW 15170PF 4.4 高压厂用变(起备变)压器技术参数列表
编写要求:详细说明高厂变技术参数,满足保护定值整定计算需要。包括:变压器额定容量、额定电
压、接线方式、中性点接地方式、短路电压百分比等。格式可参照主变。
4.5 励磁变技术参数列表
编写要求:详细说明励磁变技术参数,满足保护定值整定计算需要。包括:变压器额定容量、额定电
6
压、接线方式、中性点接地方式、短路电压百分比等。格式可参照主变
4.6 厂用低压变压器技术参数列表
编写要求:详细说明厂用低压变压器技术参数,满足保护定值整定计算需要,包括:容量、额定电压、
短路阻抗、额定电流、保护CT变比、零序保护CT变比等等。
示例: 名称 容量 高压侧额定电压 低压侧额定电压 短路阻抗 计算电抗 高压侧额定电流 低压侧额定电流 高压侧相保护CT变比 高压侧零序CT变比 低压侧相保护CT变比 低压侧零序CT变比 高压侧二次额定电流 群启电流倍数 熔断器规格 单位 kVA kV kV Ud% A A 2 A A 汽机变 2000 6.3 0.4 10.5 5.25 183 2886 250/1 50/5 4000/1 2500/1 0.73 2.30 锅炉变 2500 6.3 0.4 10.5 4.2 229.1 3608.5 250/1 50 4000/1 2500/1 0.92 2.30 …… 4.7 高压电动机技术参数列表
编写要求:详细说明高压电动机技术参数,满足保护定值整定计算需要,包括:电动机容量、额定电流、启动电流、启动时间等。
说明:如果差动保护CT变比不同,需特殊说明 名称 负荷类别 额定电压 容量 功率因数 额定电流 启动倍数 启动时间 相保护CT变比 差动保护用CT 零序保护CT变比 二次额定电流 允许堵转电流时间 熔断器规格
单位 kV kW A S A S 送风机 I 6.3 1200 0.85 141.3 6 9 200/5 100/1 3.53 11
吸风机 I 6.3 5200 0.9 574 5.9 10 600/5 100/1 4.78 25 …… 7
启动方式 5. 短路电流计算
5.1 基准值的选取
编写要求:简述本次计算工程短路电流计算基准值的选取及相关信息。 示例: 电压等级 (U)kV 500 220 20 6 0.38 基准电压 (UB)kV 525 230 20 6.3 0.4 基准值信息 基准电流 (IB)A 110 251 2887 9164.56 144337.57 基准阻抗 (ZB)Ω 2756 529 4 0.397 0.0016 基准功率 (SB)MVA 100 5.2 元件标么值计算
编写要求:根据相关公式,计算各元件阻抗标么值。 示例:
(1) #1发电机正序电抗标么值
X1*Xd''*SB
Pn/cos5.3 短路电流计算
编写要求:制作一次系统图、阻抗图,按保护定值整定计算需要合理选择故障点位置,进行短路电流计算。
说明:厂区内电缆长度1km以上考虑对短路影响,低于1km不考虑 示例:
8
5.3.1 发变组部分
本阻抗图为正序网图,共有四个故障点,分别为220kV母线(d1),发电机出口处(d2),高厂变低压侧(d3),启备变低压侧(d4)。
图中阻抗编号为:
1——系统电抗(最大、最小方式) 2——主变电抗 3——发电机电抗 4——高厂变电抗
5——启备变高压侧电抗 6——启备变低压侧电抗
一、大运行方式下,各故障点短路计算 (1) d1点三相短路
(3)Id11Ij *Xd1d1点三相短路各电源提供的短路电流:
(3)系统提供IS (3)#1发电机提供IF1
5.3.2 厂用电部分
厂用电部分不需要详细计算过程,以列表形式给出全厂厂用电短路电流。序号 设备名称 6kV母线阻抗(大方式) 6kV母线阻抗(小方式) 变压器阻抗 0.4kV母线大方式三相短路 故障点折算到高电流 压侧 27857A 1768A 27857A 1768A 1 0.5955 0.3813 锅炉变 2 0.5955 0.3313 汽机变 … … 注:阻抗为标幺值,基准容量100MVA 4.8 4.8 0.4kV母线小方式两相短路 故障点电折算到高流 压侧 23167A 849A 23167A 849A 5. 整定计算书
6.1 #1发电机
编写要求:以发变组保护装置技术说明书为参考,以现场保护装置打印定值单为依据,根据整定计算导则及南方电网各项规定,依次编写相关保护定值计算书,定值计算书内容包括:保护名称、保护CT/PT变比及类型、CT/PT安装位置、保护定值项(含控制字)、整定原则(默认南网规程,与南网规程不相同时需说明出处)、计算公式、灵敏度校验、出口方式、最终取值结果等。
示例: 一、 发电机差动保护
机端CT变比:25000/5A,TPY级 中性点CT变比:25000/5A,TPY级 机端PT变比:20000/100V 注明:发电机机端与中性点不同是需分别说明 1、启动电流
9
整定原则1:按躲过发电机额定负荷状态下的最大不平衡电流整定
式中:Krel——可靠系数,取1.5;
Ker——互感器比误差系数,10P型取2×0.03,5P和TP型取2×0.01;
Iop.0Krel(Kerm)Ignm——装置通道调整误差引起的不平衡电流系数,可取0.02。
Ign——发电机额定电流;
整定原则2:按Iop.0=(0.2~0.3) Ign整定
Iop.0=(0.2~0.3) Ign
启动电流整定计算结果: Iop.0=
二次值Iop.0= 投退控制字 出口方式:全停
6.2 #1主变
