DL/T 5177-2003 水力发电厂继电保护设计导则.pdf
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1、水力发电厂继电保护设计导则 !“ # $ %; “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ !“#$ 制动系数; !%$ 灵敏系数; ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! “ #!“$ #!# #$%“? 型) , 应满足动、 热稳定的要求。 = “ “ “ “ “
2、 “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ 单元件发电机内部短路保护用的互感器变化 !“, 根据发电机满载运行 中性点边线的最大不平衡电流, 可选为 #$% “, 确定最大不平衡电流 “/012.2789和 “/012)2 789 2/ # 8 “( /012.2789% (“ /012)2 789%#))! ( (,+(+3 ) 。对负序电压元件的灵敏系数为: #%7“ !$4-$0)发电机定子绕组过电压保护 定子过电压保护采用单个电压元件, 接在发电
3、机机端的电压互感器线电压上, 对采用晶闸管整流励磁发电机, 动作电压可取为 $%5 倍额定电压、 动作时限可 取为 :%5., 动作于解列灭磁或停机。 )%1发电机定子绕组过负荷保护 )%1%$定子绕组非直接冷却的发电机, 应装设定时限过负荷保护, 保护装置 接一相电流, 带时限动作于信号。 )%1%:.) 的发电机, 过负荷保 护由定时限和反时限两部分组成。 )%1%5定时限部分动作电流按在发电机长期允许的负荷电流下能可靠返回 !()*+* “ ; +8 发电机纵轴同步电抗; +; 发电机横轴同步电抗; +8“ -8“4 +8) 动作时限: ) “ ;(7 9 ;(:。 7动态失磁继电器的整
4、定。 ) ,) 中间变流器二次整定电阻: , % ) “!“3“9“: -%) “!“3“9“:(-$.$/ 2 “ ! .-/ () ()-*+ “ #/ 点; 连接 ? 最小运行方式下, 差动保护范围内两相金属性短路电流或单相 接地短路电流; !* 对应于所校验的短路情况下, 继电器的动作电流, 其值应根据继 电器制动特性曲线, 由制动线圈的电流 !#“*7查得。 8差电流速断的整定: 对 114A 2 544A 变压器, 差电流速断是纵差保 护中的一个辅助保护。当内部故障电流很大时, 防止由于电流互感器饱和引 起纵差保护延迟动作。差电流速断的整定值应按躲过变压器初始励磁涌流或 8/4$
5、# # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # 外部短路最大不平衡电流整定, 一般取: !“ #!“$ %“# 或 ! !“ # $% * ,) 式中: # *$ 非周期分量系数, 两侧同为 3%.; (“8#) “; ( “8#)( 4 ! 式中: #!5 灵敏系数, 取 ,.7; !($, (“8#) 变压器调压开关在正的极限位置时保护装设侧之间的变压器 760, “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “
6、“ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ 阻抗; ! !“ ( !#“) 调压开关在额定位置时, 保护装设侧之间短路电压百分数; “ $%! ( !#“) 变压器调压开关在额定位置时的变压器阻抗, “$%!)! 零序电压元件的动作电压。保护的动作电流: !;)!“ #568!)9“ #56 %;)! 7 中性点工频耐压值; .*# $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $
7、$ $ $ $ $ $ $ !“# 暂态电压系数; !$% 电压互感器一次对开口三角侧的变比。 1$)$)32.45( )67%)(+$,$* * *) 式中: ! :$; 可靠系数, 采用 -$#%/ # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # 式中: ! !“# 可靠系数, 取 ! !“#$ % 5 或 ? 5 型差动 3$ ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !
8、! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 继电器, !“!为 “# $ % 安匝。 实际采用的差动线圈匝数, 应为式 ( 为另一组母线短路时由本组母线各连接元件所供给的最大短路电流。在母线 保护接线中, 选择元件的触点与起动元件的触点是串联的, 选择元件的灵敏度 将受起动元件灵敏度的限制。因此选择元件的动作电流, 采用与起动元件相 同的动作电流。差动线圈匝数和灵敏系数的计算与式 (-.#./ #9: /4!56#9) , 根据试验值计算发电机端测到的凸极功率为 # (78 $ /7!01,#9, 上表中的有功功率值实际上也是考虑了系统联系电
9、抗的系统等 值机母线上感受到的发电机送出的有功功率。因此, 在 “ # 坐标中, 以 #( $ /4!56#9整定和继电器动作边界较之以发电机实际静稳边界要靠左一些, %! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 有一定可靠性, 其差值约为! ! “#$%&!() “#$*+%!(! “#“,+!(。 因此, 当采用励磁低电压保护作为辅助判据时, 继电器整定值取 !-! “#$*+%!(、 ! %&.是合适的; 若采用励磁低电压保护
10、作为主判据, 宜取整定功 率 !-! ($#“% / $#$) “#$*+%!0, 以保证变励磁低电压保护继电器的动作行为 有足够的可靠性, 这对以最大运行方式为主的骨干水电站更为必要。 %#$1#$ / %#$1#1 “ # $ 原理构成的过励磁保护是目前常用的过励保护装置, 其整定值宜按发电机制造厂提供的 % # %(允许倍数进行计算, 在无此资料时 可按低定值 % # %(! $#“% 倍, 高定值 % # %(! $#1% 倍来计算, 对大容量发电机 的高定位倍数由取 % # %(! $#$% 来计算。要根据发电机电压互感器的最大运 行电压 (二次值) 实际值作为计算依据, 如对 $“
11、23 及以下的电压互感器, 其二 次最大运行电压实际值按 $“3, 对 $#+23 及以上电压互感器其二次最大运 行电压实际值按 $“%3。 %#$#$本条无说明。 %#$*#$对无泄水工况运行要求的低水头灯炮贯流式和 4 形流道贯流式以及 斜流式水轮发电机组可装设逆功率保护, 防止水头变化引起不必要的功率反 向影响。 %#$%#$轴电流保护装置的电流互感器配置是个主要问题, 以套于大轴上的 方法为好, 但要注意其安装精度, 以确保电流互感器的准确等级。也可用设于 专用大轴接地电刷后引线上的高精度电流互感器, 但要注意接地分流的影响, 可在整定值中考虑其分流作用, 以确保其灵敏性。 & 大中型
12、电力变压器保护 $#$本条列出电力变压器的故障类型及异常运行方式, 应按这些故障和异 常运行方式装设相应的保护。 瓦斯保护是变压器本体内部故障和绕组匝间, 相间短路故障的主要保 护; 凡油浸式变压器, 还应装设反应油位和油压的保护, 防爆动作保护 (随变压 器不同而异) 属辅助保护。 #$与主变压器有关的带有油的部件均应装设瓦斯保护。 &51#1本条无说明 #重瓦斯保护可能动作后瞬时返回, 为确保动作可靠应采用具有串联自 保持型中间继电器作重复继电器, 并可将输出回路切换至信号, 以方便试验和 充油后暂时切换至信号, 防止误动作。 $ ! ! ! ! ! ! ! ! !
