南瑞RCS985A发电机保护计算

兆光1#、#2发电机保护南瑞RCS985A 计算底稿：5.25核算
一. 参数:
发电机：容量: 300MW（353MV A）上海汽轮机厂
型式: QFSN-300-2-20
额定电压: 20KV 额定电流: 10189A
Xd=180% Xd’=20% Xd”=16% X2=15.9%
XQ=175% XQ’=33.6% XQ”=15.8% 空载励磁电压：U=113V空载励磁电流：I=987A
Xd*=16/100*1000/353=0.4532
CT 变比: 15000/5
主变：容量: 370MV A
型式: SFP-370000/500
各侧电压: 236±2×2.5%/20KV U K=18%
Xt*=18/100*1000/370=0.4865
各侧电流: 905A/10681A
主变差：高压侧CT 变比: Y接1500/115000/5 15000/5
发变差：高压侧CT 变比: Y接1500/115000/5 4000/5
高厂变：容量: 50/31.5—31.5MV A 20+-/2*2.5/6.3---6.3KV 常州变压器厂
额定电流：1443A 2887A U K=16%
Xt*=16/100*1000/50=3.2
高压2000/5 低压4000/5
系统参数见短路电流计算书（大方式：0.08294 小方式：0.11712 兆光机组断，兆寺I断）
系统参数见短路电流计算书新（大方式：0.096 小方式：0.1528 兆光机组断，兆寺I断）
Sj=1000MV A Uj=230KV 21KV 6.3KV
二.保护配置: 第一套A柜RCS-985A （南瑞）RCS-974A
第二套 B 柜GDGT801B（国电南自）C柜非电量保护RCS-974
保护装置型号：RCS985A
1.发电机差动保护
2.发电机复合低电压记忆过流保护
3.发电机定子接地保护（基波）
4.发电机定子接地保护（三次谐波）
5.发电机过电压保护
6.发电机失步保护
7.发电机逆功率保护
8.程序跳闸逆功率保护
9.发电机定子过负荷保护（定时限、反时限）
10.误上电保护
11.发电机负序过流保护（定时限、反时限）
12.发电机失磁保护
13.发电机匝间保护
14.转子一点接地保护
15.转子两点接地保护
一、 发电机差动保护 1. 参数：
项目名称 各侧参数300MW （353MV A ）
公式
高压侧20KV
中性点侧 TA 一次电流 U
S I
n
n
n
3=
10189A 10189A TA 接线方式 Y Y TA 变比
15000/5
15000/5 TA 二次电流
N
I
I
n
n
=
3.396A
3.396A
2. 最小动作电流：
A I k n
I gn rel L
q 31.01018903.025.15
15000
103.021
=⨯⨯⨯⨯=
⨯⨯⨯⨯=
取： 0.2*3.396=0.68
取 Iq=0.7A
3. 拐点电流： 0.7I e=0.7*3.396=2.4A
4. 比例制动系数.
K K K k
cc ap S ER
rel
∙∙∙=
=1.5*2*0.5*0.1 =0.15
取： S=0.4 5. TA 断线解闭锁电流定值：
0.2倍I e
6. 差动速断倍数：
取4倍
7. 发电机额定电流：
10189/（15000/5）=3.396A 8. 循环负序电压： 9V
TA 断线不闭锁差动（0），比率制动差动软压板：投入。

二、 发电机复合低电压记忆过流保护
1. 发电机低电压：
V K
K U
U
f
K
e dz
701
.1*25.1100
*9.0min ==
=
K LM =
4.1100
*)
4532.04865.0(4532
.070
=+
2. 负序电压：
V n
U y
fe
7100*07.007.0==⨯
3. 动作电流定值:
A n
I K
K I L
fe f
k dz ms 91.45
/1500010189
9.03.1.=⨯=
∙
=
取定值 5 A 高压母线最小两相短路电流：
A Xt Xd n I I
L j 4.85
/15000274944865.04532.0866.0866.02min
=⨯+=
∙+=
灵敏度 K LM =8.49/5=1.68
4. 延时时间1： 6 秒全停 与系统最长时限配
由电压元件解除记忆，瞬时返回
低电压记忆过流软压板： 投入。