编写要求:以发变组保护装置技术说明书为参考,以现场保护装置打印定值单为依据,根据整定计算导则及南方电网各项规定,依次编写相关保护定值计算书,定值计算书内容包括:保护名称、保护CT/PT变比、保护定值项名称、整定原则、计算公式、灵敏度校验、出口方式、最终取值结果。
示例:参考发电机
6.3 #1励磁变
编写要求:以发变组保护装置技术说明书为参考,以现场保护装置打印定值单为依据,根据整定计算导则及南方电网各项规定,依次编写相关保护定值计算书,定值计算书内容包括:保护名称、保护CT/PT变比、保护定值项名称、整定原则、计算公式、灵敏度校验、出口方式、最终取值结果。
示例:参考发电机
6.4 #1高厂变
编写要求:以发变组保护装置技术说明书为参考,以现场保护装置打印定值单为依据,根据整定计算导则及南方电网各项规定,依次编写相关保护定值计算书,定值计算书内容包括:保护名称、保护CT/PT变比、保护定值项名称、整定原则、计算公式、灵敏度校验、出口方式、最终取值结果。
示例:参考发电机
6.5 6kV(或10kV)厂用变压器
编写要求:以发变组保护装置技术说明书为参考,根据整定计算要求及南方电网各项规定,依次编写相关保护定值计算书,定值计算书内容包括:保护名称、保护CT/PT变比、保护定值项名称、整定原则、计算公式、灵敏度校验、出口方式、最终取值结果。
示例:参考发电机
6.6 6kV(或10kV)高压电动机
编写要求:以发变组保护装置技术说明书为参考,根据整定计算要求及南方电网各项规定,依次编
10
写相关保护定值计算书,定值计算书内容包括:保护名称、保护CT/PT变比、保护定值项名称、整定原则、计算公式、灵敏度校验、出口方式、最终取值结果。
示例:参考发电机
6.7 6kV(或10kV)馈线(电源侧)
编写要求:以馈线说明书为参考,根据整定计算要求进行整定计算
6. 厂用电电流保护配置图
编写要求:说明保护的配合关系,分别说明电流保护配合关系及零序电流保护配合关系。 示例:
图中按正序、零序按颜色区分(红色为零序保护),也可分别用不同的图形展示。
图中标明保护的动作电流、动作时间,相同设备定值相同可只标注一个设备,相同设备保护配置写“同XX设备”。
配置图示例见附件1
7. 遗留问题及建议
第二部分:发变组核查模板
1. 发电机核查模板
1.1 发电机保护配置
依据《南方电网大型发电机及发变组保护技术规范》检查保护配置,对于大型发电机的下列故障及异常运行状态,应装设相应的保护。
a) 定子绕组相间短路; b) 定子绕组接地;
c) 定子绕组匝间故障(匝间短路及分支开焊); d) 发电机外部相间短路; e) 定子绕组过电压; f)
定子绕组过负荷;
g) 转子表层(负序)过负荷: h) 励磁绕组过负荷; i) j)
励磁回路接地;
励磁电流异常下降或消失;
k) 定子铁芯过励磁; l)
发电机逆功率;
m) 频率异常; n) 失步;
o) 发电机突然加电压;
11
p) 发电机启、停故障 q) 机端断路器失灵; r)
发电机功率突降;
s) 其他故障和异常运行。
12
1.2 发电机保护核查项目
序号 保护类型 是否涉网 核查项目 涉网保护定值 / 整定计算规程14.1 不带比例制动特性的零序电流型横差保护,低定值应躲过发电机外部短路故障时最大不平衡电流。 带比例制动特性的零序电流型横差保护,低定值应躲过发电机正常运行时实测最大值。 注:[1]见注释,以下同。 【】查评重点及依据 查评结果 本厂横差保护类型为带比例制动特性的零序电流型横差保护,带额定负荷时实测二次测实测电流为0.675A,低定值为0.7A,低定值躲过发电机正常运行时实测最大值。 (1)本厂发电机复压过流保护定值为5.7S (2)本厂变压器配置单独的复压过流保护,时间定值为5.4S 满足与主变相间和接地后备保护的最长动作时间配合要求
发电机内部故障主保1 护(纵差、横差保护) / 其它保护定值 保护功能配置 / 整定计算规程4.2. 1、为保证在振荡过程中不误动,时间定值不小于1.5s。 2、当变压器配置单独的复压过流保护,时间定值应满足与主变相间和接地后备保护的最长动作时间配合要求。当发电机和变压器共用复压过流保护,按与相邻出线相间、接地保护对线末有灵敏度段及高厂变过电流保护最长动作时间配合整定。 3、低电压元件的灵敏系数不满足要求时,若发电机、变压器共用一套复合电压闭锁过电流保护,应引入主变压器高压侧电压元件,并选择经其他侧复压闭锁。 整定计算导则[2] 4.2 低电压元件的动作电压应躲过失磁时的最低机端电压。 注;[2]见注释,以下同。 涉网保护定值 2 发电机复压过流保护 √ 其它保护定值 保护功能配置 本厂低电压元件的动作电压为79.67V,失磁时的最低机端电为80V,满足要求 [3]技术规范5.2.5 (1)本厂并励发电机自并励发电机的过流保护应采用复压闭锁过流。 的过流保护应采用复1、发电机为自并励方式时,电流元件应具有记忆功能。记压闭锁过流,记忆元忆元件延时按大于本保护动作时间整定。如记忆功能投入,件延时大于本保护动过电流保护必须经复合电压闭锁。 作时间整定,忆功能
13
