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1、2100+2200MW供热式火力发电厂电气部分及继电爱护设计摘要本文是依据原始资料（包括厂址概况，机组资料，电力系统接线图）设计的，其中包括火力发电厂的电气主接线的设计及发电机一一变压器组爱护方式的整定计算。依据实际状况及远景发展设计出火力发电厂的电气主接线图，共提出三种可行方案：双母接线、双母带旁路母线和一台半断路器接线，通过对三种方案的牢靠性、敏捷性和经济性的比较后，再加以考虑了远景规划和发电厂扩建的可能性，最终确定了采纳双母带旁路母线的接线方式，随后又进行了主变压器及厂用高压变压器台数及容量的选择，并利用电力网络等值电抗图，应用运算曲线求各时刻短路点的短路电流。并用短路电流的结果选择了有
2、关的电器设备（断路器、隔离开关等）。在电气主接线的方案确定以后，我们进行了发电机一一变压器组爱护方式的选择及整定计算。在所选用的爱护方式中，共选用了十余种主要爱护及其多种协助爱护，然后又对所选的爱护进行了整定计算，最终对继电爱护及自动扮装置进行了配置。本设计的基本指导思想及理论来源于大量的相关资料，并通过对比进行了优化配置。所以，本设计涉及了大量电气工程中的各个方面，对电力系统有个较全面、系统的相识。关键词：电气主接线短路电流继电爱护第一章绪论(1)1. 1课题背景(1)2. 2原始资料(1)3. 3设计内容(2)第二章发电厂电气主接线方案确定(3)4. 1主接线设计的基本要求(3)5. 2电
3、气主接线方案的确定(4)6. 3变压器的选择(5)第三章短路电流的计算(10)7. 1短路电流计算的目的及假定(10)3. 2短路电流计算的步骤及结果(17)第四章电气设备的选择(21)4. 1电气设备选择的要求(21)4. 2断路器的选择(22)4. 3隔离开关的选择(33)8. 4其他相关设备的选择(35)第五章发电机和变压器的爱护配置(34)9. 1继电爱护设计原则(34)10. 2发电机的爱护配置(34)5.3变压器的爱护配置(50)5.4发变组的爱护配置(51)第六章继电爱护及自动扮装置的配置(66)第一章绪论1.1课题背景1.2原始资料1.2.1厂址概况厂址位于新建的大型煤矿内，是
4、一个坑口电厂，所用燃料又煤矿干脆供应。电厂生产的电能用UoKV电压等级6回线向4各较大的负荷供电，其综合最大负荷为200MW；另外，220KV电压等级有4回与电力系统的联络线。矿区煤源足够，旁边有河流经过。并用大水库，水量丰富。厂址地区交通便利,有铁路干线经过，地质条件较好，地势不大平坦，属于6级地震区，冻土层深1.5米，最大风速20米/秒，年平均气温+5。，最高气温+38,最低气温一2(TC01.2.2机组参数锅炉：2XHG-410/100；2XHG-670/140-1汽轮机：2XN100-90；2N200-130/535发电机：2XTQN-100-2；2QFQS-200-21.2.3电力系
5、统接线图1. 2.4负荷资料HOKV电压等级综合最大负荷为200MW序号用户名称最大负荷KW距离Km线路数利用小时1变电所800025250002煤矿800020260003机械厂600015150004化工厂400018155001.3设计内容本课题的主要探讨内容为：2100+2200MW供热式火力发电厂的电气主接线的选择，发电机变压器组继电爱护的配置以及全厂自动扮装置的配置。其次章发电厂电气主接线方案的确定2. 1主接线设计的基本要求电气主接线是电力系统的主要部分之一，它表明白发电机、变压器、输电线、断路器和隔离开关等电气设备的数量，并指出怎样去连接这些电气设备，并与电力系统相连接，进而完
6、成发电、变电、输电和配电任务。主接线的确定与电力系统的平安、稳定、敏捷和经济地运行，以及对电厂和变电所的电气设备选择、配电装置的布置、继电爱护及限制方式的确定都有亲密的联系。由于发电、变电和输配电是同时完成的，所以主接线的设计好坏对发电厂、变电所和负荷的正常运行都有影响。因此主接线的设计必需满意以下条件：(1)保证必要的供电牢靠性和电能质量平安牢靠是电力生产的首要任务，保证供电的牢靠性和电能质量是对主接线最基本的要求，包括：应考虑在长期运行中说积累的阅历，并在设计中有所遵循。各个元件牢靠地综合在一起就是主接线地牢靠性。因此，在设计时要同时考虑一次设备和二次设备的故障率及其对供电牢靠性的影响。评
