发电厂一期工程整定计算.docx
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发电厂一期工程整定计算
国电康平发电厂一期工程(2×600MW)
#1发变(主变、高厂变、高备变、励磁变、脱硫变)组、
低压厂用6/0.4KV)电源变压器、临时启动备用变压器(66/6.3KV)继电保护及自动装置整定计算书
批准东北电科院有限公司
国电康平发电厂有限公司
审核东北电科院有限公司调试所
计算人东北电科院有限公司调试所
2007-10
第一章
#1发变(主变、高厂变、高备变、励磁变、脱硫变)组
继电保护整定计算
1.1短路电流计算(附发变组继电保护配置及出口方式)
1.1.1一次系统接线、电流(压)互感器变比及中性点接地方式见图1
1.1.2设备及系统(525KV)参数
1.1.2.1发电机
*Sn=666.666MVA,Pn=600MW,Un=20KV,In=19245A,COSφ=0.9
f=50HZ,3相,n=3000RPM,定子线圈接线方式Y,定子线圈中性点出线端子数3。
*If0=1420A,Uf0=138.4V(1420×0.0974,75°C计算值),Ifn=4128A,Ufn=421.8V。
*Xd=2.27,Xq=2.209X’d=0.3035(非饱和值),X’dv=0.2671(饱和值),
X”d=0.2215(非饱和值),X”dv=0.2038(饱和值),X2=0.2186(非饱和值),
X2v=0.20112(饱和值),X0=0.1007(非饱和值),X0v=0.0956(饱和值),
XL=0.157(定子漏抗),SCR=0.54(短路比)。
*C=3×0.227=0.681μF(定子线圈三相对地电容)。
*I2∞=8%(允许长期运行负序电流)。
*允许发电机失磁运行时间:
励磁系统故障,且电网条件允许时,失磁运行的持续时
间不得超过15min,此时允许负荷在额定值的40%以内,而且发生失磁时,在最初的60s
时间内将负荷降至额定值的60%,90s时间内降至额定值的40%。
*允许发电机定子过电流能力(I﹡2-1)t=37.5s
在发电机的氢气参数、定子绕组内冷水参数、定子电压均为额定时,这种工况每年
不得超过2次,时间间隔不少于30min。
见表1
表1
电流倍数
1.1
1.2
1.3
1.5
2
允许时间s
179
85
54
30
12.5
*发电机不平衡短路
A=(I2/In)2·t≤10s见表2
表2
t(s)
2.5
4
5
10
(I2/IN)(%)
200
155
141
100
*励磁线圈发热时间常数K=33.75,
发电机励磁线圈能承受短时过电流按下式规定
(I﹡2-1)t=33.75s
*发电机允许的空载过励磁特性见表3
表3
倍数N=V/H%
1.08
1.1
1.15
1.18
1.2
1.25
允许的过励磁时间t(s)
3000(50min)
1800
300
120
60
12
1.1.2.2主变
*Sn=720MVA,UH-L=536-1×2.5%/20KV,Yn/△-11,50Hz,三相。
Uk=14%。
*过激磁能力(见表4)
表4
1.1.2.3高厂变
*Sn=51/(31.5-31.5)MVA,UH-L=(20±2×2.5%/(6.3-6.3)KV,
I1N/(I2N-I2’N)=1472.4/(2886.8-2886.8)A,Dyn1-yn1,50Hz,三相
*UK
H-F118.55%(51MVA基准)
H-F1,F29.72%(51MVA基准)
F1-F234.69%(31.5MVA基准)。
1,1,2,4机端励磁变
*SN=3×2.1MVA,UH-L=20±2×2.5%/0.89KV,Y/△-11。
UK=8%。
1.1.2.5#1脱硫变
*SN=20MVA,UH-L=20±2×2.5%/6.3KV,Dyn1,50Hz,三相UK=10.82%