序号 保护类型 是否涉网 核查项目 查评重点及依据 2、复合电压闭锁过流带记忆功能,在发电机故障切除灭磁过程中,发电机复压过流保护可能动作,因此应直接跳发电机开关(带GCB)或变压器高压侧开关(不带GCB)开关,不应跳母联扩大停电范围。 注;[3]见注释,以下同。 保护用电流一般取中性点CT。 整定计算规程4.3 定子单相接地保护动作电压整定值或延时应与系统接地保护配合,可分三种情况: 1、动作电压若已躲过主变高压侧耦合到机端的零序电压,在可能的情况下延时应尽量取短,可取0.3~1.0s; 2、具有高压侧系统接地故障传递过电压防误动措施的保护装置,延时可取0.3~1.0s; 3、动作电压若低于主变高压侧耦合到机端的零序电压,延时应与高压侧接地保护配合。 由于接地变短路阻抗可能影响接地故障时二次电压测量值,建议机组可通过并网前的机端单相接地零起升压实验,实测接地变二次电压。 整定计算规程4.3 发电机三次谐波电压保护动作于信号。 整定计算规程4.3 基波零序电压躲过正常运行的实测最大值。 0或中性点高压厂用系统单相接地故障,发电机机端应小于基波零序电压定值,否则应提高定值。 查评结果 投入,过电流保经复合电压闭锁。 (2)复合电压闭锁过流带记忆功能,在发电机故障切除灭磁过程中,发电机出口短路器开关跳开。 保护用电流取自中性点的CT 涉网保护定值 本厂属于第二种情况具有高压侧系统接地故障传递过电压防误动措施的保护装置,延时可取0.5s; 3 发电机定子接地保护 √ 本厂电机三次谐波电压保护动作于信号 (1)本厂基波零序电压躲过正常运行的实测最大值。 (2)我厂高压厂用系统单相接地故障,发电机机端其它保护定值 3UU03U0小于基14
序号 保护类型 是否涉网 核查项目 查评重点及依据 查评结果 波零序电压定值 保护功能配置 (1)我厂定子接地保护为100%发电机定子绕组单相接地故障保护。 基波零序电压定子接地保护宜采用中性点PT。当电压取自机(2)我厂定子接地保端PT开口三角形绕组时,为确保PT一次断线时保护不误动,护基波零序电压采用需引入PT断线闭锁。 中性点PT 技术规范5.2.4 装设保护区为100%的定子接地保护作为发电机定子绕组单相接地故障保护。 / 涉网保护定值 我厂转子回路接地保整定计算规程4.4 为了大型发电机组的安全运行,无论水轮发电机或汽轮发电机,在励磁回路一点接地保护动作发出信号后,应立即转移负荷,实现平稳停机检修。高值发信,低值跳闸或发信。 护采用转子一点接地保护,高定值动作与发信,低定值动作于全停 我厂时间定值为6S,躲过励磁回路瞬时性接地和转子绕组暂态过程中误动 我厂3台机组的转子回路接地保护都只投用一套 转子回路接地保护 4 / 其它保护定值 整定计算规程4.4 时间定值躲励磁回路瞬时性接地和转子绕组暂态过程中误动,一般取TD=2~6 s 整定计算规程4.4 因一点接地保护投入运行时,会影响励磁回路的绝 缘测量系统,故双重化的励磁回路一点接地保护,只能投入一套,另一套作为冷备用。 保护功能配置
15
序号 保护类型 是否涉网 核查项目 查评重点及依据 发电机与系统发生振荡,流过最大振荡电流时,保护不应动作。 振荡电流: 2II SW.max''XdXTXS.mingn查评结果 计算振荡电流下的过负荷保护动作时间: T涉网保护定值 Ktc 22I*Ksr 整定计算规程4.5.1 反时限上限动作时间按与线路纵联保护配合整定。 (1)我厂过负荷速动段的动作时间为0.3S (2)反时限上限动作时间0.3S (3)定时限动作于发信,时间为6S躲过发变组后备保护最大延时 5 定子绕组对称过负荷保护 √ 整定计算规程4.5.1 定时限发信,动作时间应躲过发变组后备保护最大延时。 励磁调节器定子电流限制应与定子绕组对称过负荷保护配合。 整定计算规程4.5.1 定子绕组热容量系数采用制造厂提供的参数。 技术规范5.2.7.2 反时限部分:动作特性按发电机定子绕组的过负荷能力确定,动作于停机或程序跳闸。保护应反应电流变化时定子绕组的热积累过程。不考虑在灵敏系数和时限方面与其他相间短路保护相配合。 整定计算规程4.5.2 1、定时限过负荷保护动作于减励磁或切换励磁时,按略大于强行励磁允许时间整定定时限过负荷保护动作时间。 2、反时限上限动作电流与强励顶值倍数匹配。 其它保护定值 我厂励磁调节器定子电流限制与定子绕组对称过负荷保护配合。 我厂采用定子绕组热容量系数为制造厂提供的参数 定子绕组对称过负荷保护反时限动作于停机。 (1)我厂转子绕组过负荷定时限过负荷保护动作于全停,时限为15S,我厂强行励磁的允许时间为20S,16 保护功能配置 6 转子绕组过负荷 √ 涉网保护定值
序号 保护类型 是否涉网 核查项目 查评重点及依据 查评结果 满足整定要求 (2)我厂转子绕组过负荷反时限未投运 励磁系统技术条件[4](附录A) 1、励磁调节器反时限过励限制应与转子绕组反时限过负荷保护配合。 2、过励反时限特性与转子绕组反时限过负荷保护特性之间留有级差。顶值电流下,过励限制时间应比转子绕组反时限过负荷保护时间适当减少,但不宜过大,一般取2s。 3、过励反时限启动值小于转子反时限过负荷保护启动值。 注:[4]见注释,以下同。 整定计算规程4.5.2 转子绕组热过热常数、强励顶值倍数采用制造厂提供的参数。 其它保护定值 / 整定计算规程4.5.2 保护配置在励磁变低压侧或励磁机交流侧。 我厂转子绕组过负荷反时限未投运 我厂采样的转子绕组热过热常数、强励顶值倍由制造厂提供的参数。 保护功能配置 (1)我厂转子绕组过负荷保护配置在励磁技术规范5.2.9 机交流侧 300MW以下的发电机,可装设定时限励磁绕组过负荷保护。(2)我厂单台发电机保护带时限动作于信号,必要时动作于解列灭磁。 300MW及以上的发电机,保护可由定时限和反时限两部分的容量为80WM,设定时限励磁绕组过负组成。 荷保护,延时15S后定时限部分:保护带时限动作于信号和降低励磁电流。 全停 反时限部分:保护动作于解列灭磁或停机,保护应能反映电流变化时励磁绕组的热积累过程。
17
