DG8G系列数字式发电机保护装置说明书(学习资料)

1、SDG800数字式发电机保护装置说 明 书国电南京自动化股份有限公司国电南京自动化股份有限公司编写 陈鹏审核 陈军 倪维东批准 刘颖 V ：1.0国电南京自动化股份有限公司2009年5月* * 20092009 年年 6 6 月第一次印刷。月第一次印刷。* * 本说明书内容如有修改，恕不另行通知。本说明书内容如有修改，恕不另行通知。 SDG800系列数字式发电机保护装置说明书目 录1 1 概述概述.1 11.1 产品型号及适用范围.11.2 产品特点.12 2 保护功能配置方案保护功能配置方案.3 32.1 SDG801、DG802、DG803 发电机保护功能一览表 .32.2 SDG831、

2、SDG832、SDG833、SDG821 发电机保护功能一览表 .32.3 非电量接口功能一览表.53 3 技术参数技术参数.6 63.1 机械及环境参数.63.2 额定电气参数.63.3 主要技术指标.63.4 通信接口.103.5 输出接点容量.103.6 电磁兼容.114 4 保护原理说明保护原理说明.12124.1 发电机差动保护.124.2 发电机过励磁保护.134.3 发电机匝间保护.144.4 发电机复合电压（记忆）过流保护.154.5 发电机定子接地保护.164.6 发电机转子接地保护.174.7 发电机定子过负荷保护.174.8 发电机转子表层过负荷保护.184.9 发电机定

3、子过电压保护.184.10 发电机逆功率保护.194.11 发电机频率异常保护.194.12 发电机励磁绕组过负荷保护.204.13 发电机失磁保护.204.14 发电机失步保护.224.15 误上电保护.234.16 断路器闪络保护.254.17 启停机保护.254.18 断路器跳闸过流闭锁.264.19 TV 断线判别 .264.20 TA 断线判别 .26 SDG800系列数字式发电机保护装置说明书4.21 非电量保护接口.264.22 保护故障录波功能.275 5 装置整体说装置整体说明明.27275.1 机械结构.275.2 装置主要功能模件说明.335.3 装置接线图.366 6

4、保护定值清单保护定值清单.44446.1 SDG801 发电机保护装置保护定值单 .446.2 SDG802 发电机保护装置保护定值单 .496.3 SDG803 发电机保护装置保护定值单 .556.4 SDG831 发电机保护装置保护定值单 .606.5 SDG832 发电机保护装置保护定值单 .616.6 SDG833 发电机保护装置保护定值单 .626.7 SDG821 发电机保护装置保护定值单 .667 7 发电机变压器组成套保护整定计算说明发电机变压器组成套保护整定计算说明.68687.1 发电机差动保护.687.2 发电机匝间保护.697.3 发电机相间短路后备(复合电压过流)保护

5、.697.4 发电机定子接地保护.707.5 发电机转子接地保护.707.6 发电机定子过负荷保护.717.7 发电机转子表层过负荷保护.717.8 发电机失磁保护.727.9 发电机失步保护.737.10 发电机定子过电压保护.747.11 过励磁保护.747.12 发电机逆功率保护.747.13 发电机频率异常保护.757.14 发电机励磁绕组过负荷保护 .757.15 启停机保护.767.16 误上电保护.768 8 装置使用说明装置使用说明.77778.1 按键功能介绍.778.2 面板布置说明.788.3 命令菜单使用说明.79 SDG800系列数字式发电机保护装置说明书11 概述1

6、.1 产品型号及适用范围SDG800 系列数字式发电机保护装置适用于 300MW 及以下容量的发电机组；与 PST1200 系列数字式变压器保护装置适用于共同构成适用于 300MW 及以下容量的发电机变压器组成套保护。SDG831、SDG832 与 SDG833 数字式发电机保护装置主后备分开，适用于 100MW 以下容量的发电机组。SDG821 数字式发电机保护装置主要实现发电机组的启停机保护，适用于 300MW 及以下容量的发电机组。产品型号及适用范围见下表产品型号及适用范围见下表产品型号产品型号适用范围适用范围SDG801 数字式发电机保护装置SDG802 数字式发电机保护装置SDG80

7、3 数字式发电机保护装置适用于 300MW 及以下容量的发电机组保护SDG831 数字式发电机保护装置SDG833 数字式发电机保护装置共同实现 100MW 以下容量的发电机保护SDG832 数字式发电机保护装置SDG833 数字式发电机保护装置共同实现 100MW 以下容量的发电机保护SDG821 数字式发电机保护装置适用于 300MW 及以下容量的发电机组的启停机保护1.2 产品特点本分册所介绍 SDG800 系列数字式发电机保护装置的功能。其特点如下：性能优越的硬软件平台性能优越的硬软件平台 TI 公司高性能的数字信号处理器数字信号处理器 DSP 芯片芯片为基础，并配置 3232 位单片

