保护定值计算书

目录
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第一部分：发变组A柜保护整定计算
1、发电机差动保护 (5)
2、发电机负序保护 (7)
3、电压制动过流 (8)
4、定子接地保护（95%） (10)
5、机端、中性点三次谐波比较保护 (11)
6、失磁保护 (12)
7、逆功率保护 (14)
8、误上电保护 (16)
9、匝间保护 (16)
10、失步保护 (18)
11、过激磁保护 (20)
12、频率异常保护 (22)
13、低阻抗保护 (23)
14、主变差动 (25)
15、高压侧间隙零序过流过压 (30)
16、高压侧零序过流t1、t3 (30)
17、高压侧零序过流t2、t4 (31)
18、发变组差动 (31)
19、高压侧三相电压高或低 (36)
20、高压侧零序过电压 (36)
21、发电机过负荷 (37)
22、主变通风 (38)
第二部分：发变组B柜保护整定计算
1、厂高变差动 (39)
2、厂高变复合电压过流t1、t2 (44)
3、厂高变A分支零序过流t1、t2 (47)
4、厂高变B分支零序过流t1、t2 (48)
5、厂高变通风 (49)
6、厂高变A分支零序差动 (49)
7、厂高变B分支零序差动 (52)
8、厂高变A分支复合电压 (52)
9、厂高变B分支复合电压 (52)
10、励磁变过负荷 (53)
11、励磁变速断 (54)
12、励磁变过流 (55)
13、励磁变压器差动 (55)
14、励磁变压器复合电压过流t1、t2 (60)
15、励磁变压器通风 (62)
16、励磁变压器零序差动 (62)
17、励磁变压器零序过流t1、t2 (65)
第三部分：发变组C柜保护整定计算
第四部分：定值清单
1、保护A柜定值清单 (67)
2、保护B柜定值清单 (70)
3、保护C柜定值清单 (71)
第五部分：信号设置
1、保护A柜 (72)
2、保护B柜 (74)
4、保护C柜 (75)
5、保护D柜 (76)
6、保护E柜 (76)
第六部分：故障录波设置
1、保护A柜 (76)
2、保护B柜 (78)
4、保护C柜 (80)
5、保护D柜 (81)
6、保护E柜 (81)
第七部分：保护一览表
1、保护A柜 (81)
2、保护B柜 (82)
4、保护C柜 (83)
5、保护D柜 (84)
6、保护E柜 (84)
第一部分：发变组A 、B 柜保护整定计算
1、发电机差动保护
发电机差动保护采用双斜率比例差动特性，作为发电机内部故障的主保护，主要反应定子绕组和引出线相间短路故障。

该保护动作于全停方式。

发电机中性点CT TA1 25000/5 星形接线 G60—I
发电机中性点CT TA2 25000/5 星形接线 G60—II
发 电 机出口 CT TA11 25000/5 星形接线 G60—II
发 电 机出口CT TA12 25000/5 星形接线 G60—I
选G60中Stator Differential 为发电机差动保护中的比例差动元件。

1.1、定子差动保护启动电流（STATOR DIFF PICKUP ）
依据《导则》4.1.1，最小动作电流应大于发电机额定负荷运行时的不平衡电流，即 a gn a gn a gn rel op n I n I n I K I 09.003.025.103.020.=⨯⨯=⨯⨯=
或 o op I .=rel K o unb I .
式中：rel K ——可靠系数，取1.5；
gn I ——发电机额定电流；
o unb I .——发电机额定负荷状态下，实测差动保护中的不平衡电流。

发电机内部短路时，特别是靠近中性点经过渡电阻短路时，机端或中性点侧的三相电流可能不大，为保证内部短路的灵敏度，最小动作电流0.op I 不应无根据地增大，一般宜选用()a gn n I 20.0~10.0。

依据《G60》说明书，最小启动值由正常运行条件下的差动电流决定，厂家推荐为pu 3.0~1.0，出厂设定值为pu 1.0。

考虑以上两种因素，取a gn op n I I 15.00.=
以pu 值表示：105.0250001749515.015.0=⨯=pri gn I pu 。

暂取MINIMUM PICKUP =0.105 pu ，若实测差动保护中的不平衡电流大于该值，则需对定值进行修正。

1.2、斜率1（STATOR DIFF SLOPE1）
根据G60说明书5.5.5，斜率1应大于最大允许电流下CT 误差产生的不平衡电流，最大误差一般为5%—10%倍的CT 额定电流。

又依据《导则》4.1.1，定子电流等于或小于额定电流时，差动保护不必具有制动特性。

当斜率取0.15时，形成的自然拐点恰好是1倍的发电机额定电流。

因此
取 SLOPE1=15%
1.3、拐点1（STATOR DIFF BREAK1）
根据G60说明书5.5.5，拐点1应仅大于发电机最大正常运行电流。

又因为发电机的最大短路电流不超过 5.5倍额定电流，为使区内故障获得较高的灵敏度，希望制动电流在
2.5~
3.0倍的发电机额定电流以内时，动作特性斜率不宜过大，因此取第一拐点为2.5倍发电机额定电流。

即 749.125000
174955.25.21.=⨯==pri gn
res CT I I pu 但该装置第一拐点最大取值为1.5pu ，因此取 BREAK1=1.5 pu
1.4、拐点2（BREAK2）
根据G60说明书5.5.5，拐点2是过渡区的终点和斜率2的起点，应设置为使任一保护用CT 开始饱和时的电流值。

因为保护用CT 选为5P20，其饱和电流值很大，而发电机最大外部短路电流不大于5.5倍额定电流，因此取拐点2为5.5倍发电机额定电流。

即 849.325000
174955.55.52.=⨯==pri gn
res CT I I pu 取 BREAK2=3.85 pu
1.5、斜率2（SLOPE2）
根据G60说明书5.5.5，斜率2应保证在严重外部故障时（由于CT 饱和导致产生不平衡电流）继电器可靠不动作，厂家推荐值为80%—100%。

但考虑电厂实际情况，拐点2取
5.5倍发电机额定电流，而5.5倍发电机额定电流远未达到CT 饱和区，因此第二斜率不必选得如此之大，可依据《导则》4.1.1 的计算方法进整定。

