畢業(yè)設計說明書300MW發(fā)電機—變壓器組保護配置與整定計算學生姓名：班級學號：繼保031206030125院、系、部：電力工程學院專業(yè)：電氣工程及其自動化（繼電保護）指導教師：合作指導教師：2007年06月南京摘要大型發(fā)變組在電力系統(tǒng)中占據著極其重要的地位，一旦其發(fā)生故障導致系統(tǒng)崩潰，將造成難以估量的損失，所以其保護的整定工作極其嚴格。本次畢業(yè)設計將對300MW發(fā)電機組自動裝置進行整定計算。主要工作為：針對300MW發(fā)電機組的特點，運用所學的知識給其配置合適的繼電保護裝置，并通過相關文獻中給出的整定計算公式，對所配置的保護裝置進行相應的整定計算，確定其運行參數(shù)(給出定值)。本次設計利用南瑞公司的RCS-985進行整定計算。完成定值計算后，還應進行相應的靈敏度校驗，使其符合要求。關鍵詞：300MW發(fā)變組，電力系統(tǒng)，RCS-985保護裝置，整定計算Abstract:Thelargeturbine-generatorandtransformersetstakeagreatplaceinpowersystem.Whentherearefaultsinthemthepowersystemwillbreakdown,andagreatlosswilltakeplace.Andtherelayprotectionmustbeextremelyprecise.Thispaperpresentsarelaycalculationof300MWturbine-generatorunits.Theprimaryworkareschemeappropriaterelayprotectionsuitto300MWturbine-generatorandtransformersetswiththeknowledgeofelectricityandtherelayprotectioniscalculatedinthispaperusingformulasindocumentsIstudied,inordertoensurerunparameters.

ThecalculationinthispaperisusedthedeviceofRCS-985relayproductbyNARIcompany.Thesenseisalsocheckedtomakesureitiseligible.Keywords:300MWturbine-generatorandtransformersets,electricpowersystem,RCS-985relaydevice,calculation

目錄摘要 IAbstract I目錄 II緒論 11發(fā)變組保護概述 21.1發(fā)變組保護的發(fā)展過程 21.2300MW發(fā)變組保護有何特點 21.3保護雙重化的理解 31.4微機型發(fā)變組保護裝置 41.5本次設計構思 52發(fā)變組的主要幾種保護的原理及整定導則 12.1發(fā)電機差動保護 12.2主變差動保護或發(fā)變組差動保護 32.3發(fā)電機定子繞組匝間短路保護 42.4發(fā)電機定子接地保護 62.5發(fā)電機失磁保護 72.6發(fā)電機失步保護 102.7發(fā)電機轉子回路接地保護 112.8轉子表層負序過負荷保護 122.9發(fā)變組后備保護 142.10發(fā)電機逆功率保護 152.11定子對稱過負荷保護，勵磁過負荷保護 163發(fā)變組整定計算 173.1參數(shù)確定 173.2發(fā)電機縱差動保護整定計算 253.3發(fā)變組差動和主變縱差動保護整定計算 273.4發(fā)電機匝間短路保護整定計算 303.5發(fā)電機定子繞組接地保護整定計算 313.6轉子接地保護整定 323.7定子繞組對稱過負荷保護整定計算 323.8勵磁過負荷保護整定計算 333.9轉子表層負序過負荷保護整定計算 343.10發(fā)電機失磁保護整定計算 353.11發(fā)電機失步保護整定計算 373.12發(fā)電機逆功率保護整定計算 393.13發(fā)電機定子過電壓保護整定計算 403.14發(fā)變組復合電壓過流保護整定計算 413.15主變壓器過負荷保護整定計算 423.16主變零序后備保護整定計算 433.17高壓廠主變壓器差動保護整定計算 443.18高壓廠用變壓器高壓側復合電壓過流保護整定計算 463.19高壓廠用變壓器零序過流保護整定計算 473.20勵磁變差動保護整定計算 474畢業(yè)設計總結 50謝辭 51參考文獻 51附錄1：英語翻譯原文及譯文 52（1）翻譯 52（2）翻譯原文 58附錄2相關短路電流計算書 65短路電流使用到的阻抗標幺值說明 651K1點三相短路(歸算為230kV側) 662K2發(fā)生三相短路短路電流（歸算至20kV側） 673K3點發(fā)生三相短路(歸算至6.3kV) 704K1發(fā)生接地短路流向主變壓器中性點的零序電流計算 725K4點接地短路流過線路SL的零序電流計算 786發(fā)生在高壓廠用變低壓側一300米出線末端接地短路（K5點） 857K6點發(fā)生三相短路（歸算勵磁變低壓側） 86緒論大機組發(fā)變組的保護裝置是電力系統(tǒng)最重要的電力裝置之一。發(fā)變組的選型，配置，設備狀況整定，校驗等關系到電廠機組的安全穩(wěn)定運行，其責任重大，技術性強，要求極為嚴格。300MW機組恰好屬于大容量機組，在配置和整定300MW機組的保護時，在考慮大容量發(fā)電機—變壓器組的繼電保護整體配置時，應強調最大限度地保證機組安全和最大限度地縮小故障破壞范圍，盡可能避免不必要的突然停機，對某些異常工況采用自動處理裝置，特別要避免保護裝置誤動和拒動。所以不僅要求有可靠性高、靈敏性和選擇性強、快速性好的保護繼電器，還要求在繼電保護的整體配置上盡量做到完善、合理，并力求避免繁瑣、復雜。發(fā)電機變壓器繼電保護整定計算的主要任務是：在工程設計階段保護裝置選型時，通過整定計算，確定保護裝置的技術規(guī)范；對現(xiàn)場實際應用的保護裝置，通過整定計算，確定其運行參數(shù)(給出定值)。從而使繼電保護裝置正確地發(fā)揮作用，保障電氣設備的安全，維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。所以在整定計算過程中盡量規(guī)范保護的選型，嚴格進行短路電流計算，校驗保護，縮短保護死區(qū)。隨著微機技術的發(fā)展，微機保護也在發(fā)變組保護中占據了統(tǒng)治地位。本設計書是針對一部300MW發(fā)電機-變壓器組的主設備，即發(fā)變組，利用南瑞公司的RCS-985進行保護的配置和整定計算。RCS－985微機發(fā)電機變壓器組成套保護裝置是根據國家電力公司科學技術項目合同研制的一套發(fā)變組微機型保護裝置。由于RCS-985微機保護裝置還包括高廠變及勵磁變保護，故整定計算包括高廠變及勵磁變保護。而非電量保護則由RCS974來完成。通過本次畢業(yè)設計，可以全面運用所學的電力方面的理論基礎、專業(yè)知識和基本技能，對300MW發(fā)電機組保護裝置整定計算及驗證進行綜合性的訓練，可以深入了解各套微機保護的各種實現(xiàn)原理，可以以培養(yǎng)自己運用所學知識解決實際問題的能力和創(chuàng)新精神，增強工作觀念，以便更好地適應工作以后的需要。當然，由于時間有限，本次設計內容難免存在錯漏和不足之處，敬請各位老師給予指正。