8、机位单片机完成辅助功能，具有很强的数据处理、逻辑运算和信息存储能力，是真正的数字式保护装置； 采用 AD 公司基于 / （过采样）技术的 16 位模数转换芯片实现模拟通道采集，模拟信号差分传输，转换结果经过串行接口以 DMA 方式直接存入内存，提高了采样的精度和可靠性，降低了 CPU 负荷； 用大容量的存储器，包括随机存储器 RAM、闪烁存储器 FLASH 等，为实现长时间故障录波等功能奠定了硬件基础； 采用了在系统可编程器件（CPLD），保护出口逻辑现场可编程，方便了现场接线、调试； 装置采用嵌入 TCP/IP 协议栈的以太网接口芯片，实现了通信系统的快速性、可靠性和兼容性； 基于嵌入式实时

9、多任务操作系统的软件平台。优异的抗干扰性能优异的抗干扰性能 SDG800系列数字式发电机保护装置说明书2 机箱采用独创的“前置后插式前置后插式”结构，即 CPU 板前置，其他插件后插，CPU 插件垂直于其他插件，采用这种方式，彻底地将强弱电隔离，大大提高了装置的抗干扰能力； 采用性能优良的导电簧片，确保了各插件的接地可靠性； 采用不同材料的多层屏蔽措施，确保了装置的抗干扰性能； 开入开出回路均采用两级电气隔离； 采用特制的抗干扰元器件； 在工艺上采用多层印制板、SMT 表面贴焊技术。以上的机械结构加上电路上其他抗干扰措施保证了装置的抗干扰性能达到了国内同类产品的最高水平，具有广泛的适用性。完善

10、的故障录波及分析功能完善的故障录波及分析功能 录波文件采用标准的 comtrade 格式，与录波器格式完全兼容； 单份保护动作录波若全部记录瞬时值，记录时间可以长达 10s，若记录向量可以更长； 录波文件记录丰富的数字通道，记录各个保护动作的状态和相关的辅助判据以及开入量状态， 通过丰富的数字通道的记录，使得保护装置“透明化”，大大方便了事故分析。 调试软件提供了完善的故障分析功能。可帮助分析保护动作过程中的模拟量和数字量变化过程，提供各通道从直流分量到 16 次谐波分量的分析，可以生成差流通道、正序、负序通道、阻抗通道等各类虚拟通道，方便了事故分析。先进的先进的“综合时差法综合时差法”抗抗

11、TA 饱和技术饱和技术装置采用独创的“综合时差法”抗 TA 饱和算法，彻底地解决了当 TA 饱和时可能引起区外故障差动保护误动的问题。只要 TA 线性传变时间不小于 5ms，装置就能正确辨别出区内外故障，大大提高了装置的可靠性。友好的人机接口界面友好的人机接口界面1装置采用了 320240 点阵的大屏幕液晶，显示内容清晰、醒目；装置可以根据现场接线修改电气主接线图，形象的反映了一次设备的状态；Windows 菜单风格的操作界面，全部汉化的显示，使得装置的操作简单、维护方便，可以完全脱离使用手册；装置提供了在线谐波分析功能，可以实时监测系统电气量的谐波含量，提供了各通道从直流分量到 16 次谐波

12、分量的分析功能；保护出口逻辑可图形化整定，使得装置的操作更加便捷；采用风格明快的面板设计，“光字牌”效果的保护动作信号指示令人过目难忘。 SDG800系列数字式发电机保护装置说明书32 保护功能配置方案注：以下所有保护出口逻辑现场可整定。2.1 SDG801、DG802、DG803 发电机保护功能一览表适用范围：适用范围：300MW 及以下容量的发电机保护。 注：注：表示具有本项功能；：表示具有本项功能；：表示两项功能选其中一项；：表示两项功能选其中一项； ：表示无此项功能，下同。：表示无此项功能，下同。2.2 SDG831、SDG832、SDG833 发电机保护功能一览表注：注：1)SDG8

13、31+ SDG833、SDG832+ SDG833发电机保护：适用于 100MW 以下容量的发电机保护； 装置型号(主后一体保护，三种配置方案)序号保护功能SDG801SDG802SDG8031差动速断保护2比率制动式纵差保护3标积制动式纵差保护4单元件横差保护（2 段定值）5纵向零序电压匝间保护（2 段定值）（2 段定值）6定子过电压保护7基波零序电压型定子接地保护8三次谐波零序电压型定子接地保护9零序电流型定子接地保护10转子一点接地保护（2 段定值）（2 段定值）（2 段定值）11转子二点接地保护12复合电压（记忆式）过流保护（2 段定值）（2 段定值）（2 段定值）13定时限定子对称过