序号 保护类型 是否涉网 核查项目 查评重点及依据 整定计算规程4.5.2 1、定时限发信,与发变组相间及接地保护最长动作时间配合整定。 2、反时限上限动作时间按与线路纵联保护配合整定。 涉网保护定值 转子表层负序过负荷7 保护 √ 整定计算规程4.5.2 发热常数、长期允许负序电流采用制造厂提供的参数。 查评结果 (1)我厂定时限发信,与发变组相间及接地保护最长动作时间配合。 (2)我厂反时限上限动作时间与线路纵联保护配合 我厂转子表层负序过负荷保护采用的发热常数、长期允许负序电流参数由制造厂提供的 其它保护定值 保护功能配置 / /
18
序号 保护类型 是否涉网 核查项目 查评重点及依据 系统振荡、机端经过渡电阻短路、机组进相运行时失磁保护不应误动。 整定计算规程4.6 1、系统低电压定值按躲过高压系统母线允许最低正常运行电压整定 2、失磁保护用联系电抗取调度机构提供的系统最小方式下的系统等值阻抗。 3、失磁判据组合及动作时间: 1)由低电压判据+定子阻抗判据+转子电压判据组成与逻辑时 按躲过振荡过程中短时的电压降低整定,且为防止系统电压崩溃,一般取 当采用异步边界圆时:top=0.5s 当采用静稳极限阻抗圆时:top=1s 2)由定子阻抗判据+转子电压判据组成与逻辑时 按躲系统振荡整定,一般取top=1s 3)单独取定子阻抗判据时 按躲系统振荡整定,因动作逻辑简单,故以较长动作时间出口,一般取top=1.5s 注:未引入转子电压判据,时间按躲过系统振荡周期整定 查评结果 8 发电机失磁保护 √ 涉网保护定值 1、 我厂发电机失磁保护系统低电压定值为85V,高压系统母线允许最低正常运行电压为70V, 躲过高压系统母线允许最低正常运行电压 2、 我厂失磁保护用联系电抗取调度机构提供的系统最小方式下的系统等值阻抗 3、 我厂发电机失磁保护判据由异步阻抗圆+系统低电压+励磁低电压判据组成,异步阻抗圆和等有功阻抗水电机组如采用异步阻抗圆时,应核算等有功阻抗圆,如异圆相交部分满足步阻抗圆和等有功阻抗圆无交点或相交部分很少,宜选择静 要求 稳阻抗圆 励磁系统技术条件(附录A) 失磁保护与励磁装置低励限制配合。 低励限制应与静稳边界配合并有一定裕度。 注:进相试验完成后提供配合曲线图
19
序号 保护类型 是否涉网 核查项目 查评重点及依据 整定计算导则对于水轮发电机和中小型汽轮发电机,Ufd.op=0.8Ufdo比较合适。对于大型汽轮发电机,Ufd.op=0.8Ufdo的Ufd.op定值偏小,当进相运行时可能Ufd<Ufd.op,励磁低电压辅助判据继电器会处于动作状态,失磁保护失去了辅助判据的闭锁作用,此时宜用变励磁电压判据。 主变高压侧系统容量大,发电机失磁时系统电压降低不多,系统低电压元件可能不动作。优先采用机端三相同时低电压判据。 整定计算规程4.7 联系电抗取调度机构提供的系统最大方式下的系统等值电抗。 滑极次数:区内一般取1-2次,一般取2,动作于跳闸。区外通常取2-15次,一般取4,动作于发信。 校核断路器断开时的电流不超过断路器失步开断电流(一般为25%—50%断路器额定开断电流)。 校核躲正常运行最小负载阻抗。 技术规范5.2.15 振荡中心在发变组外部时,失步保护应动作于信号。当振荡中心在发变组内部,失步运行时间超过整定值或失步运行滑极次数超过规定值时,保护动作于解列,并保证断路器断开时的电流不超过断路器允许开断电流。跳闸允许电流应按照GCB额定失步开断电流值的85%整定。 整定计算规程4.8.1 定时限跳闸段励磁倍数N2按制造厂提供的允许过励磁特性曲线(参数)中的较大过励磁倍数整定,一般取N2=1.25~1.35 整定计算规程4.8.1 对于300MW及以上发电机,当发电机与主变压器之间无断路器而共用过励磁保护时,其整定值按发电机或变压器过励
查评结果 我厂发电机失磁保护判据由异步阻抗圆+系统低电压+励磁低电压判据组成 其它保护定值 保护功能配置 我厂采用发电机机端三相同时低电压判据 涉网保护定值 发电机失步保护 (大型发-变组要求9 配置,我厂属于中小型可以不配置) √ 其它保护定值 保护功能配置 10 发电机过激磁保护 (300WM及以上的发电机装设,我厂机组总装机容量为240WM,我厂未配置此保护) √ 涉网保护定值 20
序号 保护类型 是否涉网 核查项目 查评重点及依据 磁能力较低的要求整定。当发电机与主变压器之间有断路器时,需同时配置发电机过励磁保护和变压器过励磁保护,其定值按各自允许的不同过励磁倍数分别整定。 过激磁保护与发电机励磁装置V/Hz限制配合,当发电机过激磁时,调节器的过激磁限制应先于过激磁保护动作。 查评结果 其它保护定值 / 技术规范5.2.12 1、300MW及以上的发电机应装设过励磁保护,作为电压升高和频率降低时工作磁通密度过高引起绝缘过热老化的保护。可装设定时限过励磁保护或反时限过励磁保护,有条件时应优先装设反时限过励磁保护。 2、过激磁保护应有防止发电机单相接地误动作措施,电压元件应接入发电机机端的电压互感器线电压。 整定计算规程4.8.2 运行中允许启频率变化的范围为48.5~50.5Hz 整定计算规程4.8.2 保护功能配置 频率异常保护 (汽轮机配置,我厂属于水电厂,未配置此保护我厂机组总装机容量为240WM,我厂未配置此护) 涉网保护定值 √ 其它保护定值 当频率异常保护动作于发电机解列时,其定值应与低频率自动减负荷、高频率切机装置的定值配合,低频保护应低于电网低频减载最后一轮频率值。 / / / / /
21
保护功能配置 发电机逆功率保护 (大中型汽轮机配置,我厂属于水电厂,未配置此保护)) 涉网保护定值 / 其它保护定值 保护功能配置 11