7、价牢靠性时，应详细问题详细分析，不能脱离发电厂在系统中所处的地位。(2)具有肯定的敏捷性和便利性。主接线应当能适应各种运行状态，并能敏捷地进行运行方式的转换，即：在正常运行时平安牢靠地供电。在系统故障或设备检修及其故障时，也能适应调度的要求，并能敏捷、简便、快速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。(3)具有经济性在满意技术要求地前提下，做到经济合理：投资少：主接线满意简洁清楚，节约断路器和隔离开关等一次设备，并使二次设备不过于困难。占地面积小：电气主接线设计时要为配电装置地布置创建条件。电能损耗小：经济合理地选择主变压器地形式。容量和台数，避开多次变压而增加地电能损耗。(4)具有发展
8、和扩建地可能性随着建设事业地高速发展，往往须要对已投产地发电厂或变电所进行扩建，所以在设计主接线时应留有发展地余地，不仅要考虑最终接线地实现，而且还要兼顾到分期过渡接线地可能和施工的便利。2.2电气主接线方案的确定2. 2.1对原始资料的分析该电厂为中型供热式火电厂，其容量为2100+2200=600MW,最大机组容量为200MW,即具有中型容量的规模、大型机组的特点。该厂又为火电厂，在电力系统中将主要担当基荷，从而该厂主接线的设计必需着重考虑其牢靠性和敏捷性。当本电厂投产后，将占电力系统总容量的(2X100+2X200)/(2300+2225+2100+2200)=36.36%(15%),超
9、过了电力系统检修备用容量和事故备用容量，说明该厂在将来电力系统中作用和地位是至关重要的。从负荷特点及电压等级来看，它具有110、220KV两级电压和一级电压负荷。220KV与系统又4回线路，呈强联系形式并接受本厂剩余功率；IloKV电压等级出线回路为6回，供应重要负荷。3. 2.2主接线的分析(1) 110KV电压级由于出线为6回，且既有双回路又有单回路，并且是向重要负荷供电。依据规程，“IlOKV侧出线回路数为6回及以上时，宜采纳双母线带旁路母线的主接线方式”。所以，IloKV侧采纳双母线带旁路母线的接线方式。(2) 220KV电压级220KV电压等级有4回与系统相连，若220KV侧发生故障
10、，则有可能使系统解列，所以，主接线的选择应具有较高的牢靠性。最大输出功率为600-200X0.7-60010%=400MW,依据规程，“220KV侧出线回路数为4回及以上时，宜采纳双母线带旁路母线的主接线方式”。但出现为4回，与系统呈双回路联系，检修某个出线断路器时只需将改回线停止供电，这样不会造成该厂与系统解列，故采纳双母线即可满意要求。220KV也可以采纳双母四分段和一台半断路器接线方式。三种可行方案见图11、图1-2、图1一3所示。604回2I(X)MW2200MW图12方案二图1一3方案三2.2.3三种方案的技术（牢靠性和敏捷性）和经济比较比较结果见表11所示。方案一方案二方案三可靠性
11、（I）简洁清楚，设备较多。（2）母线检修不致停电。（1）简洁清楚，设备较少，设备本省故障率低。（2）牢靠性高，每种电压等级均有两台主变，保证检修不致各级电压解列。（3）联络自耦变实现功率交换及厂备用电源的要求。（1）牢靠性高，无论是检修母线或设备故障检修，均不致停电。（2）220KV隔离开关不作为操作电器，减小误动几率，易实现自动化。（3）IlOKV与220KV的联络自耦变实现功率交换及厂备用电源要求。敏捷性（1）运行方式简洁。（2）各种电压等级接线都便于扩建和发展。（1）运行方式较多，从而运行调度敏捷。（2）易于扩（I）IIOKV有多种运行方式；220KV属环网结构，从而建和实现自动化。运行
12、调度敏捷，相应爱护装置困难。（2）易于扩建和实现自动化。（1）设备相对较多，投资多，年费相对多。（2）占地面积相对少。（1）设备相对较少，投资少，年费（1）设备投资高，设备数量多，年费（3）采纳单元接线及分相封闭母线，从而避开了选择大容量的出口用小。（2）占地面极少。（3）采纳单用大。（2）220KV采纳交叉接线，提济性断路器，节约投资。元接线和200MW机组分相封闭母线，从而避开了选择大容量的出口断路器。高了牢靠性，增大T占地面积。2.2.4电气主接线方案的最终确定通过定性地分析，在技术（牢靠性和敏捷性）上和经济上地综合分析，最终采纳方案二作为本火电厂的电气主接线。2.3变压器的选择2.3.
