20万机保护整定计算.docx
《20万机保护整定计算.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《20万机保护整定计算.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
20万机保护整定计算
吉林热电厂11号机变组、4号高工变
继电保护整定计算方案
整定计算：
马福江
说明
本方案的制定计算依据：
一、设备参数参照吉林热电厂20机运行规程；
二、系统参数依据吉林电力调度局2003年年度运行方式及规定；
三、整定原则依据：
1、电力系统继电保护规定汇编中DL/T684-1999大型发电机变压器继电保护整定计算导则；
2、电力工程设计手册《第2卷》；
附吉林热电厂220KV母线短路电流标么值（摘至2003年吉林省电网220千伏母线短路参数及220千伏主变复合电压闭锁过流保护整定值上、下限计算书）
分支电流
正常运行方式
正常检修方式
正常检修方式说明
综合电抗
0.0089
0.022
总合电流
112.3463
45.7605
热哈甲线
22.387
19.034
热哈乙线
22.387
19.034
热东甲线
20.273
0
热东甲线停
热东乙线
21.983
0
热东乙线停
8号主变
4.95
0
8号机停
9号主变
4.95
0
9号机停
10号主变
7.6923
0
10号机停
11号主变
7.6923
7.6923
编制者
继电保护定值表
设备
名称
保护
装置
名称
变流（压）器
整定值
作用
开关
允许
电流
灵
敏
度
备注
变比
结线
一次
二次
时间
十
号
发
电
机
保
护
定
值
机差
12000/5
Y/Y
2400A
1A
0s
机组全停
8625A
6.67
Kz=0.3
机变
差动
12000/5
Y
厂机侧
220侧
4800A
2A
0s
机组全停
5
Kz=0.4
1200/5
Δ
I220/I机=1.146
机变差流速断
12000/5
Y
52800A
22A
0s
机组全停
厂机侧
1200/5
Δ
220侧
单元件低压过流
12000/5
Y
12000A
5A
5.5s
机组全停
1.28
15/0.1KV
Y
9.45KV
63V
220/0.1KV
Y
132KV
60V
电压断线闭锁
15/0.1KV
Y
信号
1YH
3YH
匝间
保护
12000/5
Y
实际整定
0s
信号
15/0.1KV
Y
机断水
20s
机组全停
瓦斯
Φ80
轻
280cm3
0s
信号
重
1.2m/s
0s
机组全停
BFJ
12000/5
Y
7920A
3.3A
5s
启动辅助冷却器
开关非全相
1200/5
Y
108A
0.45A
0.3s
7110
整定条件说明：
机组全停系指：
跳7110、MK、6614A、6614B、6114A、6114B开关
继电保护定值表
设备
名称
保护
装置
名称
变流（压）器
整定值
作用
开关
允许
电流
灵
敏
度
备注
变比
结线
一次
二次
时间
十
号
发
电
机
保
护
定
值
负序过流定时限
12000/5
Y
6000A
2.5A
0s切7200
5.5s机组全停
2.39
负序过流反时限
信号
12000/5
Y
862.5A
0.4A
9s
信号
跳闸
1725A
0.72A
190s
机组全停
定子
过负荷
12000/5
Y
10800A
4.5A
6s
信号
主励绕组过负荷
2000/5
Δ
2000A
5A
15s
信号
机过电压
5000/5
Y
1100A
1.1A
2s
信号
转子一点接地
5000Ω
1s
信号
转子两点接地
实际整定
0.5s
机组全停
失磁保护
阻抗
12000/5
Y
XA=0.12455Ω
XA=2Ω
机组全停
XA/XB=5.74%
圆心坐标：
[0，-（XA+XB）/2]；
半径：
（XA-XB）/2；
15KV/0.1
Y
XB=2.1776Ω
XB=34.84Ω
转子电压
10KV/0.1
Y/Y
127V
0.5s
系统电压
220KV/0.1
Y
187KV
85V
机电压
15KV/0.1
Y
11.81KV
78V
整定条件说明：