序号 保护类型 是否涉网 核查项目 涉网保护定值 12 发电机过电压保护 √ 查评重点及依据 1、发电机定子过电压保护的整定值应结合发电机的过电压能,采用较高的定值。 2、对于水轮发电机组,过电压保护整定值根据定子绕组绝缘状况决定,宜不低于额定电压的1.5倍,动作时限取0.5s;采用可控硅励磁的宜不低于额定电压的1.3倍,动作时限取0.3s,保护动作于解列。 3、对于汽轮发电机组,过电压保护整定值根据定子绕组绝缘状况决定,宜不低于额定电压的1.3倍,动作时限取0.5s,保护动作于解列。 4、发电机承受过电压能力有特殊要求的机组,应根据实际要求进行整定。 / / / / / / / / / 整定计算导则4.8 失灵相电流定值按躲正常负荷电流整定。
查评结果 我厂发电机励磁方式 自并激静止可控硅励磁,动作电压为额定电压的1.3倍,动作时限取0.3s,保护动作于解列。 其它保护定值 保护功能配置 发电机启停机保护 (300MW以上发电机要求装设,我厂机组总装机容量为240WM,我厂未配置此保护) 涉网保护定值 / 其它保护定值 保护功能配置 涉网保护定值 14 误上电保护 / 其它保护定值 保护功能配置 涉网保护定值 16 GCB失灵保护 / 其它保护定值 保护定值为0.75A 动作阻抗226Ω 动作电抗192Ω 我厂GCB失灵保护失灵相电流定值为0.75,最大负荷电流为0.675,满足要求 22
13
序号 保护类型 是否涉网 核查项目 技术规范5.2.17 保护功能配置 查评重点及依据 查评结果 我厂发电组出口断路器装设断路器失灵保300MW及以上容量发电机出口断路器宜设断路器失灵保护,经负序电流判别,护,保护由保护跳闸输出接点启动,经三相电流或负序电流保护动作后跟跳本断判别,保护动作后跟跳本断路器,再延时跳开相邻断路器。路器,再延时0.3s跳GCB失灵保护不经电压闭锁。 开相邻断路器 / / 技术规范5.2.17 涉网保护定值 其它保护定值 17 低功率保护 (水电机组一般不配置低功率保护) / 保护功能配置 600MW及以上容量发电机宜装设低功率保护,用于发电机功率突降保护。 注:水电机组一般不配置低功率保护 我厂未配置低功率保护 2. 主变核查模板.
2.1.
序号 主变保护核查项目
保护类型 是否涉网 核查项目 涉网保护定值 其它保护定值 / 主变差动未接厂高变高压侧电流时(常见于水电机组),应计算厂高变低压侧故障时短路电流,校验差流不会造成主变差动保护动作。 技术规范5.3.2 每套主保护中应配置不经CT断线闭锁的差动速断保护,瞬时跳开变压器各侧断路器。
查评重点及依据 查评结果 我厂主变差动未接入厂高变电流,经过计算,我厂差动保护动作电流满足整定要求 我厂变压器差动保护采用两套保护装置 ,配置不经CT断线闭锁的差动速断保护,瞬时跳开变压器各23
1 变压器差动保护 / 保护功能配置
序号 保护类型 是否涉网 核查项目 查评重点及依据 对于多机一变的接线方式,为保护机端母线,变压器差动保护宜接入发电机各分支电流,防止出现保护死区。 整定计算规程5.4 高压侧相间过流动作时间的整定 1、与高压侧出线相间及接地保护对线末有灵敏度段的最长动作时间配合 t1=t线路.max+Δt 式中:t线路.max——高压侧出线相间及接地保护对线末有灵敏度段的最长动作时间。 2、与高厂变过流保护最长动作时间配合 t1=t厂变.max+Δt ) 式中:t厂变.max——高厂变过流保护最长动作时间。 查评结果 侧断路器。 我厂采用的变压器为一机一变 涉网保护定值 我厂高压侧相间过流动作时间为5.4s, 高压侧出线相间及接地保护对线末有灵敏度段的最长动作时间为4s,满足要求。高厂变过流保护最长动作时间1s,满足要求 2 复压过流保护 √ 其它保护定值 保护功能配置 我厂高压侧低电压元件的高压侧低电压元件的灵敏系数不满足要求时,应灵敏系数,采用的是主变经主变压器低压侧电压闭锁或经两侧电压闭锁。 高压侧电压闭锁 我厂变压器有倒送电运行要求,装设了倒送电保护,技术规范5.3.3 正常运行时,该保护在退对有倒送电运行要求的变压器,应装设专门的倒出状态,当发电机在停机送电过电流保护,保护带一段时限,跳开变压器状态或要求主变倒送电的各侧断路器。正常运行时可用发电机出口断路器时候,投入该保护,倒送辅助触点等条件进行联锁退出该保护。 电过电流保护,保护带一段时限,跳开变压器各侧断路器 / / 技术规范5.3.3 在满足灵敏性和选择性要求的情况下,应优先选
涉网保护定值 3 阻抗保护 √ 其它保护定值 保护功能配置 我厂采用阻抗保护,整定满足要求 24
序号 保护类型 是否涉网 核查项目 查评重点及依据 用简单可靠的电流、电压保护作为后备保护,复合电压启动由变压器各侧电压构成“或”门逻辑。对电流、电压保护不能满足灵敏性和选择性要求的可采用阻抗保护。 / / / 当主变压器中性点直接接地运行,应按以下规定装设接地短路后备保护: 1、220kV双绕组变压器高压侧应装设中性点零序过电流保护,保护设两段式,保护均不带方向; 2、500kV双绕组变压器高压侧应装设零序过流保护,保护设一段定时限和一段反时限,保护均不带方向; / / / 查评结果 涉网保护定值 其它保护定值 4 零序过流保护 √ 保护功能配置 我厂三台变压器并联运行,采用一台变压器中性点直接接地,装设了两段式零序过流。 涉网保护定值 5 过负荷保护 / 其它保护定值 保护功能配置 我厂装设过负荷保护,动作电流为0.64A,延迟6S动作 3. 励磁变核查模板
