发电机负序过负荷保护原理与整定.doc
发电机负序过负荷保护原理与整定浙江旺能环保股份有限公司 作者：周玉彩一、发电机负序过负荷保护的原理发电机不对称故障和不对称运行时，负序电流引起发电机转子表层过热超过规定值的限度对转子就遭受损伤。因此发电机承受负序电流的能力，就构成和整定负序电流保护的依据，此保护可兼作系统不对称故障的后备保护。该保护由负序过负荷定时限信号和反时限负序过负荷两部分组成。负序过负荷定时限信号按发电机长期允许的负序电流下能可靠返回的条件整定。反时限负序过负荷由发电机转子表层允许的负序过流能力确定。发电机短时承受负序过电流倍数与允许持续时间的关系式为：式中：为发电机负序电流标么值；为发电机长期允许负序电流标么值；为转子表层承受负序电流能力的时间常数。保护的特性曲线保护的特性曲线见图1：图 1特性曲线二、发电机负序过负荷保护逻辑框图2(WFB-800A微机型发电机变压器组成套保护装置)图2 发电机负序过负荷保护逻辑框图三、发电机负序过负荷保护的整定方法保护由定时限负序过负荷和反时限负序过负荷两部分组成。发电机负序过负荷启动条件当发电机负序电流大于反时限启动整定值时，启动元件动作。1、负序定时限启动电流负序定时限过负荷按发电机长期允许的负序电流下能可靠返回的条件整定式中：为可靠系数，取1.05；为返回系数，取0.850.95；发电机长期允许的负序电流标么值；为发电机一次额定电流；为电流互感器变比。2、负序定时限延时保护延时按躲过后备保护的最大延时整定。3、负序反时限特性反时限负序过负荷由发电机转子表层允许的负序过流能力确定。发电机短时承受负序过电流倍数与允许持续时间的关系式为：式中：为发电机负序电流标么值；为发电机长期允许负序电流标么值；A为转子表层承受负序电流能力的时间常数。4、负序反时限下限启动电流反时限启动电流值，一般按延时1000s（反时限延时下限整定值）对应的动作电流整定： 5、负序反时限延时上限反时限上限设保护最小延时，便于与快速保护配合。反时限延时上限电流按机端两相金属性短路条件整定：式中：为饱和系数，取0.8；为变压器电抗，取，标么值；为发电机一次额定电流；为电流互感器变比；，为发电机次暂态电抗(非饱和值)，标么值。当短路电流小于时，保护按反时限动作特性动作。保护不考虑在灵敏度和动作时限方面与其它相间短路保护的配合。四、发电机负序过负荷保护的整定实例已知：发电机额定容量为135MW，发电机额定电流为6645A，中性点侧TA变比8000/5，转子表面负序电流常数取10，保护采用WFB-800A。计算发电机负序过负荷保护的整定值：1、负序定时限启动电流1.1负序定时限过负荷按发电机长期允许的负序电流下能可靠返回的条件整定: =1.2×0.08×4.153/0.9=0.44A 取0.5A式中:Krel可靠系数取1.2； Kr返回系数取0.9；I2发电机长期允许的负序电流标幺值；Ign发电机额定电流(二次值)。1.2保护时限：按躲过后备保护的最大延时整定,t=5s动作于信号。2、负序反时限特性2.1反时限负序过负荷由发电机转子表层允许的负序过流能力确定。发电机短时承受负序过电流倍数与允许持续时间的关系式为：持续运行允许负序电流I2:Sgn350MVA, I2=0.08；A取: Sgn350MVA,A=10s；2.2负序反时限延时上限反时限上限设保护最小延时，便于与快速保护配合。反时限延时上限电流按机端两相金属性短路条件整定：=6645/(0.8×0.214+0.1969+2×0.1325)×1600=6645/0.6331×1600=6.56式中；X,d，X2为发电机的次暂态电抗(不饱和值)及负序电抗(不饱和值)标幺值；Ksat为饱和系数取0.8；Xt为主变短路电抗；反时限上限延时定值整定: 保护上限设最小延时定值，可按躲过线路速动保护整定，取1s。3、负序反时限下限启动电流3.1反时限启动电流值，一般按延时1000s（反时限延时下限整定值）对应的动作电流整定： =0.128 下限启动电流：×In=4.153×0.128=0.531A3.3长期运行允许值I2/In=8%I2=8%×4.153=0.33A 取I2=0.3A五、WFB-800A微机型发电机电气量保护定值清单表1发电机负序过负荷定值1定时限投退0，1 1：投入2反时限投退0，1 1：投入3负序发热常数0.00100.00 104定时限启动电流0.1050.00A 5A5定时限延时0.10s100.00s 5s6反时限启动电流0.1050.00A 0.53A7反时限延时上限0.10s100.00s 1s8反时限延时下限10.00s3000.0s 1000s9长期运行允许值0.105.00A0.3A
