后石电厂600mw机组部分继电保护整定

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1、后石电厂600MW机组部分继电保护整定摘要：本文针对后石电厂工程（6*600MVAR时，延时0.4秒跳闸。　　64G2[型号RAGEK]：发电机100%定子接地保护。动作于发信。　　本保护为ABB公司生产的集成电路保护，由三个电压继电器组成，27N3为三次谐波低电压继电器，59N为基波过电压继电器，电压监视继电器用来在机组停役时退出本保护。国内常见的发电机100%定子接地保护，采用比较发电机中性点和机端的三次谐波电压的大小来判别是否在发电机中性点处发生接地故障[1]。本保护27N3所接的电压取自发电机中性点接地变压器二次

2、侧，变比为23KV/190V，它判别发电机中性点的三次谐波电压的大小，在∣UN3∣<UDZ时动作，其理论依据如下：　　由于发电机气隙磁通密度的非正弦分布和铁磁饱和的影响，在定子绕组中感应的电势除基波分量外，还含有高次谐波分量，每台发电机总有约百分之几的三次谐波电势，以E3表示；发电机的对地电容可等效地集中发电机中性点N和机端S,每端为0.5Cin，则要求UDZ≤UN3Min。图四：发电机的等值电路　　对于本电厂，经测量#1发电机的对地电容Cin=0.5%UE,在发电机满载时，其三次谐波电压U3Max=1.4%UE,

3、UE为发电机额定电压。　　根据以上参数进行阻抗计算，1/2Cin=∣ZN∣*U3Min/(∣ZN+XCL∣)=1195*0.5%UE/2040=0.293%UE。　　取两倍的可靠系数，则本保护的动作值(二次值)为：UDZ=0.5*0.293%UE/NPT=0.1465%*（23KV/√3)*190/23KV=0.161V,故取整定值UDZ=0.2V。根据UDZ=0.2V，对应的三次谐波电压一次值为0.2*23KV/190=0.1823%UE；本继电器的基波制动系数为80，则该三次谐波电压值对应的基波分量小于0.1823%

4、UE*80=14.6%UE。因此27N3继电器保护85.4∽100%范围内定子绕组发生的接地故障。　　在发电机满载时，其中性点的三次谐波电压为UN3Max=∣ZN∣*U3Max/(∣ZN+XCL∣)=1195*1.4%UE/2040=0.82%UE，设在距离中性点X处发生接地故障，27N3继电器感受的电压为UN3=XUE*1.4%/NPT=0.2V,得X=0.2*√3/(190*1.4%)=13.0。　　从以上计算可知，发电机满载时，本继电器保护87∽100%范围内定子绕组发生的接地故障。　　电压监视继电器所接的电压取自

5、机端PT，整定90%的发电机额定电压，在测量电压低于90%发电机额定电压，并延续4秒后，将100%定子接地保护退出。　　78G1[型号GSY51A]：发电机失步保护（偏移阻抗圆）。动作于全停。　　78G2[型号CEX57E]：发电机失步保护（直线方向阻抗阻）。动作于全停。　　50N[型号PJC11AV]：主变中性点零序过流继电器（用于闭锁发电机失步保护）。　　发电机的失步保护采用经典的阻抗圆（带偏移特性）、两条阻挡线组成，对于本电厂的发电机组，在2000年最大运行方式下，归算到23KV电压等级，系统的等值阻抗为0.127

6、065欧，变压器的阻抗为0.0987欧，发电机的直轴暂态电抗为0.213欧，从以上参数可知，在系统发生振荡时，振荡中心往往落在发变组内部，使机端电压大幅度波动，厂用机械难以稳定运行，可能造成停机、停炉或炉膛爆炸，同时振荡电流在较长时间内反复出现，使发电机的大轴遭受周期性的振荡扭矩，可能使大轴扭伤或缩短运行寿命[1]。图五：失步保护工作原理本保护为GE公司生产的集成电路保护，由GSY51A,CEX57E,PJC11AV三个继电器组成，其中CEX57E继电器构成直线方向阻抗特性，GSY51A继电器构成偏移阻抗圆特性，PJC1

7、1AV继电器起零序闭锁作用，对失步保护的要求是及时检测出非稳定振荡故障，保护可靠动作，在短路及稳定振荡时应不动作。为准确地应用本继电器，需要了解以下的参数：发电机的失步特性，发电机的最大滑差系数，本系统的最快振荡周期等特性和振荡电流水平。其动作特性分析如图五可知：　　正常运行发电机工作点为S1（S2）,短路后阻抗向量末端为D,短路后阻抗跃变轨迹为1，不会使失步保护误动，曲线2为稳定振荡的阻抗轨迹，虽然进入GSY51A继电器动作圆内，但即退出圆外，不会使失步保护误动。在高压系统一点接地发展到两点接地，其阻抗变化轨迹为由G1

8、到G2点的轨迹4，可能使失步保护误动，为此在主变高压侧中性点接有一个反映接地故障的零序过流继电器50N，当发生接地故障时，50N瞬时动作，将失步保护出口回路断开，起到闭锁失步保护的作用(该保护定值按偏移圆阻抗特性的末端发生接地故障有灵敏度整定)。CEX57E继电器是一种具有欧姆单元特性的高速感应杯式元件，其两条动作特