15.01.05.00.25.1max .=⨯⨯⨯==er cc ap rel res K K K K K
式中：rel K —可靠系数，取1.5；
ap K —非周期分量系数，一般为1.5~2.0，取2.0；
cc K —互感器的同型系数，K cc =0.5；
er K —互感器的比误差系数，取0.1。

取15.0max .=res K ，可确保在最大外部短路时差动保护不误动。

但考虑到电流互感器的饱和或其暂态特性畸变的影响，为安全计，宜适当提高制动系数值，使3.0max .=res K 。

取 SLOPE2=30%
1.6、灵敏度校验
按以上原则整定的比率制动特性，当发电机机端两相金属性短路时，差动保护的灵敏系数一定满足0.2>sen K 的要求，不必进行灵敏度校验。

1.7、定值清单
STATOR DIFF FUNCTION:＂Enabled ＂
STATOR DIFF LINE END SOURCE:＂SRC2＂
STATOR DIFF NEUTRAL END SOURCE:＂SRC1＂
STATOR DIFF PICKUP:＂0.105 pu ＂
STATOR DIFF SLOPE 1:＂15%＂
STATOR DIFF BREAK 1:＂1.5 pu ＂
STATOR DIFF SLOPE 2:＂30%＂
STATOR DIFF BREAK 2:＂3.85 pu ＂
STATOR DIFF BLK:＂Off ＂
STATOR DIFF TARGET:＂Latched ＂
STATOR DIFF EVENTS:＂Enabled ＂
2、发电机不对称过负荷保护（负序保护）
发电机中性点CT TA1 25000/5 星形接线 G60—I
发电机中性点CT TA2 25000/5 星形接线 G60—II
发电机不对称过负荷(负序保护)用于防止由于过量负序电流对发电机转子造成的损害。

选G60继电器中的Generator Unbalance 为发电机负序保护中的发电机不平衡元件。

定时限用于发信，反时限用于全停。

2.1、负序定时限过流保护（GEN UNBAL STG2 PICKUP ）
整定原则：根据《导则》4.5.3，动作电流按照发电机长期允许的负序电流∞2I 下能可靠返回的条件整定。

动作时间取5秒。

%6.1295
.0%102.12=⨯==∞r rel op K I K I 式中：rel K —可靠系数，取1.2；
r K —返回系数，0.85~0.95，条件允许应取较大值。

取PICKUP =12.6%，DELAY =5S
2.2、负序反时限过流保护
动作方程： ()
22nom I I K T =
根据发电机厂家资料，发电机长期允许负序电流标么值为10%，转子表层承受短时负序电流能力的常数（T I 2）为10，即K-V ALUE =10.0。

2.2.1、发电机正常运行电流（GEN UNBAL INOM ）
pu CT I I pri gn
pu nom 70.025000
17495)(=== 2.2.2、负序电流启动值（GEN UNBAL STG1 PICKUP ）
根据《导则》4.5.3，负序反时限动作特性的下限电流，通常由保护所能提供的最大延时决定，一般取1000S ，即下限电流尽可能靠近长期允许的负序电流。

根据UR 继电器的动作方程，并考虑负序定时限保护的动作值，保护下限动作电流起始值取负序定时限保护的动作值，即
%6.12min .=op I
从而可以求得G60的下限动作时间。

9.629126
.01022min .max .===op op I K
T S 取STG1 TMAX =600S
2.2.3、时间
最小动作时间是为了防止可由系统保护切除的故障造成的误跳闸，取STG1 TMIN =0.5S 。

返回时间提供了负序电流的热记忆时间，取出厂设定值STG1 KRST =240S 。

2.３、定值清单
GENERATOR UNBALANCE
GENERATOR UNBAL FUNCTION:＂Enabled ＂
GEN UNBAL SOURCE:＂SRC1＂
GEN UNBAL INOM:＂0.70 pu ＂
GEN UNBAL STG1 PICKUP:＂12.60%＂
GEN UNBAL STG1 KV AL:＂10.00＂
GEN UNBAL STG1 TMIN:＂0.500 S ＂
GEN UNBAL STG1 TMAX:＂600.0 S ＂
GEN UNBAL STG1 KRST:＂240.0 S ＂
GEN UNBAL STG2 PICKUP:＂12.60%＂
GEN UNBAL STG2 PKP DELAY:＂5.00 S ＂
GEN UNBAL BLOCK:＂Off ＂
GEN UNBAL TAEGET:＂Latched ＂
GEN UNBAL EVENTS:＂Enabled ＂
3、定子接地保护（95%）
定子接地保护由接于发电机中性点电阻上的过压元件实现，希望保护95%的定子绕组。

选G60中Auxiliary OV1为发电机中性点过压元件，保护动作于全停方式。

发电机中性点PT YH KV KV 42.022 G60—I 、G60—II
3.1、动作电压的确定
根据《导则》4.3.1，基波零序过电压保护的动作电压op U 应按躲过正常运行时中性点最大不平衡电压max .unb U 整定，即
max .unb rel op U K U =
式中：rel K ——可靠系数，取1.2~1.3。

max .unb U 为实测不平衡电压，其中含有大量的三次谐波。

为了减小op U ，可以增设三次谐波阻波环节，使max .unb U 主要是很小的基波零序电压，大大提高灵敏度，此时V U op 5≥，保护死区大于5%。

动作时间应大于外部接地故障时最大切除时间，取1.0秒。

3.2、校验
根据《导则》4.3.1，应校核主变高压侧接地短路时，通过变压器高低压绕组间的每相耦合电容M C 传递到发电机侧的零序电压0g U 的大小。

0E 为系统侧接地短路时产生的基波零序电动势。

kV U E Hn 2.17335006.036.00=⨯=⨯≈
M C 为主变压器高低压绕组间的每相耦合电容。

据厂家提供数据为
ph F C M μ033.0=
∑g C 为发电机及机端外接元件每相对地总电容。

ph F C g /299.000428.00249.02036.02088.0μ=+⨯++=∑
变压器高压侧发生短路时，传递到发电机端的基波零序电压为
()()()
()()()V n E jX jX jX R jX jX R U v C C C n C C n g M M g M g 785.9////3////302/2/2/0=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-----=∑∑ 换算为pu 值为 pu 041.0240785.9=，启动值应大于0.041，取PICKUP =0.05 pu 。