序号 保护类型 是否涉网 核查项目 涉网保护定值 变压器差动保护 / 查评重点及依据 查评结果 1 / 其它保护定值 整定计算规程5.1.2 在工程实用整定计算中一般可选取Iop.0=(0.3~0.5) 我厂励磁变未装设差动保In.ph 。根据实际情况(现场实测不平衡电流)确有必护,装设了过流保护 要时也可大于0.5 In.ph,但不宜大于0.8 In.ph。 技术规范5.3.2
保护功能配置
25
序号 保护类型 是否涉网 核查项目 查评重点及依据 每套主保护中应配置不经CT断线闭锁的差动速断保护,瞬时跳开变压器各侧断路器。 若励磁系统对励磁变差动保护运行无影响,则应投入励磁变差动保护。 查评结果 涉网保护定值 2 电流速断 / 其它保护定值 保护功能配置 涉网保护定值 3 定时限过电流保护 √ 其它保护定值 保护功能配置 / 动作电流:按躲过变压器低压侧三相短路条件整定 我厂励磁变动作电流为时间:t=0s 1.79A,满足要求 / / / 动作电流按躲过发电机强励条件整定 动作时间按熔断器快速熔断时间配合 / 我厂定时限过电流保护动作电流为1.1A,满足要求 4. 启备变、高厂变核查模板
总则:额定电流计算是否满足保护装置说明书技术要求和保护CT、PT接线要求。 序保护类型 是否涉网 配合要求 注意事项 号 整定计算规程5.1 技术规范5.3.2 每套主保护中应配置不经CT断线闭锁的差动速断保护,瞬时跳开变压器各侧断路器。 1、动作时限 与厂用高压母线馈线、联络开关电流限时速断保护动作时间或者F-C回路熔断器熔断时间配合整定,时间不宜超过0.6s。 非重要负荷保护配合级差可适当降低 2、对高厂(起备)变采用双圈变,低压绕组带两段母线的接线方式,限时速断的动作时间应与另一分支所接 间配合。
查评结果 1 变压器差动保护 / / 我厂厂高变未配置差动 分支(复压)过流保护——过流2 Ⅰ段(限时速断保护) / 动作值和时限与厂用出线配合 6kV(或10kV)母线故障灵敏度要求Ksen≥我厂过流Ⅰ段的动作值动作时限与厂用出线配合满足灵敏度要求, 动作时限与F-C回路熔断器熔断时间配合整定, 时间为0S 26
序号 保护类型 是否涉网 配合要求 注意事项 查评结果 2 3 分支(复压)过流保护——过流Ⅱ段(过流保护) / 4 5 分支零序电流保护 高压侧过流保护 / / 动作值和时限与厂用出线配合 6kV(或10kV)最长电缆末端故障Ksen≥1.2 动作值和时限与厂用出线接地保护配合 与分支过流保护配合 / 1、如果灵敏度不能满足要求,采用复压闭锁 2、躲电动机最大自启动电流 我厂过流过流Ⅱ段动作值和时限与厂用出线配合,灵敏度要求满足要求,未采用负压闭锁 适应于中性点经中小电阻接地系统 / 我厂分支变压器未接地,没有配置零序保护 / 通过整定,我厂高变过负荷的动作值为0.8A 6 过负荷保护 / 整定计算规程5.8 启备变高压侧零7 序保护 / 参照主变零序保护 / / 5. 核查情况小结
通过核查,云南龙江水电厂总装机容量为240WM,单机容量为80WM, 发电机共配置了发电机内部故障主保护(纵差、横差保护)、发电机复压过流保护、发电机定子接地保护、转子回路接地保护、定子绕组对称过负荷保护、转子绕组过负荷、转子表层负序过负荷保护、发电机失磁保护、发电机过电压保护、误上电保护、GCB失灵保护等十一个保护,所配置的保护保护定值满足其整定要求,通过2014年龙江电厂机组计划性检修,邀请云南电力
27
技术公司保护专业人员对我厂保护装置进行校验及其保护传动试验,通过试验,我厂保护动作正常,满足保护快速、灵敏、选择、速动的要求,其中发电机失步保护、发电机过激磁保护、频率异常保护发电机逆功率保护、发电机启停机保护、低功率保护六个保护没有配置,通过查阅和咨询,我厂发电可以不用配置这六个保护。
龙江水电厂的主变配置了主变差动、复压过流保护、零序过流保护、阻抗保护、过负荷保护等五个保护,通过核查,保护动作定值、时间满足整定要求,通过云南电力技术公司专业技术人员对保护装置校验、传动试验,我厂发变组保护动作正确,满足要求。
云南龙江励磁变、高厂变未配置差动保护,励磁变压器配置了电流速断保护、定时限电流保护,其保护动作定值、动作时间满足整定要求,通过试验,保护动作后果正确。 高厂变配置了分支(复压)过流保护——过流Ⅰ段(限时速断保护)、过负荷保护,通过核查,其保护动作定值、保护动作时间满足整定要求。
6. 存在问题及风险分析
云南龙江水电厂通过核查发现存在的问题;
(1) 发电机未配置发电机失步保护、发电机过激磁保护、频率异常保护发电机逆功率保护、发电机启停机保护、低功率保护等保护 (2) 励磁变、高厂变未配置变压器差动保护,查阅设计图纸,励磁变、高厂变为设计差动保护。
第三部分:厂用电核查模板
为保证大型机组安全运行,厂用电的正常运行同样十分重要。同时,厂用电系统采用的微机保护品种多、型号各不相同,给整定计算带来一定困难,现按设备分类,分别按厂用变压器、厂用高压电动机、低压厂用部分三部分制定核查模板。
1. 低压厂用变压器(6 kV /0.4kV、10 kV /0.4kV)
序号 保护类型 是否涉网 动作定值要求 时间定值要求 注意事项 核查结果
28