1.1.2.6#1高备变
*SN=51/(31.5-31.5)MVA,UH-L=(525±8×1.25%/(6.3-6.3)KV,
I1N/(I2N-I2’N)=56.1/(2886.8-2886.8),Yyn0-yn0,50Hz,三相
*UK
H-F118.55%(51MVA基准),H-F1,F29.72%(51MVA基准),
F1-F234.69%(31.5MVA基准)。
1.1.2.7系统(500KV)参数
*沈康线
(1)正序阻抗Z1=31.91∠84°×100/5252=0.01157∠84°
零序阻抗Z0=112.3∠72.7°×100/5252=0.0406∠72.7°
以上数据是按沈康线线路长为110KM,LGJQ-300钢芯铝绞线,水平排列,每
相四分裂,二根架空地线条件下经计算所得,待将来实测线路参数后再进行修正。
(2)距离保护一段整定动作阻抗ZOP-1=80Ω(na=3000/1,nv=5000)。
*500KV系统阻抗SB=100MVA,康平发电厂500KV母线三相短路X1=0.0119(100MVA,525KV)。
(沈北变电所500KV母线与无穷大电源连接)。
1.1.3阻抗归算及阻抗图
1.1.3.1阻抗归算
1.1.3.1.1基准值SB=100MVA,IB-525=109.97A,IB-20=2886.75A,IB-6.3=9164.28A,。
1.1.3.1.2阻抗归算
*系统电抗Z1=X1=j0.0119。
*高备变电抗Z2=X2=j0.24×100/51=j0.4706(半穿越电抗)。
*#1主变电抗Z3=X3=j0.14×100/720=j0.01944
*#1发电机电抗Z4=X4=j0.2038×100/666.66=j0.03057。
(饱和值)
*#1发电机负序电抗Z4.2=X4.2=j0.20112×100/666.66=0.030168(饱和值)
*#1脱硫变电抗Z5=X5=j0.108×100/20=j0.54。
*#1励磁变电抗Z6=X6=j0.08×100/6.3=j1.2698。
*#1高厂变电抗Z7=X7=j0.1855×100/51=j0.3637。
(半穿越电抗)
*最长高压动力电缆阻抗Z8=R8+jX8=0.2721+j0.093。
(YJV-3×185540m)
*低厂变电抗Z9=X9=j0.1×100/2=j5。
1.1.3.2阻抗图
1.1.4短路电流计算
1.1.4.1节点阻抗矩阵计算
1.1.4.2各节点对称短路电流计算
1.1.4.2.1K1点短路(525KV母线)
(1)短路点总短路电流
I(3)k1=-1/Z11×IB-525=-1/(j0.009612)×109.97=j11441A。
(2)1-2支路电流(#1发电机供给的电流)
I(3)k1(1-2)=-(Z11-Z12)/Z3/Z11×IB-20=-(j0.009612-j0.005876)/(j0.01944)/(j0.009612)×2886.7=j57716A(主变20KV侧)。
=j2153.6A(主变536KV侧)
(3)系统(0-1支路供给的电流)
I(3)K1(0-1)=-(Z01-Z11)/Z1/Z11×IB-525=-j9241.17A
1.1.4.2.2K2点短路(20KV母线)
(1)短路点总短路电流
I(3)k2=-1/Z22×IB-20=-1/(j0.015476)×2886.7=j186527.5A。
(2)1-2支路电流(525KV系统供给的电流)
I(3)k2(1-2)=-(Z21-Z22)/Z3/Z22×IB-525=-(j0.005876-j0.015476)/(j0.01944)/(j0.015476)×109.9=-j3509A(主变525KV侧)。
=-j92114A(主变20KV侧)。
(3)E-2支路电流(3#发电机供给的电流)
