电厂保护定值整定计算书甘肃大唐白龙江发电有限公司苗家坝水电站发电机、变压器继电保护装置整定计算报告二○一二年十月目录第一章编制依据 (1)1.1 编制原则 (1)1.2 编制说明 (1)第二章系统概况及相关参数计算 (3)2.1 系统接入简介 (3)2.2 系统运行方式及归算阻抗 (3)2.3 发电机、变压器主要参数 (6)第三章保护配置及出口方式 (12)3.1保护跳闸出口方式 (12)3.2 保护配置 (13)第四章发电机、励磁变保护定值整定计算 (16)4.1 发电机比率差动保护 (16)4.2 发电机单元件横差保护 (16)4.3 发电机复合电压过流保护 (17)4.4 发电机定子接地保护 (18)4.5 发电机转子接地保护 (18)4.6 发电机定子对称过负荷 (19)4.7 发电机定子负序过负荷 (19)4.8 发电机过电压保护 (20)4.9 发电机低频累加保护 (21)4.10 发电机低励失磁保护 (21)4.11 励磁变电流速断保护 (25)4.12 励磁变过流保护 (25)第五章变压器、厂高变保护定值整定计算 (27)5.1 主变差动保护 (27)5.2 变压器过激磁保护 (29)5.3 主变高压侧电抗器零序过流保护 (29)5.4 变压器高压侧零序过流保护 (30)5.5 主变高压侧复压方向过流保护 (32)5.6 主变高压侧过负荷、启动风冷保护 (34)5.7 主变重瓦斯保护 (34)5.8 厂高变速断过流保护 (34)5.9 厂高变过流、过负荷保护 (35)5.10 厂高变重瓦斯保护 (36)第一章编制依据1.1 编制原则1.1.1 本报告主要依据西北勘探设计研究院设计的发电机、变压器、高压厂用变、励磁变保护接线、原理图，北京四方有限公司提供的发电机、变压器保护装置说明书，发电机、变压器生产厂家的产品说明书、试验报告，以及其他相关装置的说明书等资料，并且结合甘肃电网及本厂的实际情况确定的的运行方式、开机方式、最大潮流、稳定控制、运行要求等进行编制。
1.1.2 本报告依据下列规程、导则编制《继电保护和安全自动装置技术规程》（DL400-91）《继电保护及安全自动装置运行管理规程》《微机继电保护装置运行管理规程》（DL/T587-1996）《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》（DL/T684-1999）《220～500kV电力系统故障动态记录技术准则》（DL/T553-94）《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》《“防止电力生产重大事故的二十五项重点要求”继电保护实施细则》《“国家电网公司十八项重大反事故措施”继电保护专业重点实施要求》1.2 编制说明1.2.1 本报告仅适用于苗家坝水电站发电机、变压器、高压厂用变、励磁变保护装置的继电保护整定值的计算。
1.2.2 本次报告针对苗家坝水电站发电机、变压器、高压厂用变、励磁变装置初次投运时的整定计算，并对装置存在的问题及投退注意事项作了说明，现场应严格遵照执行，伴随电网运行方式的变化或局部电网改造都将有可能引起有关继电保护装置定值的变化，因此电网发生变化以后必须及时对保护定值进行校核，现场实际运行中应以最新批准执行的继电保护整定值通知单为准。
第二章系统概况及相关参数计算2.1 系统接入简介苗家坝水电厂工程，新投三台90MW机组，通过三台升压变，经330kV 苗临线与系统相连。
2.2 系统运行方式及归算阻抗一次主接线图如下所示：阻抗图如下：（阻抗值均为100MVA下的标幺值）2F3F零序阻抗图系统归算至苗家坝330kV母线的100MVA下的阻抗标幺值（不包含苗家坝厂内的电源）为：330kV苗家坝水电站－临江变（简称苗江线），全长26.479kM,导线型号为 LGJ-300/40型（允许电流690A）实测正序阻抗值8.9842Ω∠84.37°实测零序阻抗值29.3377Ω∠72.17°100MVA下的阻抗标幺值为：正序阻抗：0.007548 ∠84.37°零序阻抗：0.02465∠72.17°苗家坝电站共三台发电机，大方式考虑三台机运行，小方式考虑仅一台机运行。
且对于苗家坝电站根据设计升压变压器中性点经避雷器、电抗器和接地刀闸接地（三者并联）。
且按设计要求运行中一台主变经刀闸接地，其它经电抗器接地。
即正常运行时大小方式时均为一台升压变直接接地。
升压变压器接地电抗器中性点电抗器参数（由于升压变压器接地电抗器设备未到货，根据合同，设备性能参数确定）中性点电抗器阻抗约为主变零序阻抗的三分之一。