序号 保护类型 是否涉网 动作定值要求 容量2000kVA以上或灵敏度不满足要求,应装设。 / 除尘除灰变为整流负载,不平衡电流较大,最小动作电流取(0.8~1)It.n 时间定值要求 注意事项 核查结果 我厂低压厂用变压器容2000kVA以下且灵敏度满足要求,未配置差动保护 1 差动保护 / / 2 电流速断保护(Ⅰ段) / 1、躲过变压器低压侧出口三相短路时流过的最大短路电流; 2、躲励磁涌流; 3、变压器高压侧母线故障有灵敏度。 1、时间不能超过高厂变分支过流动作时间 2、FC回路动作时间与熔断器熔断时间配合 与高厂变分支过流反3、真空开关:0~0.1s 配合 4、FC回路:保护装置有大电流闭锁,0~0.1s;无大电流 闭锁与熔断器特性配合,一般取0.2~0.4s 时间与0.4kV出线配合 我厂低压厂用变电流速断保护动作值满足要求,动作时间为0S 3 带时限过流保护(Ⅱ段) / 与厂变低压侧出线快速保护的动作电流配合整定。 我厂低压厂用变低压侧母线两相短路,压器带时限过流Ksen≥1.5 保护动作电流整定满足要求
29
序号 保护类型 是否涉网 动作定值要求 时间定值要求 注意事项 自起动倍数计算: 1KssUK%1Kst.MSNSS∑核查结果 4 过流保护(Ⅲ段) / 躲过低厂变所带负荷综合起动时的最大工作电流 与出线最长时间配合 UK%:低厂变短路阻抗 Kst.M:电动机起动倍数,慢切6,快切2.5 SN:低厂变容量 我厂过流三段未投 SS∑:起动容量 5 反时限电流保护 / 如果投入反时限电流保护,需要校核上、按反时限特性确定 下级的配合,避免越级跳闸。 1、按低厂变低压侧出口两相短路有1.5灵敏度2、负序电流定值考虑0.4kV电动机起动过程中的断线故障,流过本保护的负序电流 与0.4kV馈线配合 3、负序电流定值考虑相邻设备故障切除时本保护的负序电流 4、躲过高压系统非全相运行或高压母线相邻设备不对称故障时引起的负序电流 / 我厂低压厂用变压器未投入反时限电流保护 5 负序电流(Ⅰ段) √ / 我厂低压厂用变压器未投入负序电流(Ⅰ段)保护 负序电流(Ⅱ段) √ 躲过不平衡电流 躲高压系统非全相运行及高压母线相邻设备非对称故障切除最长时间 我厂低压厂用变压器未投入负序电流(Ⅱ段)保护
30
序号 保护类型 是否涉网 动作定值要求 时间定值要求 注意事项 核查结果 6 高压侧零序电流保护 / 6kV或10kV经中小电阻接地 1、6kV或10kV短路有不小于2倍灵敏度 2、躲过与低压厂用变压器直接联系的其时间躲过合闸时的他设备发生单相接地时,流过保护安装处冲击 的接地电流 3、躲过低压厂用变压器最大负荷及低压侧母线三相短路时不平衡电流 由于是最末一级保护,动作值已躲过非保护设备的故障电流,时间可尽量取短,动作于跳闸 我厂低压变压器防止保护先与熔断器高压侧变压器未动作 接地,没有设置高压侧零序电流保护 6kV或10kV不接地或经消弧线圈接地,躲过电容电流 单相接地电流≥10A,动作跳闸,时间0.5-1s; 单相接地电流小于10A,动作信号,时间0-0.5s; / 7 低压侧零序电流保护 1、0.4kV出线有零序保护 2、低压侧母线单相接地故障Ksen≥2 3、躲过正常运行时的最大不平衡电流/ 4、低压侧馈线无零序电流保护时,应与相电流保护配合,若整定值太大,没有灵敏度,建议出线加装零序电流保护。 Iop.0lKrel(0.2~0.3Inl)/nTA01、低压无熔断器:与出线零序动作时间配合 变压器D,yn接线 2、低压有熔断器:采用反时限 我厂低压厂用电变压器低压侧零序电流保护动作电流满足整定要求,低压侧没有熔断器,动作时间满足整定要求
31
2. 高压电动机(6kV、10kV)
序号 保护类型 是否涉网 动作定值要求 容量2000kW以上,灵敏度不满足要求,应装设。 时间定值要求 注意事项 查评结果 1 差动保护 / / / 2 电流速断保护 / 1、为可靠躲过外部1、电动机机端两相短路满足灵敏度要求,短路的反馈电流,Ksen≥2,对于配有差动保护的电动机,速断保护切除时间灵敏度要:Ksen≥1.5; 可有0.04~0.06s延2、如FC回路真空接触器开断电流,熔断时,如装置内部无器额定电流应满足要求,确保故障时高压固定,保护需设置熔断器瞬时熔断。 延时。 3、电动机启动时电流速断保护动作电流2、躲过启动瞬间的整定值必须按躲过电动机启动时最大周暂态的电流,可有期性分量计算; 0.04~0.06s延时 4、电动机正常运行时速断保护动作 电3、FC回路:保护流按躲过供电母线三相短路时电动机的装置有大电流闭反馈电流,同时躲过外部短路故障切除电锁,0.04~0.06s;无压恢复过程中电动机的自起动电流。 大电流闭锁,0.2~0.4s 附录2:供电母线三相短路,电动机反馈电流表
32
1、当负序电流保护为两段式时,动作电流分别为: I2.op.I(50~100)%Ie I2.op.II(30~35)%Ie2、当负序保护为三段式时,动作电流分别为: 3 负序电流保护 √ 1、保护有功率方向判别:0.1~0.4s 2、保护无功率方向判别:与系统出线后备相间保护最长动作时间配合 I2.op.I(50~100)%IeI2.op.II(30~35)%Ie I2.op.III20%Ie3、当负序电流保护为一段式时,动作电流为: 如采用反时限,考虑不能抢在高压熔断器前动作,否则采用定时限。 I2.op(35~80)%Ie 4 零序电流保护 / / / 参考低压厂用变压器整定方法
33
5 低电压保护 √ 1、 重要电机0.45 Un~0.5 Un 2、 不重要电机0.5 Un~0.7Un 厂用电设计技术规定[5] 短时停电可能影响人身、设备安全或会使发电量大幅下降,要求恢复供电后自启动的重要电机如一次风机、送风机、排粉机、磨煤机、给煤机等电/ 动机根据生产工艺要求加装延时9s的低电压保护 为保证重要高压电动机自启动。宜加装0.5s延时切除Ⅱ、Ⅲ类电动机的低电压保护 注:[5]见注释。 3. 6kV、10kV馈线(电源侧)??????
