继电保护课件

1、基础知识一、电力系统继电保护的概念与作用1. 继电保护包括继电保护技术和继电保护装置。*继电保护技术是一个完整的体系，它主要由电力系统故障分析、继电保护原理及实现、继电保护配置设计、继电保护运行及维护等技术构成。*继电保护装置是完成继电保护功能的核心。继电保护装置就是能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。2. 电力系统的故障和不正常运行状态：（三相交流系统）* 故障：各种短路（d（3）、d（2） 、 d（1） 、 d（1-1） ）和断线（单相、两相），其中最常见且最危险的是各种类型的短路。其后果：1 I 增加 危害故障设备和非故障设备；2

2、 U 增加 影响用户正常工作；3 破坏系统稳定性，使事故进一步扩大（系统震荡，互解）4 I2 （I。）旋转电机产生附加发热I。一相邻通讯系统* 不正常运行状态：电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障的运行状态。如：过负荷、过电压、频率降低、系统震荡等。3继电保护的作用：当被保护元件发生故障时，自动、 迅速、 有选择地将故障从电力系统切除，以保证其余部分恢复正常运行，并使故障元件免于继续受损害。当被保护元件发生异常运行状态时，经一定延时动作于信号，以使值班人员采取措施。二、继电保护的基本原理、构成与分类：基本原理：继电保护装置要起到反事故的自动装置的作用，必须正确地区分“正常 ”与

3、 “不正常 ”运行状态、被保护元件的“外部故障 ”与 “内部故障 ”，以实现继电保护的功能。因此， 通过检测各种状态下被保护元件所反映的各种物理量的变化并予以鉴别。依据反映的物理量的不同，保护装置可以构成下述各种原理的保护：（1） 反映电气量的保护电力系统发生故障时，通常伴有电流增大、电压降低以及电流与电压的比值 （ 阻抗 ） 和它们之间的相位角改变等现象。因此， 在被保护元件的一端装没的种种变换器可以检测、比较并鉴别出发生故障时这些基本参数与正常运行时的差别就可以构成各种不同原理的继电保护装置。例如， 反映电流增大构成过电流保护；反映电压降低（ 或升高 ） 构成低电压（ 或过电压 ） 保护；

4、 反映电流与电压间的相位角变化构成方向保护；反映电压与电流的比值的变化构成距离保护。除此以外还可根据在被保护元件内部和外部短路时，被保护元件两端电流相位或功率方向的差别，分别构成差动保护、高频保护等。同理，由于序分量保护灵敏度高，也得到广泛应用。新出现的反映故障分量、突变量以及自适应原理的保护也在应用中。（2） 反映非电气量的保护如反应温度、压力、 流量等非电气量变化的可以构成电力变压器的瓦斯保护、温度保护等。继电保护相当于一种在线的开环的自动控制装置，根据控制过程信号性质的不同，可以分模拟型（ 它又分为机电型和静态型） 和数字型两大类。对于常规的模拟继电保护装置，一般包括测量部分、逻辑部分和

5、执行部分。测量部分从被保护对象输入有关信号，再与给定的整定值比较，以判断是否发生故障或不正常运行状态；逻辑部分依据测量部分输出量的性质、出现的顺序或其组合，进行逻辑判断，以确定保护是否应该动作；执行部分依据前面环节判断得出的结果子以执行：跳闸或发信号。1 构成一般由测量元件、逻辑元件和执行元件三部分组成。（ 1） 测 量元件作用：测量从被保护对象输入的有关物理量（如电流、电压、阻抗、功率方向等)，并与已给定的整定值进行比较，根据比较结果给出“是”、“非”、“大于”、“不大于”等具有“ 0”或“1”性质的一组逻辑信号，从而判断保护是否应该启动。(2)逻辑元件作用：根据测量部分输出量的大小、性质、

6、输出的逻辑状态、出现的顺 序或它们的组合，使保护装置按一定的布尔逻辑及时序逻辑工作，最后 确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。逻辑回路有：或、与、非、延时启动、延时返回、记忆等。(3)执行元件：作用；根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如: 故障时一跳闸；不正常运行时一发信号；正常运行时一不动作。3.分类：几种方法如下：(1)按被保护的对象分类：输电线路保护、发电机保护、变压器保护、电 动机保护、母线保护等；(2)按保护原理分类：电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向 保护、零序保护等；(3)按保护所反应故障类型分类：相间短路保护、接地故障保护、匝间短 路

7、保护、断线保护、失步保护、失磁保护及过励磁保护等；(4)按继电保护装置的实现技术分类：机电型保护(如电磁型保护和感应 型保护)、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护及微机型保 护等；(5)按保护所起的作用分类：主保护、后备保护、辅助保护等；主保L满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切 除被保护设备和线路故障的保护。后备保护一 主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。又分为 远后备保护和近后备保护两种。远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。近后备保护：当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现后备的保护；当断路器拒动时，由断路器