该值
对应保护范围是%66.832200022000
05.0=⨯，即有8.66%的保护死区。

3.3、6kV 接地故障对该保护的影响应进行现场校验，确保保护不误动。

3.4、定值清单
AUXILIARY OV1
AUX OV1 FUNCTION ：＂Enabled ＂
AUX OV1 SIGNAL SOURCE ：＂SRC1＂
AUX OV1 PICKUP ：＂0.05pu ＂
AUX OV1 PICKUP DELAY ：＂1.00 S ＂
AUX OV1 RESET DELAY ：＂1.00 S ＂
AUX OV1 BLOCK ：＂Off ＂
AUX OV1 TARGET ：＂Latched ＂
AUX OV1 EVENTS ：＂Enabled ＂
4、机端、中性点三次谐波比较保护
发电机出口PT 1YH 、2YH 31.03
1.0322
G60—I 、G60—II 发电机中性点PT YH 24.22 G60—I 、G60—II
机端、中性点三次谐波比较元件为定子绕组中性点侧接地故障提供保护，它和中性点过电压元件一起构成100%定子接地保护，选G60中100% Stator Ground 为三次谐波比较元件，该元件有二段，一段用于跳闸，二段用于发信。

根据《导则》要求，定子绕组单相接地保护中的三次谐波部分仅动作于信号，因此只用其二段。

其动作方程为： ()
()()Pickup V V V rd rd N rd N <+3033 and ()()()Pickup V V V rd rd N rd ->+130330
and ()()n Supervisio V V rd rd N >+303
95%定子接地保护启动值折算到发电机出口PT 开口角为
()V U 66.81.03222200005.030=⨯= 根据运行经验，在正常运行时比值()
()()rd rd N rd N V V V 3033+一般在0.4~0.85的范围内变化，因
此启动值应可靠小于该值。

为了与95%定子接地保护有足够的重叠区，二段保护的起动值(PICKUP )取0.20 pu ，二段的监测值取0.3V ，即
STG2 SUPV=V V
31003.0=0.0052 pu
投运后可用装置进行实测修正，二段时间取1秒。

选G60中100%Stator Ground 为保护元件，定值清单如下
100% STATOR GROUND
100% STATOR GROUND FUNCTION ：＂Enabled ＂ 100% STATOR GND STG1 PICKUP ：＂ pu ＂ 100% STATOR GND STG1 DELAY ：＂ S ＂ 100% STATOR GND STG1 SUPV ：＂ pu ＂
100% STATOR GND STG2 PICKUP ：＂0.200 pu ＂ 100% STATOR GND STG2 DELAY ：＂1.00 S ＂ 100% STATOR GND STG2 SUPV ：＂0.0052 pu ＂ 100% STATOR GND BLK ：＂OFF ＂
100% STATOR GROUND TARGET ：＂Latched ＂ 100% STATOR GROUND EVENTS ：＂Enabled ＂
5、失磁保护
发电机中性点CT TA1 25000/5 星形接线 G60—I 发电机中性点CT TA2 25000/5 星形接线 G60—II
发电机出口PT 1YH 、2YH
31
.03
1.0322 G60—I 、G60—II 主变高压侧PT TV
1.0/3
1
.0/31.0/31.0/3500 G60—I 、G60—II 失磁保护由失磁元件和低电压元件共同组成。

失磁保护动作后以t0发信号，机端低电压
t1减出力，系统低电压t2程序跳闸，t3程序跳闸。

选G60中Loss Of Excitation 为失磁元件，选G60中Phase Undervoltage 1为系统低电压元件。

5.1、系统侧判据
为了防止由发电机低励失磁故障引发无功储备不足的系统电压崩溃，应采用高压母线三相同时低电压作为失磁保护的闭锁条件。

依据《华北电网调度管理规定》，对于500kV 系统，低电压判据不低于 kV 。

因此动作值为
pu U ph op 95.0500
3.==
5.2、发电机侧判据
阻抗圆1反映发电机负荷高于30%时的失磁情况，阻抗圆2反映发电机任何负荷时的
失磁情况。

发电机二次基准阻抗 ()()
()
()()Ω=⨯=⨯=
5.16220
50009.0600222
2MVA kV n n S U Z v a SEC B SEC B SEC B ()()Ω=⨯=⨯=538.45.16275.0''SEC B d SEC d Z X X
()()Ω=⨯=⨯=234.315.16893.1SEC B d SEC d Z X X
圆心1：()()
Ω=Ω
+Ω=
+=
52.102
538.45.162
'
1SEC d SEC B X Z O
半径1：()Ω=Ω
=
=
25.82
5.162
1SEC B Z R 延迟时间：PICKUP DELEY1=0.5S 圆心2：()()Ω=Ω
+Ω=
+=
75.1622538.4234.312
2
'
2SEC d SEC d X X O
半径2：()()Ω=Ω
-Ω=
-=
48.142
2538.4234.312
2
'2SEC d SEC d X X R
圆2为异步边界阻抗继电器；
延迟时间考虑躲过系统最大振荡周期。

取PICKUP DELEY2=1.5S 机端低电压监视值 UV SUPV =85.022
22
85.085
.0=⨯=pri e PT U pu 5.3、定值清单
5.3.1、G60失磁元件
LOSS OF EXCITATION
LOSS OF EXCITATION FUNCTION ：＂Enabled ＂ LOSS OF EXCITATION SOURCE ：＂SRC1＂
LOSS OF EXCITATION CENTER 1：＂10.52 ohm ＂ LOSS OF EXCITATION RADIUS 1：＂8.25 ohm ＂ LOSS OF EXCITATION UV SUPV 1：＂Enabled ＂ LOSS OF EXCITATION PKP DELAY1：＂0.500 S ＂ LOSS OF EXCITATION CENTER 2：＂16.75 ohm ＂ LOSS OF EXCITATION RADIUS 2：＂14.48 ohm ＂ LOSS OF EXCITATION UV SUPV2：＂Enabled ＂ LOSS OF EXCITATION PKP DELAY2：＂1.500 S ＂ LOSS OF EXCITATION UV SUPV ：＂0.850 pu ＂ LOSS OF EXCIT BLK ：＂SRC1VT FUSE FAIL OP ＂ LOSS OF EXCITATION TARGET ：＂Latched ＂ LOSS OF EXCITATION EVENTS ：＂Enabled ＂ 5.3.2、系统低电压G60低电压元件
PHASE UV1 FUNCTION ：＂Enabled ＂
PHASE UV1 SINGNAL SOURCE ：＂SRC2＂ PHASE UV1 MODE ：＂Phase to Phase ＂ PHASE UV1 PICKUP ：＂0.950 pu ＂ PHASE UV1 CURVE ：＂Definite Time ＂ PHASE UV1 DELAY ：＂0.00 S ＂
PHASE UV1 MINMUM VOLTAGE ：＂0.100 pu ＂ PHASE UV1 BLOCK ：＂OFF ＂
PHASE UV1 TARGET ：＂Self-restet ＂ PHASE UV1 EVENTS ：＂Enabled ＂
6、逆功率保护
发电机出口CT TA11 25000/5 星形接线 G60—II 发电机出口CT TA12 25000/5 星形接线 G60—I
发电机出口PT 1YH 、2YH
3
1
.031.0322 G60—I 、G60—II
逆功率保护由功率方向元件和主汽门接点组成。