三、 发电机定子接地保护（基波）取中性点电压
动作电压3Uog 暂取3Uo=8V 有8%的死区 要求现场带负荷实测基波零序电压后最终确定。

动作延时 t=5" 跳闸（中性点经电压互感器TV 接地）与系统最长时限配
基波3Uo 定子接地保护软压板：投入。

四、 发电机定子接地保护（三次谐波）
1. 3ω定子接地保护: 灵敏度取20K 其K1、K2、K3 由保护调试人员根据发电机实际参数整定。

动作延时 t=5" 信号
三次谐波定子接地保护软压板：投入。

五、 发电机过电压保护
1. 过电压定值: U1=1.3*100=130V 取线电压
2. 延时定值: t1=0.5秒 动作解列灭磁
过电压保护软压板：投入
六、 发电机失步保护
1.遮挡器特性:
()Ω=⨯⨯+⨯=∙⨯+
= 3.61
.0/205
/15000353)18.010********.0(202
2
n
n s U X
X Z y
L e
e
t
s a 修改3.6欧
Ω-=⨯⨯-=∙⨯-=4.31.0/205/150003532.0202
2
'n n s U X Z y
L e e d
b
Ω=⨯⨯⨯=∙⨯==75.21.0/205/1500035318.09.0209.09.02
2*
n n s U x X Z y
L e e t T C
2．
α角整定： 取120度
3. 速断电流:
按断路器的实际遮断容量整定. 4. 滑极次数：N:
根据发电机组实际能承受的失步滑极次数整定. 取 1次.
七、 发电机逆功率保护 1. 动作功率定值:
W P P
gn dz
75.11*7.57*396.3*3*02.0*%22.=== 取： P= —12W
2. 动作时限: t1=1秒 不经主汽门时发信号
t2=100秒 解列
3. 逆功率保护软压板： 投入
八、
程序跳闸逆功率保护
1. 逆功率动作功率：
W P P
gn dz
75.11*7.57*396.3*3*02.0*%22.===
取： P= —12W
2. 延时： 0.5秒 发信
延时： 1.5 秒 经主汽门程序跳闸 九、
发电机定子过负荷保护（定时限、反时限）
1. 定时限电流定值:
A n
I K
K I L
fe f
k dz ms 75.35
/1500010189
95.005.1.=⨯=
∙
=
取 3.8A 2. 定时限延时: t=3" 信号
3. 反时限电流启动值
A I dz 92.35
/1500010189112040=⨯+=
取 4A
4. 热值系数: K1=40 由电机厂家提供 K=60*（1.3*1.3-1）=41
5. 散热系数: K2=1
6. 反时限下限定时: t=120"
7. 反时限电流上限（反时限过流速断值）：
A I dz 3.255/1500075800
5/1500021310004532.0*8.0110
1036
==⨯⨯⨯⨯⨯=
A I dz 5.265
/1500079600
5/150001018916.0*8.01==⨯=
取 28 A 此时允许T 为0.58秒
8. 反时限上限定时: t=0.3"
过负荷定时限软压板：投入。

过负荷反时限软压板：投入。

十、
误上电保护 PT 接机端侧 2YH 、CT 接机中性点端1LH
1. 最小动作电流: Ig= 0.3*3.396=1A
负序动作电流: I2g= 0.1*3.396=0.35A 2.
68.0)566.0(*2.1)353
1000
*
20.0(*2.1)('
1====x k Z d k B Ω=⨯
⨯
=∙⨯=5.41
.0/205
/150********.068.021
2
2
1n
n S U Z
Y
L j B
指向发变组
58.0)4865.0(*2.1)(1===x k Z
T k F
Ω=⨯
⨯
=∙⨯=8.31
.0/205
/150********.058.021
2
2
1n
n S U Z
Y
L j
F
为机端测量阻抗
3. Z1F=3.8欧 指向系统
T21 失灵启动时间： 0.1s 躲断路器三相不同期0.04 s T11 失灵启动时间： 0.1s 躲断路器三相不同期0.04 s T12 断路器合闸后延时返回时间： 3 s
T13 躲正常同期合闸延时：T13：0.2 s 躲同期合闸冲击0.1 s T14：1 s
误上电保护软压板： 投入。

十一、 发电机负序过流保护（定时限、反时限）电机参数：A =10秒 I 2∞=10%
负序过流定时限保护
1. 启动电流： A f n
K I I K I L
fe
k
375.05
/1500010189
1.095.005.122
=⨯⨯=
∙∙=
∙∞
取0.38A 2. 延时： 3 秒发信
负序过流反时限保护 1. 负序定时限电流:
A f n
K I I K I L
fe
k
375.05
/1500010189
1.095.005.122
=⨯⨯=
∙∙=
∙∞
取 0.38A 2. 负序定时限延时:
T=3" 发信 3. 负序反时限电流启动值
A I dz 55.0396.3*16.05
/1500010189
01.060010==⨯+= 取0.5A 4. 散热系数:
01.02
=K
5. 热值系数:
1021
==A K
厂家提供
6. 负序反时限长延时动作时间: t=600" 跳闸
7. 负序反时限电流上限 躲变压器高压两相短路电流：
()
5
/1500021310003848.0*245324532.0*8.015/1500021310002*8.01
10101010
3
6
362
'')2(1
.2⨯⨯⨯⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛++=⨯⨯⨯⨯⨯++=
∙=X x x n
n
I I
T d
L
B d dz
up A 8.55
/150002749463.05/15000213100078.1110103
6
=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=
取 6A
8. 负序反时限短延时动作时间: t=0.12" 跳闸
负序过流软压板：投入。