I(3)k2(E-2)=-(Z2E-Z22)/Z4/Z22×IB-18=-(0-j0.015476)/(j0.0.03057)/(j0.015476)×2886.75
=-j95254.3A。
1.1.4.2.3d3点短路(脱硫变6.3KV母线)
I(3)k3=-1/Z33×IB-20=j2886.75/0.5549=j5202A(脱硫变20KV侧电流)=j9164.28/0.5549=j16515.2A(脱硫变6KV侧电流)
1.1.4.2.4d4点短路(励磁变0.89KV出口)
I(3)k4=-1/Z44×IB-20=j2886.75/1.2885=j2240A
1.1.4.2.5d5点短路(6.3KV母线,不计高压电动机反馈电流)
I(3)k5=-1/Z55×IB-6.3=-1/(j0.38292)×9164.28=j23932.6A。
(高厂变6KV侧电流)
=j7538.7A(高厂变20KV侧电流)
1.1.4.2.6d6点短路(6.3KV母线连接的最长动力电缆末端短路,不计高压电动机反
馈电流)
I(3)k6=-1/Z66×IB-6.3=-1/(0.272+j0.47595)×9164.28=16717.3∠60.2°A。
1.1.4.2.7d7点短路(#1高备变6.3KV母线)
(1)I(3)k7=-1/Z77×IB-6.3=-1/(j0,4802)×9164.28=j19084.3A(#1发电机组并网)
=19084×6.3/525=229A525KV侧电流(#1发电机组并网)
(3)I(3)k7=1/(X1+X2)×IB-6.3=1/(0.0119+0.4706)×9164.28=18993.2A(#1发电机组未并网)
1.1.4.2.8低厂变(2000KVA,Ud=0.1)0.4KV出口母线短路
I(3)k--0.4=-1/(Z55+Z9)×IB-6.3=-1/(j0.3829+j5)×9164.28=1702A
附表:
发变组继电保护配置及出口方式(见表5)
表5
序
号
保护装置名称
出口方式
处
理
方
式
关
主
汽
门
停
炉
跳发电机高压
侧主开关
5011,5012
跳灭
磁开
关
MK
跳厂用
6KV侧
分支开关
跳脱硫
6KV侧断路器
减
出
力
减
励
磁
切
换
励
磁
切
换
厂
用
电
闭
锁
快
切
失灵
起动
起动
失灵
保护
信
号
5011
5012
5011
5012
61A1
61B1
1
发电机比率差动保护
+
+
+
+
+
+
+
+
全停
2
发电机定子绕组
匝间短路保护
次灵敏段t1
+
+
+
+
+
+
+
+
全停
灵敏段t2
+
+
+
+
+
+
+
+
全停
3
发电机定子绕单相接地保护
基波保护
t
+
+
+
+
+
+
+
+
全停
三次谐波保护
+
信号
4
发电机转子
子接地保护
一点接地保护
t1
+
信号
t2
+
信号
两点接地保护
+
+
+
+
+
+
+
+
全停
5
发电机定子组过电压保护(因为已装设发电
机定子过激磁保护可不设此保护)
(+)
+
+
+
+
解列灭磁
(程序跳闸)
6
发电机复压记忆
过电流保护
t1
+
解列
t2
+
+
+
+
+
+
+
全停
7
发电机(
主变
压器)
过激
磁保
护
定时限保护
低定值t1
(+)
+
信号(减励磁)
高定值t2
+
+
+
+
+
+
+
解列灭磁
(或反时限保护)
上限定时线t1
+
+
+
+
+
+
+
解列灭磁
反时限
+
+
+
+
+
+
+
解列灭磁
下限定时限t2
+
信号
8
发电机定子
绕组对称过
负荷保护
定时保护
限
t1
(+)
+
信号(减负荷)
t2
+
解列
反时限
(+)
(+)
(+)
(+)
(+)
(+)
+
(全停)
9
发电机转子表层负序过电流保护
定时限保护
+
信号
反时限保护
+
+
+
+
+
+
+
全停
10
发电机
失磁
保护
t1
+