当逆功率保护动作后以t 0发信，当经主汽门接点闭锁时以t 1动作于全停。

逆功率保护不经主汽门接点时，保护经t 2动作于全停。

选G60中Sens Dir Power1保护一段（STG1）为经主汽门触点的逆功率保护，选G60中Sens Dir Power1保护二段（STG2）为不经主汽门触点的逆功率保护。

根据《导则》4.8.3，动作判据为 op P P -<
式中：P ——发电机有功功率，输出有功功率为正，输入有功功率为负；
op P ——逆功率继电器的动作功率。

6.1、动作功率op P 的计算公式
()21P P K P rel op +==()MW 9.12600%3.1%35.0=⨯+⨯
式中：rel K ——可靠系数，取0.5；
1P ——汽轮机在逆功率运行时的最小损耗，取额定功率的3%；
2P ——发电机在逆功率运行时的最小损耗，取()gn P P η-≈12。

其中：η——发电机效率，600MW 机取98.7%；
gn P ——发电机额定功率。

pu S 014.022000
25000310000009.12min =⨯⨯⨯=
min S 的正负决定了定值偏移原点的方向，min S 为正时，定值沿RCA 向动作区偏移；
min S 为负时，定值沿RCA 向制动作区偏移。

本保护最小动作功率为负值，因此取0min >S 。

6.2、动作时限
经主汽门触点时，延时S t 11=动作于全停；不经主汽门触点时，延时t 0=3S(TIMER1)发信；不经主汽门触点时，延时m in 12=t (TIMER2)动作于全停。

6.3、继电器特性角
RCA 表示继电器动作区方向，本保护为逆功率保护，动作区在180°方向，因此取RCA=180° 6.4、定值清单
SENS DIR POWER1
DIR POWER 1 FUNCTION ：＂Enabled ＂ DIR POWER 1 SOURCE ：＂SRC2＂ DIR POWER 1 RCA ：＂180°＂
DIR POWER 1 CALIBRATION ：＂0.00°＂ DIR POWER 1 STG1 SMIN ：＂0.014 pu ＂ DIR POWER 1 STG1 DELAY ：＂1.00 S ＂ DIR POWER 1 STG2 SMIN ：＂0.014 pu ＂ DIR POWER 1 STG2 DELAY ：＂0.00 S ＂
DIR POWER 1 BLK ：＂SRC1 VT FUSE FAIL OP ＂ DIR POWER 1 TARGET ：＂Latched ＂ DIR POWER 1 EVENTS ：＂Enabled ＂ TIMER1：
TYPE ：＂Second ＂
PICKUP DELAY:＂3S ＂
DROPOUT DELAY:＂0.000＂ TIMER2：
TYPE ：＂Second ＂
PICKUP DELAY:＂60.0S ＂ DROPOUT DELAY:＂0.000＂
7、误上电保护
发电机出口CT TA11 25000/5 星形接线 G60—II
发电机出口CT TA12 25000/5 星形接线 G60—I
发电机出口PT 1YH 、2YH
3
1
.031.0322 G60—I 、G60—II
误上电保护主要用于保护发电机在盘车和减速过程中发生的误合闸，保护动作于全停方式。

选G60中Accidental Energization 为误上电元件。

滞不前 7.1、误上电保护运行方式
低压元件和发电机离线状态的不同逻辑组合，决定了误上电保护的运行方式。

由于该保护电压取自发电机出口ＰＴ，因此选低压元件和发电机离线状态相与的逻辑方式，即发电机电压低和发电机离线同时满足为该保护的开放条件。

7.2、过流电流元件
整定原则：过流元件按可能出现的最小故障电流的一半整定。

pu CT I X X X I pri j T G 895.025000
25100
067.0194.03.0121121*
max **=⨯++⨯=⨯++⨯=
7.3、低电压元件
整定原则：低电压元件按可能出现的最大故障电压整定。

pu X X X X K U T G G rel 73.004.0194.03.03
.03.1*
min
***=++⨯=++⨯= 7.4、定值清单
ACCDNT ENRG FUNCTION ：＂Enabled ＂ ACCDNT ENRG SOURCE ：＂SRC2＂
ACCDNT ENRG ARMING MODE ：＂UV and OFFLINE ＂ ACCDNT ENRG OC PICKUP ：＂0.895pu ＂ ACCDNT ENRG UV PICKUP ：＂0.73pu ＂ ACCDNT ENRG OFFLINE ：＂1DL On(P7a)＂ ACCDNT ENRG BLOCK ：＂OFF ＂ ACCDNT ENRG TARGET ：＂Latched ＂ ACCDNT ENRG EVENTS ：＂Enabled ＂
8、失步保护
发电机中性点CT TA1 25000/5 星形接线 G60—I 发电机中性点CT TA2 25000/5 星形接线 G60—II
发电机出口PT 1YH 、2YH
3
1
.031.0322 G60—I 、G60—II
失步保护应满足：
——正确区分系统短路与振荡； ——正确判定失步振荡与稳定振荡。

