发变组继电保护配置与整定计算.doc

目录第1章 设计目的........................................................... 第2章 设计说明............................................................ 2.1继电保护的配置................................................. 2.2 自动装置的配置................................................ 2.3 短路电流数据.................................................... 2.4保护配置型号与整定计算数据.........................第3章 设计计算说明................................................... 3.1短路电流计算..................................................... 3.2继电保护的整定过程.........................................第4章 发电机继电保护装置的配置与整定计算.......4.1 发电机的保护配置...........................................4.2 发电机纵差保护的整定计算............................4.3定子绕组匝间短路的保护.................................4.4  定子绕组单相接地保护..................................4.5发电机励磁回路接地保护.................................参考文献.............................................................................第1章 设计目的 电力系统继电保护的设计与配置是否合理会直接影响到电力系统的平安运行，所以必须合理地选择保护配置和进行正确的整定计算。

本次设计要求为2*300MW发电机-变压器组配置继电保护和自动装置，目的为通过本次设计，进一步加深对所学知识的理解，以及理解保护与保护之间的配合问题 大型发电机的造价昂贵，结构复杂，一旦发生故障遭到破坏，其检修难度大，检修时间长，要造成很大的经济损失例：一台300MW汽轮发电机，因励磁回路两点姐弟使大轴和气缸磁化，为退磁停机一个月以上，姑且不管检修费用和对国民经济造成的间接损失，仅仅电能损耗就近千万元，大机组在电力系统内占有重要地位，特别是单机容量占系统容量比例很大的情况下，大机组突然切除，会对电力系统造成很大扰动另外，大型汽轮发电机启停特别费时、费钱，以停机7~8小时热启动为例：300MW发电机组就得需要7小时因此，非必须的情况下，不需要使大型发电机组频繁启动，更不要紧急突然停机这就对继电保护提出了更高要求，所以在配置继电保护和自动装置时，要充分考虑各方面素，力求继电保护和自动装置准确、可靠、灵敏第2章 设计说明2.1继电保护的配置 概述 300MW发电机组造价昂贵，结构复杂，一旦发生故障，其检修难度大，时间长，将造成较大的经济损失因此，在考虑300MW机组继电保护的总体配置时，应最大限度地保证机组平安和缩小故障破坏范围，尽可能防止不必要的停机，对某些异常工况采用自动处理装置，特别要防止保护装置的误动和拒动，这样不仅要求有足够的可靠性、灵敏性、选择性和快速性，还要求继电保护在总体配置上尽量做到完善、合理，防止繁琐、复杂。

300MW机组保护装置可分为短路保护和异常运行保护两类短路保护是用以反响被保护区域内发生的各种类型的短路故障，为了防止保护拒动或断路器拒动，设主保护和后备保护异常运行保护是用以反响各种可能给机组造成危害的异常工况，不设后备保护为了满足电力系统稳定方面的要求，对于300MW发电机-变压器组故障要求快速切除为了确保正确快速切除故障，要求对300MW发电机-变压器组设置双重快速保护 各保护装置动作后所控制对象，依保护装置的性质、选择性要求和故障处理方式的不同而不同，对于发电机双绕组变压器，通常有以下几种处理方式：全停：停汽机、停锅炉、断开高压侧断路器、灭磁、断开高压厂用变压器低压侧断路器、使机炉及其辅机停止工作解列灭磁：断开高压侧断路器、灭磁、断开高压厂用变压器低压侧断路器解列：断开高压侧断路器减出力：减少原动机的输出功率发信号：发出声光信号或光信号母线解列：对双母线系统，断开母线联络断路器，缩小故障涉及范围保护配置依据----?继电保护和平安自动装置技术规程?1. 对300MW及以上汽轮发电机组，应设置双重快速保护，即装设发电机纵联差动保护、变压器纵差动保护和发电机、变压器公用纵差动保护。

2. 发电机-变压器组：对100MW及以上的发电机，应装设保护区为100%的定子接地保护3. 对于定子绕组为星形连接，每相有并联分支且中性点有分支引出端子的发电机，应装设单继电器式横差保护4. 200MW及以上的发电机应装设负序过电流保护和单元件低电压启动的过电流保护，当灵敏度不满足要求时，可采用阻抗保护5. 对于200MW及以上汽轮发电机宜装设过电压保护6. 对过负荷引起的发电机定子绕组过电流，应装设定子绕组过负荷保护7. 发电机转子承受负序电流的能力，以为判据，其中I为以额定电流为基准的负序电流的标幺值：t为时间(s),A为常数对不对称负荷，非全相运行及外部不对称短路引起的负序电流，应装设转子表层过负荷保护8. 100MW及以上A?10的发电机，应装设由定时时限和反时限两局部组成的转子表层过负荷保护9. 对励磁系统故障或强励磁时间过长引起的励磁绕组过负荷，在100MW及以上，采用报道提励磁系统的发电机上，应装设励磁家回路过负荷保护，对300MW以上发电机，保护由定时限和反时限两局部组成10. 转子水冷汽轮发电机和100MW以上的汽轮发电机，应装设励磁回路一点接地保护，并可装设两点接地保护装置。