继电保护定值表
设备
名称
保护
装置
名称
变流（压）器
整定值
作用
开关
允许
电流
灵
敏
度
备注
变比
结线
一次
二次
时间
十
号
发
电
机
保
护
定
值
定子
接地
15/1.732/0.1/3
开口三角
1500V
10V
1s
信号
基波
15/1.732/0.1/3
开口三角
实际整定
机端
三次
谐波
15/1.732/0.1
中性点
冷却器全停
10分钟机组全停
强励
15/0.1
Y
13545V
90V
0s
主励100HZ保护
GYJ400/100
913V
228.25V
0.5s
1K
过电压
DYJ400/100
348V
87V
1s
1K
正常投
低电压
QYJ400/100
747V
186.75V
20s
1K
强励限制
间隙接地电流
400/5
100A
1.3A
0.5s
机组全停
主变零序间隙接地
间隙接地电压
220/0.1
180V
直接接地零序一段
600/5
1800A
15A
0.25s
7200
主变零序直接接地
直接接地零序二段
600/5
1200A
10A
4s
机组全停
同期
手动
15/
Y
20-30度
自动
220/
Y
整定条件说明：
主变零序保护由省调给出，阻抗保护不用。
吉林热电厂11号机、4号高工变继电保护与自动装置整定计算方案
一、部分设备的铭牌参数
1、11号机主要规格及参数
型式
QFQN-200-2
额定容量
235000KVA
有功功率
200000KW
额定电压
15750V
额定电流
8625A
功率因数
0．85
额定励磁电流
1765A
额定励磁电压
450V
额定转数
3000转/分
定子绕组接法
2-Y
额定频率
50HZ
短路比
不小于0.5
承受负序能力
I2〈8
额定氢压
3巴
发电机效率
98．63%
发电机定子绕组漏抗Xe=11.66%
发电机转子绕组漏抗Xf=12.9%
纵轴超瞬变电抗Xd“=14.6%
纵轴瞬变电抗Xd’=23.6%
纵轴同步电抗Xd=194.5%
负序电抗X2=17.3%
零序电抗X0=7.68%
定子绕组每相电阻值（55度）0.00217欧
转子绕组的电阻值（75度）0.227欧
空载励磁电流
670A
短路励磁电流
1224．5A
三相短路时的持续短路电流（标么值）1.46
二相短路时的持续短路电流（标么值）2.32
单相短路时的持续短路电流（标么值）3.88
2、11号机同轴交流励磁机及付励磁机
主励型号
JL-1150-4
付励型号
TFY-46-500
额定容量
1150千伏安
额定容量
46千伏安
有功功率
1060千瓦
有功功率
40千瓦
额定电压
415/240伏
额定电压
161/93伏
额定电流
1600安
额定电流
165安
额定频率
100赫兹
额定频率
500赫兹
额定转速
3000转/分
额定转速
3000转/分
3、11主变铭牌
型号
SFP7-240000/220
相数
3相
频率
50赫兹
额定容量
240000千伏安
额定电压
242+2*2.25%/15.75千伏
额定电流
572.6/8797.72安
阻抗电压
13.7%
联接组标号
Yn.d11
高压中性点CT
600/5
4、4号厂高工作变铭牌
型号
SFF7-31500/20
相数
三相
额定容量
31500/20000-20000KVA
额定电压
额定电流
1154.7/1832.9-1832.9A
阻抗电压
高-（低1-低2）10%
联接组别
Yd11-d11
阻抗电压
高-低1:
18.5%
套管CT变比
1组12000/5;2组1500/5
阻抗电压
高-低2:
18.5%
阻抗电压（低1-低2）
34.3%
5、11号厂低工作变，3、4号公用变，4号厂低备变
型号
S7-1000/6
额定容量
1000千伏安
电压
6300+5%/400伏
额定电流
91.7/1443安
阻抗电压
9.0%
联接组别
Y-Yn0
二、设备参数标么化统一及短路电流计算：
吉林热电厂220千伏系统一次网络图：
1、参数标么统一化：
取Sj=100MVA；UB=Uj；只计算11号机系统，其它略。
X1=Ud%×SB/SN=13.7%×100/240=0.057；
