发变组保护定值整定配合讨论(2010·郑州)

K ′ ≥ K ′ K ′U U 3s p 3n
1.2 三次谐波电压定值应按以下原则整定
采 用 方 案 一 判 据 ：U 3 s ≥ K ′ K ′ U 3n p
公式中， 为谐波比系数， 为变比调整系数， 公式中，K ′ 为谐波比系数， ′p 为变比调整系数， K 为向量系数。 K p 为向量系数。 保护范围应与基波零序电压保护范围配合， 保护范围应与基波零序电压保护范围配合，确保 保护范围100 100％ 保护范围 100 ％ ， 由于保护动作时的接地电流并 不大，出口一般投信号， 不大，出口一般投信号，机组并网前后各设一段 定值，随机组出口断路器位置接点变化自动切换。 定值，随机组出口断路器位置接点变化自动切换。 优点：整定方便。 优点：整定方便。 缺点： 灵敏度不高； 不能保护100 范围。 100％ 缺点：①灵敏度不高；②不能保护100％范围。
发电机 发电机逆功率 发电机频率异常 发电机TA异常 发电机TV异常 发电机起停机 发电机误上电 发电机轴电流 发电机断水 发电机热工
主变 主变TV异常 主变压力释放 主变冷却器故障 主变温度 主变油位
高厂变 高厂变冷却器故障 高厂变温度 高厂变油位
励磁回路
发电机程跳逆功率 主变瓦斯
注：红色表示主保护，蓝色表示后备保护和异常运行保护， 紫色表示辅助保护，绿色表示非电量保护。
1.3 定值整定 基波零序电压高定值：30. 16. 基波零序电压高定值：30.9V>U0H>16.4V，实取 25V 保护范围19 19％ 延时t 25V（保护范围19％），延时t1=0.5s。 基波零序电压低定值： 基波零序电压低定值： U0L>0.3V ，考虑躲正常 运行时的不平衡电压，实取10 10V 保护范围7 运行时的不平衡电压 ， 实取 10V （ 保护范围 7.5 延时t 与系统接地保护配合） ％ ） ， 延时 t2 ＝ 7.0s （ 与系统接地保护配合 ） 。 三次谐波电压定值： 三次谐波电压定值：实际计算 U S / U N = 1.36 考虑1.15倍可靠系数，实际取 K ′ = 1.56 , K ′′ = 0.4 考虑1 15倍可靠系数， 倍可靠系数 实际运行中可按照实测值进行调整， 延时t 实际运行中可按照实测值进行调整 ， 延时 t3 ＝ 2.0s。 基波零序电压动作于跳闸， 基波零序电压动作于跳闸，三次谐波电压动作 于信号。 于信号。
第三部分： 第三部分：发变组保护内部的配合 主保护的配合 后备保护及异常运行保护的配合 辅助保护的配合
一、主保护的配合 1、发电机定子接地保护 定子接地保护应满足以下两个条件： 定子接地保护应满足以下两个条件： 有100%绕组保护区，即保护无死区。 100%绕组保护区，即保护无死区。 保护区内发生带过渡电阻接地故障时保护应 有足够高的灵敏度。 有足够高的灵敏度。 目前大型发电机组大多采用发电机中性点经 配电变压器高阻接地方式， 配电变压器高阻接地方式 ， 保护一般采用基 波零序电压加三次谐波电压判据。 波零序电压加三次谐波电压判据。
1.1 基波零序电压定值应按以下原则整定 单相接地故障时重燃弧暂态过电压数值不超 避免故障发展为相间或匝间短路， 过 2.6p.u. ， 避免故障发展为相间或匝间短路， 威胁发电机安全稳定运行。 威胁发电机安全稳定运行。 单相接地故障电流应小于下表中的安全电流， 单相接地故障电流应小于下表中的安全电流， 确保定子铁心安全。 确保定子铁心安全。 主变高压侧或高厂变低压侧接地短路时， 主变高压侧或高厂变低压侧接地短路时，保 护不应误动。 护不应误动。 定值应躲过正常运行时的不平衡电压， 定值应躲过正常运行时的不平衡电压，三次 谐波滤过比应足够高。 谐波滤过比应足够高。
发变组保护整定配合讨论
韩伟 河南电力试验研究院 E-mail:hnlhhw@ 二〇一〇年八月
第一部分
配合的概念 发变组保护的功能分类和配置 发变组保护内部的配合 发变组保护和系统保护的配合
第二部分 第三部分 第四部分
第五部分 发变组保护和励磁系统的配合 第六部分 发变组保护和热工系统的配合
300~600
以某300MW机组为例： 以某300MW机组为例： 300MW机组为例 发电机中性点经配电变高阻接地， 发电机中性点经配电变高阻接地 ， 接地变变比为 20/ 23kV 二次侧电阻为0 45Ω kV， 20/0.23kV，二次侧电阻为0.45Ω，发电机定子每 相电容为 225μF 主变容量为 370MVA 高厂变 μF， MVA， 相电容 为 0.225μF ， 主变容量 为 370MVA ， 高厂 变 容量为 系统侧额定电压为230kV， 230kV 容量为40MVA ，系统侧额定电压为230kV，高厂变 低压侧额定电压为6 kV。 低压侧额定电压为6.3kV。

裕度
K
裕度由配合系数来表示， 裕度由配合系数来表示 ， 保护范围由灵敏 系数（灵敏度）来表示。 系数（灵敏度）来表示。 配合保护的配合对象是被配合保护， 配合保护的配合对象是被配合保护 ， 被配 合保护正确动作是配合保护整定计算的前提。 合保护正确动作是配合保护整定计算的前提 。
