(1.华能国际电力股份公司营口电厂 辽宁省营口市 115007;
2.华能左权煤电有限责任公司 山西省晋中市左权县 032600)
摘要:为了满足电网对继电保护装置提出的可靠性、灵敏性、选择性和速动性要求,充分发挥其保护性能,必须合理地选择保护定值。所以,继电保护定值的准确整定是电力系统安全运行的必要条件。继电保护配置要考虑互感器的配置、发电机、变压器以及线路参数的计算、系统的最大、最小运行方式及变压器中性点接地地位置及台数、短路电流计算。
关键词:继电保护配置、整定计算、短路电流
引言
继电保护的配置与整定计算是整个电力系统自动化、智能化实现的核心,本文将就发电机的继电保护配置与整定计算阐述在电力系统中设备的保护配置方法和计算原则,希望能给读者以启迪。
1发电机的不正常运行状态
发电机是电力系统中十分重要和贵重的设备,发电机的安全运行直接影响电力系统的安全。
1.1发电机可能出现的故障类型
①发电机定子绕组相间短路
定子绕组相间短路会产生很大的短路电流,严重损坏发电机,甚至引起火灾。
②发电机定子绕组匝间短路
定子绕组匝间短路会产生很大的环流,引起故障处温度升高,使绝缘老化,甚至击穿绝缘发展为单相接地或相间短路,扩大发电机损坏范围。
③发电机定子绕组单相接地
定子绕组单相接地是发电机易发生的一种故障。单相接地后,其电容电流流过故障点的定子铁芯,当此电流较大或持续时间较长时,会使铁芯局部熔化。
④发电机转子绕组一点接地和两点接地
转子绕组一点接地,对发电机没有直接危害。两点接地则转子绕组一部分被短接,不但会烧毁转子绕组,而且由于部分绕组短接会破坏磁路的对称性,造成磁势不平衡而引起机组剧烈振动,产生严重后果。
1.2发电机的不正常工作状态
①由于外部短路、非周期合闸以及系统振荡等原因引起的过电流。
②过负荷。
③过电压。
④逆功率。当汽轮发电机主汽门突然关闭而发电机断路器未断开时,发电机将过渡到同步电动机运行状态,对汽轮发电机叶片特别是尾叶,可能过热而损坏。
2发电机的保护配置
1、差动保护
反应发电机定子绕组及其引出线的相间短路故障,动作于瞬时跳开发电机开关、停机并灭磁。
2、零序保护
当发电机电压回路回路的接地电容电流(未经消弧线圈补偿)大于或等于5A时,保护动作于跳闸、停机、灭磁。;当接地电容电流小于5A时,保护应动作信号。对单机容量为100MW及以上的发电机,应尽量装设保护范围为100%的接地保护。
3、过电流保护
一般应配置低电压过流或复合电压过流保护反应外部短路引起的定子绕组过电流状态,并作为发电机的后备保护。对单机容量为50MW及以上的发电机,一般装设负序过流及单相低电压起动的过流保护。
4、过负荷保护
由于发电机对称过负荷引起的定子绕组过流,应装设反应一相电流的过负荷保护,延时动作于信号。
5、过电压保护
反应发电机突然甩负荷引起的定子绕组过电压现象,延时动作于跳开关、停机、灭磁。
3发电机保护原理及整定计算
3.1发电机差动保护
3.1.1变斜率式发电机差动保护
灵敏段零序动作电压按躲过发电机正常运行时中性点PT的基波最大不平衡电压整定,需校核躲过主变高压侧单相接地时耦合到机端的零序电压。
灵敏段延时
1)动作电压若已躲过主变高压侧耦合传递电压,可取0.3~1.0s;
2)具有系统侧接地故障传递过电压防误动措施的装置,可取0.3~1.0s;
3)动作电压若低于主变高压侧耦合传递电压,延时应与高压侧接地保护配合。
3.3.2三次谐波定子接地保护
kp为调整系数向量,装置自动跟踪调整。kzd为制动系数,一般取0.3-0.5 ;动作延时按躲过外部故障后备保护延时整定,可取5~9s,动作于报警。
3.3发电机励磁回路接地保护
3.3.1励磁回路一点接地保护
正常时,绝缘监察装置两电压表的读数相等,当励磁回路对地绝缘水平下降时,两电压表读数不相等。
缺点是:在励磁绕组中点接地时,两电压表读数也相等,即存在动作死区。
3.3.2直流电桥式一点接地保护
通过合理选择、调整各臂电阻值。可做到励磁绕组正常运行时,电桥处于平衡状态。当励磁绕组发生一点接地时,电桥失去平衡,流过继电器的电流大于其动作电流,保护动作。
缺点是:接地点靠近中点时,保护无法动作(有死区)。
消除死区措施:
①在电阻桥臂中串接了非线性元件稳压管,其阻值随外加励磁电压的大小而变化,因此,保护装置的死区随励磁电压改变而移动位置。这样在某一电压下的死区,在另一电压下则变为动作区,从而减小了保护拒动的机率。
②转子偏心和磁路不对称等原因产生的转子绕组的交流电压,使转子绕组中点对地电压不保持为零,而是在一定范围内波动。利用这个波动的电压来消除保护死区。
5结束语
想要掌握继电保护的配置和整定计算方法,还需要读者结合运行实际,参与电力系统继电保护的配置和整定中,从实际操作和运算中找到继电保护配置和整定计算的规律,理论结合实际,分析继电保护配置和整定计算的意义!
参考文献
1陈永琳.电力系统继电保护的计算机整定计算(M).北京:水利电力出版社,1994
2 高春如.大型发电机组继电保护整定计算与运行技术[M].中国电力出版社,2006
论文作者:王雪梅1,梁冲2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第5期
论文发表时间:2017/5/27
标签:发电机论文; 绕组论文; 定子论文; 电压论文; 电流论文; 动作论文; 死区论文; 《电力设备》2017年第5期论文;