8、失灵保护来实现后备保护。辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。三、对继电保护的基本要求：对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性即保护四性。（1） 选择性：选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。就是故障点在区内就动作，区外不动作。 当主保护未动作时，由近后备或远后备切除故障，使停电面积最小。因远后备保护比较完善（对保护装置DL、二次回路和直流电源等故障所引起的拒绝动作均起后备作用）且实现简单、经济，应优先采用。（2） 速动性：快速切除故障

9、。1. 提高系统稳定性；2. 减少用户在低电压下的动作时间；3.减少故障元件的损坏程度，避免故障进一步扩大。（3） 灵敏性：指在规定的保护范围内，对故障情况的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，不论短路点的位置与短路的类型如何，都能灵敏地正确地反应出来。通常，灵敏性用灵敏系数来衡量，并表示为Klm。（4） 可靠性指发生了属于它改动作的故障，它能可靠动作，即不发生拒绝动作（拒动） ；而在不改动作时，他能可靠不动，即不发生错误动作（简称误动）。影响可靠性有内在的和外在的因素：内在的： 装置本身的质量，包括元件好坏、结构设计的合理性、制造工艺水平、内外接线简明，触点多少等；外在的：运行

10、维护水平、调试是否正确、正确安装上述四个基本要求是继电保护的基础，在它们之间既有矛盾的一面，又有在一定条件下统一的一面。四、发电机保护：发电机的安全运行对保证电力系统的正常工作和电能质量起着决定性的作用， 同时发电机本身也是一个十分贵重的电器元件，因此， 应该针对各种不同的故障和不正常运行状态，装设性能完善的继电保护装置。( 一) 、故障类型及不正常运行状态：1 故障类型1) 定子绕组相间短路：危害最大2) 定子绕组一相的匝间短路：可能发展为单相接地短路和相间短路3) 定子绕组单相接地：较常见，可造成铁芯烧伤或局部融化4) 转子绕组一点接地或两点接地：一点接地时危害不严重；两点接地时，因破坏了

11、转子磁通的平衡，可能引起发电机的强烈震动或将转子绕组烧损。5) 转子励磁回路励磁电流急剧下降或消失：从系统吸收无功功率，造成失步，从而引起系统电压下降，甚至可使系统崩溃。2 不正常运行状态1) 由于外部短路引起的定子绕组过电流：温度升高，绝缘老化2) 由于负荷等超过发电机额定容量而引起的三相对称过负荷：温度升高，绝缘老化3) 由于外部不对称短路或不对称负荷而引起的发电机负序过电流和过负荷：在转子中感应出100hz 的倍频电流，可使转子局部灼伤或使护环受热松脱，而导致发电机重大事故。此外，引起发电机的 100hz的振动。4) 由于突然甩负荷引起定子绕组过电压：调速系统惯性较大发电机，在突然甩负荷

12、时，可能出现过电压，造成发电机绕组绝缘击穿。5) 由于励磁回路故障或强励时间过长而引起的转子绕组过负荷：6) 由于水轮机导叶突然关闭而引起的发电机逆功率：当机炉保护动作或调速控制回路故障以及某些人为因素造成发电机转为电动机运行时，发电机将从系统吸收有功功率，即逆功率。（二） 、保护类型：1 发电机纵差动保护：定子绕组及其引出线的相间短路保护2 横差动保护：定子绕组一相匝间短路的保护3 单相接地保护：对发电机定子绕组单相接地短路的保护4 发电机的失磁保护：反应转子励磁回路励磁电流急剧下降或消失5 过电流保护： 反应外部短路引起的过电流，同时兼作纵差动保护的后备保护6 负序电流保护： 反应不对称短

13、路或三相负荷不对称时，发电机定子绕组中出现的负序电流7 过负荷保护：发电机长时间超过额定负荷运行时作用于信号的保护8 过电压保护：反应突然甩负荷而出现的过电压9 转子一点接地保护和两点接地保护：励磁回路的接地故障保护10 转子过负荷保护：11 逆功率保护：当汽轮机主汽门误关闭而发电机出口断路器未跳闸，发电机失去原动力而变为电动机运行，从电力系统中吸收有功功率。危害：汽轮机尾部叶片有可能过热而造成事故。大峡发变组保护一、大峡发变组保护配置及动作后果（合同标书）（一）发电机及励磁变压器保护配置配置RCS-985R丽RCS-985S睐共同完成发电机的保护功能：1. 发电机保护a） 发电机纵差保护：作

14、为发电机定子绕组及其引出线相间短路故障的主保护。保护出口无延时动作于停机、灭磁、解列，同时发信号。b） 带电流记忆的低电压过电流保护：作为发电机的后备保护，保护装置带两段时限以较短的时限（t1）跳220kV母线分段断路器，以较长时限（t2）动作于停机、灭磁、解列，同时发信号。c） 过电压保护动作电压取1.3Ue,以t延时动作于解列灭磁，同时发信号。d）过负荷保护采用定时限过负荷保护反映发电机定子绕组过负荷情况。保护出口带时限动作于发信号。e）转子一点接地保护保护出口带时限动作于发信号。f）失磁保护由发电机机端测量阻抗判据、转子低电压判据、系统低电压判据构成。并具备 TV 断线闭锁功能。保护出口