1發(fā)變組保護概述1.1發(fā)變組保護的發(fā)展過程繼電保護方式的發(fā)展經歷了方向比較式、相位比較式、電流差動式等階段，所使用的繼電器從電磁式到模擬靜止式，進而發(fā)展到數(shù)字靜止式，隨著數(shù)字技術的發(fā)展、微型計算機和微處理器的出現(xiàn)，為繼電保護數(shù)字化開辟了廣闊前景，出現(xiàn)了以微機和光傳輸技術為基礎的全數(shù)字控制保護系統(tǒng)?，F(xiàn)在，微機型發(fā)變組保護已經在全國各大中小電廠里普及化。1.2300MW發(fā)變組保護有何特點300MW機組為大容量機組，有其獨特的特點。大容量機組往往按發(fā)電機—變壓器組單元接線與高壓或超高壓電網直接相連，在電力系統(tǒng)中占有十分重要的地位。由于它結構復雜、造價昂貴，一旦因故障而遭到破壞，在經濟上必然會受到很大損失，因此在考慮大容量發(fā)電機—變壓器組的繼電保護整體配置時，應強調最大限度地保證機組安全和最大限度地縮小故障破壞范圍，盡可能避免不必要的突然停機，對某些異常工況采用自動處理裝置，特別要避免保護裝置誤動和拒動。所以不僅要求有可靠性高、靈敏性和選擇性強、快速性好的保護繼電器，還要求在繼電保護的整體配置上盡量做到完善、合理，并力求避免繁瑣、復雜。同時應考慮主保護雙重化，簡化后備保護。為此，原國家電力公司還在2002年138號文《防止電力生產重大事故的二十五條重點要求繼電保護實施細則》(以下簡稱《反措實施細則》中針對大中型發(fā)變組保護的配置,在2.11總條款和6.3條款中提出了許多規(guī)定及要求。根據這些規(guī)程，對于大機組繼電保護的配置原則是：加強主保護，簡化后備保護。加強主保護是指實現(xiàn)主保護的雙重化，而簡化后備保護則是指不裝設過于復雜的后備保護。1.3保護雙重化的理解1.3.1保護裝置雙重化在王梅義《電網繼電保護應用》里提及到：“保護的雙重化，指的應當是配置兩套獨立、完整的保護裝置”，“近年來，微機式變壓器保護逐漸得到應用。一般這種保護應具有主保護與后備保護的全部功能。因此，比較合理的配置方式是實現(xiàn)這種保護的雙重化，即采用完全相同的兩套微機式保護，分別由不同直流母線段來的熔斷器供電。這種保護方式，可以獲得很好的運行效果。上述的微機保護雙重化方案，也應當實用于發(fā)電機組的保護?！笨梢姡@種雙重化是指應用于機組保護的雙重化配置方案的含義，應該是配置兩套獨立、完整的發(fā)變組保護裝置。1.3.2保護范圍雙重化美國EBASCO和S&L公司對發(fā)電機變壓器組保護雙重化的主要原則（1）對所有主要的電氣故障，應設置2套主保護，構成雙重化，其相應的直流供電回路也應分開。（2）雙重的繼電器應由分開的電壓互感器和電流互感器供電，并裝在分開的屏上，其相應的接線和電纜，相互之間應最大限度的分開布置。（3）由于次要電氣故障而要切除發(fā)電機的繼電器接線，或其他裝置動作于第三個跳閘通道（指程序跳閘）出口繼電器，這些回路設有相應的雙重回路。（4）一般來說，所有的電氣故障，除極少數(shù)外，應動作于鍋爐、汽輪機、發(fā)電機和勵磁機同時跳閘。機械故障和次要電氣故障，應首先切除汽輪機，只有在經汽輪機閥門的限位開關和逆功率繼電器證實已經沒有蒸汽流經汽輪機時，再切除發(fā)電機和勵磁機。十分明顯，上述雙重化的含義主要指保護范圍的雙重化，典型就是發(fā)電機匝間短路故障可以同時反應分支開焊故障。反措對于雙重化的要求《反措》中明確保護雙重化配置的電氣主設備有：發(fā)電機、主變壓器、啟動變壓器保護宜采用保護完全雙重化配置。但是，對高壓廠用變壓器和勵磁變壓器保護是否采用雙重化配置，沒有明確規(guī)定。小結：對于發(fā)變組保護雙重化的理解為：裝設兩部獨立判劇的主保護裝置，每種保護應該盡可能具備保護范圍的雙重化，同時簡化后備保護。1.4微機型發(fā)變組保護裝置1.4.1微機保護的發(fā)展和現(xiàn)狀隨著計算機技術的不斷發(fā)展，微機技術也更多地應用到電力自動化方面，微機保護也逐漸在全國范圍內普及開來，取代電磁式和集成電路等老式繼電保護裝置。1.4.2本次設計所使用的兩種微機型發(fā)變組成套保護簡介RCS-985簡介RCS－985微機發(fā)電機變壓器組成套保護裝置是根據國家電力公司科學技術項目合同SPKJ010-02，于1999年1月開始研制。它采用了高性能數(shù)字信號處理器DSP芯片為基礎的硬件系統(tǒng)，并配以32位CPU用作輔助功能處理。是真正的數(shù)字式發(fā)電機變壓器保護裝置。RCS－985為數(shù)字式發(fā)電機變壓器保護裝置，適用于大型汽輪發(fā)電機、水輪發(fā)電機、燃汽輪發(fā)電機、抽水蓄能機組等類型的發(fā)電機變壓器組單元接線及其他機組接線方式，并能滿足發(fā)電廠電氣監(jiān)控自動化系統(tǒng)的要求。RCS－985還提供了一個發(fā)電機變壓器單元所需要的全部電量保護，其保護范圍包括有：主變壓器、發(fā)電機、高廠變、勵磁變（勵磁機）。根據實際工程需要，配置相應的保護功能。對于一個大型發(fā)變組單元或一臺大型發(fā)電機，配置兩套RCS-985保護裝置，可以實現(xiàn)主保護、異常運行保護、后備保護的全套雙重化，操作回路和非電量保護裝置獨立組屏。兩套RCS-985取不同組TA，主保護、后備保護共用一組TA，出口對應不同的跳閘線圈，因此，具有以下優(yōu)點：（1）設計簡潔，二次回路清晰；（2）運行方便，安全可靠，符合反措要求；（3）整定、調試和維護方便。RCS-985裝置充分考慮大型發(fā)電機變壓器組保護最大配置要求。包括了主變、發(fā)電機、高廠變、勵磁變（勵磁機）的全部保護功能。RCS-974微機型發(fā)變組成套保護簡介（一）RCS-974保護的簡介：RCS-974裝置可以完成變壓器的非電量保護（如變壓器輕重瓦斯保護）、非全相保護及斷路器失靈起動等功能，用于220kV及以上電壓等級的不分相式變壓器1.5本次設計構思綜合上述的理論以及微機保護的發(fā)展情況，本次設計決定使用兩套獨立TA和TV的RCS-985和一套RCS-974來實現(xiàn)保護雙重化，符合大型機組保護雙重化的標準。1.5.1本次設計里關于保護配置的構思及依據在具體各種保護配置方面，根據概述以及以上的原理以及《大型發(fā)變組整定導則》,國標GB14285-2006分析，本次設計所配備的發(fā)變組保護如下：（1）定子繞組相間短路故障。會引起巨大的短路電流，嚴重燒損發(fā)電機。需要裝設瞬時動作的縱聯(lián)差動保護。（2）定子繞組匝間短路故障。又可分為一分支匝間短路和同相異分支間短路，故障時同樣也會引起巨大短路電流而燒毀發(fā)電機。要求裝設瞬時動作的專用匝間短路保護。（3）定子繞組單相接地故障。