13、! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !“#“$变压器的瓦斯继电器, 油位继电器和温度信号器, 以及电流互感器等 二次回路引线一般采用防油、 防日照等措施。对 %&( 及以上的大型变压 器, 当采用成套静态型继电保护装置时, 应对瓦斯继电器等输出接点进行屏蔽 和隔离, 可采用屏蔽电缆和增设有接点型重复继电器。 !“#“)瓦斯保护的整定应按制造厂的要求或按主管电力中心调度所规定进 行, 本条提出的为一般整定值和换算方法。供参照、 修正之用。 !“#“!反应油位降低的油
14、位继电器按制造厂提供的参数, 并乘大于 * 的可靠 系数 ( ! +,- !*“&)) 。 !“#“.反应油位升高的油位继电器按制造厂提供的参数, 并乘小于 * 的可靠 系数 ( ! +,- !&“/)) 。 !“%一般采用纵联差动保护作为变压器出线, 套管及内部 (绕组) 短路 (相间) 的主保护。采用动作电流小于额定电流的静态保护后, 对变压器绕组匝间短 路亦有一定的保护作用。 !“%“*变压器最小容量 01(2 是考虑与发电机容量 !13 相对应, 最大容量 !&1(2 则与 )&13 容量发电机相对。 !“%“#本条与 %“#“* 构成完整的发变组主保护, 本条是对发电机变压器 组的变
15、压器保护的规定。 !“%“% 4 !“%“)要求各种大型变压器装设双套或双重化快速动作的主保护。 !“%“!变压器一般采用纵联差动保护作为快速主保护, 该保护要求躲励磁涌 流和穿越性故障不平衡电流。并设置不灵敏差动。要求对各侧电流进行平衡 计算, 本条对目前采用的各类的纵联差动保护进行配置、 接线和计算提出规 定。对电流互感器暂态误差校验, 规定可用计算简单的校核电流互感器二次 励磁拐点电压的简易计算法、 详见条文说明 %“&“*! 条。 !,%“/对 %&( 及以上大型变压器纵差保护, 必要时可采用小气隙 (567) 型电流互感器。 因微机保护消耗功率少, )“ 等容量的电流互感器允许电流小
16、, 若电流互 感器变化大加大电流互感器容量和变化, 电流互感器制造技术提高 #89 #:有 用 #&、 %&、 $&, 用加粗联络电线截面来满足误差要求, 故尽量不采用尺寸大, 价 格贵的 567。 !“$“*相间短路后备保护是防止外部相间短路引起变压器过电流和变压器 内部 (绕组) 相间短路的后备保护。因此, 该保护是变压器主保护和相邻元件 $* “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ 的后备保护。 !“#“$一般采用复合电压起动
17、的过电流保护、 负序电流和单相式低压起动过 电流保护, 也可采用低阻抗保护。 !“#“%外部相间短路后备保护, 可根据电气主接线和变压器型式, 分别于各 侧装设、 对各类保护的配置、 接线、 相互配合提出具体规定。对阻抗继电器, 还 应校验运行方式变化。吸出电流和多点动作特性的影响, 也可将偏移阻抗反 向联接。 !“#“# & !“#“!对常用的三种后备保护的计算提出具体方法。可作为设计选 型使用, 运行整定由主管电力调度中心提供整定值。亦可供运行整定参照使 用。 !“对由外部单相接地短路和内部 (绕组) 单相接地故障引起的过电流和过 电压, 应装设后备保护。我国对运行于 ()*+ 及以上电网
18、、 中性点直接接地 的变压器或中性点经放电间隙接地变压器应装设零序过电流和零序过电压保 护, 保护应带时限动作于跳闸。对运行于 %*+ 及以下的中性点不接地的变 压器, 只装零序过电压保护。保护动作于信号。 !,“(要求第一时限动作于缩小故障影响范围。一般零序过电流保护装于 变压器中性点接地引出线侧的电流互感器上、 自耦变压器由于中性线中的电 流方向随故障点变化而异, 所以零序保护应接于高、 中压侧的套管电流互感器 上, 考虑到高压侧断开时, 零序过电流保护区将缩小范围, 可在中性点侧装设 零序过电流, 使高压侧内部单相接地故障时, 仍有零序过电流后备保护。 !“$()*+ 及以上的变压器在中
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