继电保护及自动装置配置

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1、1. 保护及自动装置配置电力系统继电保护及自动装置是指在电网发生故障或异常运行时起控制的自动装置。 电力系统中自动装置，用于防止电力系统稳定破坏或事故扩大而造成大面积停电或对重要客 户的供电时间中断。1.1 继电保护保护配置图 6-10 是 600MW（ 300MW），500kV 发编组单元的保护配置图 保护配置选用 DGT-801 型数字式发电机变压器保护配置，高压侧为 3/2 断路器，发电机匝间（横差保护）、主变纵 差保护。发电机后备和异常运行保护为对称过负荷（反时限）保护、不对称过负荷（反时限） 保护、复合电压过流保护、过电压保护、失磁保护、失步保护、100%定子接地保护 转子一点和两点

2、接地保护、低频保护。主变压器后备和异常运行保护为主变阻抗保护，零序 电流保护 （按照规程要求说明主保护、后备保护、异常保护）1.2 发电机组安全自动装置的配置（1）备用电源和备用设备自动投入装置。对于发电厂用电系统，由于其故障所引起的 严重后果，必须加强厂用电的供电可靠性。但对于厂电来讲，采用环网供电，往往是用电系 统的运行及其继电保护装置更加复杂化，反而会造成更严重的事故，因而多采用所谓辐射性 的供电网络，为了提高其供电可靠性，往往采用备用电源自动投入装置BZT。发电机准同期并列是发电厂很频繁的日常操作，如果操作错误，导致冲击电流过大，可 能使机组的大轴扭曲及引起发电机的绕组线圈变形、撕裂、

3、绝缘损坏，眼中的肺通气并列会 造成机组和电网事故，所以电力部门将并网自动化列为电力系统化的一项重要任务。另外， 随着计算机技术的发展和电力系统自动化水平的不断提高，对同期设备的可靠性、可操作性 等性能也提出了更高的要求。（2）PSS-660 型数字式自动准同期装置。 PSS-660 型数字是自动准同期装置主要实现数 目可配置的116个对象的线路型同期或机组型自动准同期。PSS-660型适用于各种场合的 发电机组或线路并网。（选取不同装置介绍）（3）WBKQ-01B 微机型设备电源快速切换装置。早发电厂中，厂用电的完全可靠性 直接关系到发电机组、发电厂及至整个电力系统的完全运行。以前厂用电切换基

4、本采用工作 电源的辅助接点直接或经低压继电器、延时继电器启动备用电源投入。这种方式未经同步检 定，电动机异受冲击。合上备用电源时，母线残压与备用电源之间的相角差接近180度将会 对电动机造成过大的冲击。若经过延时母线残压衰减到一定幅值后再投入备用电源，由于断 电时间过长，母线电压和电机的转速均下降过大，备用电源合上后，电动机组的自动启动电 流很大，母线电压将可能难以恢复，从而对发电厂的锅炉系统的稳定性带来严重的危害。本设计采用南自WBKQ-01B微机型备用电源快速切换装置。该装置是专门为解决厂用 电的完全运行而研制的，可避免备用电源电压与母线残压在相角、频率相差过大时合闸而对 对点击造成冲击，

5、如市区快速切换的机会，则装置自动转为同期判别残压及长延时的慢速切 换，同时在店跌落过程中，可按延时甩去部分非重要负荷，以利用重要辅机的自启动，提高 厂用电快切的成功率。WBKQ-01B是在原有WBKQ-01B的基础上改进、完善的新一代备用电源快速切换装置。该装置改进了测频、测相回路，运用32位单片机强大的运算功能，采用软件进行测量，提 高了装置在切换暂态过程中测频、测相的准确性和可靠性。该装置采用了先进的软件算法， 保证了工作电源或备用电源与母线电源不同频率时的采样、计算的准确性。装置采用免调整 理念设计，多用的补偿采用软件进行调整，重要参数采用密码锁管理，大屏幕中文图形化显 示，使得用户对厂