這是發(fā)電機最常見的故障之一，通常因絕緣破壞使得繞組對鐵心短路而引起，故障時的接地電流引起的電弧一方面灼傷鐵心，另一方面會進一步破壞絕緣，導致嚴重的定子繞組兩點接地，造成匝間或相間短路。因此對于大型發(fā)電機，規(guī)定裝設能靈敏地反應全部繞組接地故障的100％定子繞組接地保護。（4）發(fā)電機轉子勵磁繞組接地故障。又分一點接地和兩點接地。轉子一點接地后可能誘發(fā)轉子繞組兩點接地，而兩點接地會因磁場不平衡而引起機組劇烈震動，造成災難性后果。因此大型汽輪發(fā)電機要求同時裝設轉子回路一點接地和兩點接地保護。（5）發(fā)電機失磁故障。發(fā)電機失磁或部分失磁是發(fā)電機常見故障之一，要求及時檢測到失磁故障，并根據失磁過程的發(fā)展，采取不同的措施，來保證系統(tǒng)和發(fā)電機的安全，這就需要裝設失磁保護。除此之外，各種系統(tǒng)異常工況或調節(jié)裝置故障也可能使發(fā)電機處在異常運行狀態(tài)，從而危及發(fā)電機安全，因此也需要裝設相應的保護裝置。如：（1）負荷不對稱出現(xiàn)的負序電流可能引起發(fā)電機轉子表層過熱。需裝設定時限及反時限轉子表層過負荷保護。（2）對于對稱過負荷，需裝設定時限及反時限對稱過負荷保護。（3）對于勵磁回路過負荷，要求裝設反時限轉子過負荷保護。（4）與系統(tǒng)并列運行的發(fā)電機可能因機、爐保護動作等原因將汽門關閉而引起逆功率運行，為防止汽輪機葉片與殘留尾汽劇烈磨擦過熱而損壞汽輪機，應裝設逆功率保護。（5）其它異常運行狀態(tài)還有：定子繞組過電壓，低頻運行、非全相運行、失步運行等，也應按規(guī)程要求裝設相應的保護。另外還需裝設發(fā)變組復合電壓過流保護作為發(fā)變組的后備保護。圖1.2保護配置圖1.5.2計算短路電流時考慮到的情況本設計的系統(tǒng)為一2300MW的電廠，用有兩部300MW的機組，出線等效為一無窮大系統(tǒng)。無窮大系統(tǒng)含有其它電源，有最大和最小運行方式。在進行短路電流計算時，應該考慮以下幾種運行情況：一部機組并網運行。兩部機組并網運行。一部機組不并網運行（出線線路保護動作跳開外部網絡，另一機組檢修）。兩部機組不并網運行（出線線路保護動作跳開外部網絡，兩部機組空載運行）。以上各種情況均應考慮外部無窮大系統(tǒng)的最大及最小運行方式。另外，計算出來的電流均先以歸算到基準容量為100MW、基準電壓為230KV下阻抗標幺值計算，然后計算結果再乘以電壓比歸算到短路點所在的電壓等。2發(fā)變組的主要幾種保護的原理及整定導則結合文獻，對本次設計所配置的保護的實現(xiàn)原理作出以下的分析。2.1發(fā)電機差動保護（1）原理簡述發(fā)電機差動保護為定子繞組及其引出線相間短路的主保護，考慮300MW機組所以采用比率制動原理，動作邏輯為循環(huán)閉鎖方式，保護范圍是定子繞組及其引出線，一般0秒動作切除故障。所謂比率制動原理，即是根據發(fā)電機正常運行時的不平衡電流曲線，作出一條躲過不平衡電流的動作邊界曲線，這條曲線叫做比率制動曲線，在短路電流小于起始制動電流時，保護裝置處于無制動狀態(tài)，其動作電流很?。ㄐ∮陬~定電流），保護具有較高的靈敏度。當外部短路電流增大時，保護的動作電流又自動提高，使其可靠不動作。它反應了保護的比率制動特性，發(fā)電機差動方程即是以此為依據寫出來的。圖2.1比率差動動作特性曲線比率差動動作方程如下：(2.1）(2)整定導則1）差動電流起動定值的整定為差動保護最小動作電流值，應按躲過正常發(fā)電機額定負載時的最大不平衡電流實際工程可取(2.2)為可靠系數(shù)，可取1.5；為外部短路時產生的最大不平衡電流。不平衡電流計算式：(2.3)式中：互感器同型系數(shù)，根據導則，取0.5；互感器比誤差系數(shù)，根據導則，取0.1；非同期系數(shù)，依照文獻[1]，取2（P型互感器）；為電流TA。2）制動系數(shù)整定最小制動系數(shù)：=(2.4)在工程實際上可取=0.05~0.1最大制動系數(shù)：=(2.5)可先取=0.5若靈敏度或躲不平衡電流能力不合要求，再改動兩系數(shù)至合乎要求。3）最大制動斜率時的最小制動電流倍數(shù)nRCS—985裝置內已設定n=44)制動系數(shù)增量△=(2.6)5）校驗(靈敏度，躲不平衡電流的能力)靈敏度校驗以最小短路電流校驗，躲不平衡電流能力以最大短路電流校驗（a）制動電流標幺值（區(qū)內）(2.7)（區(qū)外）(2.8)(b)動作電流標幺值若=+(+△)4+(Ires-4)(2.9)若=+（(2.10)(c)靈敏度：(2.11)式中，為最小短路電流。(d)躲不平衡電流可用不平衡電流比動作電流。2.2主變差動保護或發(fā)變組差動保護(1)原理簡述主變差動保護范圍包括發(fā)電機封母、廠變高壓側封母、主變及主變高壓側出線等，一般0秒動作切除故障。變壓器差動與發(fā)電機差動的最大區(qū)別就在于它存在勵磁涌流的影響，空載合閘狀態(tài)下或外部短路切除后，勵磁涌流約為2Ie，但負荷狀態(tài)下，勵磁電流只有約0.2%Ie。而且低壓繞組貼近鐵芯，高壓繞組遠離鐵芯（漏抗大），故在低壓側空載合閘涌流大，在高壓側空載合閘涌流小，這也是大機組采用單元式接線的一個重要原因。采用二次諧波制動原理雖然能在一定程度上防止空載合閘時的保護誤動，但也存在二次諧波制動比大及內部故障時由自由電流造成保護拒動的可能。(2)具體整定導則：1）最小動作電流：(2.12)工程實際可取=0.5(2.13)高廠變的縱差與此一樣，但是勵磁變應該取=0.8(2.14)2）最小制動系數(shù)和最大制動系數(shù)計算先取，=0.7若校驗不過關，再調整兩系數(shù)以至合乎要求。3）最大制動斜率時最小制動電流倍數(shù)n一般取n=6。4）校驗：校驗過程與發(fā)電機縱差動流程一樣，只是應注意不平衡電流的計算，(2.15)式中：可靠系數(shù)，文獻[1]，取1.3~~1.5；電流互感器比誤差；△U變壓器調壓誤差，根據導則取5%；△m由于電流互感器變比未完全匹配產生的誤差，根據文獻[1]，取0.05。2.3發(fā)電機定子繞組匝間短路保護(1)原理簡述：電機定子繞組匝間短路故障的保護有高靈敏度式橫差保護和縱向零序匝間保護兩種，考慮到雙重化配置的原則，所以兩種判據的保護均配置。1）橫差保護發(fā)電機高靈敏橫差保護是裝設在發(fā)電機兩個中性點連線上的橫差保護,用作發(fā)電機定子繞組的匝間短路、分支開焊故障以及相間短路的主保護。由于保護采用了頻率跟蹤、數(shù)字濾波及全周傅氏算法,使得橫差保護對三次諧波的濾除比在頻率跟蹤范圍內達100以上,保護只反應基波分量。對于其他正常運行情況下橫差不平衡電流的增大，橫差電流保護動作值具有浮動門檻的功能。2）縱向零序電壓保護該保護是裝設在發(fā)電機出口專用TV開口三角上的縱向零序電壓,用作發(fā)電機定子繞組的匝間短路的保護。由于保護采用了頻率跟蹤、數(shù)字濾波及全周傅氏算法,使得零序電壓對三次諧波的濾除比達100以上,保護只反應基波分量。(2)具體整定導則：發(fā)電機定子繞組匝間短路故障保護整定如下：1）高定值段橫差保護相當于傳統(tǒng)單元件橫差保護，動作電流按躲過外部短路最大不平衡電流整定：=(2.16)式中：發(fā)電機一次額定電流；發(fā)電機橫差零序電流TA變比，=0.25一般默認為5（A）。