发电厂继电保护整定计算大唐.docx

1、发电厂继电保护整定计算大唐发电厂继电保护整定计算北京中恒博瑞数字电力有限公司零一零年五月继电保护基本概念一、 电力系统故障 二、 继电保护概念 三、 对继电保护提出的四个基本要求（四性）及其相互关系标幺值计算一、 定义 二、 基准值选取三、 标幺值计算元件各序等值计算一、 设备类型： 二、 等值原因 三、 主要元件等值1.输电线路及电缆2 变压器 3.发电机 4.系统 5.电容器 6.电抗器 91114141515不对称故障计算,1.6一、 原理（求解方法） 二、 各种不对称故障故障点电气量计算三、 保护安装处电气量计算 四、 举例 16171922阶段式电流保护25一、 I段（电流速断保护）

2、二、 II端（延时速断）,三、 III端（延时过流）252526阶段式距离保护30一、 基础知识 二、 阶段式相间距离保护三、 阶段式接地距离303132阶段式零序电流保护34一、 基础知识 二、 阶段式零序电流保护整定3434发电厂继电保护整定计算概述361、 典型接线 2、 发电厂接地方式3、 元件各序参数计算4、 故障计算 5、 电厂保护配置特点3636363737发电机差动保护（比率制动式）391.原理 2.不平衡电流 3.比率制式差动保护393939变压器（发变组）差动保护（比率制动）421.原理 2.平衡系数问题 3.相移问题 4.零序电流穿越性问题 5.变压器的励磁涌流及和应涌流

3、6.不平衡电流的计算 7.整定计算 42424344444546发电机失磁保护481.基本知识2.失磁后果3.失磁过程4.保护48494951发电机失步保护521、 发电机失步原因.2、 振荡时电气量的变化3、 失步保护原理及整定525253发电机定子接地保护551.故障分析 2.基波零序电压保护3.三次谐波电压保护555556厂用电保护57一、 低压厂用电保护（400V接地，电网的最末端）二、 低压厂变保护（6kV/400V ） 三、 高压电动机 四、 高厂变（启备变）保护 五、 励磁变电流保护 六、 励磁机保护（主励磁机） 七、 高压馈线保护 575962646768继电保护基本概念、电力

4、系统故障1类型:单相断相： 纵向；后果并不严重，单重还利用了非全相状态。I两相短路：横向，电压下降、电流急剧增加。K(1)K(1 .1)=接地故障K(2)-trK(3)千相间故障几率：K(1)、K(2)、K(1 .1)、K(3)2.3.后果：非故障设备。 系统瓦解、崩溃。1） 影响正常供电。2） 损坏故障设备、3） 系统稳定破坏,、继电保护概念定义：能反映电力系统故障，并作用于断路器或发出生信号的一种自动装置。 在每一个需要保护的设备上配置。、对继电保护提出的四个基本要求（四性）及其相互关系1.选择性：有选择地切除故障。1）只切除故障设备。2）尽可能缩小停电范围。4 1-思考：如何保证？通过保

5、护原理、整定计算。反映单侧电气量 通过整定计算彳 保证选择性通过原理I反映两侧电气量2.速动性：尽可能快。因为故障持续时间越长，后果越严重。1） 与选择性间的矛盾：为什么很多保护（反映单侧电气量保护）人为加 延时。解决：如果系统、保护对象能承受，优先保证选择性。否则牺牲选择性， 保证速动性。2） 与可靠性间的矛盾，速度越快，可靠性越差，因为延时意味着保护动 作判据连续判别成立，有一次不成立，判据返回、延时清零，不易误动 和拒动；而速断保护判据成立一次就出口，易误动。解决：如果系统、保护对象能承受，速动保护可适当加延时。3.灵敏性：对保护范围内各种故障的反应能力。一个保护，总是期望其保护范围是稳

6、定的，对于各种方式下各种故障类 型均灵敏反映，但实际上做不到，或者说其保护范围是变化的，所以为保证 最不利情况下满足规定的最小保护范围要求，灵敏性要求保护范围尽可能 大。与选择性构成了一对尖锐矛盾。通过整定计算协调。4.可靠性：不误动、不拒动 由保护的配置、原理、质量决定。误动、拒动，从后果危害程度看，拒动危害大 提高可靠性问题转化为解决拒动问题解决办法是保护双重化（即每个保护对象，提供两个独立保护） 。1）对于中低压系统，女口 110kV系统或厂用电系统，辐射型结构，一般 是采用反应单侧电气量保护，当地、远方构成双重化。I这种双重化的特点是： r动作慢（缺点）J可以解决保护拒动或者断路器拒动

7、。（优点）2）对于高压系统（220kV，同步运行系统，存在稳定性问题）或者需快 速切除故障的系统，采用全线速动保护，采用反应两侧电气量保护，当 地配置两套独立保护。这种双重化的特点是：动作快（优点）无法解决DL拒动，要加失灵保护。（缺点）注意：双重化解决拒动，放大了误动。5.结论：1)2)了解四性本来的含义。四性之间不是孤立的、静止的，相互之间是关联的、矛盾的。在实际 工作中应根据具体情况，具体处理。软件的定位理解，软件是一个工具，可以帮助提高计算的效率和准确 性，但软件代替不了人，在处理上述问题时，人是第一位的。标幺值计算、定义a） 不同电压等级反复折算b） 不易形成相对的概念一般电力系统的

