桐柏发电机负序过电流保护整定原则

桐柏发电机负序过电流保护整定原则:

1 . 产生发电机负序电流原因及数值分析

(1) 系统内非本厂500kV线路远区外不对称故障(断线, 不对称短路等)一般数值较小,时间可能较长,也可能不长, 发电机负序过电流保护即使起动,但绝对不能出口动作,因此发电机负序过电流保护应躲过非本厂500kV线路远区外不对称故障.

(2) 与发电机主变压器相联的500kV线路不对称故障(断线, 不对称短路等)及单相重合闸动作等, 发电机可能出现较大负序电流,如出口不对称短路时,最大负序电流I2.max=1.55I g.n, 最小负序电流I2.min=0.78I g.n,当一台机满载运行500kV线路单相重合闸动作时I2.min=0.66I g.n,

(3) 出现负序电流持续时间分析,

1) 与发电机主变压器相联的500kV线路不对称短路,负序电流较大,线路主保护正确动作时,持续时间不超过0.5s,如考虑单相接地保护动作及重合闸过程, 出现负序电流持续时间,正常不超过1.2 s.此时发电机负序过电流保护不应出口动作(发电机负序过电流保护可能起动,所以整定起动电流未躲过线路出口故障时,其最小动作时间应>1.2 s).

2) 500kV线路不对称短路,如主保护拒动作,由500kV线路II段接地距离保护动作,持续时间为2s,当III段接地距离保护动作,持续时间为2.8s,发电机负序过电流保护应考虑缩小故障区,首先应考虑由负序过电流保护一段动作,跳桥开关,这样在桥的一侧仍有较大负序电流,另一侧只有很小的负序电流,此时故障线路侧,由线路后备保护动作,或由发电机负序过电流保护动作,切断故障500kV线路断路器,和跳闸停机,其结果是相同的,所以只要500kV 断开桥开关后, 发电机负序过电流保护和500kV线路后备保护,可不必考虑选择性.

2. 对于单元机组, 发电机负序过电流保护动作出口时,跳停单元机组,如果500kV线路不对短路故障,线主路保护和线路III段后备保护均拒动时,则同一厂发电机负序过电流保护动作出口,必跳全部机组.

3. 桐柏厂500kV为桥接线,

两台发电机主变压器共用一台线路断路器,发电机负序过电流保护有

(1) 小定值报警发信号段.

(2) 负序过电流定时限一段(低定值段).

(3) 负序过电流定时限二段(高定值段).

(4) 负序过电流反时限段.

2. 桐柏厂发电机负序过电流保护ELIN公司原整定值与跳闸方式存在问题

(1) 负序过电流定时限一段(低定值段).整定值11%,2s,跳500kV桥开关(不跳闸停机),未切断故障,目的仅是为了缩小故障范围,由后阶段保护选择切除故障.

(2) 小负序电流,由负序过电流反时限段动作切除故障.起动值为9%,τ=2880s,跳发电机开关,灭磁,电气停机1,跳SFC,开放失灵.

(3) 较大负序电流,由负序过电流定时限二段(高定值段). 整定值13.5%,1s, 跳桥开关,线路开关1, 跳发电机开关,灭磁,电气停机1,跳SFC,开放失灵, 跳相邻发电机开关, 相邻发电机灭磁, 相邻发电机电气停机1, 开放失灵,起动失灵闭锁重合闸(全停跳闸).

(4) 由以上原整定值分析知, 负序过电流定时限一段(低定值段).整定值11%,2s,滞后于较大负序电流由负序过电流定时限二段(高定值段)整定值13.5%,1s动作,所以未达到先跳桥开关, 缩小故障范围,由后阶段保护选择切除故障的目的(即一段还未出口动作,已经全停),这明显不合理.

3. 桐柏厂发电机负序过电流保护整定值与跳闸方式改进思路

(1) 出现不正常小负序电流,首先由小定值报警发信号段动作.

(2) 负序过电流定时限一段(低定值段)以较短时间.动作后跳500kV桥开关, 缩小故障范

围,但并未切断故障.然后由后阶段保护选择切除故障.

(3) 小负序电流由负序过电流反时限段,起动值为9%,和大负序电流由负序过电流定时限二段(高定值段).动作于全停.因为此时#1,2机负序过电流反时限段或负序过电流定时限二段(高定值段) 无选择性的同时动作.但和#3,4机反时限段或负序过电流定时限二段(高定值段) 能选择性的动作.由以上分析得出以下整定计算.

4. 整定计算

(1) 负序电流定时限告警段:

1) 一段(告警段)动作值,根据系统实际情况,正常负序电流极小,不超过5% I g.n ,于是 取0.08 I g.n =0.08×0.67=0.053A=0.05 pu=5%

2) 一段(告警段)延时 5s ,

3) 动作于信号

(2) 负序过电流定时限一段(低定值段).

1) 动作电流, 根据系统实际情况, 正常负序电流极小,当超过9% I g.n ,则说明系统已存在不正常,此时二回500kV 线路同时运行, 如断开桥开关,并不影响系统和机组安全运行,所以可取较小的动作电流整定值, I 2opI =11% I g.n =0.11×0.067=0.074A 取0.08A=8pu=8%,

2) 动作时间,应和单相重合闸时间配合计算t 2op.I =1+0.5=1.5s,比负序过电流定时限二段(高定值段)至少小0.5s,

3) 动作于断开桥开关.(应避免一条500kV 线路带4台发电机运行)

(3) 负序过电流定时限二段(高定值段).

1) 动作电流整定值,由于线路末端两相短路时最小动作电流约为I 2.min =0.78I g.n ,按此时有足够灵敏度计算,取0.78 I g.n /2.0=0.26A=0.26pu,

2) 动作时间整定值t 2op.II =1.5+0.5=2s,

3) 动作跳桥开关,线路开关1, 跳发电机开关,灭磁,电气停机1,跳SFC,开放失灵, 跳相邻发电机开关, 相邻发电机灭磁, 相邻发电机电气停机1, 开放失灵,起动失灵闭锁重合闸, 总跳闸信号,起动录波.

(4) ELIN 公司负序过电流反时限段,起动值为9%,τ=2880s,

ELIN 公司提供发电机允许负序电流时间特性为82分, ELIN 公司整定负序过电流反时限段. 9%,τ=2880s,按此值计算,

1) 线路出口两相短路I 2.min =1.55I g.n , 反时限段动作时间为

2.22222.2ln *∞

**-=I I I t al τ=1)09.0/55.1()09.0/55.1(ln 288022-=9.76s 2) 负序过电流定时限二段(高定值段)动作时, I 2.min =0.39I g.n ,反时限段动作时间,为 2.22222.2ln *∞

**-=I I I t al τ=1)09.0/39.0()09.0/39.0(ln 288022-=157.6s 3) 当I 2.min =0.15I g.n , 反时限段动作时间为

2.22222.2ln *∞

**-=I I I t al τ=28801)09.0/15.0()09.0/15.0(ln 22

-=1285s

4)发电机端两相短路I 2.min =2.6I g.n , 反时限段动作时间为

2.22222.2ln *∞**-=I I I t al

τ=28801)09.0/6.2()09.0/6.2(ln 22-=3.45s