第十六章 各单元保护定值计算
时起点从断路器分闸开始,故应包含tx与tu,即
,整定延时thzd≥tch即
,考虑到
可,由于EDCS-6110单元采用断路器不对应启动重合闸,故 tx=0.1~0.3,并取一定的裕度,thzd取0.5~1.0为宜。 另外,thzd应大于断路器合闸准备时间tcb。
对于双侧电源线路,两侧的重合闸时间应有一定的差值,主电源侧为快速重合闸,对侧取较长延时,这样,保护动作时,主电源侧按检无压方式先重合上,对侧再按检同期重合闸。
§16-2 主变保护整定值的计算
电力变压器是发电厂和变电站中的主要电气设备,不但自身价格较贵,且对电力系统安全可靠运行有重要影响。因此,对于电力变压器,除应选择性能良好,动作灵敏可靠的保护装置外,还必须正确地进行整定。下面就采用EDCS-6120/6130单元的主变保护装置中,各种保护整定值的计算方法,作简单介绍。
16-2.1 差动速断保护的整定值计算
EDCS-6120主变主保护单元中,主变的差动保护,无论哪种联接组别的变压器,其高、低压侧的电流互感器的二次侧均接成Y形接法,而电流的相位差则经程序进行矢量运算来补偿。
对于通常的Y/d联接组别的变压器,Y形侧的二次电流用相邻相的电流相量差与Δ形侧的对应相进行求差运算。例如,对于常见的Y/d-11联接组别的变压器的Y形侧
'?'?I??I?,I?'?I??I?I?a1?I?a1?I?b1,Ib1b1c1c1c1a1,而计算差动电流的公式为
??KI??I?,I??KI??I?,I??KI?'?I?,式中的Kp为差动平衡系数。 Icdapa1a2cdbpb1b2cdcpc1c2由于采用的矢量求差运算,其结果有效值比相电流有效值扩大 3倍,而相位角较超前相前移了30°,这与常规保护中将Y形侧的电流互感器二次侧接成Δ形所得的结果完全相同。
在进行差动保护整定值计算时,对于Y/d接法的变压器,应考虑这一特点。 一.差动速断电流定值计算
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第十六章 各单元保护定值计算
变压器的差动速断保护的动作电流整定值Iszd按躲过变压器空载投入的励磁涌流和外部短路时的最大不平衡电流来整定。 1.按躲过励磁涌流来整定
变压器空载投入时,将在电源侧产生很大的励磁涌流,励磁涌流的大小取决于变压器的结构,容量及电网参数,对于35kV的双绕组变压器,励磁涌流可达其额定电流的6~8倍,容量越小的变压器,励磁涌流倍数越大。
由于励磁涌流衰减很快,仅在投入的瞬间达最大值,然后很快减小,考虑到差动速断保护有一定的固有动作时间,故可以不按躲过最大励磁涌流来考虑,通常取Iszd为3~6倍额定电流,即:
Iszd1?(3~6)Ie考虑到对于Y形侧(一般是高压侧),在计算差动电流时,先进行相电流相量运算使其有效值增大 3 倍,且在计算差动电流时还乘差动平衡系数,故如以高压侧电流为准计算整定值比较麻烦,故采用低压侧额定电流来计算。即:
Iszd1?(3~6)I2e(16-21)
2.按躲过外部故障时的最大不平衡电流来整定。
可按躲过低压侧母线短路时产生的不平衡电流来计算,即:
Iszd2?KK?Ibpmax式中:Kk—可靠系数,按规程规定取1.3。
Ibpmax—低压侧母线短路时产生的最大不平衡电流,其值为:
Ibpmax?(KfzqKwc??U??fph)IDmax(16-22)
式中:Kfzq— 非周期分量系数,为考虑短路时的非周期分量影响的系数,因本保护
在程序中已考虑消除非周期分量的影响,故取Kfzq为1。
Ktx— 电流互感器同型系数,两侧电流互感器同型时取0.5,不同型时取1,
因变压器高、低压侧电流互感器不同型,故取1。
fwc— 电流互感器的最大误差,在短路时,取0.1。
ΔU—由于调压引起的误差,取调压范围的一半时的调压误差(用百分数表
示)。
Δfph—电流互感器不配合系数,因电流互感器变比不配合引起的误差,因单
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第十六章 各单元保护定值计算
元软件在计算差动电流时,已用差动平衡系数来消除电流互感器变比不配合的影响,故Δfph为0。
IDmax—低压侧母线三相金属性短路时的最大短路电流,其值为:
