桐柏发电机负序过电流保护整定原则

桐柏发电机负序过电流保护整定原则:1 . 产生发电机负序电流原因及数值分析(1) 系统内非本厂 500kV 线路远区外不对称故障(断线, 不对称短路等)一般数值较小,时 间可能较长,也可能不长, 发电机负序过电流保护即使起动 ,但绝对不能出口动作,因此发 电机负序过电流保护应躲过非本厂500kV线路远区外不对称故障.(2) 与发电机主变压器相联的500kV线路不对称故障(断线，不对称短路等)及单相重合闸 动作等，发电机可能出现较大负序电流，如出口不对称短路时,最大负序电流I2 max=1 .55Ig n, 最小负序电流I2 min=0.78Ig n,当一台机满载运行500kV线路单相重合闸动作时 I2 min=0 66Ig n,(3) 出现负序电流持续时间分析,1) 与发电机主变压器相联的 500kV 线路不对称短路,负序电流较大,线路主保护正确动作 时，持续时间不超过0.5s,如考虑单相接地保护动作及重合闸过程,出现负序电流持续时间, 正常不超过 1 2 s 此时发电机负序过电流保护不应出口动作(发电机负序过电流保护可能 起动,所以整定起动电流未躲过线路出口故障时，其最小动作时间应12 s).2) 500kV线路不对称短路，如主保护拒动作，由500kV线路II段接地距离保护动作，持续时 间为2s,当III段接地距离保护动作，持续时间为28s,发电机负序过电流保护应考虑缩小故 障区,首先应考虑由负序过电流保护一段动作,跳桥开关,这样在桥的一侧仍有较大负序电 流,另一侧只有很小的负序电流,此时故障线路侧,由线路后备保护动作,或由发电机负序过 电流保护动作，切断故障500kV线路断路器，和跳闸停机，其结果是相同的，所以只要500kV 断开桥开关后, 发电机负序过电流保护和 500kV 线路后备保护,可不必考虑选择性.2. 对于单元机组，发电机负序过电流保护动作出口时，跳停单元机组，如果500kV线路不 对短路故障，线主路保护和线路m段后备保护均拒动时，则同一厂发电机负序过电流保护 动作出口,必跳全部机组.3. 桐柏厂 500kV 为桥接线, 两台发电机主变压器共用一台线路断路器,发电机负序过电流保护有(1) 小定值报警发信号段.(2) 负序过电流定时限一段(低定值段).(3) 负序过电流定时限二段(高定值段).(4) 负序过电流反时限段.2. 桐柏厂发电机负序过电流保护ELIN公司原整定值与跳闸方式存在问题(1)负序过电流定时限一段(低定值段)整定值11%,2s跳500kV桥开关(不跳闸停机)，未切 断故障,目的仅是为了缩小故障范围,由后阶段保护选择切除故障. 小负序电流，由负序过电流反时限段动作切除故障起动值为9%,t=2880s,跳发电机 开关，灭磁，电气停机1,跳 SFC,开放失灵.(3) 较大负序电流,由负序过电流定时限二段(高定值段). 整定值 13.5%,1s, 跳桥开关,线 路开关1,跳发电机开关，灭磁，电气停机1,跳 SFC,开放失灵，跳相邻发电机开关，相邻发 电机灭磁,相邻发电机电气停机1,开放失灵,起动失灵闭锁重合闸(全停跳闸).(4) 由以上原整定值分析知,负序过电流定时限一段(低定值段)整定值11%2s,滞后于较 大负序电流由负序过电流定时限二段(高定值段)整定值135%,1s动作，所以未达到先跳桥 开关, 缩小故障范围,由后阶段保护选择切除故障的目的(即一段还未出口动作,已经全停), 这明显不合理.3. 桐柏厂发电机负序过电流保护整定值与跳闸方式改进思路(1) 出现不正常小负序电流,首先由小定值报警发信号段动作.(2) 负序过电流定时限一段(低定值段)以较短时间.动作后跳 500kV 桥开关, 缩小故障范围,但并未切断故障.然后由后阶段保护选择切除故障.（3）小负序电流由负序过电流反时限段 ,起动值为 9%,和大负序电流由负序过电流定时限 二段（高定值段）.动作于全停.因为此时#1,2机负序过电流反时限段或负序过电流定时限二 段（高定值段） 无选择性的同时动作.但和#3,4 机反时限段或负序过电流定时限二段（高定 值段） 能选择性的动作.由以上分析得出以下整定计算.4. 整定计算（1） 负序电流定时限告警段:1） 一段（告警段）动作值,根据系统实际情况,正常负序电流极小,不超过 5% Ig.n ,于是g.n取 0.08 I =O08xO67=O053A=OO5 pu=5%2） 一段（告警段）延时5s ,3） 动作于信号（2） 负序过电流定时限一段（低定值段）1） 动作电流, 根据系统实际情况, 正常负序电流极小,当超过9% Ig.n ,则说明系统已存 在不正常,此时二回 500kV 线路同时运行, 如断开桥开关,并不影响系统和机组安全运行,所以可取较小的动作电流整定值,I2o产11% I n =011x0067=0074A取0.08A=8pu=8%,2）动作时间,应和单相重合闸时间配合计算；=1+05=15s,比负序过电流定时限二段（高定值段）至少小 05s,3）动作于断开桥开关（应避免一条500kV线路带4台发电机运行）（3）负序过电流定时限二段（高定值段）1）动作电流整定值，由于线路末端两相短路时最小动作电流约为I2遇=078Ign,按此时有足够灵敏度计算,取 078 Ig.n /20=026A=026pu,g.n2）动作时间整定值t2opn=15+05=2s,2op.II3）动作跳桥开关，线路开关1,跳发电机开关，灭磁，电气停机1,跳SFC,开放失灵，跳相 邻发电机开关, 相邻发电机灭磁, 相邻发电机电气停机 1, 开放失灵,起动失灵闭锁重合 闸, 总跳闸信号,起动录波.