6、电源的各种运行参数一目了然。常用电源故障时采用实时测量相角差速度 及加速度实现同期判别功能。内置独立的通信、打印机管理单元使得多台置可共享一台打印 机，也具有与DCS系统或监控系统通信功能。2. 继电保护及自动装置的整定原则2.1 比率制动式纵差保护 整定原则及取值建议有如下几点：(1) 比率制动系数K2 (曲线斜率)。K2应按躲过区外三相短路时产生的最大咱太不平 衡差流来整定，通常对发电机完全纵差，即K2=0.30.5(2) 起动电流打。按躲过正常工况下最大不平衡差流来整定。不平衡差流产生的原因主 要是差动保护两侧TA的变化误差。保护装置中通道回路的调整误差，即1严(.3。.4) Ie(3)

7、 拐点电流Igo Ig的大小，决定保护开始产生制动作用的电流大小，建议按躲过外 部故障切除后的暂态过程中产生的最大不平衡差流整定，即Ig=(0.50.8)Ig(4) 负序电压U2.解除循环闭锁的负序电压(二次值)，即U2=912V(5) 差动保护灵敏度校验。按有关技术规定，发电机纵差保护的灵敏度必须满足机端两 相金属性短路时差动保护的灵敏系数，即Klm2其中，灵敏系数Klm为机端两相金属性短路时，短路电流与差动保护动作电流之比值， Klm越大，保护动作越灵敏，可靠性就越高。2.2 发电机横差保护发电机横差保护，是发电机定子绕组匝间短路(同分支匝间短路及同相不同分支的匝 间短路)线棒开焊的主保护

8、，也能保护定子绕组相间短路，整定原则及取值意见如下：(1) 动作电流Igo在发电机单元横差保护中，有专用的滤过三次谐波的措施。因此， 单元件横差保护的动作电流，应按躲过系统内不对称短路或发电机失磁失歩时转子偏心产生 的最大不平衡电流，即Ig=( 0.3 0.4 ) Ie式中Ie-发电机二次额定电流。(2) 动作延时11.与转子两点接地保护动作延时相配合。一般取0.51.0s2.3 变压器纵差保护变压器纵差保护，是变压器内部引出线上短路故障的主保护，它能反映变压器内部及 出线上的相间短路、变压器内部匝间短路及电流系统侧的单相接地短路故障。另外，只能躲 过变压器空充电及外部故障切除后的励磁涌流。(

9、 1)整定原则及取值建议：1) 比率制动系数K2 (曲线斜率)，比率制动系数K2整定原则，按躲过变压器出口 三项短路时产生的最大暂态不平横差流来整定，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0.40.5.2) 启动电路Iq。整定原则为能可靠躲过变压器正常运行时的不平衡差流。一般为Iq=(0.40.5) Ie3) 拐点电流Ig。变压器各侧差动TA的型号及变比不可能相同。因此，各侧TA的 暂态特性的差异较大，为躲过区外远处故障或进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Ig=(0.50.7) Ie4）二次谐波制动比n。空投变压器时，励磁涌流的大小，三席谐波分量的

10、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。为了使差 动保护能可靠的躲过变压器空投时励磁涌流，又能确保变压器内部故障时故障电流波形有畸 变（含有二次谐波分量）时，差动保护能可靠动作，应根据别保护变压器的容量、结构和在 系统中的位置，整定出适当的二次谐波制动比。一般取0.130.2.5）差动速断倍数Is。变压器差动速断动作倍数的整定原则，应按躲过变压器的空投时 的励磁涌流或外部短路时最大不平衡差流来整定。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均有关，对于大容量的变压器一般为Is=46 （倍）6）解除TA断线功能差流倍数let。差流大于

11、let整流值时，解除TA断线判别环节。一 般 TA 断线引起的差流大于最大负荷电流，姑let=0.81.3 （倍）TA二次回路开路是危险的，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，还会危及人生安全。因此，建议删掉TA断线判别功能，即 Iet=0. 8 1. 3（倍）7）变压器额定电流I e。基准侧差动TA二次电流的计算为Ie=Se/（V3Uejna）式中S e变压器额定容量：Uej 基准侧额定相间电压：n a其准侧差动TA变化（2）灵敏度校验。变压器差动保护的灵敏度要求为K sen三2满足灵敏度要求，才能保证区内发生的各类型故障（有各种各样的暂态过程）时保护