13、1主变及厂用高压变的选择因主接线中采纳发电机变压器的单元接线，一般规定厂用高压变的容量为发电机额定容量的10%;而主变的容量是把发电机所能发出的最大功率（扣除厂用负荷外）传递到母线侧，并留有10%的裕度。因此，在本厂中100MW及200MW发电机及对应的变压器的参数如表21、表22所示：表21主变压器参数表型号容量KVA额定电压KV阻抗电压连接组别高压低压SFP-120000/11012000010.510.5Y0-llSFP1.-240000/22024000015.7513.0YO-11表22厂用高压变参数表型号容量MVA额定电压KV阻抗电压SFPF1.-31500/15.7518.0SF
14、1.1-16000/101610.5/6.310.52. 3.2联络变的选择(1)当综合负荷为最大PmaX,且此时最大的一台机组因故停机时，联络变能从系统汲取功率来满意负荷和厂用负荷的须要，公式如下：Pl=Pmax+PJH-P发(2)当综合负荷为最小Pmin时，发电机满发且扣除厂用负荷后，联络变应将剩余功率送往系统，公式如下：P2=P-P广用-Pmin然后比较Pl和P2,取大的才能满意联络变的要求。Pl=200+20-100=120MWP2=2100-20-2000.7=40MW则联络变的容量为：S=max(Pl,P2)COS=120/0.85=141.2MW,考虑裕度取150MWo联络变的参
15、数如表23所示：表2-3联络变的参数表型号容量MVA额定电压KV阻抗电压连接组别0SFPS7-150000/220150/150/75242/121/10512.92/5.88/8.89Yo-il第三章短路电流的计算3. 1短路电流计算的目的及基本假定3.1. 1短路电流计算的目的(1)电气主接线的比较选择；(2)选择导体和电器；(3)确定中性点接地方式；(4)验算接地装置的接触电压和跨步电压；(5)选择继电爱护装置和进行整定计算；3.1.2短路电流计算的基本假定(1)正常工作时，三相系统对称运行；(2)全部的电源电动势相位角相同；(3)系统中所以同步、异步电机为志向；(4)电力系统中各元件磁
16、路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小变更；（5）电力系统中所以电源都在额定负荷条件下运行；（6）同步电机都具有自动调磁装置（包括强行励磁）；（7）短路发生在短路电流为最大的瞬间；（8）不考虑短路点电弧阻抗和变压器的励磁电流；（9）除计算短路电流衰减时间常数和低压网络短路电流外，元件电阻不计；（10）元件计算参数均取额定值，不考虑参数误差和调整范围；（三）输电线路电容略去不计；（12）用概率统计法制定短路电流运算曲线。3. 2短路电流的计算步骤和结果4. 2.1短路电流的计算步骤在工程中，短路电路的计算通常采纳好用曲线法。现将其计算步骤简述如下：（1）选择短路点；（2）画等值网络（次暂
17、态电抗）图；去掉系统中的所以负荷分支，发电机电抗用次暂态电抗Xd”；选取基准容量Sj和基准电压Uj（一般取各级电压的平均值）；将各元件电抗换算为同一基准值下的标么电抗；绘出等值网络图，并将各元件电抗统一编号；（3）化简等值电路。为了计算不同短路点的短路电流，需将等值网络图分别化简为以短路点为中心的辐射形等值网络图，并求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗；（4） 求计算电抗Xjs;（5） 由运算曲线查出各电源供应的短路电流周期重量标么值（运算曲线只作到Xjs=3.5）;（6） 计算无穷大容量（Xjs3）的电源供应的短路电流周期重量；（7） 计算短路电流周期重量出名值和短路容量；（8） 计算短
18、路电流冲击值；（9） 计算异步电动机供应的短路电流；（10） 绘制短路电流计算结果表。本文短路电流计算采纳分布系数法化简网络，详细计算过程详见计算书。3.2.2短路电流计算结果表短路电流计算结果见表31所示。表31短路电流计算结果表短路点编号路平电)短点均压KV准流KA基电1分支线名称支定流KA分额电短路电流标么值短路电流值I*1*o.1*0.2I)*4Iw(KA)【0.1(KA)10.2(KA)I4(KA)以(KA)iCh(KA)S(MVA)zjo.(KA)系统SI0.099751.771.481.391.331.732.622.462.3523.0624.0876.8641043.730.