本保护靠正序阻抗轨迹穿越外圆和中圆的时间段的长短，来区分系统短路与振荡；靠阻抗轨迹穿越外圆和中圆的时间段和穿越中圆和外圆的时间段的长短来区分失步振荡与稳定振荡。

选G60中Power Swing Detect 为失步元件。

8.1、功率振荡正向阻抗及阻抗角
该定值适用于全部三个阻抗特性，正向阻抗应大于变压器和系统的正序阻抗之和。

FWD REACH=()
()Ω=⨯⨯+=+82.21
.225
2500053.004.0194.0PT CT S T n n X X 式中：S X －系统最大运行方式下的最小系统阻抗。

阻抗角选为75°。

8.2、功率振荡反向阻抗及阻抗角
该定值适用于全部三个阻抗特性，反向阻抗应大于发电机的正序阻抗。

发电机二次基准阻抗 ()()
()
()()Ω=⨯=⨯=
5.16220
50009.0600222
2MVA kV n n S U Z v a SEC B SEC B SEC B REV REACH=538.45.16275.0'
=⨯=PT
CT
d
n n X Ω 阻抗角选为75°。

8.3、阻抗圆限制角
设P 为最大负荷点，则
Ω=⨯=⨯=5.161
.022*******.0600222
2v a N N n n S U OP
外圆限制角（OUTER LIMIT ANGLE ）：在最大负荷条件下对应的限制角，外圆限制角应留有20°的安全裕量。

OUTER LIMIT ANGLE=130°
中圆限制角（MIDDLE LIMIT ANGLE ）：按照说明书推荐值，应接近外圆限制角和内圆限制角的平均值。

MIDDLE LIMIT ANGLE =()︒=︒+︒90250130
内圆限制角（INNER LIMIT ANGLE ）：动稳极限角（由系统调度部门给出，一般为120°
~140°），取
INNER LIMIT ANGLE=︒=︒-︒50130180 8.4、功率振荡动作时间
计算公式：()12360min
δδ-︒
=
T t op 1δ、2δ代表外圆、中圆、内圆的限制角。

m in T 为系统最小振荡周期，由调度部门给出，取0.4S 。

动作延时1——应小于在最快的功率振荡时，阻抗轨迹在外圆和中圆之间所需的时间。

()S t op 044.090130360
4
.0=-⨯=
，取PICKUP DELAY1=0.04S 动作延时2——应小于在最快的功率振荡时，阻抗轨迹在中圆和内圆之间所需的时间。

()S t op 044.05090360
4
.0=-⨯=
，取PICKUP DELAY2=0.04S 动作延时3——失步保护在跳闸前，阻抗轨迹需在内圆之间花费时间。

它为失步保护发出跳闸命令提供了额外的安全度。

取PICKUP DELAY3=0.04S
动作延时4——用于延时跳闸方式。

失步保护在跳闸前，阻抗轨迹在内圆以外、外圆以内所花费时间，需考虑可能的最快功率振荡。

()S t op 089.050130360
4
.0=-⨯=
，取PICKUP DELAY4=0.06S 复位时间——阻抗轨迹离开外圆后，振荡闭锁的复归时间。

取出厂设置值RESET DELAY 1=0.05S
自保持时间——对短时跳闸信号的扩展。

取出厂设置值SEAL-IN DELAY 1=0.4S 8.5、定值清单
POWER SWING
POWER SWING FUNCTION ：＂Enabled ＂ POWER SWING SOURCE ：＂SRC1＂ POWER SWING MODE ：＂Three Step ＂ POWER SWING SUPV ：＂0.600 pu ＂
POWER SWING FWD REACH ：＂2.82 ohms ＂ POWER SWING FWD RCA ：＂75°＂
POWER SWING REV REACH ：＂4.538ohms ＂ POWER SWING REV RCA ：＂75°＂
POWER SWING OUTER LIMIT ANGLE ：＂130°＂ POWER SWING MIDDLE LIMIT ANGLE ：＂90°＂ POWER SWING INNER LIMIT ANGLE ：＂50°＂ POWER SWING PICKUP DELAY 1：＂0.040 S ＂ POWER SWING RESET DELAY 1：＂0.050 S ＂ POWER SWING PICKUP DELAY 2：＂0.040 S ＂ POWER SWING PICKUP DELAY 3：＂0.040 S ＂ POWER SWING PICKUP DELAY 4：＂0.060 S ＂ POWER SWING SEAL-IN DELAY 1：＂0.40 S ＂
POWER SWING TRIP MODE ：＂Delayed ＂
POWER SWING BLK ：＂SRC1 VT FUSE FAIL OP ＂ POWER SWING TARGET ：＂Latched ＂ POWER SWING EVENTS ：＂Enabled ＂
9、过激磁保护
发电机出口PT 1YH 、2YH
3
1
.031.0322 G60—I 、G60—II
根据《导则》4.8.1，整定值按发电机过激磁能力整定。

发电机制造厂提供的发电机过激磁能力如下：
过激磁保护由定时限和反时限过激磁保护组成。

选G60 VOLTS/HZ 1定时限过激磁元件为低定值过激磁元件，动作于减励磁；选G60 VOLTS/HZ ２反时限过激磁元件为高定值过激磁元件，动作于全停。

根据《导则》4.8.1和制造厂提供过激磁能力，低定值段的过激磁倍数取1.10倍，动作时间取20秒。

确定反时限过激磁保护启动值Pickup 和时间常数TMD 。

G60提供的反时限曲线方程C 为：
1
5
.0-⎪⎭
⎫
⎝⎛=
Pickup F V TMD T
以1.15倍延时10秒和1.25倍延时5秒进行校验，得以下两方程
⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=115.1105.0Pickup TMD 和 ⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=125.155.0Pickup TMD
9.1、VOLTS/HZ 1定值清单
VOLTS/HZ 1 FUNCTION:＂Enabled ＂ VOLTS/HZ 1 SOURCE:＂SRC1＂
VOLTS/HZ 1 PICKUP:＂1.10 pu ＂
VOLTS/HZ 1 CURVE:＂Definite Time ＂ VOLTS/HZ 1 TD MULTIPLIER:＂20.00＂ VOLTS/HZ 1 T-RESET:＂1.0 S ＂ VOLTS/HZ 1 BLOCK:＂OFF ＂ VOLTS/HZ 1 TARGET:＂Latched ＂ VOLTS/HZ 1 EVENTS:＂Enabled ＂ 9.2、VOLTS/HZ 2定值清单
VOLTS/HZ 2 FUNCTION:＂Enabled ＂ VOLTS/HZ 2 SOURCE:＂SRC1＂ VOLTS/HZ 2 PICKUP:＂1.054 pu ＂ VOLTS/HZ 2 CURVE:＂Inverse C ＂
VOLTS/HZ 2 TD MULTIPLIER:＂0.445＂ VOLTS/HZ 2 T-RESET:＂1.0 S ＂ VOLTS/HZ 2 BLOCK:＂OFF ＂ VOLTS/HZ 2 TARGET:＂Latched ＂ VOLTS/HZ 2 EVENTS:＂Enabled ＂
10、频率异常保护
发电机出口PT 1YH 、2YH
3
1
.031.0322 G60—I 、G60—II
发电机正常运行频率应在48.5Hz ～50.5Hz 之间。