11. 失磁对电力系统有重大影响的发电机及100MW及以上的发电机，应装设专用的失磁保护12. 对发电机运行的异常方式，200MW及以上的汽轮发电机，宜装设逆功率保护13. 0.8MVA及以上油浸式变压器和0.4MVA及以上车间内的油浸式变压器，均应装设瓦斯保护14. 110KV及以上中性点直接接地的电力网中，如变压器中性点直接接地运行，对外部单相接地引起的过电流，应装设零序电流保护15. 高压侧电压为500KV的变压器，对频率降低和电压升高引起的变压器工作磁密过高，应装设过励磁保护16. 对220~500KV母线，应装设能快速有选择地切除故障的母线保护，对1个半断路器，每组母线应装设两套保护17. 发电机-变压器组的保护，宜启动断路器失灵保护18. 对220~500KV的母线及变压器断路器，当非全相运行可能引起电力网其他保护越级跳闸，因而造成严重事故时，应在该断路器上装设非全相运行保护保护配置根据保护配置依据和现场实际，综合考虑保护动作的可靠性、灵敏性、选择性和快速性，满足继电保护在总体配置上尽量做到完善、合理、防止繁琐、复杂的要求，根据短路保护、异常运行保护、发电机接地保护及其他保护的具体要求，初步确定配置以下保护：短路保护配置依据所选继电器发电机纵差保护.1ZB4522〔LCD-7〕发电机横差保护.3ZB-1521〔LCD-6〕变压器纵差保护.1ZB-4521〔LCD-5〕发电机-变压器组纵差保护.1ZB-4524〔LCD-5〕变压器瓦斯保护.13ZB-4524变压器零序保护.14ZB-4514阻抗保护.4ZB-4538〔LZ-B〕 发变组短路保护的配置，与一次接线形式有很大关系，在300MW发变组的接线中，一般考虑采用单元接线方式，我们短路保护就按照此接线方式来配置。

根据继电保护技术规程，为正确反响发变组短路故障和确保快速切除故障，配置了发电机纵、横差动保护，变压器纵差动保护和发电机-变压器组纵差保护，对发电机-变压器组构成了双重快速保护差动保护双重化，降低了拒动的几率；设置闭锁，那么降低了误动的几率因此，双重化加闭锁，提高了可靠性，有利于大机组的平安运行 变压器纵差保护，可以正确反响变压器外部短路故障，为了正确、及时的反响变压器内部短路故障，选择装设瓦斯保护瓦斯保护分为轻瓦斯保护和重瓦斯保护，分别利用开口杯式和挡板式原理，反响变压器内部的故障程度，确定发出信号还是将变压器从系统中切除 在超高压电网中，单相接地短路故障最多，在各种短路接地故障中，有80%~90%是单相接地故障，为了在某些特殊情况下，不至于使电网失去保护，所以尽管相邻线路上配置了完善的近后备保护，一般还是要在变压器中性点装设零序电流保护，对相邻线路构成远后备大型发电机变压器组，都接在220KV及以上的母线上220KV及以上线路，一般都有完备的后备保护同时，对于220KV及以上的母线，由于母线保护一般只有一套，而且有时不投入运行，因此，需要在发电机变压器组上装设作为相邻母线故障的后备保护。

在设计中，考虑装设一套三相全阻抗保护装置表2-2 发电机接地保护配置依据及元件选型发电机接地保护配置依据所选继电器发电机定子一点接地保护.3ZB-2537〔LA-1A〕励磁回路一点接地保护.3ZB-2532〔ZBZ-2A〕励磁回路两点接地保护.10ZB-2532〔LD-2A〕 发电机最常见的故障之一是定子绕组的单相接地由于发电机中性点是不接地或经高阻接地，所以定子单相接地故障并不引起大的电流故障电流但由于大型发电机在系统中的重要地位，造价昂贵，而且结构复杂、检修困难，所以对大型发电机的定子接地电流大小和保护性能我提出了严格的要求，特装设发电机定子一点接地保护，根据接地电流的大小，分别动作于信号或停机表2-3 异常运行保护配置及元件选型异常运行保护配置依据所选继电器对称过负荷保护ZB-1536不对称过负荷保护.7ZB-1536励磁回路过负荷保护失磁保护.11ZB-4540〔LZ-1〕逆功率保护.12LNG-3过电压保护.5过激磁保护.15油温迅速升高行中由于某些原因造成冷却器全停时，将使变压器油温迅速升高，严重威胁变压器的绝缘和使用寿命为此必须装设主变冷却器全停保护，用以监视变压器上层油温，确保变压器的平安运行。

表2-5 短路保护配置方案反响的故障类型短路保护反响故障类型发电机纵差保护定子绕组及相间短路发电机横差保护定子匝件短路或开焊故障变压器纵差保护绕组、套管及引出线的短路故障发电机-变压器组纵差保护定子绕组及相间短路；绕组、套管及引出线的故障短路变压器瓦斯保护邮箱内部故障及油面降低变压器零序保护高压绕组、引出线及相邻元件接地阻抗保。