19、457系统S20.105751.292.011.831.822.392.5932.3612.3483.0834.0456.7941032.980.453dl2300.25Fl、F20.05771.183.953.373.122.3854.6613.9773.6822.8147.27112.2121856.813.007F3、F40.20780.592.151.961.842.031.2691.1561.0861.1981.983.325505.530.819小计11.1439.9549.4710.15717.3829.1954439.064.73系统Sl0.41573.540.3470.338
20、0.3350.3471.2281.1971.1861.2281.9163.22244.60.214系统S20.4412.584.4123.293.023.0110.6868.4887.7927.76616.6727.9972128.51.863d21150.502Fl、F20.2412.360.760.720.710.801.7941.6991.6761.8882.7994.70357.341.157F3、F40.12151.183.8153.22.92.364.5023.7763.4422.7857.02311.795896.72.904小计18.2115.1614.07613.66728.
21、40847.713627.176.138系统SI4.72764.690.2120.2120.2120.21213.71413.71413.71413.71421.39435.93149.652.39系统S25.02148.520.1990.1990.1990.1999.6559.6559.6559.65515.06225.296105.351.68Fl1.045721.560.5140.400.3970.4178.9478.6248.5598.9913.95723.4494.105.77d36.39.16F25.4921.560.1820.1920.1920.1923.9243.9243.92
22、43.9246.12110.2842.820.684F3、F49.9121.560.1010.1010.1010.1012.1752.1752.1752.1753.3935.69823.730.379小计38.4238.0938.0338.45859.935100.66419.2410.903第四章电气设备的选择4. 1电器设备选择的要求5. 1.1一般原则（1）应满意正常运行、检修、短路和过电压状况下的要求，并考虑远景发展;（2）应按当地环境校核；（3）应力求技术先进和经济合理；（4）与整个工程的建设标准应一样；（5）同类设备应尽量削减品种；（6）选用的新产品均应具有牢靠的试验数据，并经正式
23、鉴定合格。在特殊状况下，选用未经正式鉴定的新产品，应经上级批准。在6220KV的电网一般选用少油断路器，在HOKV33OKV的电网中，当少油断路器技术条件下不能满意要求时，可选用六氟化硫或空气断路器，大容量机组采纳封闭母线时，如需装设断路器时，宜选用发电机专用断路器。由于高压开端电器没有连续过载实力，在选择其额定电流时应满意可能运行方式下回路持续工作电流的要求，即取最大持续工作电流Ig.max。当电器安装饰的环境温度高于+40C（但不高于+60C）时，每增加1,建议额定电流削减1.8%；当低于+4（TC时，每削减1,建议额定电流增加0.5%,但总的增加值不超过额定电流的20%。4.1.2在正常
24、运行条件下各回路的最大持续工作电流(1)发电机回路：Igmax=I.051N1.05P/?ancos。(2)三相变压器1口1路:Ig.max=1.051N1.05Sh3t11（3） 母联断路器回路，Ig.max一般为改母线上最大一台发电机或一组变压器的持续工作电流；（4）出现断路器Ig.max等于本线上的最大负荷电流加上事故时的转移负荷电流。4.1.3导体和电器的选择及检验项目项目正常工作状态短路条件环境条件其他额定额定开断精动热温海电器、电压电流容量确稳稳拔(K(K(K等定定度高V)A)VA)级度断路器OOOO切断长线时应检验过电压负荷开关OOOO隔离开关OOOO熔断器选择爱护熔断特性电抗器