12、动 作的可能性。2. 4发电机反时限对称过负荷保护 发电机反时限对称过负荷保护，是发电机定子是过热保护，主要用于内冷式大型汽 轮机发电机。整定原则及取值建议如下：（1）定时限整定值I g 1o按躲过发电机的额定电流来整定，即Ig1=KrelIe/0. 9 5式中 Krel 可靠系数取1. 0 5：Ie发电机额定电流（TA二次值）。（2）定时限动作延t1通常取69s。（3）反时限下限起动电流Is。按与过负荷保护电流相配合整定。Is=1.15Ig（4）反时限下限长延时ts。按照发电机允许过负荷能力曲线上1.15Ie。对应时间为0.870.9倍来整定。通常取300600s。（5）反时限上限电流Iup

13、。按照发电厂高压母线三项短路时发电机提供的短路电流 来整定。一般为1.05 倍。即Iup=1.05G(6) 反时限上限动作延时 Iup 上限动作延时应按与发电厂高压母线出线的纵联保护或距离I段保护动作时限相配合整定。一般取0.30.5s。(7) 散热系数K2.散热系数K2之值一般为11.1之间。2.5 发电机反时限不对称过负荷保护 发电机反时限不对称过负荷保护，适用于大型内冷式汽轮发电机。是发电机的转子的 过热保护，也叫转子表层过热保护。整定原则及取值建议如下：(1) 定时限整定值I2g1。电流整定值I2gi按发电机长期允许的负序电流I28来整定， 即匕厂 Krel.l2g/0.95式中Kre

14、l可靠系数取1.2：I28发电机长期允许的负序电流。(2) 定时限动作延时七11，通常取69s。(3) 反时限下限起动电流I2s.)反时限下限起动电流I2s，可按定时限动作电流的1.051.11倍来整定。即I2s=(1.051.1) I2g1(4) 反时限下限长延时ts,通常取300600s。(5) 反时限上限电流I2up。上限动作电流I2up,应按发电厂主变高压侧母线发生 两相短路时发电机所提供的负序电流的1.05倍来整定。(6) 反时限上限动作延时tup,上限动作延时tup应按于发电机高压母线出线纵 联保护或距离保护I段的动作延时配合整定。通常取0.30.5s。(7) 热值系数K1及散热系

15、数K2.热值系数K1,按发电机制造厂家提供的转子表层 允许负序过负荷能力确定。若无厂家提供的数据，可按发电机的容量取值。对于容量为200300MW的内冷式汽轮发电机，可取K1=810 (通常K1=10)对于容量 为300600MW的汽轮发电机，可取K1=68容量越大，K1的取值应越小。散热系数K2， 根据发电机的长期允许负序电流能力来确定。通常K2值不大于0.01.2.6 复合电压过流保护 发电机的复合电压过流保护主要作为发电机相间短路的后备保护。当发电机作为 自并励方式时，过流原件应有电流记忆功能。正定原则及取值建议如下：(1) 过流定值Ig。动作电流Ig应按躲过正常运行时发电机的额定电流来整定。 即Ig=KrelIg/0.95式中Krel可靠系数，取1.2：Ig发电机额定电流(TA二次值)。(2) 低电压定值U1.低电压定值U1，按躲过发电机正常运行时可能出现的最低电 压来整定，另外，对于发电机复合电压过电流保护还应考虑强行励磁动作时的电压。通常为U1 =(0.70.75) Ue式中Ue发电机额定电压TA二次值).(3) 负序电压U2goU2g的整定原则，是躲过正常运行时发电机端最大的负序电压。即U2g=(8%10%) Ue(4) 动作延时七11及12.保护的动作延时七11及12,应按与相邻原件后备