15、无延时动作于发信号，带时限动作于解列，同时发信号。g）定子绕组单相接地应能反应定子100绕组接地短路。保护装置应能对发电机接地故障提供保护。保护出口动作于停机、灭磁、解列，同时发信号。h）轴电流保护保护反映发电机轴电流大小，轴电流信号取自发电机轴电流信号装置。保护出口动作于发信号或停机、灭磁、解列，同时发信号。保护出口应有切换片可切换到停机、灭磁、跳发电机出口断路器。k） 过励磁保护保护出口应有切换片可切换到解列灭磁。2. 励磁变压器保护配置励磁变压器时限电流速断保护作为励磁变压器主保护，保护出口带时限动作于停机、灭磁、解列，同时发信号。励磁变压器过电流保护作为励磁变压器后备保护。保护出口动作

16、于停机、灭磁、 解列， 同时发信号。c） 励磁变压器温度过高保护保护出口动作于发信号或停机、灭磁、解列，同时发信号。（二）主变压器保护配置主保护配置RCS-9671嚎压器保护装置；配置RCS-9681c乍为主变后备保护装置，完成复压过流、零序过压过流、过负荷等保护功能；非电量保护装置采用RCS-9661C， 双跳操作箱采用CJX-21； 厂用变保护采用单独的保护装置，型号为 RCS-9624CN1. 瓦斯保护由重瓦斯保护和轻瓦斯保护构成。重瓦斯保护出口无延时动作于跳主变各侧断路器，同时发信号。轻瓦斯保护瞬时动作于发信号。2. 主变纵差保护a）作为主变压器主保护。b）保护出口瞬时动作于跳主变各侧

17、断路器，同时发信号。c）保护配置TA断线检测功能，并延时发TA断线信号。3. 复合电压启动的过电流保护作为主变压器及220kV线路外部相间短路的后备保护。保护出口带两段时限，以较短时限t1动作于跳220kV母线分段断路器，以较长时限t2 动作于跳主变压器各侧断路器，同时发信号。4. 主变零序电流电压保护由两段零序电流保护和一段零序电压保护构成。反映主变压器高压侧和220kV线路接地故障，并作为220kV线路零序保护的后备保护。零序电流保护作为中性点接地运行的主变压器的单相接地保护，保护出口带两段时限，保护以较短时限t1动作于跳220kV母线分段断路器；保护以较长时限 t2 动作于跳主变各侧断路

18、器。零序电压保护与主变中性点放电间隙回路电流组成零序电流、电压保护作为中性点不接地运行时的主变压器的单相接地保护，保护出口带时限t3 动作于跳主变各侧断路器。5. 主变压器过负荷保护a）保护装置电流取自变压器高压侧电流互感器。b）保护动作于延时发信号。6. 主变压器温度过高保护由主变压器引入温度接点，保护出口动作于发信号或跳主变各侧断路器。7. 主变压器油位异常保护由主变压器引入油位接点，保护出口动作于发信号。8. 主变压器压力释放保护由主变压器引入压力释放接点，保护出口动作于发信号或跳主变各侧断路器。9. 主变压器冷却系统故障主变压器冷却系统失去全部电源或冷却器全停时无延时发信号。当冷却器全

19、停时，若主变压器上层油温达到规定值，则保护出口跳开主变压器各侧断路器；若未达到规定值，则延时160min保护出口跳开主变压器各侧断路器。（三）保护事故信号（但不限于此）1. 发电机保护事故信号1）发电机差动保护2）发电机低电压保持过电流保护3）发电机过电压保护4）发电机定子单相接地5）发电机失磁保护（t2）6）励磁变压器时限速断保护7）励磁变压器过流保护8）轴电流保护9）过励磁保护2. 变压器保护事故信号1） 主变压器差动保护2）主变压器重瓦斯保护3）主变压器复合电压启动过电流保护（t1 ， t2）4）主变压器零序保护（t1 ， t2,t3 ）5）主变冷却系统故障26）主变压器压力释放7）主变

20、启动失灵的考虑跳闸接点所有跳闸接点均分别经连接片引出，每个出口继电器应按下述要求引出足够的无源常开接点，并应分别引出作为备用的二对常开接点。1） 发电机保护停机：引出四对常开接点：一对跳发电机出口断路器；一对跳发电机灭磁开关；一对启动机组LCU事故停机流程； 一对启动机组常规事故停机回路。发电机解列灭磁：引出二对常开接点：一对跳发电机出口断路器；一对跳发电机灭磁开关。发电机解列：引出一对常开接点：跳发电机出口断路器。2）变压器保护跳主变各侧断路器：引出五对常开接点：一对跳主变高压侧断路器；二对分别跳二台发电机出口断路器；一对跳厂用变高压侧断路器。3)220kV 母线分段断路器充电保护引出二对常