2）高靈敏橫差保護動作電流按躲過發(fā)電機正常運行時最大不平衡電流整定，=(2.17)式中：為發(fā)電機一次額定電流，為發(fā)電機橫差零序電流TA變比；3）縱向零序電壓匝間保護（a）縱向零序電壓匝間保護高定值段動作電壓按躲過外部短路最大不平衡電壓整定，一般可取：(2.18)（b）縱向零序電壓匝間保護靈敏段動作電壓按躲過發(fā)電機正常運行時最大不平衡電壓整定，一般可?。?2.19)建議按2～3V整定，在經過區(qū)外故障波形分析后，適當降低定值，以提高靈敏度。相電流比率制動系數(shù)定值推薦取1.0。2.4發(fā)電機定子接地保護(1)原理簡述對于100MW及以上的發(fā)電機，應裝設無動作死區(qū)(100%動作區(qū))單相接地保護。保護方案是基波零序過電壓保護與三次諧波電壓保護共同組成100%單相接地保護。1）基波零序電壓保護基波零序電壓保護保護發(fā)電機85～95％的定子繞組單相接地，反應發(fā)電機零序電壓大小，一般設兩段定值：一段為靈敏段，另一段為高定值段。具體整定請閱下面的整定導則。2）三次諧波電壓單相接地保護三次諧波電壓比率判據只保護發(fā)電機中性點25％左右的定子接地，機端三次諧波電壓取自機端開口三角零序電壓，中性點側三次諧波電壓取自發(fā)電機中性點TV。(2)具體整定導則1）基波零序過電壓保護該保護的動作電壓Uop應按躲過正常運行時中性點單相電壓互感器或機端三相電壓互感器開口三角繞組的最大不平衡電壓Uunb.max整定。Uop＝KrelUunb.max(2.20)Uunb.max為實測不平衡電壓，其中含有大量三次諧波。為了減小Uop，可以增設三次諧波阻波環(huán)節(jié)，使Uunb.max主要是很小的基波零序電壓，大大提高靈敏度，此時Uop≥5V，保護死區(qū)≥5%。在工程應用上，具體整定如下：若采樣電壓取自發(fā)電機中性點接地變壓器：(2.21)若采樣電壓取自發(fā)電機中性點接地變壓器(2.22)2）三次諧波電壓單相接地保護設機端和中性點三次諧波電壓各為和，三次諧波電壓單相接地保護可采用以下兩種原理：原理1：（2.23）實測發(fā)電機正常運行時的最大三次諧波電壓比值設為a0，則取閾值a＝(1.05～1.15)a0。根據發(fā)電機定子繞組對地電容和中性點對地三次諧波阻抗的大小，可計算a0。a0可能小于或大于1.0。原理2：（2.24）式中分子為動作量，調整系數(shù)，使發(fā)電機正常運行時動作量最小。然后調整系數(shù)β，使制動量在正常運行時恒大于動作量，一般取β≈0.2～0.3。第一種動作判據的保護裝置簡單，但靈敏度較低。第二種動作判據較復雜，但靈敏度高。2.5發(fā)電機失磁保護(1)原理簡述發(fā)電機失磁時，吸收無功，測量阻抗由第一象限向第三、四象限移動，轉子電壓下降，嚴重時會導致發(fā)電機異步運行，機端電流上升，甚至造成系統(tǒng)電壓崩潰，表現(xiàn)為機端電壓下降。根據這些特征，發(fā)電機失磁保護由發(fā)電機機端測量阻抗判據、轉子低電壓判據、變壓器高壓側低電壓判據、定子過流判據構成。一般阻抗圓整定為靜穩(wěn)邊界圓，為躲過發(fā)電機進相運行和防止短路時誤動，將靜穩(wěn)極限阻抗圓下移，避開一、二象限，按異步阻抗圓整定。失磁前有功越大，進入異步邊界阻抗圓就越快。轉子低電壓判據滿足時發(fā)失磁信號，此判據可以預測發(fā)電機是否因失磁而失去穩(wěn)定，從而在發(fā)電機尚未失去穩(wěn)定之前及早地采取措施（切換勵磁等），防止事故的擴大。對于無功儲備不足的系統(tǒng)，當發(fā)電機失磁后，有可能在發(fā)電機失去靜穩(wěn)之前，高壓側電壓就達到了系統(tǒng)崩潰值。所以轉子低電壓判據滿足并且高壓側低電壓判據滿足時，說明發(fā)電機的失磁已造成了對電力系統(tǒng)安全運行的威脅，經“與2”電路發(fā)出跳閘命令，迅速切除發(fā)電機。對于靜穩(wěn)阻抗繼電器，特性如圖2.2圖中陰影部分為動作區(qū)，圖中虛線為無功反向動作邊界圖2.2失磁保護阻抗圖1對于異步阻抗繼電器，特性如圖2.3圖2.3失磁保護阻抗圖2轉子低電壓判據滿足并且測量阻抗判據滿足，經“與3”電路發(fā)出失穩(wěn)信號。此信號表明發(fā)電機由失磁導致失去了靜穩(wěn)。當轉子低電壓判據在失磁中拒動（如轉子電壓檢測點到轉子繞組之間發(fā)生開路時），失穩(wěn)信號由測量阻抗判據產生。(2)具體整定導則1）定子判據異步邊界圓(2.25)(2.26)式中：，發(fā)電機暫態(tài)電抗和同步電抗標幺值，取不飽和值；Ugn.Sg發(fā)電機額定電壓和額定視在功率；機端電流互感器TA和電壓互感器TV變比。靜穩(wěn)邊界圓:(2.27)(2.28)式中:Xs發(fā)電機與系統(tǒng)的聯(lián)系電抗(包括升壓變壓器阻抗)標幺值。3)減出力判據:按機組額定容量的(40~50)%整定：=50%(2.29)4）低電壓判據：本判據取于發(fā)電機機端電壓,一般按(0.85~0.9)Ugn整定。=(2.30)5)轉子電壓判據：(a)勵磁低電壓判據：(2.31)式中：靠系數(shù)取0.5；發(fā)電機空載額定勵磁電壓。(b)變勵磁電壓判據：(2.32)式中：Kxs轉子電壓判據系數(shù)定值；Krel靠系數(shù)取0.8；Xd,Xs發(fā)電機同步電抗和系統(tǒng)的聯(lián)絡阻抗標幺值。2.6發(fā)電機失步保護(1)原理簡述失步保護反應發(fā)電機失部振蕩引起的異步運行保護采用三元件失步繼電器動作特性,如圖2.4。圖2.4三元件失步保護繼電器特性第一部分是透鏡特性，圖中①，它把阻抗平面分成透鏡內的部分I和透鏡外的部分O。第二部分是遮擋器特性，圖中②，它把阻抗平面分成左半部分L和右半部分R。兩種特性的結合，把阻抗平面分成四個區(qū)OL、IL、IR、OR，阻抗軌跡順序穿過四個區(qū)（OL→IL→IR→OR或OR→IR→IL→OL），并在每個區(qū)停留時間大于一時限，則保護判為發(fā)電機失步振蕩。每順序穿過一次，保護的滑極計數(shù)加1，到達整定次數(shù)，保護動作。第三部分特性是電抗線，圖中③，它把動作區(qū)一分為二，電抗線以上為I段（U），電抗線以下為II段（D）。阻抗軌跡順序穿過四個區(qū)時位于電抗線以下，則認為振蕩中心位于發(fā)變組內，位于電抗線以上，則認為振蕩中心位于發(fā)變組外，兩種情況下滑極次數(shù)可分別整定。保護可動作于報警信號,也可動作于跳閘。(2)具體整定導則1)遮擋器特性整定：(2.33)(2.34)(2.35)式中：‘’發(fā)電機暫態(tài)電抗.主變電抗.系統(tǒng)聯(lián)系電抗標值；系統(tǒng)阻抗角；Ugn.Sgn發(fā)電機額定電壓和額定視在功率；，機端電流互感器TA，電壓互感器TV變比。2)a角的整定(2.36)3)電抗線Zc整定電抗線是失步振蕩中心的分界線,一般選取變壓器阻抗Zt的0.9倍。(2.37)4)跳閘允許電流裝置自動選擇在電流變小時作用于跳閘,跳閘允許電流定值為輔助判據,根據斷路器允許遮斷容量選擇。