根据设计思想和《导则》4.8.2，频率异常保护共分为４段，均动作于信号。

大机组频率异常运行允许时间建议值如下表
选G60中UNDERFREQUENCY 1 TO 4为低频元件。

延时考虑可靠系数0.8，并满足
10.1、低频保护1定值清单
UNDFREQ 1 FUNCTION:＂Enabled ＂ UNDFREQ 1 BLOCK:＂1DL On(P7a)＂ UNDFREQ 1 SOURCE:＂SRC1＂
UNDFREQ 1 MIN VOLT/AMP:＂0.10 pu ＂ UNDFREQ 1 PICKUP:＂48.500 Hz ＂
UNDFREQ 1 PICKUP DELAY:＂65.00 S ＂ UNDFREQ 1 RESET DELAY:＂2.000 S ＂
UNDFREQ 1 TARGET:＂Self-reset ＂ UNDFREQ 1 EVENTS:＂Disabled ＂ 10.2、低频保护2定值清单
UNDFREQ 2FUNCTION:＂Enabled ＂ UNDFREQ 2BLOCK:＂1DL On(P7a)＂ UNDFREQ 2 SOURCE:＂SRC1＂
UNDFREQ 2 MIN VOLT/AMP:＂0.10 pu ＂ UNDFREQ 2 PICKUP:＂48 Hz ＂
UNDFREQ 2 PICKUP DELAY:＂48.00 S ＂ UNDFREQ 2 RESET DELAY:＂2.000 S ＂ UNDFREQ 2 TARGET:＂Self-reset ＂ UNDFREQ 2 EVENTS:＂Disabled ＂ 10.3、低频保护3定值清单
UNDFREQ 3 FUNCTION:＂Enabled ＂ UNDFREQ 3 BLOCK:＂1DL On(P7a)＂ UNDFREQ 3 SOURCE:＂SRC1＂
UNDFREQ 3 MIN VOLT/AMP:＂0.10 pu ＂ UNDFREQ 3 PICKUP:＂47.500 Hz ＂
UNDFREQ 3 PICKUP DELAY:＂16.00 S ＂ UNDFREQ 3 RESET DELAY:＂2.000 S ＂ UNDFREQ 3 TARGET:＂Self-reset ＂ UNDFREQ 3 EVENTS:＂Disabled ＂ 10.4、低频保护4定值清单
UNDFREQ 4 FUNCTION:＂Enabled ＂ UNDFREQ 4 BLOCK:＂1DL On(P7a)＂ UNDFREQ 4 SOURCE:＂SRC1＂
UNDFREQ 4 MIN VOLT/AMP:＂0.10 pu ＂ UNDFREQ 4 PICKUP:＂47 Hz ＂
UNDFREQ 4 PICKUP DELAY:＂4 S ＂ UNDFREQ 4 RESET DELAY:＂2.000 S ＂ UNDFREQ 4 TARGET:＂Self-reset ＂ UNDFREQ 4 EVENTS:＂Disabled ＂
11、发电机过负荷
发电机中性点CT TA1 25000/5 星形接线 G60—I 发电机中性点CT TA2 25000/5 星形接线 G60—II
发电机过负荷保护用于对称过流和对称过负荷保护。

采用G60 PHASE IOC1作为定时限保护，保护延时（躲过后备保护的最大延时）动作于发信和自动减负荷；采用G60 Phase TOC1为反时限过流元件，保护动作于全停。

根据《导则》4.5，定时限过负荷动作电流按发电机长期允许的负荷电流下能可靠返回的条件整定，即：
a
r gn rel
OP n K I K I
式中：rel K ——可靠系数，取1.05； r K ——返回系数，取0.95； a n ——电流互感器变比； gn I ——发电机额定电流； 故a
r gn rel
OP n K I K I ==A 867.35000
95.017495
05
.1=⨯
以pu 值表示为：pu I pickup 774.05
867
.3==
；动作时间取3.5S 。

根据《导则》4.5，反时限过流保护的动作特性，即过流倍数与相应的允许持续时间的关系，由制造厂家提供的定子绕组允许的过负荷能力确定。

“汽轮发电机通用技术条件”规定：发电机定子绕组承受的短时过流倍数与允许持续时间的关系为 1
2*-=
I K t tc
式中：tc K —定子绕组热容量常数，机组容量MVA S n 1200≤时，5.37=C K （当有制造
厂家提供的参数时，以厂家参数为准。

东方汽轮发电机有限公司提供的数据为
()
5.3712*
=-t I
秒，适用范围为10—60秒）。

*I —以定子额定电流为基准的标么值；
t —允许的持续时间，S 。

选IEEE 反时限特性为反时限过负荷保护动作特性，即
⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=B I I A
TMD T P
pickup 1 式中：A=28.2，B=0.217，P=2，Tr=29.1
一般反时限动作特性的启动电流pickup I 按与定时限过负荷保护配合的条件整定。

pu CT K I K K I pri
r gn rel
co pickup 812.025000
95.017495
05.105.1=⨯⨯
⨯==
式中：rel K －可靠系数，取1.05；
r K －返回系数，取0.85~0.95，条件允许应取较大值；
K－配合系数，取1.05；
co
I－发电机长期允许的最大负荷电流，取发电机额定电流。