21、开接点：一对跳220kV 分段断路器；一对启动断路器失灵保护。4)220kV 母线保护：跳与故障母线相连的所有断路器；启动相关断路器的失灵保护。二、发电机RCS-985RS/SS保护系列介绍：1 概述RCS-985RS/SS采用了高性能数字信号处理器DSP芯片为基础的双 CPU 硬件系统，装置有独立的启动CPU 作为整机起动元件，该起动元件在电子电路上(包括数据采集系统)与保护CPU 完全独立，动作后开放保护装置出口继电器正电源。RCS-985RS/SS适用于中小型汽轮发电机、水轮发电机、燃气轮发电机等发电机机组，并能满足电厂自动化系统的要求。RCS-985RS/SS发电机保护根据相似保护功能

22、分开，相对独立的原则，将主保护、后备保护、异常运行保护合理分配到两个装置中，共同提供一台发电机所需要的全部电量保护。2 .保护功能对照表表2.12.2为RCS-985RS/SS装置保护功能一览表。表 2.1 RCS-985RS 保护功能1 丁 P保护功能备注1变斜率比率差动保护2差动速断保护3转子一点接地保护4转子两点接地保护5定子定时限过负荷保护6定、反时限负序过负荷保护7励磁过流保护8轴电流保护9大电流选跳功能10非电量保护（3路）11TA断线判别12其他功能表2.2 RCS-985SS保护功能1 丁 P保护功能备注1纵向零序电压匝间保护2横差保护3工频变化量负序方向匝间保护4复合电压闭锁

23、过流保护5基波零序电压定子接地保护6零序电流定子接地保护7三次谐波比率定子接地保护8失磁保护9（程序）逆功率保护10电压异常保护11频率异常保护12TV断线判别13TA断线判别14大电流选跳功能15操作回路16其他功能3装置性能特征3.1 高性能硬件3.1.1 DSP 硬件平台RCS-985RS/SS护装置采用高性能数字信号处理器DS西片作为保护装置的硬件平台，为真正的数字式保护。3.1.2 双 CPU 系统结构RCS-985RS/SS呆护装置包含两个独立的CPU系统，分别称为启动 CPU 和保护CPU， 两个 CPU 系统的低通、AD 采样、 保护计算、逻辑输出完全独立，启动CPU 作用于启

24、动继电器，保护CPU 作用于跳闸矩阵。任一CPU 板故障，装置闭锁并报警，杜绝硬件故障引起的误动。3.1.3 独 立的起动元件启动 CPU 中设置了独立的总起动元件，动作后开放保护装置的出口继电器正电源；同时针对不同的保护采用不同的起动元件，保护 CPU 中各保护动作元件只有在其相应的起动元件动作后同时启动 CPU 对应的起动元件动作后才能跳闸出口。正常情况下保护装置任一元件损坏均不会引起装置误出口。3.1.4 高 速采样及并行计算装置采样率为每周24 点， 且在每个采样间隔内对所有继电器进行并行实时计算，使得装置具有很高的可靠性及动作速度。3.1.5 强电磁兼容性整体面板、全封闭机箱，强弱电

25、严格分开，取消传统背板配线方式，同时在软件设计上也采取相应的抗干扰措施，装置的抗干扰能力大大提高，对外的电磁辐射也满足相关标准。3.2 主要保护原理性能3.2.1 变斜率比率差动保护性能比率差动的动作特性采用变斜率比率制动曲线（ 如图 6.1.1） 。合理整定比率差动起始斜率kbl1 和比率差动最大斜率kbl2 的定值，在区内故障时保证最大的灵敏度，在区外故障时可以躲过暂态不平衡电流。为防止在TA 饱和时差动保护的误动，增加了利用各侧相电流波形判断TA 饱和的措施。3.2.2 高灵敏横差保护性能采用频率跟踪、数字滤波、全周傅氏算法，三次谐波滤过比大于100。相电流比率制动的功能：（ 1）外部故

26、障时故障相电流增加很大，而横差电流增加较少，因此能可靠制动。（ 2）定子绕组轻微匝间故障时横差电流增加较大，而相电流变化不大，有很高的动作灵敏度。（ 3）定子绕组发生严重匝间故障时，横差电流保护高定值段可靠动作。（ 4）定子绕组相间故障时横差电流增加很大，而相电流增加也较大，仅以小比率相电流增量作制动，保证了横差保护可靠动作。（ 5）对于其他正常运行情况下横差不平衡电流的增大，横差电流保护动作值具有浮动门槛的功能。3.2.3 比率制动纵向零序电压匝间保护性能采用了频率跟踪、数字滤波、全周傅氏算法，三次谐波滤过比大于 100。发电机电流比率制动的新判据:（ 1）外部三相故障时故障电流增加很大,