Iret=(2.38)式中：可靠系數(shù)，根據導則，取0.85；斷路器允許電流，由廠商給出；主變高壓側電流互感器變比。2.7發(fā)電機轉子回路接地保護轉子一點接地保護反應發(fā)電機轉子對大軸絕緣電阻的下降。切換裝置兩開關，可以得到相應的回路方程。通過求解方程，可以得到轉子接地電阻Rg，接地位置α。一點接地設有兩段動作值，靈敏段動作于報警，普通段可動作于信號也可動作于跳閘。若轉子一點接地保護動作于報警方式，當轉子接地電阻Rg小于普通段整定值，轉子一點接地保護動作后，經延時自動投入轉子兩點接地保護，當接地位置α改變達一定值時判為轉子兩點接地，動作于跳閘。2.8轉子表層負序過負荷保護(1)原理簡述三相負序電流在發(fā)電機釘子轉子氣隙間產生反向同步速旋轉磁場，進而產生反向的兩倍同步速的負序旋轉磁場，感生倍頻電流，造成灼傷轉子的后果。所以有必要設置負序過負荷保護。轉子表層過負荷保護有定時限和反時限兩種，RCS-985的反時限負序過負荷需要和定時限反時限負序過負荷配合，而且為了體驗雙重化配置原則，所以兩種判劇保護均應配置。1)定時限負序過負荷保護。負序過負荷定時限I段動作于跳閘，定時限II段設兩段延時，分別動作于跳閘和信號。2)反時限負序過負荷保護反時限保護由三部分組成：①下限啟動，②反時限部分，③上限定時限部分。上限定時限部分設最小動作時間定值。當負序電流超過下限整定值時，反時限部分起動,并進行累積。反時限保護熱積累值大于熱積累定值保護發(fā)出跳閘信號。負序反時限保護能模擬轉子的熱積累過程，并能模擬散熱。發(fā)電機發(fā)熱后，若負序電流小于發(fā)電機長期運行允許負序電流時，發(fā)電機的熱積累通過散熱過程，慢慢減少；負序電流增大，超過發(fā)電機長期運行允許負序電流時，從現(xiàn)在的熱積累值開始，重新熱積累的過程。(2)具體整定導則a)負序定時限過負荷保護。保護的動作電流按發(fā)電機長期允許的負序電流I2∞下能可靠返回的條件整定(2.39)式中：Krel——可靠系數(shù)，取1.2；Kr——返回系數(shù)，取0.85～0.95，條件允許應取較大值；I2∞——發(fā)電機長期允許負序電流的標么值。保護延時動作于信號。b)負序反時限過電流保護。負序反時限過電流保護的動作特性，由制造廠家提供的轉子表層允許的負序過負荷能力確定。發(fā)電機短時承受負序過電流倍數(shù)與允許持續(xù)時間的關系為(2.40)式中：I2*——發(fā)電機負序電流標么值；I2∞——發(fā)電機長期允許負序電流標么值；A——轉子表層承受負序電流能力的常數(shù)(，附錄D表D-1)。發(fā)電機允許的負序電流特性曲線見圖圖2.4發(fā)電機允許的負序電流特性(即保護的動作特性)整定計算時，設負序反時限過電流保護的動作特性與發(fā)電機允許的負序電流特性相同。反時限保護動作特性的上限電流，按主變壓器高壓側二相短路的條件計算(2.41)式中：,——發(fā)電機的次暫態(tài)電抗(不飽和值)及負序電抗標么值；——飽和系數(shù)，取0.8；——主變壓器電抗，取Xt≈Zt，標么值。當負序電流小于上限電流時，按反時限特性動作。反時限動作特性的下限電流，通常由保護所能提供的最大延時決定，一般最大延時為1000s，據此決定保護下限動作電流的起始值(2.42)如果保護上下限動作電流倍數(shù)不能滿足要求，應根據實際情況予以協(xié)調，一般是在滿足一定電流倍數(shù)的前提下，保留較小電流下的反時限特性。在靈敏度和動作時限方面不必與相鄰元件或線路的相間短路保護配合；保護動作于解列或程序跳閘。2.9發(fā)變組后備保護對于300MW的發(fā)變組，現(xiàn)在一般采用微機保護，對于任何一種內部故障都具有兩套或以上的主保護靈敏動作，因此加強主保護，簡化后備是目前發(fā)變組保護的發(fā)展趨勢。但是為了保證反應機端及主變高壓側的區(qū)外短路，特裝設發(fā)變組復合電壓過流保護，主變壓器高壓側零序接地后備保護等后備保護。2.9.1發(fā)電機變壓器復合電壓過流保護該保護由負序過電流元件及低電壓啟動的單相過電流元件組成。a)電流繼電器的整定計算動作電流(2.43)式中：可靠系數(shù)，取1.5；返回系數(shù)，取0.85。靈敏系數(shù)：(2.44)式中：主變壓器高壓側母線金屬性兩相短路時，流過保護的最小短路電流。要求靈敏系數(shù)Ksen≥1.2。b）低電壓元件電壓整定計算：(2.45)靈敏系數(shù)：(2.46)式中：該機組未并網時主變高壓側發(fā)生三相短路機端殘壓標幺值.。c)負序電壓繼電器的整定計算。動作電壓：(2.47)靈敏系數(shù)：(2.48)式中：主高壓側發(fā)生兩相短路時在機端感應的負序電壓標幺值。2.9.2變壓器零序過流保護1）主變高壓側零序過電流保護Ⅰ段：I段零序過電流繼電器的動作電流應與相鄰線路零序過電流保護第I段或II段或快速主保護相配合(2.49)式中：I段零序過電流保護動作電流（二次值）；零序電流分支系數(shù)，取各種運行狀態(tài)最大值,這里取1；可靠系數(shù)，根據導則，可取1.1；與之相配合的線路保護相關段動作電流（二次值）。2）主變高壓側零序過電流保護Ⅱ段：Ⅱ段應該與相鄰線路零序過流保護配合。3）靈敏度校驗：(2.50)2.10發(fā)電機逆功率保護逆功率保護動作功率應該如下整定：(2.51)式中，可靠系數(shù)取0.8；為汽輪機在逆功率運行時的最小損耗，取額定功率3%；為發(fā)電機在逆功率運行時的最小損耗,取η為發(fā)電機效率，取98.9%。2.11定子對稱過負荷保護，勵磁過負荷保護（1）原理簡述：定子過負荷保護反應發(fā)電機定子繞組的平均發(fā)熱狀況。保護動作量同時取發(fā)電機機端、中性點定子電流。勵磁過負荷保護主要反應于勵磁回路的平均發(fā)熱狀況。其原理與負序過負荷保護差不多。（2）具體整定導則：1）定時限動作電流按發(fā)電機長期允許的負荷電流下能可靠返回的條件整定=(2.52)式中：可靠系數(shù)，取1.05；返回系數(shù)，取0.85～0.95；發(fā)電機額定電流（二次值）勵磁過負荷保護的為：=（2.53）式中：額定勵磁電流在交流側的有效值。3）反時限過負荷保護保護下限電流定值，按與定時限過負荷保護配合的條件整定。護下限動作電流整定：(2.54)