序号 保护类型 是否涉网 动作定值要求 当电流、电压保护在灵敏度、选择性、动作时间不能满足系统要求时,应采用差动保护 1、 馈线出口故障满足灵敏度要求。Ksen≥1.5 2、 躲过馈线末端最大短路电流 时间定值要求 注意事项 核查结果 我厂10KV馈线未配置差动保护 我厂10KV电源侧配置了电流速断保护,其保护定值满足要求 34
1 差动保护 / / / 2 电流速断保护 / 0s 如果厂用馈线较短,阻抗较小,该保护没有保护范围,建议退出
3 限时电流速断保护 / 1、 馈线末端故障满足灵敏度要求。Ksen≥1.5 2、 按与下一级最大瞬时动作电流配合 按躲过下一级母线所带负荷的自启动电流计算 注:如果下一级馈线无瞬时速断保护,则与限时速断保护配合 按与下一级最大瞬时动作时间配合整定。 / 注:如果下一级馈线无瞬时速断保护,则与限时速断保护时间配合 我厂10KV电源侧配置限时电流速断保护,其下一级馈线配置瞬时速断保护,定值满足整定要求 过流保护 / 按与下一级过流保护电流配合 / 按与过流保护动作时间配合整定。 我厂10KV电源侧配置了过流保护,保护定值和时间满足整定要求 我厂10KV电源侧未配置单相接地保护 4 单相接地保护 / 与下一级设备零序保护配合 / 与下一级设备零序保护时间配合。 注:负荷侧开关建议定值与电源测开关定值相同,时间极差尽量缩短
注释:
[1] 整定计算规程:Q/CSG110034-2012 南方电网大型大型发电机变压器继电保护整定计算规程
[2] 技术规范:Q/CSG 110033-2012南方电网大型发电机及发变组保护技术规范 [3] 励磁系统技术条件:DLT843-2010 大型汽轮发电机励磁系统技术条件 [4] 整定计算导则:DL/T 684-2012 大型发电机变压器继电保护整定计算导则 [5] 厂用电设计技术规定:DL/T 5153-2012 火力发电厂厂用电设计技术规定
4. 核查情况小结
云南龙江水电厂低压厂用变压器采用的是干式变压器,电压为10.5 kV /0.4kV,,厂用低压变压器配置电流速断保护(Ⅰ段)、带时限过流保护(Ⅱ段)、过负荷保护、低压侧零序电流保护保护,其保护动作定值、动作时间满足整定要求。龙江电厂未涉及高压电动机的相关设备。10Kv电源侧配置了电流速
35
断保护、限时电流速断保护、过流保护、过负荷保护,其保护动作值满足整定要求,
5. 存在问题及风险分析
1、 云南龙江水电厂厂用低压侧变压器未配置差动保护。查阅设计图纸,我厂厂用低压侧变压器未设计差动保护。 2、 云南龙江水电厂厂用低压侧变压器未配置反时限电流保护、负序电流保护。
36
第四部分:资料性附录
附录1:保护配置图示例
37
附录2:关于FC回路的几点说明
由于接触器只能接通与断开电动机的启动电流或低压厂用变压器的空载电流与负荷电流,而不能断开超过其运行断开电流值的短路电流。如额定电压为7.2kV的真空接触器,在6.3kV回路内允许断开最大短路电流3800A,短路电流接近或超过3800A时,应由高压熔断器熔断切除短路电流。
用于切断低压厂用变压器短路电流的高压熔断器,既要考虑与本设备电流速断保护及高压侧单相接地保护配合,又要考虑与低压侧馈线保护配合,同时还应保证低压厂用变压器在正常运行时熔断器不熔断。
可能出现的不正常事故: 正常运行时熔断器熔断;
低压出线发生短路故障时变压器高压侧熔断器无选择熔断;
真空接触器早于熔断器熔断前,真空接触器断开超过其允许的断开电流,引起真空接触器爆炸。
38
附录3:高压熔断器熔断时间特性表
K81SDX型高压熔断器熔断时间特性表 额定电流倍数 2 3 4 5 6 7 8 10 15 20 25 熔断时间 80A ≥1000s 350s 50 20s 7s 3s 1.5s 0.4s 0.05s 0.02s <0.02s 100A ≥1000s 350s 50s 20 7s 3s 1.5s 0.4 0.05s 0.02 <0.02s 125A ≥1000s 350s 50s 15s 7s 3s 1.5s 0.4s 0.05s 0.02s <0.02s 熔断160A ≥1000s 350s 50s 15s 7s 3s 1.5s 0.4s 0.05s 0.02s <0.02s 器熔件额200A ≥1000s 350s 50s 15s 7s 3s 1.5s 0.4s 0.05s 0.02s <0.02s 定电流 225A ≥1000s 350s 50s 15s 10s 4s 1.5s 0.5s 0.09 0.03s <0.02s 250A ≥1000s 350s 70s 30s 10s 5s 1.5s 0.5s 0.15s 0.04s 0.02s 280A ≥1000s 350s 100s 30s 15s 5s 3s 1s 0.15s 0.05s 0.03s 315A ≥1000s 500s 200s 60s 20s 10s 5s 2s 0.3 0.09s 0.03s
39
附录4:送风机、吸风机外部短路反馈电流表
t 0.0s 0.01s 0.02s 0.03s 0.04s 0.05s 0.06s 0.07s 0.08s 0.09s 0.1s 稳态 送风机Ist 10.6 10.1 9.76 9.61 9.38 9.28 9.2 9.17 9.17 9.17 9.17 7.12 JSZ-2000-4 2MW,Ifb 9.75 8.1 6.91 6.02 5.35 4.8 4.24 3.81 3.54 3.35 3.04 0 6kV,225A 多台电动机反馈电流非周期分量时间常数Tf=0.075s;次暂态分量时间常数Tap=0.014s; 暂态分量时间常数Tap=0.108s; t 0.0s 0.01s 0.02s 0.03s 0.04s 0.05s 0.06s 0.07s 0.08s 0.09s 0.1s 稳态 吸风机Ist 11.13 10.6 10.4 10 9.85 9.74 9.66 9.63 9.55 9.5 9.5 7.38 JSZ-2500-6 2.5MW,Ifb 10.47 8.5 7.26 6.31 5.6 5.1 4.45 4 3.72 3.51 3.19 0 6kV,290A 多台电动机反馈电流非周期分量时间常数Tf=0.048s;次暂态分量时间常数Tap=0.01s; 暂态分量时间常数Tap=0.081s;
40
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容