【例5-1】 采用RCS-985变斜率比率制动差动保护，发电机额定功率为125MW，cosφ=0.85，额定电压为13.8kV，发电机外部最大短路电流为46.95kA，差动保护两侧采用5P20型电流互感器，电流比为8000/5，电流互感器采用星形联结。特性曲线如图5-4所示。
【解】 差动保护动作方程为
图5-4 例5-1变斜率特性曲线
式中，In为发电机二次额定电流，Kt0为起始比率制动系数，一般取0.05；Kt为制动系数；Kt.max为最大制动系数，一般取0.5；n为最大制动电流时的制动电流倍数，小于4时取4；ΔKt为比率制动系数增量，由保护装置给定的Kt.max和Kt0及n计算。
（1）发电机额定电流为
（2）保护最小动作电流（由经验公式）为
Iop.min=0.3×3.85A=1.15A
（3）拐点电流为 Ires0=In=3.85A
（4）最大不平衡电流为 Iunb.max=KapKccKerI（3）k.max=2×1×0.1×46950A=9390A
（5）比率制动系数。Kt0为起始比率制动系，取0.1；Kt.max为
整定范围为0.30～0.70，一般取
。ΔKt、Kt11、Kt12用户不必计算。
（6）差动速断动作电流为
Id.in=KrelIn=4×3.85A=15.4A
【例5-2】 发电机容量为20MW，cosφ=0.9、UN=10.5kV、次暂态电抗X″d=0.2，负序阻抗X2=0.24；水电站的最大发电容量为2×20MW，最小发电容量为20MW，正常运行方式发电容量为2×20MW。试对发电机比率制动差动保护进行整定计算。
【解】 （1）最小动作电流
，nTA=1500/5，In=4.1A
Iop.min=KrelKccKapKerIGN=1.5×0.5×1.5×0.1×1223.4A/300=0.11×4.1A=0.45A
取 Iop.min.set=0.2In=0.82A（按装置整定范围取值）
（2）拐点制动电流取 Ires.1=0.8In=3.3A
（3）最大不平衡电流。
外部短路最大短路电流：
最大制动电流：Ires.max=20.39A
KrelIunb.max=1.5×0.5×1.5×0.1×20.39A=2.29A
斜率：
取S=0.3（按装置整定范围取值），计算制动系数为
取Kres.set=0.35（装置取值范围为0.3～0.5）
内部两相短路电流：
内部短路时的制动电流：Ires·max=16.1A/2=8.05A
动作电流：Iop=S（Ires.max-Ires.1）+Iop.min=0.3×（8.05-3.3）+0.82=2.3A
灵敏度
，满足要求。
按Iop=Kres.set（Ires.max-Ires.1）+Iop.min=0.35×（8.05-3.3）+0.82=2.5A
灵敏度
【例5-3】 发电机额定容量PN=300MW、SN=353MVA；额定功率因数cosφN=0.85；额定电压UN=20kV；次暂态电抗X″d=0.16；定子额定电流IN=10189A，电流互感器电流比为15000/5；负序电抗X2=0.159；变压器Uk%=14%；系统接线图如图5-5所示。试对发电机进行比率制动差动保护进行整定计算。
【解】 1.采用WFB-800型比率制动差动保护整定计算
（1）最小动作电流Iop.min的计算，比率制动特性曲线如图5-2所示。
1）按躲过正常最大负荷时的不平衡电流计算：
图5-5 例5-3系统接线图
2）按躲过区外远处短路电流Ik接近Ign时的不平衡电流计算。即Ik≈Ign时暂态不平衡电流为 Iop.min≥KrelKapKccKerIgn=1.5×1.5×1×0.06×3.4A=0.46A
3）按经验公式计算。Iop.min=（0.2～0.4）Ign=（0.2～0.4）×3.4A=（0.68～1.36）A，取
Iop.min=1.0A，则
（2）最小制动电流或拐点电流的计算。由式（5-14）计算得Ires.min=（0.8～1）Ign，取