3發(fā)變組整定計算3.1參數(shù)確定本設計里的電廠有兩部300MW機組，兩部主變，發(fā)電機出口處兩部高壓廠用變，和一勵磁變。主變高壓出線側為一15.87km的線路，與之相連接的外部網絡等效為一無窮大系統(tǒng)（有電源）。兩部機組機端出口處無電氣連接。本設計的整定計算是根據國標GBGB14285-2006，結合南瑞公司的《RCS-985發(fā)電機變壓器成套保護裝置技術說明書》和高春如先生的《大型發(fā)電機組繼電保護整定計算》來進行的。3.1.1發(fā)電機參數(shù)確定:（1）型號：QFSN2-300-2（2）額定參數(shù)：=20kV;=10189A;=300MW;COSФ=0.85;（3）阻抗參數(shù)：=16%(飽和值);=17.4%(非飽和值);=20.2%(飽和值);=22.9%(非飽和值);=180%(飽和值);=180%(非飽和值)（4）其它參數(shù)：長期運行允許負序電流標幺值，轉子表層負序過負荷的能力。發(fā)電機允許的最大進相無功功率Qjx為110MVAR。（5）相關互感器變比：機端TA變比：15000/5（A）機端出口TV變比：機端出口TVO變比：中性點接地變壓器變比：20/主變參數(shù)確定:（1）主變型號:SFP-370000/220（2）主變額定參數(shù)：=370MVA=230/20(kV)=905/10681A（3）聯(lián)結方式:（4）其它額定參數(shù):=729.1kW=179.7kW（5）相關互感器變比：機端側TA變比：15000/5高壓側TA變比：1200/5高壓側零序TA0變比：600/53.1.3勵磁變壓器：（1）型號：ZSCB9-2900/20（2）容量：2900kVA（3）接線：Y,d11（4）變比：20±2×2.5%/0.66kV（5）短路電壓百分比：%（6）相關互感器變比：高壓側TA：200/5低壓側TA：4000/53.1.4廠用變壓器（1）型號：SF-25000/20（2）高廠變額定參數(shù)：Sn=25000kVA;Un=20±2×2.5%/6.3（3）短路電壓百分比：Uk%=10.5%;（4）連接方式：Dyn-1（5）接地電阻：經20接地電阻接地。（6）相關互感器變比：高壓側TA變比：2000/5低壓側TA變比：4000/5低壓側TA0：600/53.1.5勵磁參數(shù)滿載勵磁電流：2510（A）滿載勵磁電壓302（V）發(fā)電機空載勵磁電壓113（V）發(fā)電機空載勵磁電流987（A）3.1.6外部電網對電廠系統(tǒng)等值電抗標幺值（歸算至220KV側）：（1）正負序：（含與系統(tǒng)相連的線路）其中無窮大系統(tǒng)阻抗標幺值：最大運行方式：0.00228最小運行方式：0.01654（2）零序：其中無窮大系統(tǒng)阻抗標幺值：最大運行方式：0.0057最小運行方式：0.04135與系統(tǒng)相連線路SL零序阻抗：（此值由來請看下面的阻抗標幺值計算）。3.1.7本設計的系統(tǒng)圖圖3.1系統(tǒng)圖3.1.8歸算到220kV,100MW側的發(fā)變組阻抗標幺值(1)線路及發(fā)變組相關阻抗：==0.0453（3.1）=（3.2）（3.3）（3.4）（3.5）3.1.9由計算書所得的各相關短路電流（1）計算短路電流的說明由于在作短路電流計算時考慮六種運行情況，所以在各種短路的短路電流下標處標注1~6以作區(qū)別，六種情況作出解釋：（1）無窮大系統(tǒng)最大運行方式下兩部機組并網運行；（2）無窮大系統(tǒng)最大運行方式下一部機組并網運行；（3）兩部機組不并網運行；（4）部機組不并網運行；（5）無窮大系統(tǒng)最小運行方式下兩部機組并網運行；（6）無窮大系統(tǒng)最小運行方式下一部機組并網運行；而每種情況對應一個電流，詳情請閱計算書。下面是等效阻抗圖，上面有短路計算所考慮到的幾個短路點（K1~K6）。圖3.2發(fā)變組等效阻抗圖（2）由計算書所得結果下面把計算書所得的各個短路電流以表格形式列出來：表3.1K1點三相短路在220kV側的短路電流K1三相短路電流電流值（A）3020.8879017577表3.2K2點三相短路在20kV側的短路電流K2點三相短路電流電流值（A）63719.6543510.7023875.10K2點三相短路電流電流值（A）48887.3255424.3557746.22表3.3K3點三相短路短路電流K3點三相短路電流電流值（A）20499.9820545.9519706.43K3點三相短路電流電流值（A）20228.4620638.5206858.08表3.4K1點接地接地點零序電流K1點接地時單相接地零序電流電流值（A）7300.6075678.732611.86K1點接地時單相接地零序電流電流值（A）1230.395122.453702.06K1點接地時兩相接地零序電流電流值（A）3081.761847.372174.21K1點接地時兩相接地零序電流電流值（A）1087.12793.791585.96其中，經過乘上分支系數(shù)，確定流向變壓器中性點的最小零序電流=968.998(A)。表3.5K4點接地接地點零序電流K4點接地時單相接地零序電流電流值（A）26200.4125717.211549.38K4點接地時單相接地零序電流電流值（A）950.765143.444588.67K4點接地時兩相接地零序電流電流值（A）5908.15793.7758.78K4點接地時兩相接地零序電流電流值（A）582.31460.051299.11其中，乘上分支系數(shù)后，確定流向線路側最大零序電流為。表3.6K5點接地短路時零序短路電流值K5點接地短路零序電流單相接地兩相接地最大運行6444.0892751.401最小運行6254.94442783.008表3.7K6點三相短路時短路電流值K6點三相短路短路電流（0.66側）電流值（A）39579.0538617.9738784.06K6點三相短路短路電流（0.66側）電流值（A）38997.5639365.339383.023.2發(fā)電機縱差動保護整定計算3.2.1穩(wěn)態(tài)比率差動：(1)最小動作電流計算：===3.4（A）所以，根據公式(2.2)=1.02（A）(2）最小制動系數(shù)斜率和最大制動系數(shù)制動系數(shù)由公式(2.4)=式中：可靠系數(shù)，取1互感器同型系數(shù)，根據導則，取0.5互感器比誤差系數(shù)，根據導則，取0.1=1=0.05工程實際取=0.07,若不符合要求，再進行改動。取=但計算值過小，取0.3~0.5的值，所以先取0.3，若校驗不符合要求，再改動。(3)最大制動斜率時的最小制動電流倍數(shù)nRCS—985裝置內已設定n=4(4)制動系數(shù)增量，根據公式(2.6)，△=(5)校驗(靈敏度，躲不平衡電流的能力)在校驗上，我們不光校驗保護對區(qū)內短路的動作靈敏度，還應該校驗保護對區(qū)外短路躲過最大不平衡電流的能力，確定縱差動主保護只反應區(qū)內短路，區(qū)外短路由后備保護完成。1）靈敏度校驗制動電流，根據公式(2.7)，動作電流，根據公式(2.10)，=+（=0.3+（0.07+=0.7所以：根據公式(2.11)，，靈敏度合乎要求。2)區(qū)外躲不平衡電流校驗發(fā)電機出口區(qū)外發(fā)生短路電流產生的最大不平衡電流來校驗：根據公式(2.3),式中：電流互感器同型系數(shù)，依照文獻[1]，取0.5；綜合誤差，取0.1；非同期系數(shù)，依照文獻[1]，取2（P型互感器）。計算繼電器制動電流，由公式(2.8)，=>4由公式(2.9)，繼電器的動作電流為=+(+△)4+(Ires-4)=0.3+=1.715比較與:,可靠躲過不平衡電流。表3.8縱差動保護整定結果最小動作電流最小制動系數(shù)最大制動系數(shù)靈敏度校驗躲最大短路不平衡電流1.02（A）0.070.37.72可靠躲過3.2.2速動差動整定計算：差動電流速斷是縱差保護的一個補充部分，對于大容量機組，差動電流速斷是縱差保護的一個補充部分，對于大容量機組，通常取3~~4倍額定電流=4=13.6（A）==1.36>1.2，可靠動作。