27、而纵向零序电压增加较少 , 取电流增加量作制动量，保护能可靠制动。（ 2）外部不对称故障时电流增加，同时出现负序电流，而纵向零序电压稍有增加，取电流增加量及负序电流作制动量，保护能可靠制动，（ 3）定子绕组轻微匝间故障时纵向零序电压增加较大，而电流几乎没有变化，有很高的动作灵敏度。（ 4） 定子绕组严重匝间故障时，纵向零序电压高定值段可靠动作。（ 5）对于其他正常运行情况下纵向零序电压不平衡值的增大，纵向零序电压保护动作值具有浮动门槛的功能。3.2.4 异步法 TA 饱和判据性能根据差动保护制动电流工频变化量与差电流工频变化量的关系，明确判断出区内故障还是区外故障，如判出区外故障，投入相电流、

28、差电流的波形识别判据，在TA 正确传变时间不小于5ms时，区外故障TA 饱和不误动，区内故障TA 饱和，装置快速动作。3.2.5 定子接地保护性能（ 1）采用了频率跟踪、数字滤波、全周傅氏算法，三次谐波滤过比大于 100 ；（ 2）三次谐波比率判据，采用频率跟踪及频率制动，保证发电机起停过程中，三次谐波电压判据不误发信号。3.2.6 转子接地保护性能转子接地保护采用切换采样（乒乓式）原理，直流输入采用高性能的隔离放大器，通过切换两个不同的电子开关，求解四个不同的接地回路方程，实时计算转子绕组电压、转子接地电阻和接地位置，并在管理机液晶屏幕上显示出来。若转子一点接地后仅发报警信号，而不跳闸，则转

29、子两点接地保护延时手动投入运行, 并在转子发生两点接地时动作于跳闸。3.2.7 失磁保护性能失磁保护采用开放式保护方案，定子阻抗判据、无功判据、低电压判据、定子减出力有功判据、转子低电压判据，可以灵活组合，满足不同机组运行的需要。3.2.8 TA 断线判别采用可靠的TA 断线闭锁功能，保证装置在TA 断线及交流采样回路故障时不误动。3.2.9 TV 断线判别与电压相关的保护，由控制字“TV 断线投退原则”选择 TV 断线时是否闭锁相应的保护。3.3 智能化操作3.3.1 人机对话正常时，液晶显示当前时间、发电机电流、电压以及差流大小、定值区号以及装置地址。键盘操作简单，采用菜单工作方式，仅有

30、+、 -、?、 ?、“复位”、“取消”、“确认”等九个按键，易于学习掌握。人机对话中所有的菜单均为简体汉字，打印的报告也为简体汉字，以方便使用。3.3.2 装置的全透明运行时，保护装置可显示保护CPU 和启动 CPU 的各种采样值以及所有保护开入量状态，实现了保护装置的全透明。3.3.3 大容量录波功能保护启动后，装置同时记录下全部模拟采样量、差流及保护动作情况，最多可记录8 次故障录波报告，每次最长时间可达15 秒。4. 装置起动元件RCS-985RS/SSH对不同的保护用不同的起动元件来起动，并且只有该种保护投入时，相应的起动元件才能起动。当各起动元件动作后展宽500ms开放出口正电源。各

31、保护动作元件只有在其相应 的起动元件动作后，同时启动CP时应的起动元件动作后才能跳闸 出口。4.1 发电机纵差保护起动发电机纵差起动：当三相差动电流大于差动电流起动整定值时，起动元件动作4.2 发电机匝间保护起动单元件横差起动：当横差电流大于横差保护整定值时，起动元件动作。零序电压匝间保护起动：当纵向零序电压大于纵向零序电压整定值时，起动元件动作。工频变化量方向匝间保护起动：负序功率工频变化量大于整定值时，起动元件动作。4.3 发电机定子接地保护起动零序电压起动：当发电机中性点零序电压大于零序电压整定值时，起动元件动作。零序电流起动：当发电机零序电流大于零序电流整定值时，起动元件动作。4.4

32、发电机转子接地保护起动发电机转子一点接地起动：当转子接地电阻小于整定值时，起动元件动作。发电机转子两点接地起动：当转子接地位置变化大于整定值时，起动元件动作。4.5 发电机负序过负荷保护起动定时限负序过负荷起动：当发电机负序电流大于定时限整定值时，起动元件动作。反时限负序过负荷起动：当反时限累计值大于反时限整定值时，起动元件动作。4.6 发电机失磁保护起动当阻抗轨迹进入阻抗圆时，起动元件动作。4.7 发电机过电压保护起动当发电机三相相间电压最大值大于整定值时，起动元件动作。4.8 发电机逆功率保护起动当发电机反向功率大于逆功率整定值时，起动元件动作。4.9 发电机频率保护起动低频保护起动：当发

33、电机低频运行时间大于整定值时，起动元件动作。过频保护起动：当发电机频率高于定值运行时间大于整定值时，起动元件动作。4.10 励磁后备保护起动励磁绕组定时限过流起动：当励磁绕组三相电流最大值大于定时限整定值时，起动元件动作。4.11 轴电流保护起动轴电流保护起动：当轴电流大于整定值时，起动元件动作。4.12 非电量保护起动当非电量开入时间大于整定值时，起动元件动作.5. 保护原理5.1 差动保护原理5.1.1 比率差动保护5.1.2 高性能 TA 饱和闭锁原理为防止在区外故障时TA 的暂态与稳态饱和时可能引起的稳态比率差动保护误动作，装置采用差电流的波形判别作为TA 饱和的判据。故障发生时，保护

