大型发电机组失步保护定值的整定计算分析

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1、内蒙古电力技术2009年第27卷第1期INNERMONGOLIAELECTRICPOWER23大型发电机组失步保护定值的整定计算分析AnalysistoSettingCalculationonOutofStepProtectionSettingValueforLargeGeneratingUnits金玲（内蒙古电力科学研究院，内蒙古呼和浩特010020）[摘要]以大型发电厂失步保护的实际整定计算算例说明三阻抗元件和双遮挡器2种不同原理失步保护定值的整定计算方法，提出整定计算时需把各种阻抗折算至统一基准容量下进行整定才能保证结果的正确性。对失步保护的合理整定可加强机组的安全稳定管理，保证机组

2、的安全稳定运行。[关键词]大型发电机组；失步保护；整定计算[中图分类号]TM772[文献标识码]B[文章编号]1008－6218（2009）01－0023－03随着发电机组容量不断增大，系统网架逐级扩jX大，大型发电机组的安全稳定运行尤为重要。在电力Ⅱ区ZAZC系统中，发电机通常与升压变压器组成单元式接线，Ⅰ区③在系统发生振荡时，振荡中心常常落在发电机机端或升压变压器的范围内，使得振荡过程对机组的影O准A响加重。在振荡过程中，当发电机电势和系统电势的Aδ②RⅠ夹角为180°时，振荡电流的幅值将接近机端三相短①路时流过发电机的电流，振荡电流所产生的电动力ZB将使发电机定子绕组端部遭受机械损伤

3、，在短路伴LR随系统振荡的情况下，还会加剧汽轮发电机轴系的图1三阻抗元件失步保护动作特性曲线扭转振荡，引起大轴的机械损伤，甚至造成断裂。因此，大型发电机组需装设专门的失步保护装置。为δ，坐标原点O代表失步保护安装处，即机端。如果发电机机端测量阻抗Z进入透镜圆内，则表明发1三阻抗元件失步保护电机电动势和系统电动势间的功角δ已大于动稳极限角δset。直线②为遮挡器直线阻抗元件，将阻抗平1.1保护原理面分为L和R两部分，其方向与透镜主轴相同，用依据发电机失步时的阻抗轨迹变化情况，保护以判断发电机与系统是否失步。如果发电机机端测采用3个阻抗元件进行失步判断，保护动作判据特量阻抗Z落在此直线上，则δ

4、=180°；若出现不稳定性如图1。振荡，机端测量阻抗Z越过该直线，δ＞180°，判断发保护由1个透镜阻抗元件①和2根直线型阻抗电机已失步。当系统振荡时，机端测量阻抗顺序穿过元件②、③构成。透镜特性阻抗元件①把阻抗平面分4个区（AR/IR/IL/AL），并在每区停留时间大于一定为透镜内动作区I和透镜外不动作区A。透镜内角时限时，保护判断系统失步。直线③为电抗直线阻抗[收稿日期]2008-11-03[作者简介]金玲（1973—），女，内蒙古人，毕业于内蒙古工业大学，学士学位，工程师，现从事继电保护工作。24内蒙古电力技术2009年第27卷第1期元件，它垂直于透镜的主轴，把阻抗平面分为I区和失步

5、保护整定过程为：II区，当振荡中心落于I区说明振荡中心位于发变将主变短路阻抗折算至以发电机额定容量为基组内部，落于II区说明中心位于发变组以外的系统。准，XT=0.14×（300/0.85）/370=0.1336。1.2保护整定计算将系统阻抗（小方式）折算至以发电机额定容量某发电厂300MW机组，机组参数见表1。采用为基准，XS=0.0127×（300/0.85）/100=0.0448。南瑞厂生产的RCS985保护装置，为三元件阻抗失2ZA=（0.0448+0.1336）×{20×3000/[（300/0.85）×200]}步保护。将发电机正序电压、正序电流引入保护装=3.03Ω，置，保护

6、通过各种计算、分析利用阻抗轨迹反映各种2ZB=0.2568×{20×3000/[（300/0.85）×200]}=4.36Ω，情况。当发电机发生失步振荡，机端测量阻抗顺序穿2ZC=0.9×0.1336×{20×3000/[（300/0.85）×200]}=2.04Ω。过4个区，每顺序穿过1次，保护的滑极计数增加断路器允许遮断容量为50kA，折算至二次侧：1，到达整定次数时保护动作。保护识别的最小振荡50000/（1200/5）=208.3A，因此跳闸允许电流按照周期为120ms。电抗动作元件变压器额定电流倍数整定5×[370000/（姨3×242）]2Un=18.4A，取值20A。Z=姨X

7、+X姨gna，ASTSgnnv保护整定定值数据见表2。2表2保护整定定值UngnaZB=-X＇d，定值名称整定值定值名称整定值Sgnnv阻抗定值ZA/Ω3.03透镜内角/（°）1202Ugnna阻抗定值ZB/Ω-4.36区外滑极次数/次2Z=0.9X，CTSgnnv阻抗定值ZC/Ω2.04区内滑极次数/次1式中XS—系统阻抗；灵敏角/（°）85跳闸允许电流/A20报警透镜内角/（°）90XT—主变阻抗；Ugn—发电机额定