Ires.min=0.8Ign=0.8×3.4A=2.7A。
（3）最大动作电流Id.in的计算。按躲过区外短路最大不平衡电流计算，由式（5-15）得
（4）比率制动特性斜率S的计算。区外最大短路电流的相对值为
，则
（5）制动系数S的理论值计算。区外最大短路电流的相对值为I（3）k.max*=6.6，计算得S=0.3～0.5，取S=0.4。
（6）差动保护灵敏系数Ksen的计算。发电机未并列时，出口两相短路时的二次电流为
，此时区内短路时差动保护动作电流为
Id.op=Iop.min+S（Ires-Ires.min）=Iop.min+S（0.5I（2）k.min-Ires.min）=1.0+0.4×（0.5×18.4-2.7）=3.6A
差动保护灵敏度
发电机出口区外三相短路时差动保护动作电流由式（5-18）可得
（说明：发电机出口三相短路最大短路电流I（3）k.max等于最大制动电流Ires。）
主变压器高压出口区外三相短路时差动保护动作电流由式（5-18）计算得
其中变压器阻抗相对值为0.14。
按躲过区外短路最大不平衡电流计算，动作电流相对值为
满足要求。
其中，
。
S=KrelKapKccKer=1.5×2.5×1×0.1=0.375
（7）差动速断动作电流计算
按式（5-19）计算得Id.in=（3～4）Ign=（10.2～13.6）A
取Id.in=13.6A，差动速断灵敏系数
（8）动作时间为0。
2.采用RCS-985型变制动系数比率制动差动保护整定计算（第二类）
（1）最小动作电流，由式（5-24）计算得Iop.min=（0.2～0.3）Ign，取Iop.min=0.25Ign=0.85A，则
（2）最小制动系数Kres1和最大制动系数Kres2的整定计算。初选取
Kres1=0.1、Kres2=0.5
（3）最大制动系数对应的最小制动电流倍数n的计算：厂家设定发电机差动保护的n=4。
（4）制动系数斜率增量ΔKres的计算，
由装置自动计算。
（5）灵敏度计算
1）发电机未并列时，出口两相短路时二次电流为
2）区内短路时差动保护动作电流的计算。由式（5-26）计算得
3）灵敏度
4）区外短路时差动保护动作电流的计算。发电机出口区外三相短路时，差动保护动作电流由式（5-26）计算得
躲过出口短路时最大不平衡电流计算，Id.op*=0.375I（3）k.max*=0.375×6.25=2.34。
变压器高压侧出口三相短路时，差动保护动作电流由式（5-26）计算得
(www.xing528.com)
其中
由此可知，变压器高压侧出口区外三相短路性能不理想，可改取最小制动系数Kres.1和最大制动系数Kres.2的整定值为
Kres.1=0.15、Kres.2=0.5
此时变压器高压侧区外三相短路时，差动保护动作电流由式（5-26）计算得
整定值最终取Iop.min*=0.25、Kres.1=0.15、Kres.2=0.5，满足要求。
（6）差动速断动作电流的计算
1）动作电流取Id.in=4Ign=13.6A，则Id.in*=4。
2）差动速断保护灵敏系数为
【例5-4】 WFB-800（或DGT801）型比率制动式差动保护，发电机额定功率为135MW，额定功率因数为0.85，额定电压为15.75kV，发电机最大外部短路电流为36.25kA，差动保护两侧采用5P20型电流互感器，其电流比为8000/5，电流互感器采用星形联结。计算发电机差动保护整定值。
【解】 （1）保护最小动作电流的整定：
额定电流：
最小动作电流：Iop.min=KrelKerIGN/nTA=2×0.1IGN/nTA=0.2IGN/nTA
根据运行经验，为防止误动作，取
（2）确定制动特性的拐点电流：
Ires.0=（0.5～1.0）IGN/nTA
取Ires.0=1.0IGN/nTA=5822A/1600=3.64A
（3）最大不平衡电流的计算：
Iub.max=KaoKccKerI（3）k.max/nTA=2×0.5×0.1×36250A/1600=2.27A