34、装置先判出是区内故障还是区外故障，如区外故障，投入TA 饱和闭锁判据，当某相差动电流有关的任意一个电流满足相应条件即认为此相差流为T幽和引起，闭锁比率差动保护。5.1.3 高值比率差动原理为避免区内严重故障时TA®和等因素引起的比率差动延时动作，装置设有一高比例和高起动值的比率差动保护，利用其比率制动特性抗区外故障时TA勺暂态和稳态饱和，而在区内故障T胞和时能可靠正确动作。5.1.4 差动速断保护当任一相差动电流大于差动速断整定值时瞬时动作于出口继电器。5.1.5 差流异常报警与TA 断线闭锁装置设有带比率制动的差流报警功能（见6.15.2 ） ，开放式瞬时TA 断线报警及闭锁选择功

35、能（见6.15.3 ） 。通过 TA 断线闭锁差动控制字整定选择，瞬时 TA 断线和短路判别动作后可只发报警信号或闭锁全部差动保护。当TA 断线闭锁比率差动控制字整定为1时，闭锁比率差动保护。5.1.6 出口逻辑见下图：匚 L匚差她听件)比率差动保护原理5.2 发电机后备保护5.3 . 发电机复合电压过流保护5.3.1 发电机复合电压过流保护原理复合电压过流保护作为发电机、变压器、高压母线和相邻线路故障的后备。复合电压过流设两段定值各一段延时,第I段动作于跳母联开 关或其他开关。复合电压过流II段，动作于停机。（1） 复合电压元件：复合电压元件由相间低电压和负序电压或门构成， 有两个控制字（即

36、过流I 段经复压闭锁，过流II 段经复压闭锁）来控制过流I 段和过流II 段经复合电压闭锁。当过流经复压闭锁控制字为1时， 表示本段过流保护经过复合电压闭锁。（ 2）电流记忆功能: 对于自并励发电机, 在短路故障后电流衰减变小， 故障电流在过流保护动作出口前可能已小于过流定值，因此，复合电压过流保护起动后，过流元件需带记忆功能，使保护能可靠动作出口。控制字“自并励发电机”在保护装置用于自并励发电机时置“1”。 对于自并励发电机，过流保护必须经复合电压闭锁。（ 3） TV 断线对复合电压闭锁过流的影响：装置设有整定控制字（即 TV 断线保护投退原则）来控制TV 断线时复合电压元件的动作行为。当装

37、置判断出本侧TV 断线时， 若 TV 断线保护投退原则控制字为1时，表示复合电压元件不满足条件；若 TV 断线保护投退原则控制字为0 时，表示复合电压元件满足条件，这样复合电压闭锁过流保护就变为纯过流保护。5.2.2 出口逻辑见下图：精品教学课件设计| Excellent teaching plan发电机复合电压过流保护逻辑5.3 发电机定子接地保护5.3.1 零序电压定子接地保护基波零序电压保护发电机8595%的定子绕组单相接地。基波零 序电压保护反应发电机零序电压大小。由于保护采用了频率跟踪、数字滤波及全周傅氏算法, 使得零序电压对三次谐波的滤除比达100 以上 , 保护只反应基波分量。基

38、波零序电压保护，其动作方程为:Un0 > U0zd式中 Un0 为发电机中性点零序电压，U0zd 为零序电压定值。发电机中性点不接地或者经消弧线圈接地，发生定子接地时，如果机端有零序TA,该TA可以感受到零序电容电流，基波零序电压保护可以经零序电流闭锁，其动作方程为:I0 > I0zd式中 I0 为发电机机端的零序电容电流，I0zd 为零序电流定值。5.3.2 机端零序电流定子接地保护与母线直接相连的发电机，当单相接地故障电流（不考虑消弧线圈的补偿作用）大于允许值时，应装设有选择性的接地保护装置。零序电流可动作于信号也可动作于跳闸。动作方程同上式。5.3.3 三次谐波电压比率定子接

39、地保护三次谐波电压比率判据只保护发电机中性点25 左右的定子接地 ，机端三次谐波电压取自机端TV 开口三角，中性点侧三次谐波电压取自发电机中性点TV。三次谐波保护动作方程:U3T7 U3N> K3wzd式中：U3T、U3即机端和中性点三次谐波电压值，K3wzd为三次谐波电压比值整定值。以上保护逻辑见下图：/鞋帮桃©6,41翻零胸院子觑保腿鞭图用标靛 )琳用2零触旋十题肿筐孤斛43三滤雕原子副肿据四5.4 发电机转子接地保护5.4.1 转子一点接地保护转子一点接地保护反应发电机转子对大轴绝缘电阻的下降。转子接地保护采用切换采样原理（乒乓式），工作电路如图发电机转子R Y Rg 口

