1号主变定值计算书

发表时间:2020/6/3   来源:《中国电业》2020年4期   作者:胡泳
[导读] 本文针对型号为PRS-778的1#主变差动定值计算展开了精准的分析,
         摘要:本文针对型号为PRS-778的1#主变差动定值计算展开了精准的分析,其中计算导则中的有关规定包括:比率差动启动电流、比率差动制动系数K2、二次谐波制动系数、差动速断电流计算。还分析了型号为ISA-388G的1#主变高压侧后备保护部分定值计算(300/5),其中包括:相电流越限电流定值计算、复合电压过流保护计算、零序过流保护计算,希望为更多的业内人士提供有价值的借鉴与参考。
         关键词:定值计算;计算导则;电流计算
        
        
         一、1#主变差动定值计算:(型号PRS-778)
         按现1#主变差动运行情况。现高压侧分接开关位置在3档,电压121000V,容量:50000KVA,电压121000V,高压侧CT变比300/5,以高压侧为基准侧。
         高压侧额定电流:50000/[121×1.732×(300/5)]=3.976A
         参照厂家保护装置说明书相关规定及DL/T684-2012大型发电机变压器保护整定计算导则中相关规定。
         1.1比率差动启动电流
         最小动作电流整定原则为:按躲过正常变压器额定负载时的最大不平衡电流整定,即:
         Icdqd=Krel×(Ker+ΔU+Δm)Ie式中
         Icdqd---为差动保护最小动作电流;
         Ie-----变压器基准侧二次额定电流;(高压侧二次额定电流:3.976A)
         Krel---可靠系数,取1.3-1.5;(取1.5)
         Ker---电流互感器的比误差,(10P型取0.03×2,5P型和TP型取0.01×2);(取0.03×2)
         ΔU---为变压器调差引起的误差,取调差范围中偏离额定值的最大值(百分值)(2×2.5%,取0.05);
         Δm---由于电流互感器变比未完全匹配产生的误差,取0.05;(取0.05)
         Icdqd=1.5×(0.03×2+0.05+0.05)×3.976=0.95A
         按保护装置说明书注明:由于Y→△转换原因,在定值整定计算时,所有的差动电流及制动电流定值均需乘以1.732.0.95×1.732=1.65A
         比率差动启动电流定值:1.65A。
         1.2比率差动制动系数K2
         计算导则中计算制动系数Kres的计算公式:
         Kres=Krel×(KapKccKer+ΔU+Δm)
         Krel---可靠系数,取1.3-1.5;(取1.5)
         Kap---非周期分量系数,取1.5-2.0;(取2.0)
         Kcc---互感器同型号系数,同型号取0.5,不同型号取1;(不同型号取1)
         Ker---电流互感器的比误差,取0.1;(取0.1)
         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)(变压器电压12100±2×2.5%/10500V±2×2.5%,取5%)
         Δm---由于电流互感器变比未完全匹配产生的误差,取0.05;(取0.05)
         Kres=1.5×(2.0×1×0.1+0.05+0.05)=0.45
         即比率差动制动系数K2取0.5。(取整数)
         1.3二次谐波制动系数
         计算导则规定,二次谐波制动系数的整定,利用二次谐波制动来防止励磁涌流误动的纵差保护中,整定值指差动电流中的二次谐波分量与基波分量的比值,通常称这一比值为二次谐波制动系数。根据经验,二次谐波制动系数可整定为15%~20%。一般推荐为15%。我们按推荐,取15%。即二次谐波制动系数0.15。
         1.4差动速断电流计算
         (1)、高压侧额定电流:50000/[121×1.732×(300/5)]=3.976A
         (2)、计算导则规定,差动速断电流应按躲过变压器可能产生的最大励磁涌流或外部最大不平衡电流整定一般取
         Iop=K×Ie
         Iop---差动速断保护的动作电流;