25、选择电抗百分值电流互感器电压互感器导线电晕及允许电压检验注：表中代表选择项目；“O”代表校验项目。4.2断路器的选择4.2.1断路器选择的技术条件（1）电压：Ug（电网电压）WUN（2）电流：Ig.max（最大持续工作电流）IN（3）开断电流（或开断容量）：Id.tIbr（或Sd.tWSkd）Id.t一一断路器实际开断时间t秒的短路电流周期重量;Ibr断路器的额定开断电流；Sd.t断路器t秒的开断容量；Skd一一断路器的额定开断容量。（4）动稳定：ichWimaxich三相短路电流冲击值；imax断路器极限通过电流峰值。（5）热稳定：EVI；*f4.2.2断路器的选择结果断路器的选择结果如表4
26、1所示。表41断路器选择结果表电压型电压KV额定电流额定闭合4s热稳定额定动稳定电额定开断额定闭合额定开断固有分闸等KA电流电流流（峰时间时间电流时间级号额最（峰(KA值）KA(三)(三)KA(三)K定大值）)VKA2201.W7-2202202523.15100401000.060.15400.043HO1.Wll-IlO1101261.68031.58031.50.044. 3隔离开关的选择5. 3.1隔离开关选择的技术条件隔离开关选择的技术条件与断路器选择的技术条件中的（1）、（2）、（4）、（5）相同。6. 3.2隔离开关的选择结果隔离开关的选择结果见表4-2所示。表42隔离开关选择结
27、果表电压等级（KV）型号额定电压（KV）额定电流（KA）动稳定电流峰值（KA）热稳定电流（KA）220GW4-220DW220210040(4s)110GW4-110DW11018025(4s)6GW1-6/20060.22510(5s)7. 4其他相关设备的选择8. 4.1电流互感器的选择（1）条件型式：应依据运用环境条件和产品状况来选择。对620KV屋内配电装置,可采纳瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构；对35KV及以上的，一般采纳油浸瓷箱式绝缘结构的独立式，有条件的应采纳套管式电流互感器。一次回路电压：UgUNUg一一安装处二次回路工作电压；Un-电流互感器额定电压。一次回路电流：Igmamx
28、WIiNIg.max安装处的一次回路最大工作电流；Iin电流互感器一次回路额定电流。精确等级：由电流互感器二次回路所接仪表的类型对精确等级的要求，并按精确等级最高的表计来选择。二次负荷S2：S2SnSn电流互感器的额定容量。动稳定：内部动稳定：GW五1.NK血=1.（电流互感器极限通过电流峰值）热稳定：W(1.N*,)2Kt电流互感器的1秒钟热稳定倍数。(2)电流互感器选择结果电流互感器的选择结果见表4-3所示。表4-3电流互感器选择结果表电压等级KV变比发电机出口主变高压侧22012000/51200/511010000/51000/54. 4.2电压互感器的选择(1)条件型式：电压互感器的
29、型式应依据运用的条件来选择。620KV屋内配电装置，一般采纳油浸绝缘结构，也可以采纳树脂浇注绝缘结构；35IIoKV配电装置,一般采纳油浸绝缘结构；220KV及以上配电装置，要求高时采纳电容式电压互感器。一次电压Ui：1.1UnUiUnUn-电压互感器一次额定电压。二次电压U2依据运用状况选择。精确等级：依据接入的测量仪表、继电器和自动装置等设备对精确等级的要求确定。二次负荷S2：S2SnSn一一对应于测量仪表所要求的最高精确等级下电压互感器的容量。(2)电压互感器的选择结果电压互感器的选择结果见表4-4所示。电压等级KV变比发电机出口主变高压侧22015000/100/3嘤毕10033110
