2×200MW发电机-变压器组继电保护设计 - 图文(4)

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2.2变压器部分继电保护整定 变压器纵差保护

变压器纵差保护，是变压器内部及引出线上短路故障的主保护，它能反映变压器内部及引出线上的相间短路、变压器内部匝间短路及大电流系统侧的单相接地短路故障。另外，且能躲过变压器空充电及外部故障切除后的励磁涌流。 整定原则及取值建议：

（1）比率制动系数KZ(曲线斜率)。比率制动系数KZ整定原则，按躲过变压器出口三相短路是产生的最大暂态不平衡差流来整定，即过拐点的斜线通过出口区外故障最大差流对应点的上方。一般取0.4.～05。

（2）启动电流Iqd。整定原则为能可靠躲过变压器正常运行是的最大不平衡差流。一般为

Iqd=(0.4～0.5)Ie

（3）Ｉｇd。变压器各侧差动TA的型号及变比可能相 同。因此，各侧TA的暂态特性的差异很大。为躲过区外远 处故障或近区故障切除瞬间产生较大不平衡差流的影响， 建议拐点电流为

Ｉｇd=(0.5～0.7)Ie

（4）二次谐波制动比η。空投变压器时，励磁涌流的大小、二次谐波分量的多少或波形畸变程度，与变压器的容量、结构、所在系统中的位置及合闸角等因素有关。为使差动保护能可靠地躲过变压器空投时的励磁涌流，又能确保在变压器内部故障时故障电流波形有畸变（含二次谐波分量）时，差动保护能可靠动作，应根据被保护变压器的容量、结构及系统中的位置，整定出适当的二次谐波制动比。一般取0.13～0.2。

（5）差动速断倍数IS。变压器差动速断动作倍数的整定原则，躲过变压器空投时的励磁涌流或外部短路时最大不平衡电流来整定。而变压器励磁涌流的大小与变压器的容量、结构、所在系统中的位置等有关，对于大容量变压器；一般为

IS=4～6倍

（6）解除TA断线功能差流倍数Ict.差流大于Ict整定值时，解除TA断线判别环节。一般TA断线引起的差流小于最大负荷电流，故

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Ict=0.8～1.3倍

TA二次回路开路是很危险的，特别是大容量变压器TA二次开路，会造成TA绝缘损坏、保护装置或二次回路着火，还会危及人身安全。；因此建议删掉TA短线判别功能，级

Ict=0.1～0.2倍

（7）变压器额定电流Ie。基准侧差动TA二次电流计算为 Ie= Se/式中Se---变压器额定容量

UTN---基准侧额定相比电压 NTA2---基准侧差动TA变比

（8）灵敏度校验。变压器差动保护的灵敏度要求为

Ksen>=2

满足灵敏度要求，才能保证在区内发生各类型故障（各种各样暂态过程）时保护动作的可靠性。

2.3相间短路的后备保护 低压启动的过电流保护

（1）动作电流的整定原则按变压器额定电流整定，即 Idz=KrelIe/Kf 式中Krel---可靠性系数，取1.2 Kf------继电器的返回系数,取0.85

Ie----变压器额定电流

（2）灵敏度校验：按变压器低压母线故障时最小短路电流二次校验，要求灵敏度大于1.2.

Ksen=Ik.min/Iset

UTNnTA2

式中Iset-----变压器低压母线故障时最小短路电流二次值

（3）动作电压整定原则：按躲过正常运行时母线的最低工作电压整定，根据经

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验可取Udz=0.7Ue=70V

式中Ue―――变压器额定电压（二次）

（4）电压灵敏度校验：按后备保护范围末端三相短路时，保护安装处的最大电压要求大于1.2.

Klm=式中 残压二次值

----后备保护范围末端三相短路时，保护安装处的最大

3继电保护整定计算

短路就是指不同电位的导电部分包括导电部分对地之间的低阻性短接。继电保护整定计算是发电厂和变电所电气二次设计的主要计算项目，它涉及接线方式及保护设备选择。保护整定的计算对保护方式的选择起到验证的作用，能够更合理的对发变机组的保护配置进行选择，保证系统的安全可靠性。 题目数据的处理 已知条件

、、、

发电机 Pe=200MW, cos?=0.85,Ue=15.75KV,xd=195%,xd=24%，xd=14.5% 变压器 Se=240mw,Ud=0.105,接线Y/△-11,分接头1212×2.5%/15.75KV,分级绝缘。

110kv母线上出线后备保护动作时间为6s。出线的零序后备保护最大动作电流为3250A，最大动作时间为5s。在最大运行方式下，出线的零序后备保护范围末端接地短路时，流经变压器的零序电流为620A，故障线路上的零序电流为903A，最小运行方式下，出现末端金属接地短路时，流经变压器的最小零序电流为1100A.

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解：发电机主要参数

、

Pe=200MW, cos?=0.85,Ue=15.75KV,xd=195%,xd、=24%，xd、=14.5%相间短路的后备保护范围末端两相短路时，流经发电机的最小短路电流为14900A。 额定电流ING=

=

=8625A (8625×1.25=10781A)

电流互感器的变比应考虑额定电流的1.25倍，故电流互感器的变比nTA1=

=2400

发电机二次额定电流Ie=

变压器

==3.59A

Se=240mw,Ud=0.105,接线Y/△-11,分接头1212×2.5%/15.75KV 变压器额定电流 ITN=

=

=8798A(8798

=10977A)

电流互感器变比（低压侧）为 nTA2=

=2400

变压器二次侧额定电流为 Ie=

=

=3.67A

电压互感器变比选择

低压侧 （接从发电机出线端母线）nTV1=

=150

高压侧 （系统母线出线）nTV2==1100

发电机二次额定电压为Uhe===100V

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短路电流归算到二次低压侧的处理过程 发电机

发电机出口三相短路电流值为Iout.max=

(3)

==24.8A

相间短路后备保护范围末端两项短路时，流经发电机的最小短路电流为IKH(2)=14900A,换算到互感器低压侧为IKH(2)*=各短路点电流经电流互感器后的二次值如下表 表1 高压110KV侧短路短路值

名称 点最大三相短点最小三相短路电点最小两相短路电流 I1dk.min(2) 8582 3.58 62647 26.13 线路最大三相短路电流 I1xk.max(3) 15490 6.45 113077 47.1 线路最小三相短路电流 I1xk.min(3) 5147 2.14 37573 15.6 线路最小两相短路电流 I1xk.min(2) 4457.3 1.86 32583 13.6 =6.21A

路电流 流 代号 11OKV值 二次值 I1dk.max(3) 20253 8.44 I1dk.min(3) 9910 4.13 归算15.75 147847 72343 二次值 61.6 30.15

表2低压15.75KV侧短路短路值

名称 点最大三相短路电流 点最小三相短路电流 I2dk.min(3) 12983 5.41 94800 点最小两相短路电流 I2dk.min(2) 11243.3 4.68 82076 线路最大三相短路电流 I2xk.max(3) 8523 3.55 62196 线路最小三相短路电流 I2xk.min(3) 8523 3.55 62196 线路最小两相短路电流 I2xk.min(2) 7381 3.08 53962 代号 I2dk.max(3) 110KV值 15403 二次值 归算6.42 112442 15.75值 二次值 46.87 39.5 37.24 25．9 25.9 22.5

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