8、各种计算，包括潮流计算、短路计算、整定计算，都采用标 幺值计算。标幺值定义=基准下的有名值/基准值。有名值计算缺点:、基准值选取三相电力系统中，计算涉及的电气量有:S:视在功率S=J3UII U:线电压I：相电流U= J3IZ人z：相阻抗计算标幺值时，上述各电气量均需确定基准值：Sb = J3 Ub |b Ub = |b Zb所以基准值只取定其中两个，另外的可以算出来,Sb=100MVA 或 1000MVA; Ub，然后计算出7 UB UB2Zb =Sb、 Ub、 |b、Zb一般的取法是:|b、 ZbSbIb = L yf3U BJ3|b Sb另，上述两式相除，得到:U*=I*Z*S*=U*I

9、*可以看出采用标幺值计算：1） 计算关系保持不变。2） 三相单相。三、标幺值计算计算标幺值需注意，电力系统是多电压等级，其中功率守恒， S不存在折算,而U、I、乙存在折算。1） 按定义计算：厂 Sb=100MVAIb、Zb（220kV）Ub=220kV首先将其有名值折算到220kV,对于35kV系统的阻抗，其标幺值计算, 再除以基准值，如下式：7 /220、2r ,2 Z(35)( )7 Z(35)K 35Zb Zb其计算过程是对分子折算。2)先算各电压等级基准值，再算标幺值取定Sb=1000MVA|bI B(35)Z* (35kV)Ub=220kVZ(35kV) Z(35kv)2ZB(35k

10、v) Zb / KZbZb(35)Z* (35kV) 其过程是对分母折算，现场常用方法。3)工程算法(近似)500/2-12 220/121 ILO/J?实际的系统中，由于电力传送过程中，在线路上的压降使得受端电 压变低。而运行要求受端母线电压达到额定，为此，送端往往变压器额 定电压 按1.1Ue设计。这样就使得同一个电压等级下，出现不同的额定 电压，基准应如何取？工程上，取平均： Ub = j1Ue+Ue=1.05Ue=Uav即在同一电压等级中，忽略 基准：Sb =100 or 1000MVA2Ue的差别，统一成Uav。o、各种不对称故障故障点电气量计算1)K(A)Ie Ic故障点边界条件：

11、Ua=Of Uai+Ua2+Ua0=0Ib=Ic=O由此可知，三个序网是串联的。A1 = I A2 = I A0可得故障点各序电流及电压:Eik |ai =| A2 = | AO =Zi Z2 ZoUa1、 Ua2、 UaO故障点电压向量图如图。UC2I Uai一 UB2-C2 Wk JTUEUci *：牟弋*51/UaO UA2UC2) K(BC)UB故障点边界条件:|a=o |B=-| c U B = U c(|o=O1 . 2 .|Ai = -(| A+a | B+al c)3A I A1 =-| A2、U A1= U A21 . . 2 .|a2=-(| A+al B+a |c)显然，

12、其序网是并联的。可得故障点的各序电流、电压。Uai ?Ua2 ?3)K(B,C)故障点边界条件：Ia=OU B= U C=0I A1 I A2 + I AO=0U A1= U A2= U AO显然，其序网是并联的。IA1 ZHU A1、I A2、I AO、保护安装处电气量计算保护安装处（M处）电气量在各序网中先求出。EhCildi |aI A1 I A2 + I A0= I fh + C1l dl+C2l d2+Co I d0I fh+ I A f 故障分量（突变量）同理：讨论：1）U A Ufh+AU故障后的状态=正常状态+故障附加状态AI突变量保护2）关于正常负荷状态的考虑从计算的角度，忽

13、略负荷（规程上规定），按空载下进行计算。对于单侧电源系统，空载是指无负荷电流，比如低压馈供网、发电厂厂 用电就是这种情况。EllEm E n考虑负荷计算对于双侧电源系统，空载是指两侧电源电势同相位。Ifh Zm+ZmN +Zn3） 关于C1和C2:一般而言，全系统中各元件 乙=Z2， Ci C2工Co。K（2），保护处与故障点电流特征相同（不考虑负荷）。K（1），保护处与故障点电流特征不同。K（1.1），保护处与故障点电流特征不同。这就是为什么用软件计算时保护安装处电流量会与习惯上的故障特 征不同的原因。4） 线路故障母线电压计算通式：U a u DA+ U MDU DA + U MD1+ U

14、 MD2 + U M0U DA + I A1Zi + |A2Z2 + I AOZoU DA + I AiZi + I A2Z1 + I A0Zi I A0Zi +I aoZoU da+|aZi+(I aoZo IaoZi)Uda+(|a+芟空 3Ia0)Zi3乙Uda + ( Ia + K3I 0)ZihLu卫 yy应Z/1e2ZXIa Ie IklY=lEiY结论：丫侧三相均出现短路电流，一相是另两相的 2倍。A侧变压器中性点接地，B侧变压器中性点不接地，在线路上发生接地 故障，已知故障点零序电压为 UdO,问：B变压器中性点电压是多少？分析：这实际上一个单侧电源系统的故障，对于 B侧，零序显然是开路的，所以 u=Ud0，系统的零序电压分布如