X2=Xd%×SB/SN=14.6%×100/235=0.062；
X3=1/2（X12%+X13%-X23%）SB/SN
=1/2（18.5%+18.5%-34.3%）100/31.5=0.043；
X4=X5=1/2（X12%+X23%-X13%）SB/SN
=1/2（18.5%+34.3%-18.5%）100/31.5=0.544；
X6=X7=X8=X9=X10=Ud%×SB/SN=9%×100/1=9.0；
220千伏系统参数：
正常运行式下X=0.01149；检修运行方式下：
X=0.02627
2、各种运行方式的计算：
（1）、吉林热电厂220KV母线正常运行方式（依据吉林电力调度局2003年度运行方式）：
厂用6千伏母线为短路点：
XΣ1=（0.06+0.058）//（0.115+0.092）/2//0.01149
=（0.118//0.1035//0.01149
=1/105.168614
=0.009509
XΣ2=（0.009509+0.057）//0.062+0.043
=0.032087+0.043
=0.075087
Id1*max1=1/（XΣ2+0.544）=1.615281；
厂用380伏母线短路点：
Id2*max1=1/（XΣ2+0.544+9）=0.10396；
（2）吉林热电厂220KV母线正常检修方式（8、9、10号机组停运）
XΣ3=（0.02627+0.057）//0.062+0.043
=0.035539+0.043=0.078539
Id1*min1=1/（XΣ3+0.544）=1.606325；
厂用380伏母线为短路点：
Id2*min1=1/（XΣ3+0.544+9）=0.103923；
（3）吉林热电厂66千伏母线正常运行方式：
厂高备用变电抗标么值为：
X1=0.037X2=X3=0.524。
66千伏母线短路电流计算参见“吉林厂66千伏母线短路电流计算书”。
正常运行方式下：
X=0.03826，
XΣ4=0.03826+0.037+0.524=0.59926；
XΣ5=0.59926+9=9.59926；
Id1*max1=1.668725；Id1*max1=1.668725×100/√3×6
=16.057312KA；
Id2*max1=0.104175；Id2*max1=0.104175×100/√3×0.38
=15.827708A
（4）吉林热电厂66千伏母线检修运行方式：
检修运行方式下：
X=0.066509；
XΣ6=0.066509+0.037+0.524=0.627707；
XΣ7=0.627707+9=9.627707；
Id1*min1=1.593101；Id1*min1=1.593101×100/√3×6；
=15.329622KA
Id2*min1=0.103867；Id2*min1=0.103867×100/√3×0.38
=15.780942kA
（5）短路计算汇总：
吉林厂220千伏侧短路电流：
Id1*max1=1.615281；Id1*max1=1.615281×100/√3×6=15.543049KA；
Id2*max1=0.10396；Id2*max1=0.10396×100/√3×0.38=15.795088A；
Id1*min1=1.606325；Id1*min1=1.606325×100/√3×6=15.45687KA；
Id2*min1=0.1039；Id2*min1=0.1039×100/√3×0.38=15.789466kA；
吉林厂66千伏侧短路电流：
Id1*max1=1.668725；Id1*max1=1.668725×100/√3×6=16.057312KA；
Id2*max1=0.104175；Id2*max1=0.104175×100/√3×0.38=15.827708A；
Id1*min1=1.593101；Id1*min1=1.593101×100/√3×6=15.329622KA；
Id2*min1=0.103867；Id2*min1=0.103867×100/√3×0.38=15.780942k；A
（6）确定正常和检修运行方式下电抗：
max
Min
I*
I
I*
I
d16KV
1.668725