gn
TMD计算如下表，首先决定厂家给出的反时限过流曲线两端点（即10S和60S对应点）对应的电流倍数，然后换算为标么值，为使IEEE曲线满足厂家提供反时限特性曲线的
定值清单
PHASE IOC1 FUNCTION:＂Enabled＂
PHASE IOC1 SOURCE:＂SRC1＂
PHASE IOC1 PICKUP:＂0.774pu＂
PHASE IOC1 DELAY:＂3.5S＂
PHASE IOC1 RESET:＂0.00S＂
PHASE IOC1 BLOCK A :＂OFF＂
PHASE IOC1 BLOCK B:＂OFF＂
PHASE IOC1 BLOCK C :＂OFF＂
PHASE IOC1 TARGET:＂Latched＂
PHASE IOC1 EVENTS:＂Enabled
PHASE TOC1 FUNCTION:＂Enabled＂
PHASE TOC1 SOURCE:＂SRC1＂
PHASE TOC1 INPUT:＂Phasor＂
PHASE TOC1 PICKUP:＂0.812 pu＂
PHASE TOC1 CURVE:＂IEEE Ext Inv＂
PHASE TOC1 TD MULTIPLIER:＂0.544＂
PHASE TOC1 RESET:＂Instantaneous＂
PHASE TOC1 VOLTAGE RESTRAINT:＂Disabled＂
PHASE TOC1 BLOCK A:＂OFF＂
PHASE TOC1 BLOCK B:＂OFF＂
PHASE TOC1 BLOCK C:＂OFF＂
PHASE TOC1 TARGET:＂Latched＂
PHASE TOC1 EVENTS:＂Enabled ＂
12、发电机复合电压过电流保护
机端PT 1YH 、2YH
31
.03
1.0322 T60—I T60—II 发电机中性点CT TA1 25000/5 星形接线 G60—I
发电机中性点CT TA2 25000/5 星形接线 G60—II
选发电机G60中PHASE UV1作为发电机低电压元件；选发电机G60中的FLEXELEMENTS 1作为发电机负序电压；选发电机G60中的PHASE IOC2为发电机过电流元件。

选发电机G60中TIME3
为时间元件。

保护动作于全停。

根据《导则》4.2.1和4.2.2，过电流元件按发电机额定负荷下可靠返回的条件整定；负序过电压元件按躲过正常运行时的不平衡电压整定。

12、1 发电机过电流元件 A n K I K I a
r gn rel OP 156.55000
95.017495
4.1=⨯⨯=
=
折算至标么值为：pu I pickup 031.15
156
.5== 灵敏度校验：op
a K
sen
I n I K )2(min .= 要求灵敏度≥1.2 式中：--)
2(min .K I 主变高压侧母线金属性二相短路时流过保护的最小短路电流。

2.124.1425000
031.1100022500
15.16≥=⨯⨯⨯
=
sen K 12、2 发电机低电压元件
pu n U U v
gn
OP 6.06.0==
灵敏度校验：2.18.334200
)667
22(14.022000
6.02
)3(max
.≥=⨯⨯⨯=
=
K t v
op sen I X n U K
式中：：--)
3(max .K I 主变高压侧母线金属性三相短路时的最大短路电流。

t X ——主变电抗 12、3 发电机负序电压元件 pu n U U v
gn
op 07.007.02.==
灵敏度校验：5.12min
.2≥=
v
op sen n U U K
式中：m in .2U ——主变高压侧母线二相短路时，保护安装处的最小负序电压
12、4 动作时间：按大于升压变压器后备保护的动作时间整定，动作于全停。

暂取3.5S 。

12、5 定值清单
PHASE IOC2 FUNCTION:＂Enabled ＂ PHASE IOC2 SOURCE:＂SRC1＂ PHASE IOC2 PICKUP:＂1.031pu ＂ PHASE IOC2 DELAY: ＂0S ＂
PHASE IOC2 RESET:＂0.00S ＂ PHASE IOC2 BLOCK A :＂OFF ＂ PHASE IOC2 BLOCK B:＂OFF ＂ PHASE IOC2 BLOCK C :＂OFF ＂ PHASE IOC2 TARGET:＂Latched ＂ PHASE IOC2 EVENTS:＂Enabled PHASE UV1 FUNCTION:＂Enabled ＂ PHASE UV1 SOURCE:＂SRC1＂
PHASE UV1 MODE ：＂PHASE TO PHASE ＂ PHASE UV1 PICKUP:＂0.6pu ＂
PHASE UV1 CURVE: ＂DEFINITE TIME ＂ PHASE UV1 DELAY: ＂0.0S ＂
PHASE UV1 MINIUM VOLTAGE:＂0.1PU ＂ PHASE UV1 BLOCK :＂OFF ＂ PHASE UV1 TARGET:＂Latched ＂ PHASE UV1 EVENTS:＂Enabled ＂ FLEXELEMENTS 1
FUNCTION:＂Enabled ＂ NAME:＂U 2＂
INPUT PLUS:＂SRC1 U_2 Mag ＂ INPUT MINUS:＂OFF ＂ INPUT MODE:＂SIGNED ＂ COMPARE MODE:＂LEVEL ＂ DIRECTION TYPE:＂UNDER ＂ PICKUP:＂0.07PU ＂ HYSTERESIS:＂3.0%＂
DELTATUNITS:＂Milliseconds ＂ DELTAT:＂20＂
PICKUP DELAY:＂0.000＂ RESET DELAY:＂0.000＂ BLOCK:＂OFF ＂ TARGET:＂Latched ＂ EVENTS:＂Enabled ＂
TIMER3：
TYPE ：＂Second ＂
PICKUP DELAY:＂3.5S ＂ DROPOUT DELAY:＂0.000＂
13、发电机过电压保护
发电机出口PT 1YH 、2YH
3
1
.031.0322 G60—I 、G60—II
根据《导则》4.8.4，定子过电压定值根据发电机的允许过电压能力或定子绕组的绝缘状况决定。

选G60中PHASE OV1作为过电压保护元件。

经0.5S 延时动作于全停。

pu n U U v
gn
OP 3.13.1==
定值清单
PHASE OV1 FUNCTION:＂Enabled ＂ PHASE OV1 SOURCE:＂SRC1＂ PHASE OV1 PICKUP:＂1.3 pu ＂ PHASE OV1 DELAY: ＂0.5S ＂
PHASE OV1 RESET:＂0.00S ＂ PHASE OV1 BLOCK :＂OFF ＂ PHASE OV1 TARGET:＂Latched ＂ PHASE OV1 EVENTS:＂Enabled ＂
14、发电机出口断路器失灵保护
发电机中性点CT TA1 25000/5 星形接线 G60—I 发电机中性点CT TA2 25000/5 星形接线 G60—II
选G60中FLEXELEMENTS 2为发电机断路器失灵电流元件。