2.3 发电机、变压器主要参数2.3.1 #1～#3发电机参数发电机型式三相、立轴悬式、密闭自循环空冷、同步发电机发电机型号SF90－30/7600天津天发重型水电设备制造有限公司额定容量 SN/PN 102.86/90.0 MVA/MW额定电压 UN 13.8 kV额定电流 IN 4303 A额定功率因数 cosϕ0.875 (滞后)额定频率 fN 50 Hz额定转速 nN 200. rpm飞逸转速 nr 388 rpm飞轮力矩 GD2 ≥5300 t.m2旋转方向(附视) 顺时针短路比 1.06纵轴同步电抗(Xd)(不饱和值) 103. %纵轴同步电抗(Xd)(饱和值) 93.6 %纵轴瞬态电抗(Xd’)( 不饱和值) 29.0 %纵轴瞬态电抗(Xd’)(饱和值) 27.3 %纵轴超瞬态电抗(Xd”)( 不饱和值) 22.1 %纵轴超瞬态电抗(Xd”)(饱和值) 18.4 % 横轴同步电抗(Xq)(不饱和值) 71.0 %横轴同步电抗(Xq)(饱和值) 66.8 %横轴瞬态电抗(Xq’)(不饱和值) 71.0 %横轴瞬态电抗(Xq’)(饱和值) 66.8 %纵轴超瞬态电抗(Xq”)(不饱和值) 20.7 %纵轴超瞬态电抗(Xq”)(饱和值) 19.4 %负序电抗(X2) 21.4 %零序电抗(X0) 12.3 %定子漏抗(Xe) 12.0 %保梯电抗(Xp) 24.5正序电阻(R1)(75℃) 0.008128 Ω负序电阻(R2)(75℃) 0.022848 Ω零序电阻(R0)(75℃) 0.01268 Ω横轴与纵轴次暂态电抗比(Xq”/ Xd”) 1.05定子三相对地电容 1.933 uF纵轴瞬态开路时间常数(Tdo’) 8.457 S纵轴超瞬态开路时间常数(Tdo”) 0.148 S横轴超瞬态开路时间常数(Tqo”) 0.379 S电机绕组的短路时间常数(T a) 0.220 S额定励磁电压 UfN (90℃) 230 V额定励磁电流 IfN 1200 A空载励磁电压 UfN(20℃) 90 V空载励磁电流 IfN 600 A定子绕组损耗(I2R) 289.0 kW 励磁绕组损耗(I2R) 225.7 kW 铁芯损耗 267.3 kW 风损和摩擦损耗 341.6 kW 上导轴承损耗 18 kW 下导轴承损耗 30 kW超瞬变电抗X´´d折至100MVA下的标幺值为（饱和值）：Xd*＝X´´d×100/Se＝0.184×100/102.86＝0.1792.3.2 #1～#3主变参数型号：SSP-H-120000/330 特变电工新疆变压器厂额定容量：120 MVA 额定频率：50HZ额定电压：363×（1±2×2.5％）/13.8 kV 相数：3相额定电流： 190.86/5020.44 A 联接组标号：YNd11冷却方式：ODWF（直接强迫油循环强迫风冷，有风扇）#1主变阻抗值短路阻抗：13.9％（75℃）或短路阻抗为 152.63Ω（以363为基准电压的），零序测量阻抗：152.13 Ω/相100MVA下的正序阻抗标幺值为：Z*1＝13.9％×100/120＝0.11583100MVA下的零序阻抗标幺值为：Z*0＝152.13/1317.69＝0.11545#2主变阻抗值短路阻抗：14.01％（75℃）或短路阻抗为 153.83Ω（以363为基准电压的），零序测量阻抗：153.13 Ω/相100MVA下的正序阻抗标幺值为：Z*1＝14.01％×100/120＝0.11675100MVA下的零序阻抗标幺值为：Z*0＝153.13/1317.69＝0.11621#3主变阻抗值短路阻抗：13.98％（75℃）或短路阻抗为 153.79Ω（以363为基准电压的），零序测量阻抗：153.10 Ω/相100MVA下的正序阻抗标幺值为：Z*1＝13.98％×100/120＝0.1165100MVA下的零序阻抗标幺值为：Z*0＝153.1/1317.69＝0.1161882.3.3 #1、#2厂用变参数型号：SC10－1890/13.8 汉中新环干式变压器有限责任公司额定容量：1890 kVA 相数：三相额定电压：13.8±2×2.5％/0.4 kV 冷却方式：AN/AF额定电流：79.1/2728 A 阻抗电压：6.25％额定频率50HZ 联结组标号：Dyn11#1厂用变100MVA下的正序阻抗标幺值为：Z*1＝6.25％×100/1.89＝3.30687#2厂用变100MVA下的正序阻抗标幺值为：Z*1＝6.25％×100/1.89＝3.306872.3.4 #1～#3励磁变参数型号：ZLSCB-1050/13.8 金盘电气干式变压器额定容量：1050 kVA 相数：三相额定电压：13.8/0.47 kV 额定频率50HZ额定电流：43.93/1289.863 A联结组标号Yd11 短路阻抗：4.09％#1励磁变100MVA下的正序阻抗标幺值为：Z*1＝4.09％×100/1.05＝3.895#2励磁变100MVA下的正序阻抗标幺值为：Z*1＝4.02％×100/1.05＝3.8285#3励磁变100MVA下的正序阻抗标幺值为：Z*1＝4％×100/1.05＝3.81第三章保护配置及出口方式3.1保护跳闸出口方式3.1.1 变压器保护跳闸出口根据苗家坝电厂一次接线图的设计，#2、#3升压变高压侧共用3300、3302开关，则当#2（#3）主变故障时，仅跳3300、3302和#2（#3）发电机出口开关时，短路电流仍可由另外一台机提供不能切除故障，则设计#2主变保护出口动作是要跳#3机出口断路器。
同理#3变要出口要跳#2机的出口断路器。
#1变压器全停-跳#1主变高压侧3300、3301开关和#1发电机101开关，启动高压侧开关失灵。
跳#1厂高变低压侧开关(厂高变低压侧400V系统的分段开关柜内设置有备自投装置，在2#厂高变低压侧开关跳开的情况下，备自投动作，由1#厂高变带低压负荷。