16.057312KA
1.593101
15.329622KA
d20.38KV
0.104175
15.827708KA
0.103867
15.78094KA
（7）为便于以后保护整定计算短路电流取小数点后三位：
Max
Min
I*
I
I*
I
d16KV
1.668725
16.057KA
1.593101
15.330KA
d20.38KV
0.104175
15.828KA
0.103867
15.781KA
三、11号机继电保护整定计算方案
1、11号发电机-变压器组示意图：
2、发电机差动保护整定计算：
（1）、Ief=8625A；Nlh=12000/5；继电器型号：
LCD-12型。
（2）、整定原则：
制动线圈的制动系数：
Kz=0.3；最小动作电流取：
Idzmin=0.3Ief；
（3）、定值：
IdzminJ=0.3Ief/Nlh=0.3×8625/12000=1.078A，取IdzminJ=1A
Idzmin=1×12000/5=2400A。
（4）、动作时间及作用开关
t=0s作用机组全停：
7111；MK；6115A；6115B；
（5）、灵敏度校验及要求：
a、外部故障时Idz>Ibpmax
11号主变低压母线三相短路Id（3）=（1/0.62×100/1.732×15.75）×103=59126A
Izh=59126AIbpmax=0.1×Id（3）=5912.6A
而这时：
Idz=0.3Izh=0.3×59126=17738A
Idz>Ibpmax
b、正常运行情况下实测最大平衡电流
Ibpmaxc、保护范围内部二相短路时灵敏度的校验单机内部故障
Izh=0.5Id
（2）=0.5×0.866×59126=25601A9（制动电流）
Idz=0.3Izh=0.3×25601=7680A
Id
（2）min=0.866×59126=51203A
Klm=Id
（2）min/Idz=51203/7680=6.67>2（合格）
（6）差动保护接线Y/Y
3、发电机-变压器组纵差保护：
（1）、整定原则：
制动系数KZ=0.4；最小动作电流Idzmin=0.4Ief；差流速断保护Idz=6Ief
继电器型号：
LCD-11Nlh=12000/5，1200/5
（2）、保护定值：
IdzminJ=0.4Ief/Nlh=0.4×8625/12000=1.44A，取IdzminJ=2A
Idzmin=2×12000/5=4800A
（3）、动作时限及作用开关：
t=0s作用机组全停7111MK6115A6115B
（4）、灵敏度校验及要求：
外部故障时Ibpmax外部故障时最大不平衡电流
区外故障时：
a、220千伏母线短路：
Id（3）=[1/（0.62+0.057）×100/1.732×220]×103=2205A
Izh=2205AIbpmax=0.1×Id（3）=220.5A
而这时的Idz=0.4Izh=0.4×2205=882A
Idz>Ibpmax
b、厂高变高压线圈短路：
Id（3）=[1/（0.62+0.043）×100/1.732×15.75]×103=34913A
Izh=34913AIbpmax=0.1×Id（3）=3491.3A
Idz=0.4Izh=0.4×34913=13965A
Idz>Ibpmax
正常运行时实测最大不平衡电流Ibpmax
要求：
Idz>Ibpmax
灵敏度校验：
以单机运行时变压器两相短路在高压侧。
Id
（2）min=0.866×2202=1909.5A
Izh=0.5Id
（2）min=0.5×1909.5=954.76A
Idz=0.4Izh=0.4×954.76=381.9A
Klm=Id
（2）min/Idz=1909.5/381.9=5.0>2
（5）、差流速断保护定值及灵敏度校验
Idzj=6Ief/Nlh=6×8625/12000/5=22A
Idz=22×12000/5=52800A
动作时限及作用开关同发电机差动保护。
灵敏度校验：
220千伏系统取最小运行方式：
Id1=1/（0.057+0.02627）×100/1.732×15.75=44022A
Id2=59126AId
（2）=0.866×（59126+44022）=89326A