3.3發(fā)變組差動和主變縱差動保護整定計算3.3.1穩(wěn)態(tài)差動：(1)變壓器基本側一次額定電流：RCS-985默認低壓側為基本側，低壓側額定電流計算，===10680（A）==10680/3000=3.56（A）(2)最小動作電流，由式(2.12)式中：可靠系數(shù)，文獻[1]，取1.3~~1.5；電流互感器比誤差△U變壓器調壓誤差，根據導則取5%△m由于電流互感器變比未完全匹配產生的誤差，取0.05。因為=1.5=0.64（A），值太小，由式(2.13)，=0.5=1.78（A）(3)最小制動系數(shù)和最大制動系數(shù)計算先取=0.7(4)最大制動斜率時最小制動電流倍數(shù)n一般取n=6(5)校驗：在校驗上，我們不光校驗保護對區(qū)內短路的動作靈敏度，還應該校驗保護對區(qū)外短路躲過最大不平衡電流的能力,確定主保護只反應區(qū)內短路，區(qū)外短路由后備保護動作。1)靈敏度校驗，以區(qū)內最小短路電流發(fā)生在若發(fā)變組未并入系統(tǒng)，在機端發(fā)生短路情況：制動電流由式(2.7)，==0.97動作電流由式(2.10)，=+（=0.5+（0.1+=0.64根據式(2.11),=，合乎要求。2）區(qū)外躲最大不平衡電流校驗以系統(tǒng)最大運行方式下躲兩部機組并網時機端發(fā)生短路所產生最大不平衡電流能力（）：=由式(2.8)，由式(2.9)，=+（=0.5+（0.1+=2.5由公式(2.15)，比較動作電流和不平衡電流得，，可以躲過不平衡電流。但是，為了更可靠躲過不平衡電流，可取，由式(2.9)，=+（=0.5+（0.4+=3.39比較動作電流和不平衡電流得，，可靠躲過不平衡電流。再校驗一次靈敏度，以區(qū)內短路流過主變最小短路電流校驗，恰好是發(fā)變組未并入系統(tǒng)，在機端發(fā)生短路情況（）：由式(2.10)得：=+（=0.5+（0.4+=0.912=，合乎要求。(6)諧波制動比的整定一般二次諧波制動比可整定為15%~20%;故取15%。表3.9主變比率穩(wěn)態(tài)差動整定結果最小動作電流最小制動系數(shù)最大制動系數(shù)靈敏度校驗躲最大短路不平衡電流1.78（A）3可靠躲過3.3.2差動速斷保護應按躲過變壓器初始勵磁涌流,區(qū)外故障或非同期合閘引起的最大不平衡電流整定,一般可取4~6倍額定電流,即取6倍額定電流：=6=6×3.56=21.3（A）3.4發(fā)電機匝間短路保護整定計算3.4.1發(fā)電機橫差保護（1）高定值段橫差保護相當于傳統(tǒng)單元件橫差保護，動作電流按躲過外部短路最大不平衡電流整定，由式(2.16)：==5.99（A）式中：為發(fā)電機一次額定電流，為發(fā)電機橫差零序電流TA變比，由式(2.17)，=0.25=510式中：橫差保護用電流互感器二次側額定電流，一般取5A。（2）高靈敏橫差保護動作電流按躲過發(fā)電機正常運行時最大不平衡電流整定，可靠系數(shù)大于2，由公式(2.17)，==式中：發(fā)電機一次額定電流，為發(fā)電機橫差零序電流TA變比。相電流比率制動系數(shù)定值取1.0。（3）在發(fā)電機勵磁回路一點接地動作后，為防止勵磁回路發(fā)生瞬時性兩點接地時差保護誤動，保護切換為0.5～1.0s延時動作。3.4.2縱向零序電壓匝間保護縱向零序電壓取自專用電壓互感器（互感器一次中性點與發(fā)電機中性點相連，不接）的開口三角繞組。（1）縱向零序電壓匝間保護高定值段動作電壓按躲過外部短路最大不平衡電壓整定，由式(2.18)：=10（V）（2）縱向零序電壓匝間保護靈敏段動作電壓按躲過發(fā)電機正常運行時最大不平衡電壓整定，由式(2.19)：=3（V）按2～3V整定，在經過區(qū)外故障波形分析后，適當降低定值，以提高靈敏度。相電流比率制動系數(shù)定值推薦取1.0，（3）經較短延時（0.10S～0.20S）動作于出口。（4）工頻變化量匝間保護靈敏度相當于2～3V定值的縱向零序電壓匝間保護，不整定，延時整定0.20S～0.50S，一般按較長時間整定。表3.10匝間短路保護整定結果高定值段橫差保護動作電流高靈敏段動作電流縱向零序匝間保護高定值段動作電壓縱向零序匝間保護靈敏段動作電壓5.99A0.999(A)10(V)3(V)3.5發(fā)電機定子繞組接地保護整定計算3.5.1基波零序過電壓保護動作量取自機端三相TV開口三角形繞組單相接地保護，由式(2.21)，動作量取自發(fā)電機中性點接地變壓器二次側單相接地保護，由式(2.22)，（V）式中，為機端接地變壓器2次值。保護時限：與鄰近線路保護相配合，參考導則，一般取時間級差△t=4s動作于停機。高定值段:只取中性點零序電壓,一般可整定為20~25V；故取Uop=20V。保護時限：t=1S。保護出口：全停。3.5.2三次諧波電壓比率接地保護由式(2.23)，預整定：式中：可靠系數(shù)取1.5；機端開口三角零序電壓TV變比；機端中性點零序電壓TV變比（中性點變壓器）。3.6轉子接地保護整定接地保護整定結果如下：一點接地靈敏段電阻值：動作于信號。一點接地動作電阻值：轉子兩點接地位移值：3%（固定）兩點接地2次諧波電壓定值：兩點接地延時：3.7定子繞組對稱過負荷保護整定計算3.7.1定時限過負荷保護動作電流按發(fā)電機長期允許的負荷電流下能可靠返回的條件整定，由式(2.52),==1.05=4.2(A)式中：可靠系數(shù)，根據導則，取1.05；返回系數(shù)，根據導則，取0.85；發(fā)電機額定電流（二次值）。據導則，保護延時按躲過后備保護的最大延時整定，動作于信號或自動減負荷。3.7.2反時限過負荷保護根據整定導則，反時限過電流保護的動作特性，即過電流倍數(shù)與相應的允許持續(xù)時間的關系，有制造廠家提供的定子繞組允許的過負荷能力確定。保護下限動作電流整定，由公式(2.54)：=4.41（A）式中：配合系數(shù)，取1.05。3.8勵磁過負荷保護整定計算3.8.1定時限過負荷保護采樣電流取自勵磁變壓器低壓側TA變比為。(1)動作電流動作電流按正常運行的額定勵磁電流下能可靠返回的條件整定。由式（2.53）,=2048.16=2.83（A）式中：可靠系數(shù)，取1.05；返回系數(shù)，取0.95；800。(2)保護時限根據導則，保護延時按躲過后備保護的最大延時整定;動作于信號或自動減負荷。3.8.2反時限過負荷保護(1)保護下限電流定值反時限過電流保護的動作特性,即過電流倍數(shù)與允許持續(xù)時間的關系,保護下限電流定值，按與定時限過負荷保護配合的條件整定，根據公式(2.54)，(2)保護時限保護上限設最小延時定值,便于與快速保護配合。3.9轉子表層負序過負荷保護整定計算采樣電流取自發(fā)電機機端TA變比為15000/5。3.9.1定時限負序過負荷保護動作電流按發(fā)電機長期允許的負序電流I2∞下能可靠返回的條件整定，由公式(2,39)，式中：靠系數(shù)取1.2,返回系數(shù)取0.9,發(fā)電機長期允許的負序電流標幺值,發(fā)電機額定電流(二次值)。