十二、 发电机失磁保护：按异步边界圆整定（华北局要求）
1. 220KV 侧低电压动作值:
V n
U U y
e dz 851
.0/220220000
85.085.0min
=⨯=
⨯=
华北局要求： 209/（220/0.1）=95V
机端低电压： 0.85*100=85V 2. 阻抗圆心:
Ω
-=⨯⨯⨯-=⨯⨯
-
=7.11.0/205
/150003532.05.02
1202
2'j j n n S
U jX
X y
L fe
fe d
a Ω-=⨯⨯⨯+-=⨯⨯+-=3.321.0/205
/15000353)2.05.08.1()5.0(202
2'
j j j n n S
U jX jX X
y
L fe
fe d
d
b
3.
4. 转子低电压判据系数:
Ω=⨯
++⨯=⨯
+⨯=4.1)1000
353
960.04865.08.1(7.0)(7.0j
）（S
S X X K fe s d xs 取值： 1.4
5. 转子低电压定值:
V U
U
fdo
dz
5.561135.05.0=⨯== 取 60V
6. 反应功率: 取 7W
100*396.3*732.11000353)3848.01182.0(88.11
1000353)3848.01182.0(79.112111
21⨯⎪⎪⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛
⨯++-⨯++=⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛-=∑∑
S X X
P
n
d q t
5.65880222.0*5.0=⨯=W 取 0 W
7. 定子过流:
A I I e q 75.35
/1500010189
95.0/05.195.0/05.1=⨯
=⨯= 取3.8A
8. 过功率：0.5Pe=0.5*1.732*3.396*100=300w
9. 动作延时Ⅰ:
t1=0.2" 信号，切换厂用电。

减出力到40% 可运行到10分钟
10. 动作延时Ⅱ:
t2=0.5" 跳闸（高压侧低电压）t1=0.5" 信号，
11. 动作延时III:
t3=0.5" 信号
12. 动作延时III: t4=200" 程序跳闸
十三、 发电机匝间保护（谐波比率制动纵向零序过电压匝间保护）应使用屏蔽电缆
1.次灵敏段零序动作电压：暂取3U0h=6V 暂取
灵敏段零序动作电压：暂取3U0l=3V 实测不平衡电压后乘可靠系数2
2.三次谐波不平衡：暂取U3w=6V 实测不平衡电压后整定
3.三次谐波制动系数：KZ=0.4
4.灵敏段延时时间：0.15 秒
5.判TV断线：ΔU= 10V
6.负序功率方向P2F：指向机内。

纵向零序电压软压板：投入。

十四、转子一点接地保护（叠加直流式）
1.一点接地动作电阻值: 取: Rg1=10K T1=3" 发信号
Rg2=1K T1=5" 程序跳闸
转子一点接地软压板：投入。

十六、低频率保护：
按华北局反措文件2003—203号（200MW及以上容量发电机组配置频率异常等保护的运行监督管理规定）
47.5HZ 不小于20秒
47HZ 不小于5秒。

低频保护
序号保护装置内容变比整定值低值整定值（高值〕备注
一
低频保护F1 48HZ 300秒程序跳闸
低频保护F2 47.5HZ 60秒程序跳闸
低频保护F3 47HZ 10秒程序跳闸
十七、过激磁保护：正常并网后投入
依据：发电机空载过励磁曲线
Us=1.06 ts=5秒信号
反时限投跳闸 1.07 倍60秒
1.08 倍45秒
1.09 倍30秒
1.1 倍20秒
1.12 倍15秒
1.15 倍10秒
1.19 倍7.5秒
1.2 倍6秒
1.25 倍5秒
1.3 倍0.5秒
十八、启停机保护：正常并网后退出
定子零序电压：3U0= 10V
延时：0.5秒
Y 2500/1 线路保护X 2 Y 1500/1 发变组差动、主变差动、闪络 Y 600/5 主变零序、故录
Y 15000/5发变组差动、发电机差动、对称过负荷、不对称过负荷
Y 300/5
励磁变差动、过流
Y 2000/5 厂变差动、复压过流、通风 Y 1200/5主变通风及故录 Y 1200/5 主变通风
Y 15000/5发电机差动、主变差动、失步、失磁、逆功率、匝间、复压过流、程序逆功率、误上电
TV 定子接地
Y 3000/5励磁变差动、过负荷
Y 4000/5 厂变差动、过流 Y 15000/5 主变差动
6KV A 段 6KV B 段
励磁、过压、匝间
220KV 母线
同期及保护
Y 4000/5 发变组差动
Y 1500/1 失灵、非全相 2#机组
Y 100/5
发变组保护CT 变比分配图：。