+
+
+
+
+
+
解列灭磁
t2
+
+
+
+
+
+
+
解列灭磁
t3
+
+
+
+
+
+
全停
t4
+
切换厂用电
t5
+
减出力
11
发电机失
步保护
t1
+
信号
t2
+
解列
12
发电机转子绕组
励磁过负荷保护
定时限保护t1
(+)
+
信号
(减励磁)
反时限保护
(+)
+
+
+
+
+
解列灭磁
(程序跳闸)
13
发电机逆
功率保护
t1
+
信号
t2
+
+
解列
14
程序跳闸逆功率保护
+
+
+
+
+
+
全停
15
发电机
异频保护
高频t
(+)
+
+
+
+
+
解列灭磁
(程序跳闸)
低频t
+
信号
16
发电机起停机保护t
+
(+)+
(+)+
+
+
全停
(解列灭磁)
17
发电机误上电保护和断路器闪络保护
+
跳1DL
18
发变(主变)组差动保护(大差动)
+
+
+
+
+
+
+
全停
19
发变组阻抗保护
(主变高压侧)
t1
+
+
跳0DL
t2
+
+
+
+
+
+
+
全停
20
主变零序
电流保护
Ⅰ段
t1
+
跳1DL
t2
+
+
+
+
+
+
+
全停
Ⅱ段
t1
+
跳1DL
t2
+
+
+
+
+
+
+
全停
21
主变高压侧过负荷
信号
主变通风起动保护
+
通风起动
22
主变220KV断路器非
(三相操动机构)失灵
保护(如使用断路器自带
非全相运行保护,要求延
时0.5S重跳本断路器)
t1
+
减负荷
t2
+
+
解列
t3
解复压闭锁
t4
+
起动失灵(后备接线)
23
主变220KV断路器失灵保护
t1
+
重跳1DL
t2
+
起动失灵
t3
解除电压闭锁
24
主变非电量保护
重瓦斯,压力释放,油温
+
+
+
+
+
+
全停
冷却器全停t2
+
+
+
+
+
+
全停
25
高厂变比率差动保护
+
+
+
+
+
+
+
全停
26
高厂变低压侧
AB分支电流
保护
RCS—9625C
限时电流速断
t1
A
+
+
+
跳分支开关
B
+
+
+
低压闭锁过电流
保护t2
A
+
+
+
跳分支开关
B
+
+
+
+
27
高厂变高压侧电流(后备)保护
限时电流速断t1
+
+
+
+
+
+
全停
复合电压闭锁过电流t2
+
+
+
+
+
+
全停
28
高厂变高压侧过负荷保护t
+
信号
29
高厂变高压侧通风起动保护t
通风起动
30
高厂变低压侧A(B)
分支零序电流保护
A
+
+
断开A(B)分支上下开关
B
+
+
31
高厂变非电量保护
重瓦斯,压力释放,油温
+
+
+
+
+
+
全停
32
发变组电压平衡式TV断线判别
闭锁阻
抗保护
33
机端励磁变保护
电流速断
+
+
+
+
全停
过电流
+
+
+
+
+
+
全停
34
发电机轴电压保护
+
信号
35
脱硫变比率差动保护
+
+
+
+
+
+
全停
36
脱硫变高压侧
复压过电流
保护
限时电流速断t1
+
+
+
+
+
+
全停
复合电压闭锁过电流t2
+
+
+
+
+
+
全停
37
脱硫变低压侧
(6KV)零序电流
保护
t1
跳6KV开关
t2
+
+
+
+
+
+
全停
38
脱硫变高压侧过负荷保护t
+
信号
脱硫变高压侧通风起动保护
通风起动
1.2发电机保护DGT-801
1.2.1发电机比率差动保护
TA:
na=25000/5=5000,TPY(出口侧及中性点侧的TA均同型)
I2n=In/na=19245/5000=3.849A(发电机额定二次电流)。
(1)差动保护最小动作电流Iop.o计算
*躲过正常最大负荷时的不平衡电流
Iop.o=KrelIunb.n=KrelKer.nI2n=1.5×0.02×3.849=0.1155A。
Krel—可靠系数,取1.5
Ker.n—发
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