保護時限：和相鄰線路保護配合，整定t=9S動作于信號。3.9.2反時限負序過電流保護(1)反時限上限延時定值整定躲開主變高壓側兩相短路最大負序電流作為反時限上限電流，由公式(2.41)：式中，為可靠系數(shù)，去1.3，上限動作時間應該與線路保護第一段時間配合，即故我們取0.4s。（2）反時限下限延時定值整定與定時限過流保護動作電流配合，由公式（2.57），按下限動作時間為1000S計算，由公式（2.42），取0.4A。下限動作時間整定，由式（2.40），=0.1173.10發(fā)電機失磁保護整定計算根據整定導則，失磁保護具體整定如下：3.10.1定子判據異步邊界圓，根據公式(2.25)，(2.26)，式中:，發(fā)電機暫態(tài)電抗和同步電抗標幺值,取不飽和值；Ugn.Sgn發(fā)電機額定電壓和額定視在功率；發(fā)電機機端TA變比和發(fā)電機機端TV變比。靜穩(wěn)邊界圓，根據式(2.27)，(2.28)，式中：Xs發(fā)電機與系統(tǒng)的聯(lián)系電抗(包括升壓變壓器阻抗)標幺值(基準容量為發(fā)電機視在功率)。3.10.2無功反向判據:按發(fā)電機允許的進相運行無功整定，式中：可靠系數(shù)取1.3；Qjx發(fā)電機允許的最大進相無功功率(依發(fā)電機產品說明書300MW汽輪發(fā)電機容量曲線查得為110MVAR)；Pgn為發(fā)電機額定有功容量。3.10.3減出力判據:按機組額定功率的(40~50)%整定：根據公式(2.29)，=50%=150（MW）3.10.4低電壓判據：本判據取于發(fā)電機機端電壓,一般按(0.85~0.9)Ugn整定，根據式(2.30)，=發(fā)電機機端電壓互感器TV變比為。3.10.5轉子電壓判據：1）勵磁低電壓判據，根據公式(2.31)，可靠系數(shù)取0.5;Ufdo為發(fā)電機空載額定勵磁電壓。2)變勵磁電壓判據，根據公式(2.32)，式中：Kxs轉子電壓判據系數(shù)定值,Krel可靠系數(shù)取0.8;Xd,分別為發(fā)電機同步電抗和系統(tǒng)的聯(lián)絡阻抗標幺值。3.11發(fā)電機失步保護整定計算采樣電流取自：主變高壓側TA變比為：1200/5，發(fā)電機中性點TA變比為：15000/5，采樣電壓取自：發(fā)電機機端TV變比為：3.11.1遮擋器特性整定:根據公式（2.33），（2.34），（2.35），阻抗角?=80~85度(最大靈敏角)。3.11.2a角的整定:根據公式(2.36)，3.11.3電抗線Zc整定電抗線是失步振蕩中心的分界線,一般選取變壓器阻抗Zt的0.9倍，由式(2.37)，3.11.4跳閘允許電流裝置自動選擇在電流變小時作用于跳閘,跳閘允許電流定值為輔助判據,根據斷路器允許遮斷容量選擇(采樣電流取自主變高壓側TA)。跳閘允許過電流的整定，根據公式(2.38)，Iret=式中：可靠系數(shù)，取0.85；斷路器允許電流，由廠商給出；主變高壓側電流互感器變比3.11.5失步保護滑極定值整定振蕩中心在區(qū)外時,失步保護動作于信號,滑極可整定2~15次。動作于跳閘，整定大于15次。振蕩中心在區(qū)內時,滑極整定1次。區(qū)外延時時間：2s，作用于信號。區(qū)內延時時間：0s,作用于跳閘。保護出口：程序跳閘。3.12發(fā)電機逆功率保護整定計算采樣電壓取自發(fā)電機機端電壓互感器TV，采樣電流取自發(fā)電機機端TA。3.12.1逆功率保護動作功率整定：由公式(2.54)，(折算到二次側)式中可靠系數(shù)取0.8；為汽輪機在逆功率運行時的最小損耗，取額定功率3%；為發(fā)電機在逆功率運行時的最小損耗,取,η為發(fā)電機效率，取98.9%。整定1%的額定有功，=0.01×=0.01×300=3（MW）3.12.2延時整定逆功率保護,不經主汽門觸點閉鎖,延時1.5S動作于信號,動作于解列時,根據汽輪機允許的逆功率運行時間,不超過1分鐘（故取60s）。3.12.3程序逆功率：在過負荷.過勵磁.失磁等異常運行方式下,用于程序跳閘的逆功率繼電器作為閉鎖元件,其定值一般整定為(1~3)%。南瑞廠家建議整定0.8%的額定有功：=0.8%=0.8%×300MW=2.4(MW)3.13發(fā)電機定子過電壓保護整定計算采樣電壓取自發(fā)電機機端電壓互感器TV。3.13.1動作電壓:==式中，可靠系數(shù)，取1.3。發(fā)電機額定相間電壓(二次值)。3.13.2延時整定top=0.5(s)動作于解列滅磁。3.14發(fā)變組復合電壓過流保護整定計算 采樣電壓取自發(fā)電機機端電壓互感器TV，采樣電流取自機端TA。根據大型發(fā)變組整定導則，發(fā)變組復合電壓過流保護的整定如下：3.14.1電流繼電器的整定計算電流繼電器的動作電流應按躲過發(fā)電機額定電流整定，根據公式(2.43)：式中：可靠系數(shù)，取1.5；返回系數(shù)，取0.85。由式2-44，靈敏度校驗如下，可靠動作。式中：主變高壓側發(fā)生短路的最小短路電流（二次值），由計算書所得。3.14.2低電壓元件電壓整定計算:根據式(2.45)，靈敏度校驗：由公式(2.46)，，可靠動作。式中：為該機組未并網時主變高壓側發(fā)生三相短路機端殘壓標幺值。3.14.3負序電壓繼電器的整定計算負序電壓繼電器應按躲過正常運行時出現(xiàn)的不平衡電壓整定，由公式(2.47)，校驗靈敏度由式(2.48)，，可靠動作。主高壓側發(fā)生兩相短路時在機端感應的負序電壓標幺值。3.15主變壓器過負荷保護整定計算采樣電流取自主變壓器高壓側TA。3.15.1對稱過負荷保護的動作電流:按避越額定電流整定，式中：可靠系數(shù)，根據導則，取1.05；返回系數(shù)，根據導則，取0.85；保護安裝處的額定電流(裝于高壓側)。3.15.2過負荷保護延時整定整定t=10s發(fā)信號，這是為了更好與相鄰線路配合。3.16主變零序后備保護整定計算3.16.1主變高壓側零序過電流保護Ⅰ段根據整定導則，I段零序過電流繼電器的動作電流應與相鄰線路零序過電流保護第I段或II段或快速主保護相配合,Ⅱ段應該與相鄰線路零序過流保護配合，這里根據與系統(tǒng)聯(lián)絡線路的零序Ⅰ段來配合整定（如條件允許，可與II段配合）。根據公式(2.49)，式中：I段零序過電流保護動作電流（二次值）；零序電流分支系數(shù)，取各種運行狀態(tài)最大值,這里取1；可靠系數(shù)，根據導則，可取1.1；與之相配合的線路保護相關段動作電流（二次值）。零序電流繼電器的靈敏系數(shù)校驗:根據整定導則，靈敏系數(shù)應按公式(2.50)，，不符合要求。式中：為I段（或II段）保護區(qū)末端接地短路時流過保護安裝處的最小零序電流（二次值）；為I段（或II段）零序過電流保護的動作電流。所以應該與下段線路的II段零序配合，因為條件有限，我們可倒推動作值取靈敏度為2，則動作電流3.16.2主變高壓側零序過電流保護Ⅱ段：Ⅱ段應與相鄰線路的零序過流來配合。這里我們使用倒推的方式推出動作值，由于是Ⅱ段，其靈敏度要比I高，所以我們設，則零序方向整定對于高壓及中壓側均直接接地的三繞組普通變壓器，高中壓側均應裝設零序方向過電流保護，方向指向本側母