Klmd2=89326/52800=1.69
Id
（2）3=（1/0.02627+1/0.119）×100/1.732×15.75=147518A
Klmd3=147518/52800=2.8
（6）、发电机-变压器组差动接线：
名称
主变高压侧
发电机侧
厂高变高压侧
Ue（千伏）
242
15.75
15.75
Ie（安培）
572.58
8625
8625
Nlh
1200/5=240
12000/5=2400
12000/5=2400
CT接线
Δ
Y
Y
二次电流
4.13
3.59
3.59
分流器变比
4.13/3.59=1.15，取5.73/5=1.146
降流：
初级1-8
次级1-4
继电器电流
4.13/1.146=3.6
3.59
3.59
4、发电机单元件低压闭锁过流保护
（1）、整定原则：
过流保护的动作电流按躲过发电机额定电流整定，即Idz=Kk.Ief/Kf；
其中：
Kk=1.2Kf=0.85
低电压保护：
a、躲正常运行时可能出现的最低工作电压，并当发电机外部故障切除后，在电动机自启动过程中低电压元件应可靠返回；
b、躲发电机失磁异步运行时最低电压，一般取Udz=0.6UeNlh=12000/5Y接。
YH：
发电机：
Y/Y/开三角，（15/1.732）/（0.1/1.732）/（0.1/3）。
220千伏母线：
Y/Y/开三角，（220/1.732）/（0.1/1.732）/（0.1/3）。
（2）、定值：
电流元件：
Idzj=1.2×8625/0.85×12000/5=5.07A
Idzj=5AIdz=12000A
低电压元件：
发电机侧：
Udzj=0.6×15.75/15/0.1=63V
220千伏侧：
Udzj=0.6×220/220/0.1=60V
（3）、动作时限及作用开关
t=5s7111
t=5.5sMK6115A6115B
（4）、灵敏度校验：
电流元件：
以220千伏母线二相短路校验
Klm=Id
（2）/IdzId
（2）=1/1.732×1.732/2×Id（3）
Id
（2）=1/2×Id（3）=0.5×1/（0.062+0.057）×100/1.732×15.75=15402.6A
Klm=15402.6/12000=1.28>1.2
电压元件：
厂高变高压侧短路（最小运行方式）
XΣ=0.02627+0.057//0.062=0.08327//0.062=0.035539
U*=0.043/（0.043+0.035539）=0.5475
Klm=0.6/0.5475=1.096
5、发电机负序定时限过流保护：
型号LFL-7Nlh=12000/5Y
（1）、整定原则：
躲LH断线：
I=0。
6I
（2）、保护定值：
I=0。
6×8625/12000/5=216A，取I=2。
5A；
I=2。
5×12000/5=6000A；
（3）、灵敏度校验：
I=6000/100/1。
732×15。
75=1。
637；
以220千伏母线故障：
两相短路。
I*=1/2×1/（0。
062+0。
057）=4。
2
K=4。
2/1。
637=2。
567
（4）、作用开关及时限：
作用7200开关（母联断路器）
作用7111、MK、6115A、B、6615A、B开关。
6、负序过流反时限保护：
LFL-6型，N=12000/5Y
（1）、定时限过负荷信号段I2dz=0.1×Ieft=5-10s
反时限跳闸段：
I2dz=（0.15-0.2）Ief
零序电流闭锁继电器，一般取0.3Ief
（2）、保护定值：
a、定时限过负荷信号段：
I2dzj=0.1×8625/12000/5=0.359A取I2dzj=0.4AI2dz=0.4×12000/5=960A
时限：
t=9s作用信号
b、反时限跳闸段
I2dzj=0.2×8625/12000/5=0.72AIdz=0.72×12000/5=1728A
按继电器厂家规定及发电机说明书：
非对称持续时间A=I22*×t<8
t<8/I22*=8/（1728/8625）2=199st=190s
（3）、灵敏度校验
a、220千伏母线故障两相短路
I22*=1728/100
升级会员 