（4）比率制动特性曲线的斜率：
按运行经验和厂家推荐值一般取0.3～0.5，此处取0.4。
按上述原则整定的比率制动特性，当发电机端两相金属性短路时，差动保护的灵敏系数一定满足要求，可不必计算。
（5）负序电压闭锁起动值：
Uop=0.08Un=0.08×100V=8V
（6）TA断线动作值：
Iop=0.15In=0.15×3.64A=0.546A
（7）差动速断动作值：
Id.in=4In=4×3.64A=14.56A
【例5-5】 发电机变压器组高压侧断路器为分相操作，保护用主变压器高压侧电流互感器的电流比为1200/5，发电机额定电流为10189A，发电机长期允许的负序电流为其额定电流的10%，变压器的额定电压比为242/20，变压器高压侧的额定电流为883A。求发电机变压器组非全相保护整定值。
【解】 1）负序电流保护动作电流
2）零序电流保护动作电流：
3）保护动作时间：
top=0.3s
【例5-6】 发电机额定功率为125MW，额定功率因数为0.85，额定电压为13.8kV，保护用中性点侧TA电流比为8000/5，发电机允许过负荷的发热时间常数为37.5s。发电机允许的过负荷特性见表5-2。在变压器高压侧短路由发电机供给的最大短路电流标幺值为5.68。试对发电机变压器组过负荷保护进行整定计算。
表5-2 发电机允许的过负荷特性
【解】 （1）定时限过负荷
额定电流：
动作电流：
动作延时一般取9s内，取top=5s。
（2）反时限过负荷
1）上限动作电流为
其中，nT为变压器的电压比；110kV侧基准电流Ib=502A；Krel为可靠系数。
2）动作时限。应可靠躲过变压器外部故障，取top=0.5s。
（3）反时限 厂家给出的保护动作判据为
其中，Ken为发电机允许过负荷的发热时间常数（s）；I*为以发电机额定电流为基准的过负荷倍数。
根据厂家的技术特性，在1.3倍时允许时间为60s，可求得
Ken=t（I2*-1）=60×（1.32-1）=41.4
为可靠保护发电机，按DL/T 684—2012《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》推荐值取37.5，根据发电机技术特性各点分别校核如下：
发电机的过负荷保护曲线校验结果见表5-3。
表5-3 发电机的过负荷保护曲线校验结果
由表5-3可见，过负荷保护曲线能够满足发电机过负荷保护的要求。
（4）反时限下限动作值
动作电流：
其中，Kc为与定时限的电流保护配合的系数；Ign为发电机二次侧额定电流；Kre为返回系数。
动作时间：
【例5-7】 某联络变压器额定容量为240MVA，高压侧额定电压为363kV，中压侧额定电压为242kV，低压侧额定电压为38.5kV；差动保护高、中、低压侧均采用5P20型电流互感器，电流互感器电流比分别为1200/1、1200/5、3600/5，采用比率制动差动保护。求各绕组电流互感器的裕度系数、平衡系数、差动最小动作电流、比率制动系数、二次谐波制动比及差动速断动作电流。
【解】 （1）额定电流的计算
高压侧：
中压侧：
低压侧：
（2）二次额定电流计算
高压侧：
中压侧：
低压侧：
（3）各绕组电流互感器的裕度系数
高压侧：
中压侧：
低压侧：
变压器低压侧裕度最小，选其为基本侧。
（4）平衡系数
高压侧平衡系数：
中压侧平衡系数：
（5）差动保护最小动作电流的确定
Iop.min=0.5In.l=0.5×4.999A=2.50A
（6）起始制动电流的确定
Ires.0=1.0In.l=4.999A≈5A
（7）比率制动系数 根据经验，一般为外部故障可靠制动，常取0.6～0.7。
（8）二次谐波制动比 取经验值0.15（一般0.1～0.2）。
（9）差动速断动作电流 大中型变压器通常取（4～6）In，现取5In，即
Id.in=5In.l=5×4.999A=24.995A
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