二、配合的分类 完全配合（ Coordination） 完全配合（Fully Coordination）：指需要 配合的两保护在保护范围和动作时间上均能 配合，即满足选择性要求。 配合，即满足选择性要求。 不完全配合（ Partly Coordination ） ： 指 Coordination） 不完全配合 （ 需要配合的两保护在动作时间上能配合， 需要配合的两保护在动作时间上能配合 ， 但 保护范围无法配合。 保护范围无法配合。 完全不配合（ Un-Coordination） 完全不配合 （ Un-Coordination ） ： 指需要 配合的两保护在保护范围和动作时间上均不 能配合，即无法满足选择性要求。 能配合，即无法满足选择性要求。
三、配合的原则 上、下级继电保护之间的配合应遵循逐级配 合的原则，满足选择性的要求。 合的原则，满足选择性的要求。 后备保护的配合关系应优先考虑完全配合， 后备保护的配合关系应优先考虑完全配合， 在主保护双重化配置功能的前提下， 在主保护双重化配置功能的前提下 ， 后备保 护允许不完全配合。 护允许不完全配合。
采 用 方 案 二 判 据 ：U 3s + K p K ′pU 3n
≥ K ′′ K ′ U 3n p
公式中， 为谐波比系数， 公式中， ′′为谐波比系数， ′p 为 变 比 调 整 系 数 ， K K 为向量系数。 K p 为向量系数。 机组正常运行时调整谐波比系数， 机组正常运行时调整谐波比系数，使不等号左 边接近于零， 从而提高灵敏度， 保护范围100 边接近于零 ， 从而提高灵敏度 ， 保护范围 100 即可以保护整个定子绕组， ％，即可以保护整个定子绕组，可根据接地故 障电流大小决定是否投跳闸， 障电流大小决定是否投跳闸，保护仅在并网后 投入。 投入。 优点：整定繁琐。 优点：整定繁琐。 缺点： 灵敏度较高； 能够保护100 范围。 100％ 缺点：①灵敏度较高；②能够保护100％范围。
第一部分：配合的概念（Coordination） 第一部分：配合的概念（Coordination） 配合的定义 配合的分类 配合的原则
一、配合的定义 广义的配合： 广义的配合：指继电保护系统和其它相关系 统之间在动作特性上的配合关系。 统之间在动作特性上的配合关系。 狭义的配合：指在两维平面（ 狭义的配合：指在两维平面（横坐标表示保 护范围， 纵坐标表示动作时间） 护范围 ， 纵坐标表示动作时间 ） 上 ， 整定定 值曲线与配合定值曲线的配合关系， 值曲线与配合定值曲线的配合关系 ， 其间的 空隙即配合裕度。 根据配合的实际状况， 空隙即配合裕度 。 根据配合的实际状况 ， 通 常可将之分为完全配合、 不完全配合、 常可将之分为完全配合 、 不完全配合 、 完全 不配合三类。 不配合三类。
600MW 二、300~600MW发变组保护典型配置 300 600MW发变组保护典型配置
发电机 发电机差动 发电机匝间 发电机定子接地 发电机相间后备 主变 主变差动 高厂变 高厂变差动 励磁回路 励磁变差动 励磁变速断 励磁回路接地 励磁变过流保护 励磁绕组过负荷 励磁变TA异常 励磁系统故障
第二部分： 第二部分：发变组保护的功能分类和配置 发变组保护的功能分类 300~600MW发变组保护典型配置 发变组保护典型配置
一、保护的功能分类 按设备故障性质可分为： 按设备故障性质可分为： 主保护：反应保护区域（含设备和设备引线） 主保护：反应保护区域（含设备和设备引线） 内发生的各种相间短路、 内发生的各种相间短路 、 匝间短路和接地短 路等对发电机变压器组造成直接破坏的保护。 路等对发电机变压器组造成直接破坏的保护 。 后备保护： 后备保护：发电机变压器组主保护失效或断 路器据动， 路器据动 ， 以及辅机和外部相连系统的故障 对发变组造成损坏时需要配置的保护。 对发变组造成损坏时需要配置的保护。
2、发电机转子接地保护 大型发电机组转子一点接地故障由于不构成 电流回路， 并无严重后果， 可以动作于跳闸， 电流回路 ， 并无严重后果 ， 可以动作于跳闸 ， 也可以动作于信号， 但即使动作于信号， 也可以动作于信号 ， 但即使动作于信号 ， 也 不应长期带一点接地故障运行， 而应积极转 不应长期带一点接地故障运行 ， 移负荷，尽快安排停机。 移负荷，尽快安排停机。 转子两点接地故障将对发电机组造成严重破 坏 ， 但目前尚无比较成熟的两点接地保护装 进口的大型发电机组一般不装设此保护， 置 ， 进口的大型发电机组一般不装设此保护 ， 值得借鉴。 值得借鉴。 转子接地保护可以考虑采用励磁调节器所带 的转子接地保护， 的转子接地保护 ， 这样可以减少二次回路故 障所造成的转子接地故障。 障所造成的转子接地故障。
主变相间后备 高厂变高压侧后备 主变接地后备 低压分支相间后备 主变过负荷 低压分支接地后备 高厂变过负荷 高厂变TA异常
发电机对称过负荷 主变过激磁 发电机低励失磁 发电机失步 发电机过激磁 发电机过电压 主变非全相