30、10000/100/3粤埠/10033第五章发电机和变压器的爱护配置5. 1继电爱护设计原则5. 1.1设计原则及范围随着电力系统的增大，大容量的发电机不断增加，在电力设备上装设完善的继电爱护装置，不仅对电力系统的牢靠运行有重要意义，而且对重要且昂贵的设备养活在各种短路和异样运行时造成的损害在经济效益上也有显著的效果。因此，在主设备的爱护设计中，应要求爱护在配置、原理接线和设备选型等方面依据主设备的运行状况及结构特点达到牢靠、灵敏、快速且有选择性的要求。5. 1.2设备选型目前广泛采纳的继电爱护装置有电磁型、整流型和晶体管型三种。电磁型爱护继电器原理接线简洁、维护便利、简洁驾驭、有丰富的运行阅
31、历，但有些爱护装置由于在原理判据、灵敏系数等方面不满意大容量机组爱护的要求，故在大容量机组中较少应用。整流型和晶体管型爱护装置在灵敏系数、快速性、选择性等方面都较优越，而且有体积小、功率消耗小、防震性能较好等优点，故目前用新原理判氢制造的大机组爱护装置多采纳整流型和晶体管型。爱护装置选型在电厂或变电所设计中宜一样，但为了更好地满意选用性能更完善更牢靠地装置等要求，也可选用不同类型地爱护装置，甚至可选用不同制造厂地产品，其原则是爱护地设计方案应优越，如此也能促进各爱护不断发展和提高。5. 1.3爱护出口(1)出口方式爱护的出口是与相应的断路器跳闸回路联系的纽带。为此，爱护装置出口回路应满意以下要
32、求：按爱护配置的要求，不同的出口要分别设独立的出口断路器。出口断路器的触点数量与切断容量应满意断路器跳闸回路牢靠动作的要求。如要求出口继电器具有自保持性能时，该继电器的自保持线圈的参数应按断路器动作线圈的动作电流来选择，灵敏系数要求大于2。由于主设备是多种爱护装置组成，为简化接线，一般每套爱护装置不单独设出回路，而按爱护出口要求设公用的总出口回路。对发电机变压器组，按爱护要求可能动作于一侧断路器跳闸，也可能使各侧断路器同时跳闸。因此，一般在断路器各侧分设出口回路和总出口回路。爱护出口有以下几种：全停：断开出口断路器，变磁，断开高压厂用电源断路器，关闭各汽门，锅炉甩负荷。解列灭磁：断开出口断路器
33、灭磁，断开高压厂用电源断路器，关闭各汽门，汽轮机和锅炉甩负荷。解列：双绕组变压器只断开出口断路器，三绕组变压器中学压侧的爱护只断开本侧断路器。母线解列：对双母线系统，断开母线联络断路器。程序跳闸：首先关闭汽轮机主汽门断开汽轮机，再跳开发电机断路器，并断开励磁。渐出力：削减汽轮机的输出功率。信号：发出音响和光信号。（2）信号出口方式但爱护装置放在接地或限制室的后排时，一般均设接地信号和远方信号，远方信号包括动作于中心装置的音响信号及在限制室限制屏上的光字牌信号。假如发电厂和变电所装设计算机时，也应向计算机接口装置输送触电。信号回路应满意以下要求：动作牢靠、精确，不因外界干扰而误动。信号触点数量和
34、切断容量应满意中心信号回路的要求，接线力求简洁。信号回路动作后，应能自保持，待运行人员处理后，通过人工手动复位。6. 1.4爱护电源主设备爱护装置的电源主要有三种类型：（1）由发电机和变电所的直流电源供电的方式，一般电磁型和整流型爱护装置都采纳此种方式。（2）由逆变电源装置单独供电的方式。抗干扰性能好，故一般晶体管和集成电路型爱护装置采纳此方式。（3）电阻降压或单独小蓄电池供电方式。为分散供电和集中供电，此方式只用于消耗功率少的继电器。电源装置应满意以下要求：（1）保证牢靠供电，因整流型或晶体管型爱护多为成套装置，功率消耗较大，一般多由直流母线单独供电，对供电回路应设电源监视装置。（2）对大容
35、量机组的爱护，如电厂由两组蓄电池，为了满意双重化要求，爱护装置应由两组蓄电池供应，爱护出口分组要求分别供电。（3）电源应汲取好的抗干扰性能。5. 1.5爱护及其出口方式爱护及其出口方式见表5-1所示。序号保护名称全停1Qi全停IIQn解列灭磁JM程序跳闸CS解列J1.母线解列MJ跳厂用分支预报信号事故分析信号短路保护1主变瓦斯爱护2厂变瓦斯爱护3发电机纵差爱护4主变纵差爱护5厂变纵差爱护6发变组纵差爱护7定子匝间短路8阻抗爱护9主变零序爱护10厂变过电流爱护接地保护1一点接地爱护2两点接地爱护3定子接地异常保护序号爱护名称QIQHJMCSJ1.CQ1.QJCJ1.CDMKYXHSXHSBH1定
