電力系統(tǒng)失步保護(hù)原理及整定計(jì)算方法

電力系統(tǒng)失步保護(hù)原理及整定方法概述2090發(fā)電機(jī)組均加裝發(fā)電機(jī)失步保護(hù)，并有多種不同類型判據(jù)的失步保護(hù)。失步保護(hù)的根本原理誤動(dòng)作。RCS985保護(hù)的三阻抗元件失步保護(hù)動(dòng)作特性。國(guó)產(chǎn)南瑞RCS985發(fā)變組保護(hù)：發(fā)電機(jī)正序電壓、正序電流，阻抗軌跡在各種故障下均能正確反映。保護(hù)承受三阻抗元件失步繼電器動(dòng)作特性,如以下圖。1.南瑞三阻抗元件失步保護(hù)特性圖第一局部是透鏡特性，圖中①，它把阻抗平面分成透鏡內(nèi)的局部I和透鏡外O。其次局部是遮擋器特性，圖中②，它把阻抗平面分成左半局部L和右半部R。兩種特性的結(jié)合，把阻抗平面分成四個(gè)區(qū)OL、IL、IR、OR，阻抗軌跡挨次穿過(guò)四個(gè)區(qū)O→I→I→OROR→IR→I→O，并在每個(gè)區(qū)停留時(shí)間大1，到達(dá)整定次數(shù)，保護(hù)動(dòng)作。第三局部特性是電抗線，圖中③，它把動(dòng)作區(qū)一分為二，電抗線以上為I段II段〔。阻抗軌跡挨次穿過(guò)四個(gè)區(qū)時(shí)位于電抗線以下，兩種狀況下滑極次數(shù)可分別整定。保護(hù)可動(dòng)作于報(bào)警信號(hào),也可動(dòng)作于跳閘。失120ms。失步保護(hù)規(guī)律框圖如下：2.南瑞失步保護(hù)規(guī)律圖其整定計(jì)算為：Z1、Z2Z3的整定計(jì)算。第Ⅰ象限最遠(yuǎn)點(diǎn)整定阻抗Z

a.set

T

X S

jeSeg.n第Ⅲ象限最遠(yuǎn)點(diǎn)整定阻抗Z

b.set

X”d

Zg.n

eSe

X”d

jeZSeZg.nZabR軸的夾角SZ U

2nG.N TAn

Ug.ng.n

S nG.N

3Ig.nX”――發(fā)電機(jī)暫態(tài)電抗相對(duì)值〔發(fā)電機(jī)額定值為基準(zhǔn)值；dXT――主變壓器電抗相對(duì)值〔發(fā)電機(jī)額定值為基準(zhǔn)值；XS――最小方式時(shí)系統(tǒng)電抗相對(duì)值〔發(fā)電機(jī)額定值為基準(zhǔn)值； ――系統(tǒng)阻抗角〔80－85°90°；SZ ――發(fā)電機(jī)額定二次阻抗知名值〔Ω；g.nU ――發(fā)電機(jī)額定電壓〔k；G.NS ――發(fā)電機(jī)額定視在功率〔M；G.Nn ――發(fā)電機(jī)電流互感器變比；TAn ――發(fā)電機(jī)電壓互感器變比；VAU ――發(fā)電機(jī)額定二次電壓〔；g.nI ――發(fā)電機(jī)額定二次電流〔；g.nZcZc.set計(jì)算。一般取Z 0.9Xc.set T透鏡內(nèi)角δset整定計(jì)算。透鏡內(nèi)角δset越小，透鏡越大，保護(hù)計(jì)時(shí)越準(zhǔn)確，但必需保護(hù)發(fā)電機(jī)組正ZL.min位于透鏡之外，以保證保護(hù)動(dòng)作選擇性要求。為此選擇透鏡寬度Zr

11.3

R

，透鏡內(nèi)角整定值δset為 1802arctg

2Zr 1802arctg

1.54R

L.minsetR cosL.min 式中：

Za.set

Zb.set

X XS

X”dR ――最小負(fù)荷阻抗相對(duì)值；L.mincosn

――發(fā)電機(jī)額定功率因數(shù)。跳閘允許電流的整定計(jì)算。g.n滑極次數(shù)整定計(jì)算。2～15次〔5次號(hào)?！?～3次1～2。ELINME311失步保護(hù)ME311Z、XX’

合成的綜合S T d阻抗上以δ內(nèi)角取得一組平行于綜合阻抗的遮擋器。ELINME311失步保護(hù)原理圖3.ELIN失步保護(hù)特性圖ME311X軸〔2X－3X’