40、 RrS152/ 0 R图85. 1转子接地电阻测吊图切换图中S1、S2电子开关，得到相应的回路方程，通过求 解方程，可以得到转子接地电阻 Rg ,接地位置0c。转子一点接地设有两段动作值，灵敏段动作于报警，普通段可动作于信号也 可动作于跳闸。5.4.2 转子两点接地保护若转子一点接地保护动作于报警方式，当转子接地电阻Rg小 于普通段整定值，转子一点接地保护动作后，经延时手动投入转子 两点接地保护，当接地位置改变达一定值时判为转子两点接地， 动作于跳闸。转子接地保护出口逻辑见下图：图6.5.2转子一点接地保护遗辑框图图6.5.3转子两点接地保护逻辑框5.5 发电机定子过负荷保护定子过负荷保护反

41、应发电机定子绕组的平均发热状况。保护动作量同时取发电机机端、中性点定子电流。定时限定子过负荷保护配置一段信号。5.6 负序过负荷保护负序过负荷反应发电机转子表层过热状况，也可反应负序电流引起的其它异常。保护动作量取机端、中性点的负序电流。5.6.1 定时限负序过负荷保护定时限负序过负荷保护配置一段跳闸、一段信号。5.6.2 反时限负序过负荷保护反时限保护由三部分组成：下限启动，反时限部分，上限定时限部分上限定时限部分设最小动作时间定值。当负序电流超过下限整定值I2szd 时，反时限部分起动, 并进行累积。 反时限保护热积累值大于热积累定值保护发出跳闸信号。负序反时限保护能模拟转子的热积累过程，

42、并能模拟散热。发电机发热后，若负序电流小于I2l 时，发电机的热积累通过散热过程，慢慢减少；负序电流增大，超过I2l 时，从现在的热积累值开始，重新热积累的过程。5.7 发电机失磁保护5.7.1 失磁保护原理失磁保护反应发电机励磁回路故障引起的发电机异常运行。失磁保护由以下四个判据组合，完成需要的失磁保护方案。(1) 低电压判据一般取母线三相电压，也可选择发电机机端三相电压。三相同时低电压判据：Upp < UlezdTV 断线时闭锁本判据。(2) 定子侧阻抗判据阻抗圆：异步阻抗圆或静稳边界圆.阻抗继电器辅助判据：a.正序电压n 6Vb. 负序电压U2 < 0.1Un (发电机额定电

43、压)c.发电机电流n 0.1Ie(发电机额定电流)(3) 减出力判据减出力采用有功功率判据：P > Pzd失磁导致发电机失步后，发电机输出功率在一定范围内波动，P取一个振荡周期内的平均值。(4) 转子侧判据转子低电压判据：Ur<Urlzd失磁故障时如Ur 突然下降到零或负值，励磁低电压判据迅速动作（在发电机实际抵达静稳极限之前）。失磁故障将导致机组失步，失步后 Ur 和发电机输出功率作大幅度波动，通常会使励磁低电压判据周期性地动作与返回，因此励磁电压元件在失步后（进入静稳边界）延时返回。5.7.2 失磁保护出口逻辑装置设由三段失磁保护功能，失磁保护I段动作于减出力或切换备 用励磁，

44、II段动作于跳闸，III段经较长延时动作于跳闸。失磁保 护I段也可动作于报警。图6.8.3 失磁保护I段逻辑框图。失磁 保护I段用于减出力或切换备用励磁。失磁保护I段投入，发电机失磁时，降低原动机出力使发电机输出功率减至整定值。天琉保洋居W出人天保保护帽劈:也反二杞匕A ' ->关煌周论T根投入E6.S 3失磁保护段逆辑程图无城朋搬入）二1对舞好板福入图6W4失破保护II股漫显相图|冬| 6上5大磁保护HI段逻辑框散失破保护口1段为长延时段,在潮11力.切换 备用励磁等指循无效的情况下,动作于崛力抗期掘投入>»>天师元件利反硝I 叫人失成好转动田6&

45、5失嗡保护III段退辑框图5.8 发电机电压保护5.8.1 过电压保护过电压保护用于保护发电机各种运行情况下引起的定子过电压。发电机电压保护所用电压量的计算不受频率变化影响。过电压保护反应机端相间电压的最大值，动作于跳闸出口。5.8.2 出口逻辑5.9 发电机轴电流保护5.9.1 发电机轴电流保护发电机轴电流密度超过允许值，发电机转轴轴颈的滑动表面和轴瓦就 会被损坏，为此需装设发电机轴电流保护。发电机轴电流保护，一般 选择反应基波分量的轴电流保护，也可经控制字选择反应三次谐波分量的轴电流。轴电流保护一般动作于信号。5.9.2 轴电流保护出口逻辑框图6.111购机岫假艇前用1.10 TA断线报警