IDmax?ExtZtx?ZB式中:Ztx—电源相阻抗,为系统折合到高压侧母线的等效阻抗。
ZB—变压器的短路阻抗,一般为0.05~0.10。 Ext—电源相电势。
根据以上分析得到,一般情况下:
Ibpmax?(1?0.1?1??U)ExtZxt?ZB因一般IDmax≤20Ie,故即使是ΔU为±10%
Ibpmax?4Ie差动速断整定值Iszd取Iszd1与Iszd2中较大的一个,很显然,应取Iszd1,即采用EDCS-610单元时,差动速断电流整定值一般可按躲过空载投入的励磁涌流来整定。 二.差动速断保护的灵敏度校验
差动速断保护的灵敏度校验公式为:
KLm?IDmin/Iszd(2)(2)式中:I D min —非电源侧两相金属性短路时产生的最小差动电流,由于在非电源侧保
护范围内短路,非电源侧母线流向故障点的电流为0,电源侧母线流向故障点电流为:
IDd?(2)3Ext2(Zxt?ZB)?32IDmax按继电保护整定有关规程规定,KLm≥2。 三.差动平衡系数Kp的计算
差动平衡系数是微机差动保护中计算差动电流时,用以补偿高、低压侧电流互感器变比不配合而产生的差动电流的一个系数。
对于双绕组变压器,在不考虑励磁电流分量时,有如下功率平衡关系。
I2V2?I1V1或I2?I116-16
V1V2?I1nv第十六章 各单元保护定值计算
式中nV为变压器的变比(线电压之比)。各侧电流互感器二次侧的电流为:
代入上式得:
I22?I12I12?I1ni1I22?I2ni2或I1?ni1I12I2?ni2I22ni1ni2?nV
差动电流计算公式为:
?'?I?ICD?KpI1222? '与考虑到正常运行时, I?22 反相,用有效值表示为: I12
'ICD?KpI12?I22'令ICD=0,则有 Kp I12? I22 即:
Kp?I22I12'''式中:I 12 为高压侧参与差动计算的电流有效值,对于Y/Y联接变压器,I 12 I12 ?'对于Y/d联接变压器 I12 ? I12。故: 3ni1ni2ni1ni2对于Y/Y接法变压器有:
Kp?I22/I12?I12nv/I12?nv对于Y/d联接变压器有:
n ? ?式中:
Kp?I22/I12?I12'ni1ni2nv/3I12?ni1nvni23?ni1ni2?n?nv 为相电压变比,而对于Y/Y接法的变压器有 nv ?n? ,故无论对于3何种联接的变压器,均有:
Kp
?ni1ni2?n?16-2.2 差动保护的整定值计算
EDCS-6120单元的差动保护动作判据为:
ICD?Iczd?Kzzd(Iz?Izzd),且I(2)?K2zdI0式中:Iczd为差动保护最小动作电流,Kzzd为比率制动系数,Iz为制动电流,Izzd为整
定值最小比率制动特性的制动电流。即差动保护动作特性曲线的拐点(见图
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第十六章 各单元保护定值计算
16-6)。I为二次谐波电流,K2zd为二次谐波电流点,变压器充电电流的百分比整定值Io为变压器充电电流。差动保护判别式中各整定值按以下方法计算。
一.最小动作电流Iczd
最小动作差动电流按躲过正常运行时的最大不平衡电流来整定,即:
Iczd?KkIbpe?Kk(Ktxfwc??U)I22e(2)
ISZd ICD 区 作 动 ?ICd ?IZ ICZ
KZZd??ICD?IZIZd IZZd 16-6 差动保护的动作特性
式中Kk为可靠系数,一般取1.3~1.5;I22e为低压侧额定二次电流,对于不进行有载调压的变压器。
Iczd?(1.3~1.5)?0.1I22e这个值太小,一般可取0.2~0.5I22e。 二.动作特性转折点制动电流Izzd的计算
考虑到动作的灵敏度、负荷电流大到一定值时才起制动作用,因计算最小动作电流Iczd
时,已考虑到躲过正常运行时额定负荷电流的不平衡电流,即可按负荷电流Ih=I22e来选Izzd,在单元程序中,考虑到提高双侧电源时差动保护的灵敏度,计算制动电流的公式为
'?? 12 ,由于 Iz? KpI?I22?'? ,且相位相反,故正常运行时,? KpI I z ? ,故一般可选。 I2I221222Izzd?2I22e
三.比率制动系数Kzzd
在外部故障时,产生的最大不平衡电流为:
Ibp?max?(Ktx??U)IDmax16-18