〕為直徑的一個(gè)偏移阻抗圓，并依據(jù)T d－X’dXT＋ZSδ的兩條平行于綜合阻抗的直線為一組遮擋器，從而取得三個(gè)阻抗區(qū)域。R1右→R1→〔R1－R2〕→R2→R2左這五個(gè)區(qū)域并滿足保護(hù)動(dòng)作出口于信號(hào)或跳閘。ME311失步保護(hù)規(guī)律圖4.ELIN失步保護(hù)規(guī)律圖ME311失步保護(hù)的整定阻抗折算U 2nF G.N TAS nG.N TVZ ZFsec經(jīng)折算后，綜合二次阻抗值為ZZ X X”S.sec T.sec d.secR1R2的整定考慮到綜合阻抗的阻抗角一般接近于90°，因此承受以下近似算法dR X”d

tan(180)Z 2 2Z1 tan(arg(Z)) sin(arg(Z))RR1

tan(180)Z2Zsin(arg(Z))偏移阻抗圓的整定X

3X”

2XTdcent 2dXD3X”d2XT2。時(shí)間整定t1――R1－R2間滑行最短時(shí)間，取0.1秒；T1――R1－R1〔全周〕的滑行最長(zhǎng)時(shí)間，取3秒；t2R1－R20.1秒；全周〕2秒；5秒；其它整定10%電流聯(lián)鎖：I＝1.2IN0A。跳閘延時(shí)：delayed方向：direction1/direction2，指加速或減速失步。指在發(fā)電機(jī)方向或電動(dòng)機(jī)方向。GEG60發(fā)電機(jī)保護(hù)區(qū)分失步振蕩與穩(wěn)定振蕩。5.GE失步保護(hù)特性圖GEG60發(fā)電機(jī)失步保護(hù)的整定、功率振蕩正向阻抗及阻抗角之和。T

X nCTS nCTPT式中：X －系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下的最小系統(tǒng)阻抗。S75°。、功率振蕩反向阻抗及阻抗角該定值適用于全部三個(gè)阻抗特性，反向阻抗應(yīng)大于發(fā)電機(jī)的正序阻抗。

ZBSEC

U2BSECS

nnaREVREACH=X”d

nnCTPT

BSEC v75°。、阻抗圓限制角P為最大負(fù)荷點(diǎn)，則nNaOPU2nNaS nN v外圓限制角〔OUTERLIMITANGLE20°的安全裕量。OUTERLIMITANGLE=130°中圓限制角MIDDLELIMITANGL制角和內(nèi)圓限制角的平均值。290內(nèi)圓限制角〔INNERLIMITANGL：動(dòng)穩(wěn)極限角〔120°~14°，取INNERLIMITANGLE=18013050、功率振蕩動(dòng)作時(shí)間T top

min360

211、2代表外圓、中圓、內(nèi)圓的限制角。Tmin0.4S。需的時(shí)間。0.4top360

130900.044S 需的時(shí)間。0.4top360

90500.044S 失步保護(hù)發(fā)出跳閘命令供給了額外的安全度。外、外圓以內(nèi)所花費(fèi)時(shí)間，需考慮可能的最快功率振蕩。0.4top360

130500.089S 復(fù)位時(shí)間——阻抗軌跡離開外圓后，振蕩閉鎖的復(fù)歸時(shí)間。取出廠設(shè)置值RESETDELAY1=0.05S自保持時(shí)間——對(duì)短時(shí)跳閘信號(hào)的擴(kuò)展。取出廠設(shè)置值SEAL-INDELAY1=0.4S其它失步保護(hù)原理圖ABB6RCS985保護(hù)比較相像。6.ABB失步保護(hù)特性圖7，相當(dāng)于透鏡外形的失步保護(hù)的一個(gè)變形。7.SIEMENS失步保護(hù)特性圖失步保護(hù)的調(diào)試識(shí)別測(cè)量阻抗的運(yùn)動(dòng)軌跡。G60保護(hù)為例：的極坐標(biāo)值，從而取得阻抗模值和矢量方向，GE保護(hù)也可在調(diào)試軟件ENERVISTAUR的振蕩元件定值處點(diǎn)選查看并在自動(dòng)生成的定值阻抗圓上以三相正序電壓和電流模擬該點(diǎn)阻抗，即ZUI0

，結(jié)果可以在阻抗平面上觀察。然后要觀看失步保護(hù)的保護(hù)規(guī)律動(dòng)作是否正常。模擬失步的過(guò)程，在保護(hù)裝置上參加電壓VA=57.7V∠0°，VB=57.7V∠即在保護(hù)裝置內(nèi)模擬出一個(gè)28.85ohm∠0A，B，C三相電壓，承受GE調(diào)試軟件ENERVISTA states監(jiān)inner參數(shù)位，當(dāng)降到特定值，即正序阻抗值恰好通過(guò)定值圓到INNER的變化〔將OST的動(dòng)作模式設(shè)置為EARLY即阻抗從圓外進(jìn)入圓內(nèi)滿足時(shí)間要求就動(dòng)作出口，不必等阻抗滑出圓外〕阻抗進(jìn)入內(nèi)圓后保護(hù)動(dòng)作出口。規(guī)律說(shuō)明來(lái)設(shè)計(jì)。多種失步保護(hù)的比較留相