46、功能1.10.1 各侧三相电流回路TA断线报警动作判据：3I0 > 0.04 In + 0.25 ximax式中，In：二次额定电流（1A或5A）, 3I0 :零序电流，Imax:最大 相电流；满足条件，延时10s后发相应TA异常报警信号，异常消 失，延时10S自动返回。1.10.2 差动保护差流报警只有在差动保护控制字投入时（与压板投入无关），差流报警功能投 入，满足判据，延时10S报相应差动保护差流报警，不闭锁差动保 护，差流消失，延时10S返回。为提高差流报警的灵敏度，采用比 率制动差流报警判据：dI > di_bjzd 及 dl > kbj x Ires式中dI为差电

47、流，di_bjzd为差流报警门槛，kbj为差流报警比率 制动系数，Ires为制动电流。1.10.3 差动保护TA断线报警或闭锁对于正常运行中TA瞬时断线，差动保护设有瞬时 TA断线判别功 能。只有在差动保护控制字及压板均投入时，差动保护TA断线报警或闭锁功能投入。内部故障时，至少满足以下条件中一个：(1 )起动后任一侧任一相电流比起动前增加(2)起动后最大相电流大于1.2Ie(3)同时有三路电流比启动前减小而TA断线时，以上条件均不符合。因此，差动保护启动后40ms内, 以上条件均不满足，判为TA断线。如此时“ TA断线闭锁比率差动 投入”置1 ,则闭锁差动保护，并发差动TA断线报警信号，如控

48、制 字置0 ,差动保护动作于出口，同时发差动 TA断线报警信号。在发出差动保护TA断线信号后，消除TA断线情况，复位 装置才能消除信号。1.11 TV断线报警功能各侧三相电压回路TV断线报警动作判据：(1)正序电压小于18V,且任一相电流大0.04In(2)负序电压3U2大于8V。满足以上任一条件延时10S发相应TV断线报警信号，异常消失， 延时10s后信号自动返回。1.12 非电量保护接口从非电量保护来的接点，装置进行事件记录，发报警信号，并可经保 护装置延时由CPU发出跳闸命令。保护装置配置了三路非电量备用。每种非电量保护均通过压板控制投入跳闸，跳闸方式由跳闸矩阵整定。跳闸延时：定值范围

49、06000.0秒。6 .装置使用说明6.1 保护运行时液晶显示说明装置正常运行状态，液晶屏将循环显示主画面状态，即显示如下信息： RCS-985RS环主画面1当前时间*宝一 机端电流最大值 中性点电流最大1定值区号07-03-09 15:30:36Dlniax： 000.00 IeIfmax: 000,00 AInniai： 000. 00 A 当前定值区:00区前时间机鼎电流最大值横羌电流相间电压最大值比一区号RCS-985RS环主画面2当前时间07-03-09 15:30:36励碳电流最大值It max： 000.00 A轴电流Iz: 0000.0 mA接地也阻 Rg: 000.00 欧姆

50、装者地址装苴地址：00011RCS-985SS1环主画面107-03-09 15:30:36IFmax: 000,00 AIHC： 000.00 AUppmx: 000.00 V当前定值区：00区RCS-985SS1环主画面207-03-09 15:30:36UF0: 000, 00 VUNO: 000,00 VUZO: 000, 00 V装置地址;00011当前时间机瑞零小日11中性点零字电压纵向等序前I装置地址6.1.2保护动作时液晶显示说明当保护动作时，液晶屏幕自动显示最新一次保护动作报告，当保护有 多个动作元件时，所有动作元件滚屏显示，格式如下：植毓三助卿训拗局由麴胡皴馥般一冽6械包小

51、瞧后触加Ht螂帏林（照）元件的眄豺,在跳就告访M显示动悔网确、人日012.D106-08-09M分、机却联鞠（以%雌护为例）动作汨牛15:20:23:504DInai 00448 Ie出镖动保护注：从显示任何报告切换转为上一级菜单按取消键。除了以上几种自动切换显示方式外，保护还提供了若干命令菜单，供 继电保护工程师调试保护和修改定值用。7 .装置运行及报文说明7.1 装置正常运行状态信号灯说明如下：“运 行”灯为绿色，装置正常运行时点亮，熄灭表明装置不处于工作状态；“报 警”灯为黄色，保护发报警信号时点亮；“跳 闸”灯为红色，当保护动作并出口时点亮，并磁保持；在保护返回后，只有按下“确定”、“

52、信号复归”或远方信号复归后才熄灭。7.2 运行工况及说明1）保护出口的投、退可以通过跳闸出口压板实现；2）保护功能可以通过屏上压板或内部压板、控制字单独投退；3）装置始终对硬件回路和运行状态进行自检，自检出错信息见 4.1 , 当出现严重故障时（备注带“*”），装置闭锁所有保护功能，并灭“运 行”灯，否则只退出部分保护功能，发告警信号。4）过流输出和转子低电压输出装置只发报文，不发报警信号（备注 带 “ # "）。7.3 装置闭锁与报警当检测到装置本身硬件故障时，发出装置闭锁及失电信号（BSJ继电器返回），闭锁整套保护。硬件故障包括：RAM EPROM出口回路故障、CPLD故障、定值出错和电源故障。当检测到下列故障：起动 CPU 电源故障、起动CPU 定值