MW发电机组自动装置整定计算及仿真.doc
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600MW发电机组自动装置整定计算及仿真
研究
摘要
针对600MW发电机组自动装置，最初分析初始材料，从而确定了电气主接线，然后进行了短路点的电流计算，再对发电机组自动装置进行配置，采用了先进的DGT801、pss660、WBKQ-01B等设备，并对各个装置进行整定计算，鲜明的突出了各个保护的特点，以求在配置和整定值上满足大机组对保护选择性、灵敏度和可靠性要求。
基于厂用电快切仿真，提出了用simlink软件进行仿真的看法，建立了厂用电快速切换模型，该模型由系统摸块、断路器模块，同步发电机模块、示波器模块等组成，仿真了厂用电快速切换过程中母线断电前后电压的特征，结果表明快速切换是安全、可靠的切换方式,它是主切换。
关键词发电机组，自动装置，整定计算，快切，仿真
Abstract
Inviewof600MWgeneratorsautomaticdevice,firstanalyzestheinitialmaterial.Thushasdeterminedtheelectricalmainwiring.Thencarriedonshort-circuitedtheelectriccurrentcomputation,accordingtocalculatetheresultoftochoosetheelectricityequipments.HasusedtheadvancedequipmentsofthenameDGT801、pss660、WBKQ-01B.andcarryontotheeachprotectionwholeprotectivesettlethecalculation,freshandclearandoutstandingthecharacteristicsthateachoneprotect，Itisusedtomeettherequirementsofbigunitsetforselectivity,sensitivityandreliabilityinconfigurationandsetting.
Baseonpowerhigh-speedswitchsimulation,Proposedtheideaofusethesoftwareofsimulation.Establishmentthemodelofpowerhigh-speedswitch.ThismodeliscomposedbytheThree-Phasebreak、SimplifiedSynchronousMachineblock、Scopeblock.Analyzethevoltagecharacteristicsofthebusbarafteroutageare.aswellaspossiblemattersduringhousesupplytransfer.Fourpossibletransfermodesarepresented:
thefasttransfer,thefirstphasecoincidencetransfer,Thefasttransferisthesafestandmostreliablemode,whichisregardedasthemaintransfer.
KeyWordsgenerator-transformerunit，Automaticdevice，settingcalculation，high-speedswitch，simulation
目录
摘要 I
Abstract II
目录 III
1绪论 1
2发电机组一次设备设计 2
2.1 600MW发电机组一次接线及系统运行方式说明 2
2.2 主要设备参数 2
2.3 系统运行方式 3
2.4 有关短路点及短路形式的选择 3
3继电保护及自动装置配置 4
3.1继电保护保护配置 4
3.2 发电机组安全自动装置的配置 6
4继电保护及自动装置整定原则 8
4.1 比率制动式纵差保护 8
4.2 发电机横差保护 9
4.3 变压器纵差动保护 9
4.4 发电机反时限对称过负荷保护 11
4.5 发电机反时限不对称过负荷保护 12
4.6 复合电压过流保护 13
4.7 发电机过电压保护 14
4.8 发电机失磁保护（阻抗原理） 14
4.9 发电机基波零序电压式定子接地保护 16
4.10 发电机三次谐波电压式定子接地保护 16
4.11 发电机注入式转子一点接地保护 17
4.12 发电机转子两点接地保护 17
4.13 发电机频率异常保护 18
4.14 阻抗保护 19
4.15 变压器零序电流保护 19
4.16 低电压起动的过电流保护 20
5继电保护及自动装置整定计算 22
5.1 相关参数计算 22
5.2 发电机纵差动保护 22
5.3 发电机横差动保护 24
5.4 变压器纵差动保护 24
5.5 发电机反时限对称过负荷保护 24
5.6 发电机反时限不对称过负荷保护 25
5.7 复合电压过流保护 26
5.8 发电机过电压保护 26
5.9 发电机失磁保护（阻抗原理） 26
5.10 发电机基波零序电压式定子接地保护 27
5.11 发电机三次谐波电压式定子接地保护 27
5.12 发电机注入式转子一点接地保护 28
5.13 发电机转子两点接地保护 28
5.14 发电机频率异常保护 28
5.15 阻抗保护 29