         Ie-----变压器基准侧二次额定电流;(高压侧二次额定电流:3.976A)
         K---倍数,视变压器容量和系统电抗大小,K值推荐:40000kVA~1200000kVA变压器K值3~6
         按保护装置说明书注明:由于Y→△转换原因,在定值整定计算时,所有的差动电流及制动电流定值均需乘以1.732。1号主变受外部冲击引起的电流速断动作情况较少,考虑与2号主变取值一致,现差动速断保护按K取4.5倍额定电流进行整定即:
         Iop=4.5×3.976×1.732=30.99A。
         即差动速断定值:30.99A。
         二、1#主变高压侧后备保护部分定值计算(300/5):型号ISA-388G
         2.1相电流越限电流定值计算
         根据保护装置说明书规定,相电流越限电流定值的整定应躲过最大负荷电流值(防止不必要的频繁记录),按高压侧额定电流:50000/[121×1.732×(300/5)]=4.0A整定,即相电流越限电流定值4.0A。


         2.2复合电压过流保护计算
         a)计算导则规定,对于发电厂的升压变压器,当电压互感器取自发电机侧时,还应考虑躲过发电机失磁运行时出现的低电压,取
         UOP=(0.6~0.7)Un
         UOP—复压闭锁低压定值
         Un—电压互感器额定二次额定相间电压(电压互感器变比100)
         (0.6~0.7)取0.7
         UOP=0.7×100=70V即复压闭锁低压定值70.0V
         b)负序电压继电器的动作电压整定计算,负序电压继电器应按躲过正常运行时出现的不平衡电压整定,不平衡电压值可通过实测确定,无实测值时,如果装置的负序电压定值为相间电压时取
         UOP,2=(0.06~0.08)Un
         UOP,2--复压闭锁负序电压定值
         (0.06~0.08)取0.08
         Un—电压互感器额定二次额定相间电压(电压互感器变比100)
         UOP,2=0.08×100=8V即复压闭锁负序电压定值8.0V
         c)计算导则规定,复合电压启动的过电流保护适用于升压变压器、系统联络变压器和过电流保护不能满足灵敏要求的降压变压器,电流继电器的整定计算。电流继电器的动作电流按躲过变压器额定电流整定,即
         Iop=Ie×Krel/Kr
         Krel---可靠系数,取1.2~1.3(取1.2);
         Kr---返回系数,0.85~0.95;(取0.95)
         Ie—根据各侧额定容量计算出的对应额定电流(主变高压侧额定电流为:高压侧额定电流:50000/[121×1.732×(300/5)]=3.976AIalarm=3.976×1.2/0.95=5.02A。主变高后备Ⅰ段复压过流动作值:5.02A。
         d)计算导则规定,当相间后备保护不带方向时,可以按
         t1=t0+Δt
         t0—为与之配合的线路保护动作时间(181DL,183DL过流II段时限3.4S)
         Δt—为时间级差取0.4S
         t1=3.4+0.4=3.8S即主变高压侧Ⅰ段复压过流时限3.8S。
         动作后果跳一号机组出口断路器910DL、二号机组出口断路器920DL、三号机组出口断路器930DL、一号厂变高压侧断路器951DL、二号厂变高压侧断路器952DL、一号主变高压侧断路器110DL;
         e)II段及III段复压闭锁过流保护没有投入,电流值及时限放最大值,即电流99.99A,时限99.99S。
         2.3零序过流保护计算
         a)零序无压元件电压定值整定
         按保护装置说明书注明,中性点零序过流保护均加装有零序无压闭锁环节,零序电压定值整定为0V时等同于退出零序无压闭锁,为了可靠性,取值为零序过压值的1/10.(参照高压侧零序过压保护定值180V)即零序无压元件电压定值18.0V。
         b)I段零序过流计算
         原定值为15.45A,0.5S,计算导则规定,I段零序过流继电器的保护动作电流应与对应配合的零序过流保护第I或第II段或快速主保护相配合,计算式:
         Iop,0,I=Krel×Kbr,l×Iop,0,II