（4）ELIN公司负序过电流反时限段，起动值为9%,t =2880s,ELIN公司提供发电机允许负序电流时间特性为82分,ELIN公司整定负序过电流反时限 段.9%,t =2880s,按此值计算，1） 线路出口两相短路 I2min=155Ign, 反时限段动作时间为1 I 池 “。小（1.55/0.09）2t=t In2= 2880ln=9.76s24I*2 I*2（1.55/0.09）2 -122mt2.alI*2=t ln2I*2 I*222m2）负序过电流定时限二段（高定值段）动作时,I2诚=039I讨反时限段动作时间，为=2880ln (0.39/0.09)2 =1576s (0.39/0.09)21t2.alI *2ln 2I *2 I *222m3） 当 I2min=015Ign, 反时限段动作时间为=2880ln (0.15/0.09)2 =1285s(0.15/0.09)214）发电机端两相短路I2.込=26I讨反时限段动作时间为t2.alI *2ln 2I *2 I *222m=2880ln (2-6/0-09)2(2.6 / 0.09)2 1=345s 负序过电流反时限段，起动值为9%,t =1440s,ELIN公司提供发电机允许负序电流时间特性为82分,整定负序过电流反时限段.9%, T =1440s,按此值计算，t2.alI *2In 2I *2 I *222m1) 线路出口两相短路 I2.min=1.55Ig.n, 反时限段动作时间为=14401n(1.55/°.°9)2 =4.9s(1.55/0.09)2 1t2.alI*2=t In2I*2 I*222m2)负序过电流定时限二段(高定值段)动作时,I2诚=°39I討反时限段动作时间，为 =1440ln (0.39/0.09)2 =78.8s(0.39/0.09)2 13) 当 I2.min=0.15Ig.n, 反时限段动作时间为I*2(0.15/0.09)2t ln 2=1440ln=643s2.alI*2I*2(0.15/0.09)2122mt2.alI *2ln 2I *2 I *222m4) 发电机端两相短路 I2.min=2.6Ig.n, 反时限段动作时间为=1440ln (2.6/0.09)2 =i.72s(2.6/0.09)21(6)负序过电流反时限段，起动值为9%,t =2000s,ELIN 公司提供发电机允许负序电流时间特性为 82分,整定负序过电流反时限段. 9%, T =2000s,(按 ELIN公司整定值的75%计算,是一般机组整定值的2倍t=2x8x123=1968s) 计算,1) 线路出口两相短路 I2.min=1.55Ig.n, 反时限段动作时间为I*2(1.55/0.09)2t ln 2=2000ln=6.8s2.alI*2I*2(1.55/0.09)2122m2)负序过电流定时限二段(高定值段)动作时,I2血n=039Ign,反时限段动作时间，为I*2(0.39/0.09)2t ln 2=2000ln=109s2.alI*2I*2(0.39/0.09)2122mt2.alI *2ln 2I *2 I *222m3) 当 I2min=015Ign, 反时限段动作时间为=2000ln (0.15/0.09)2 =893s(0.15/0.09)214) 发电机端两相短路 I2min=26Ign, 反时限段动作时间为I*2(2.6/0.09)2t ln 2=2000ln=2.39s2.alI*2I*2(2.6/0.09)2122m根据以上计算分析对比，原ELIN公司整定值,当发电机出现I2 =02I ,持续时间超过1 s,可能造成 4 台机不必要的全停同时也未躲过线路单相接地时,重合过程保护的误动,现将负序过电流反时限段整定值，起动值为9%,t =2000s,这对反时限动作时间缩短，在不降低 其动作可靠性的基础上,增加对发电机组的安全性有利其他整定值,如下表MN211一段动作值5.0%信号定时限负序过流保一段延时5s二段一时限动作值跳500kV桥开关护(46.1G-A)8.0%(0 08pu)MN221二段一时限延时1.5s二段二时限动作值26%(026pu)跳500kV断路器二段二时限延时2s及一侧全停机CT变比补偿0.67跳闸停机长期允许负序电流9%时间常数T33分钟负序报警值80%负序反时限过流保护(46.2G-A)负序跳闸值100%MN2220.067A动作时间3321s01A动作时间893s0.15A动作时间355s0.25A动作时间109s1A动作时间6.8s1.74A动作时间2.39s说明：1.已知保护负序电流动作方程为t-t lnI222.opJ *2 _2-J *22m2.反时限负序过流保护时间常数At=-19.44/0.092=2400s-40minJ *22