选G60中TIMER4、TIMER5为时间元件。

14.1动作电流按躲过发电机的额定电流整定。

A n K I K I a
r gn rel OP 156.55000
95.017495
4.1=⨯⨯=
=
折算至标么值为：pu I pickup 031.15
156
.5==
14.2 动作时间：取0.3S 。

14.3 定值清单
FLEXELEMENTS 2
FUNCTION:＂Enabled ＂ NAME:＂I ＂
INPUT PLUS:＂SRC1 I g Mag ＂ INPUT MINUS:＂OFF ＂ INPUT MODE:＂SIGNED ＂ COMPARE MODE:＂LEVEL ＂
DIRECTION TYPE:＂OVER ＂ PICKUP:＂1.031PU ＂ HYSTERESIS:＂3.0%＂
DELTATUNITS:＂Milliseconds ＂ DELTAT:＂20＂
PICKUP DELAY:＂0.000＂ RESET DELAY:＂0.000＂ BLOCK:＂OFF ＂ TARGET:＂Latched ＂ EVENTS:＂Enabled ＂ TIMER4：
TYPE ：＂Second ＂
PICKUP DELAY:＂0.3S ＂ DROPOUT DELAY:＂0.000＂ TIMER5：
TYPE ：＂Second ＂
PICKUP DELAY:＂0.3S ＂ DROPOUT DELAY:＂0.000＂
15、励磁变差动
励磁变压器高压侧CT TA33 300/5 星形接线 T60—I 励磁变压器高压侧CT TA34 300/5 星形接线 T60—II
励磁变压器低压侧CT TA37 6000/5 星形接线 T60—II 励磁变压器低压侧CT TA38 6000/5 星形接线 T60—I
励磁变差动保护由双斜率比例差动保护和差动速断保护组成，做为变压器内部故障的主保护，主要反应变压器油箱内部、套管和引出线的相间和接地短路故障，以及绕组的匝间短路故障。

该保护动作于全停方式。

15.1、基本侧的选择
15.1.1、计算各绕组的额定电流
I rated （1）=
A kV
KVA 82.1962237500=⨯ I rated （2）=
A V
KVA 8.518583537500=⨯
15.1.2、计算各绕组CT 的裕度
I margin （1）=
524.182.196300=A A I margin （2）=157.18.51856000=A
A
15.1.3、选择CT 裕度最小的绕组
W rel =2
15.2、比例差动
选励磁变T60中Percent Differential 为励磁变差动保护中的比例差动元件。

动作特性如图所示。

15.2.1、最小动作电流（MINIMUM PICKUP ）
依据《导则》5.1.3.3，最小动作电流应大于变压器额定负载时的不平衡电流，即
()()a N a N a N er rel op n I n I n I m U K K I 105.005.002.05.1min .=++⨯=∆+∆+=
在工程实用整定计算中可选取m in .op I =（0.2~0.5）a N n I 。

一般工程宜采用不小于0.3a N n I ，考虑励磁变采用了完全差动，不平衡电流不大，因此取最小启动电流为0.3倍变压器额定电流即能满足要求。

则
A n I I a N op 984.082.1963.03.0min .=⨯==
折算到基本侧 A I K I op ph base op 296.1984.0317.1min ..min .=⨯== 式中：rel K —可靠系数， 一般取1.3~1.5，此处取1.5。

er K —电流互感器的比误差，5P20型0.01×2；
ΔU —变压器调压引起的误差，取调压范围中偏离额定值的最大值（百分值）。

取0.05。

Δm —CT 变比未匹配产生的误差，由于用软件平衡，取0。

ph K —平衡系数。

317.1835
.0600022
300=⨯⨯=
ph K
表示为pu 值为 pu CT I I base op op 259.05
296
.1sec
.min .min .==
=
取 MINIMUM PICKUP =0.259pu 15.2.2、斜率1（SLOPE1）
根据T60说明书5.5.4，斜率1应大于非周期分量引起的CT 误差产生的不平衡电流。

3.01.00.10.25.11=⨯⨯⨯==er cc ap rel K K K K S
式中：ap K ——非周期分量系数，两侧同为P 级电流互感器取1.5~2.0，取2.0；
cc K ——电流互感器的同型系数，K cc =1.0； er K ——电流互感器的比误差，取0.1。

又依据《导则》，制动电流小于0.8~1.0倍额定电流时，差动保护不必具有制动特性。

因此取第一斜率为0.3。

即 SLOPE1=30% 15.2.3、拐点1（BREAK1）
根据T60说明书5.5.4，拐点1应小于由于直流分量和剩磁引起CT 饱和的电流值。

为使变压器绕组内部故障获得较高的灵敏度，希望当制动电流小于2.5~3倍变压器额定电流时，制动量不要增加太快，因此取拐点1为2.5倍变压器额定电流。

即 A n I I a N res 2.86082.1965.25.21.=⨯==
折算到基本侧 A I K I res ph base res 8.102.8317.11..1.=⨯== 但由于继电器取值范围的限制，取最大值 BREAK1=2.0 pu 15.2.4、拐点2（BREAK2）
根据T60说明书5.5.4，拐点2是第二斜率的起点，应小于仅由交流分量引起CT 饱和的电流值。

因保护用CT 为5P20，20倍额定电流时误差不超过5%，而变压器低压侧短路时，高压侧电流为CT 额定电流的10.3倍，变压器额定电流的15.7倍。

为使绕组内部短路获得较高的灵敏度，区外故障有足够的制动电流，因此取5倍变压器额定电流为拐点2对应的电流值。

即 A n I I a N res 4.166082.1960.50.52.=⨯==
折算到基本侧 pu A I K I res ph base res 32.46.214.16317.12..2.==⨯== 取 BREAK2=4.32pu 15.2.5、斜率2（SLOPE2）
根据T60说明书5.5.4，斜率2应大于最严重外部故障（即一侧CT 饱和，另一侧未饱和）情况下产生的斜率，此值可高达95%~98%。

考虑电厂实际情况，最大外部短路电流仅。