         Iop,0,I---I段零序保护动作电流;
         Krel----可靠系数取1.1
         Kbr,l---零序电流分支系数,取各种运行方式的最大值;(取1)
         Iop,0,II---与之相配合的零序过电流保护相关段动作电流值;(由于昭江I、II线昭平侧出线开关零序I段电流定值很大,考虑与110kV出线181、183开关零序Ⅱ段(20.73A,0.3秒)配合)
         Iop,0,I=Krel×Kbr,l×Iop,0,II=1.1×1.0×20.73=22.8A即主变高后备I段零序过流定值:22.8A
         t1=t0+Δt
         t0—为与之配合的线路保护动作时间(181DL,183DL零序II段时限0.3S)
         Δt—为时间级差取0.4S
         t1=0.3+0.4=0.7S即主变高后备I段零序过流时限0.7S。
         动作后果跳110KVI、II段母线联络断路器185DL;
         c)Ⅱ段零序过流定值计算
         原定值为15.45A,1.0S
         I、Ⅱ段零序过流配置为不同时限的I段,即Ⅱ段零序过流动作电流值为I段零序过流值:22.8A,即主变高后备II段零序过流定值:22.8A
         时限为I段零序过流值增加个时间级别:0.7+0.4=1.1S即主变高后备II段零序过流时限1.1S。
         动作后果跳一号机组出口断路器910DL、二号机组出口断路器920DL、三号机组出口断路器930DL、一号厂变高压侧断路器951DL、二号厂变高压侧断路器952DL、一号主变高压侧断路器110DL;
         d)III段零序过流定值计算
         III、IV段为不同时限的II段。按计算导则规定,II段零序过流继电器的保护动作电流应与对应配合的零序过流保护的后备段相配合,即:
         Iop,0,II=Krel×Kbr,l×Iop,0,III
         Iop,0,II---II段零序保护动作电流;
         Krel----可靠系数取1.1
         Kbr,l---零序电流分支系数,取各种运行方式的最大值;(取1)
         Iop,0,III---与之相配合的零序过电流保护后备段动作电流值(与110kV出线181、183开关零序IV段(1.3A,1.8秒)配合)
         Iop,0,I=Krel×Kbr,l×Iop,0,II=1.1×1.0×1.3=1.43A即主变高后备III段零序过流定值:1.43A
         t1=t0+Δt
         t0—为与之配合的线路保护动作时间(181DL,183DL零序IV段时限1.8S)
         Δt—为时间级差取0.4S
         t1=1.8+0.4=2.2S即主变高后备III段零序过流时限2.2S。
         动作后果跳110KVI、II段母线联络断路器185DL;
         e)IV段零序过流定值计算
         III、IV段为不同时限的II段。即IV段零序过流动作电流值为III段零序过流值:1.43A,即主变高后备IV段零序过流定值:1.43A
         时限为III段零序过流值增加个时间级别:2.2+0.4=2.6S即主变高后备IV段零序过流时限2.6S。
         动作后果跳一号机组出口断路器910DL、二号机组出口断路器920DL、三号机组出口断路器930DL、一号厂变高压侧断路器951DL、二号厂变高压侧断路器952DL、一号主变高压侧断路器110DL;
         结束语:
         本次保护定值计算各计算公式及系数参照《DL/T684-2012大型发电机变压器保护整定计算导则》及保护装置厂家说明书相关内容。
         参考文献:
         [1]毕兆东,王宁,夏彦辉,刘蔚,刘一民,徐彭亮.基于动态短路电流计算的继电保护定值在线校核系统[J].电力系统自动化,2012,36(07):81-85.
         [2]王艳玲,梁立凯,韩学山,王孟夏,王明强.计及动态热定值的配电网可靠性分析[J].中国电机工程学报,2017,37(05):1410-1417。
        
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