5.16 变压器零序电流保护 30
5.17 低电压起动的过电流保护 31
5.18 备用电源自动投入装置有关元件的整定计算 31
5.19 pss660数字式自动准同期装置整定计算 32
5.20 BKQ-01B微机型备用电源快速切换装置整定计算 34
5.21 本章结论 36
6厂用电快速切换仿真 40
6.1厂用电快速切换的基本原理 40
6.2厂用电快速切换仿真模型简介 41
6.3模型中各个元件的主要参数设置 42
6.4仿真波形图 44
6.5仿真结论 46
7结论 47
谢辞 48
参考文献 49
附录1：
短路电流计算书 50
61
1绪论
近年来国内各大电网发展较快，600MW机组已经在电厂中得到了广泛的应用。
继电保护及安全自动装置是电力系统中的一个重要组成部分。
它对电力系统安全稳定地运行起着极为重要的作用，特别是在现代的超高压、大容量的电力系统中，对继电保护及安全自动装置提出了更高的要求[1,2]。
另外继电保护及安全自动装置比较复杂，对其进行整定计算是一项内容多、难度大的任务，但又具有非常高的实际应用价值。
不同于传统的保护，随着计算机技术日新月异的发展，当今的保护无一例外的使用了先进的数字式微机保护。
由于微机保护有性能稳定，技术指标先进，功能全，体积小、可靠性高、自检功能强、灵活可靠、硬件规范化、模块化、互换性好、软件编制可标准化、模块化、便于扩充等诸多优点，因此对于微机保护的研究成为国内外研究的热点[5,7]。
本文的主要任务是对发电机组继电保护及自动装置的数字式微机保护进行整定计算。
首先构建系统一次接线图，确定短路点和发电机、主变压器等设备的参数，算出故障点的短路电流。
根据《继电保护及自动装置技术规程》为发电机组配备了DGT801发电机成套保护装置、pss660数字式自动准同期装置WBKQ-01B微机型备用电源快速切换装置等。
根据相应保护的产品说明书，再结合选择的故障点的短路电流以及发电机主变压器的基本参数，分别进行了发电机组的主保护、后备保护、异常运行保护以及备用电源和备用设备自动投入装置、准同期装置、厂用电快速切换装置的整定计算。
厂用电系统的安全可靠性对整个机组乃至整个电厂运行的安全、可靠性有着非常重要的影响,而厂用电切换则是整个厂用系统的一个重要环节[9]。
发电厂的厂用电快速切换涉及到的开关量值较多，逻辑相对复杂，对其在实际工程中进行研究比较困难，而与此同时MATLAB依靠其强大功能，已经在电力仿真方面得到了广泛的应用，利用它对厂用电快切进行仿真，可以使厂用电快切变得直观而容易理解[10]。
本文就是针对利用MATLAB对厂用电快切进行仿真这一任务来展开工作的。
首先根据厂用工作电源和备用（启动）电源典型接线建立仿真模型，再设定各个元件的相关参数，最后根据仿真过程中母线电压的波形得出快速切换是最安全可靠的切换，是主切换。
2发电机组一次设备设计
2.1600MW发电机组一次接线及系统运行方式说明
某发电厂的接线如图2.1所示，该发电厂有两台型号为QFSN-600-ZYH的600MW发电机通过两台功率为800MW的SSPL-800000/500主变压器升压至500KV，由三条输电线与三个系统相连。
图2.1某600MW发电机组一次接线示意图
2.2主要设备参数
1．发电机（600MW）
型号：
QFSN-600-ZYH
额定电流：
19245A
额定电压：
20KV
功率因数：
同步电抗：
209%
次暂态阻抗：
X"d=20%
2．主变压器（800MVA双卷变）
型号：
SSPL-800000/500
变比：
525±2×2.5%/20
短路电压百分值：
10%
连接组别：
YN,d11
3．输电导线
1）线路1
型号：
LGJ-400/50
线路长度：
279.8KM
2）线路2
型号：
LGJ-500/45
线路长度：
266.4KM
3）线路3
型号：
LGJ-630/55
线路长度：
600KM
2.3系统运行方式
系统1最大运行方式下短路功率为5000MVA，最小运行方式下短路功率为4000MVA。
系统2最大运行方式下短路功率为4000MVA，最小运行方式下短路功率为3000MVA。
系统3最大运行方式下短路功率为2500MVA，最小运行方式下短路功率为2000MVA
2.4有关短路点及短路形式的选择
选择变压器两侧为短路点，分别计算三相短路、两相短路及接地短路故障时短路点的电气量及保护安装处的与继电保护整定有关电气量。
3继电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中发生故障或异常运行时起控制作用的自动装置。
电力系统中装设自动装置,用于防止系统稳定破坏或事故扩大而造成大面积停电,或对重要用户的供电长时间中断[8]。
3.1继电保护保护配置
图3.1是600MW（300MW）—500kV发变组单元的保护配置图，高压侧为3/2断路器。
主保护为：
发电机纵差、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、转子一点二点接地保护、低频保护保护。
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。
图3.1600MW—500kV发电机组保护配置图
3.2发电机组安全自动装置的配置
3.2.1备用电源
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