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1、1、原始资料某发电厂要扩建一个新厂，安装两台发电机变压器组，主接线如图(a)所示。已知参数如下：U =15.75kV,ex 二 195%，x二 24%，dd(1)发电机 P =200MW, cos 申=0.85,ex”二 14.5% ；变压器 S =240MVA，deU =0.105，接线YA -11，分接头 d121 土2x2.5%/15.75kV，分级绝缘。(2)相间短路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。(3)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
2、 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。在最小运行方式下，出线末端金属接地短路时，流经变压器的最小零序 电流为1100A。(3)保护设计所需的最大三相短路电流的计算结果如图(b)、(c)所示。它们是归 算到115kV的安数(括号内为最小三相短路电流值)。(a)主接线图20253 （9910） A15490 （5147? AI_ LlOkV47 63 Ag15.751V厂用FL(b)110kV母线短路时，短路电流分布图:LlOkV6880(4460)A | L5.75kvL/ 1-3 (15403) A8523 (85233 A | (c)15. 7
3、5kV母线短路时，短路电流分布图2、设计内容、发电机变压器组的保护方式发电机变压器组的容量为200MW，发电机与变压器之间无短路器，因此， 除发电机变压器组需装设公用纵差动保护外，发电机、变压器均装设单独的纵差 动保护。按照保护安装设规程，需安装的保护如下： 、发电机变压器组：纵差动保护 、发电机：a、纵差动保护b、定子接地保护(零序电压保护)c、定子绕组匝间短路保护d、定子绕组过电压保护e、相间短路的后备保护(负序过电流保护+低电压起动保护)f、定子绕组过负荷保护（定时限+反时限）g、逆功率保护h、失磁保护 、变压器：a、纵差动保护b、瓦斯保护c、单相接地保护d、过负荷保护e、相间短路的后备
4、保护、保护整定计算I、发电机、发电机纵差动保护（BCH-2高灵敏度接线） 发电机额定电流：= S1N V3Ucos/200x103爲 xl5.75x 0.85=8625.2A为统一测量仪器的规格，电流、电压互感器的二次侧电流、电压分别取5A、100V。因此，电流、电压互感器的变比分别为：n =15.750.1=157.5Yn =1000/05 = 2000L互感器二次侧电流:I8625.21I = = 4.31A2 n n2000La、平衡线圈的Wp的选择按二次回路断线时非段线相保护不动作选择W 二 AW 二 60=12.66p KI1.34.31k 2 N可取W =12Pb、差动线圈W的选择
5、C按一相断线时断线不动作的条件选择KI（W -W）AW k 2N CW AWdzWC60 二 2.4A25取 I =2.5 Adzd、灵敏度校验血11 x852321 n I20002.5L dze、断线监视器CJJ整定I= 0.2 I = 0.2 Udz.j bpbp不平衡电压 U 是由电压互感器的误差和三次谐波电压而引起的，通常 bp可达1015V,所以取零序电压保护的动作电压U = 15V。dz.j、定子绕组匝间短路保护（横差动保护）横差动电流互感器变比计算I 8625.21n 沁0.25in = 0.251.5imi 6.085 x 2000变压器母线短路，保护安装处最大剩余电压：3
6、xl.38 x 4763 xUsy1151575电压灵敏度：2000二 41.563VK = 竺 imu U 41.563=1.569sy保护整定时间比110KV母线出线后备保护多一个Att .zddy=6 + 0.5 = 6.5 s 、负序过电流保护动作电流按发电机转子发热条件整定：AI : 8 x4.31 1.113AdZgi yt 2 N120灵敏度校验：1x14900KlmdZ min = 3.8652000 x1.113dZgl动作整定时间：t = 6.5 + 0.5 = 7 sdz*gl 、定子绕组过负荷保护a、定时限 动作电流整定：I4.31I = K -2N = 1.05 x=
7、 4.764Agfd rel K0.95re动作时间整定：t , . = 6 + 0.5 = 6.5szd gfd该保护动作于信号b、反时限下线动作电流整定： 按与定时过流保护动作电流配合I = K I = 1.05 x 4.764 = 5.002Azdgff 1rel zdgfd上线动作电流整定： 按躲过高压母线最大短路电流计算115/ (3)4763 xI = Kk max = 1.3 x15.75 = 22.605Azd f f 2rel n2000L 、失磁保护该保护采用LZ-2失磁继电器，它的方框图如图1所示。FLj2SC一跳闸图 1 LZ-2 型失磁继电器构成的失磁保护系统各元件的
8、电抗归算到15.75KV侧的二次电抗值分别为:发电机：x = 1.95dU 2 n皿一LS nNY15.752 x 2000235.5x157.5=26.080系统:变压器:xd二 0.24 x15.752 x 2000235.5 x157.5=0.135 x=0.105 x二 3.21015.752 x 2000100 x 157.5=4.25015.752 x 2000240 x 157.5=1.380保护整定:a、按等电压阻抗圆整定1SCJ取变压器高压侧母线电压U二0.8U，即K二0.8，则等电压阻抗圆圆心的坐标为ber = 00K2 (x + x )0.82 (1.38 + 4.25)
9、x = x b x = 1.38 =6.1800 B 1 K 21 0.82等电压阻抗圆的半径为:K 0.8r = x = x 4.25 = 9.4401 K x 1 0.8从而，x = r + x = 9.44 6.18 = 3.260a0x = r + x = 9.44 一 6.18 = 15.62 0 b0b、按临界失步阻抗圆整定2SCJx = x + x = 1.38 + 4.25 = 5.630a B xx = x = 26.10 bd从而，阻抗圆的圆心为:r = 00x =1 (x + x )=1 x(26.1 + 5.63)=10.2400 2 a b 2半径为r = 2(53
10、+ “.IL &87。c、闭锁元件的整定负序电流闭锁元件的动作值采用定时限负序过电流保护的动作值：低电压闭锁元件的动作值按临界电压整定：UdzfV电路回路断线闭锁元件的整定值：d、时间元件的整定1SJ：从考虑躲避振荡出发：取0.5s2SJ：汽轮发电机失步以后可以运行一段时间，以便运行人员采取措施，使之恢复同步运行，取 120s3SJ：发信号的延时，它大于后备保护的动作时间，取9s。II、变压器、差动保护高压侧：电流互感器采用A接法，变比:取 n 二 400电流互感器二次侧电流12二 1皿16 心厅二 4.96A400低压侧：1S2严0000 二 8797.72A I12 22 取高压侧为基本侧
11、a、确定保护装置的一次动作电流躲过变压器励磁涌流：I = K I = 1.5 x 4.96 = 7.44AdZ fk 12躲过外部短路时最大不平衡电流：I 二 K I 二 1.3 x 3.44 二 4.47 Adz k bp max其中，I 二丄(K K f +AU + Af)I(3)二丄(1x 1x 0.1 + 0.05 + 0.05)x 6880 二 3.44Abp maxnf t weP k max 400L1躲过电流互感器二次回路断线时最大负荷电流：I 二 K I = 1.3 x 4.96 二 6.45 Adz k fh max取基本侧的动作电流I = 7.44 Adzb、基本侧差动线圈AW 60W = 8.06 匝cd I 7.44dz取W二8cdc、非基本侧的工作线圈匝数W和平衡线圈匝数W :gp4.96 4.4W 二x 8 二 1.02 匝