36、子对称过负荷2非对称过负荷3励磁回路过负荷4失磁爱护5过电压爱护6逆功率爱护7非全相运行爱护8断路器失灵爱护注：表中“表示动作，“”表示可以切换到该状态。两表中的爱护在结构和配线方面彼此保持独立，这在运行期间进行检测或修理时，发电机变压器组仍旧保持有必要的爱护。每套爱护的出口回路均应装设切换或连接部件，用于切换解除或投入爱护。下面以200MW发电机及对应的变压器来说明它们的继电爱护的详细配置。5.2发电机的爱护配置5.2.1纵差爱护（1）爱护方式的选择纵差爱护是发电机内部相间短路的主爱护，它应能够快速而灵敏地切除内部所发生的一切故障，同时.，在正常运行及外部故障时，又能保证动作的选择性和工作的
37、牢靠性。因本设计的发电机的容量是200MW,所以发电机纵差爱护的爱护继电器采纳比率制动式差动继电器。因为它的动作电流随外部短路电流的增大而增大，而且动作电流的增大比不平衡电流的增大要快，这样就能使外部故障时爱护牢靠而不误动，而在内部故障时爱护有效地动作。在躲外部短路时地不平衡电流这一点上，BCH-2型继电器也有这种特性。但它适用于小容量地机组，而且它有直流助磁特性，在非周期重量时，其动作电流增加，提高了躲外部短路时暂态不平衡电流地特性，但它必需等到非周期重量衰减到肯定程度后才会动作，即爱护速动性差，这对大容量机组是不允许地，必需保证爱护的速动性和灵敏性。（2）比率制动式差动继电器的原理比率制动
38、式差动继电器的原理如图51所示。图51比率制动式差动爱护原理图Wzd=Wcd2正常运行时：动作安匝为：(Il,-12,)XWcd制动安匝为：(H+I2,)Wzd=(HI2,)Wcd2,明显制动安匝大于动作安匝，爱护不动作；发电机内部短路时(I2,及12反向)：动作安匝为：(ll,+I2,)XWcd制动安匝为：(Il,-I2,)XWzd=(U-I2,)Wcd2,明显动作安匝要大于制动安匝，爱护动作。比率制动式纵差爱护的最大特点是动作电流不是固定值，而是随外部短路电流的增多而增大的。正常运行时，WCd中流过的电流为IbPjbP=H-I2,=(II-12)nA,即使发电机两侧的电流互感器的型号都完全
39、相同，但励磁特性还是有差别的，故11-I2,不为0；IbP=KfZq*Ktx*fi*Id.max,KfZq为非周期重量，取1；Ktx为电流互感器同型系数，取0.5；fi为电流互感器的误差，取0.1；kl.max为外部短路时的最大短路电流。图5-2为比率制动式差动爱护制动特性曲线。P点为差动爱护的最小动作电流，Idz=(0.1-0.3)Ie.f,一般取0.2IefA点为转折点；S点的动作电流为IdZ=Kk*Ibp.max,Kk=I.31.5。图52比率制动式差动爱护制动特性曲线(3)比率制动式纵差爱护的整定计算依据比率制动式差动爱护的动作特性，须要整定二个定值，既最小动作电流和制动系数。最小动作
40、电流：由于爱护装置采纳比率制动特性，爱护的动作电流不必躲外部故障时的不平衡电流来整定，其整定值只需按躲外部最大负荷下差动回路的不平衡电流，所以，继电器的最小动作电流为：Idz.j.min=Kk*Ibp=Kk*KfZq*Ktx*fi*Ie.2f式中，Kk牢靠系数，取1.31.5;Kfzq非周期重量，取1；Ktx电流互感器同型系数，取0.5；fi一一电流互感器的误差，取0.1;Ie.2f发电机的二次额定电流。制动系数K7d:比率制动式差动爱护防止外部短路时误动的方法，主要是通过制动系数Kzd的适当选择来加以保证。Kzd=IdzZlzd式中，Idz继电器的动作电流；Izd继电器的制动电流。假定最大外部电流下流过继电器的动作电流为：Idz=Kk*Kfzq*Ktx*fi*Id.max制动电流为：IZ