14、负荷14反时限定子对称过负荷15定时限转子表层过负荷16反时限转子表层过负荷17失磁保护（3 段定值）（3 段定值）（3 段定值）18失步保护（2 段定值）（2 段定值）（2 段定值）19低频保护（4 段定值）（4 段定值）（4 段定值）20过频保护（4 段定值）（4 段定值）（4 段定值）21励磁绕组过负荷保护22励磁变过流保护23逆功率保护（2 段定值）（2 段定值）（2 段定值）24程序跳闸逆功率保护（2 段定值）（2 段定值）（2 段定值）25定时限过励磁保护（2 段定值）（2 段定值）（2 段定值）26反时限过励磁保护27发电机开关跳闸过流闭锁28TV 断线29TA 断线 SDG80

15、0系列数字式发电机保护装置说明书42)SDG821发电机保护：适用于 300MW 及以下容量的发电机组的启停机保护。 SDG800系列数字式发电机保护装置说明书5装置型号序号保护功能SDG831SDG832SDG833SDG8211差动速断保护2比率制动式纵差保护4单元件横差保护（2 段定值）5纵向零序电压匝间保护（2 段定值）6定子过电压保护7基波零序电压型定子接地保护8三次谐波零序电压型定子接地保护9零序电流型定子接地保护10转子一点接地保护（2 段定值）11转子二点接地保护12复合电压（记忆式）过流保护（2 段定值）13定时限定子对称过负荷14反时限定子对称过负荷15定时限转子表层过负荷

16、16反时限转子表层过负荷17失磁保护（3 段定值）19低频保护（4 段定值）20过频保护（4 段定值）21励磁绕组过负荷保护22励磁变过流保护23逆功率保护（2 段定值）24程序跳闸逆功率保护（2 段定值）27机端 TV 断线28匝间 TV 断线29TA 断线30误合闸保护31断路器闪络保护32低频过流保护 SDG800系列数字式发电机保护装置说明书62.3 非电量接口功能一览表装置型号序号保护功能SDG801、SDG802、SDG803SDG831、SDG832SDG8211热工保护2断水保护3励磁系统故障4冷却器全停 15冷却器全停 26非电量备用注：直跳非电量保护由独立的非电量保护装置完

17、成，在保护装置仅完成可能需要延时出口的非电量保护。 SDG800系列数字式发电机保护装置说明书73 技术参数3.1 机械及环境参数3.1.1 机箱结构尺寸机箱结构尺寸：1)SDG801、SDG802、SDG803 4U 整层：483mm（长）290mm（深）177mm（高）2)SDG821 4U 半层：260mm（长）290mm（深）177mm（高）3)SDG831、SDG832、SDG823 6U 半层：260mm（长）260mm（深）266mm（高）3.1.2 环境温度：环境温度：a) 正常工作温度： 0+40 ；b) 极限工作温度： -10+55 ；c) 贮存、运输极限环境温度：-25+

18、70。3.2 额定电气参数频率：频率：50Hz直流电源直流电源:a) 额定电压： 220V、110V （订货时应注明规格）（订货时应注明规格）；b) 允许偏差： -20%+15% ；c) 纹波系数： 不大于 5% 。交流电流：交流电流： 5A、1A （订货时应注明规格）（订货时应注明规格）；交流电压：交流电压： 100V、100/V ；3转子电压：转子电压：不大于 600V；功率消耗：功率消耗：a) 交流电流回路： 当 In=5A 时，每相不大于 1VA ； 当 In=1A 时，每相不大于 0.5VA 。b) 交流电压回路： 当额定电压时，每相不大于 1VA 。c) 直流电源回路： 当正常工作

19、时，不大于 30W ； 当保护动作时，不大于 50W 。注：注：In 为额定电流，为额定电流，Un 为额定电压（下同）为额定电压（下同）过载能力：过载能力：a) 交流电流回路 ： 2 倍额定电流连续工作 ；10 倍额定电流允许 10S ； 40 倍额定电流允许 1S 。b) 交流电压回路： 1.2 倍额定电压连续工作；1.4 倍额定电压允许 10S。3.3 主要技术指标3.3.1 发电机差动保护发电机差动保护差动保护门槛定值：0.20 In1.20 In，级差：0.01 In；差动速断定值：4.00 In15.00 In，级差：0.01 In；比例差动制动曲线拐点定值：0.70 In1.00

20、In，级差：0.01 In；比例差动制动曲线斜率定值：0.300.50，级差：0.01；标积差动制动曲线斜率定值：0.801.20，级差：0.01； SDG800系列数字式发电机保护装置说明书8TA 断线解除闭锁定值：1.20 In1.50In，级差：0.01 In；差动保护定值误差：不超过2.5%或0.01 In（In=5A，下同）；差动保护动作时间：不大于 30 ms（1.5 倍定值）。3.3.2 发电机单元件横差保护发电机单元件横差保护横差次灵敏段电流定值:0.10A50.00A，级差：0.01 A；横差次灵敏段时间定值:0.00S10.00S，级差：0.01 S；横差灵敏段电流门槛定值

21、:0.10A50.00A，级差：0.01 A；横差灵敏段相电流制动系数：0.502.00，级差：0.01；横差灵敏段时间定值:0.0010.00 S，级差：0.01 S；电流定值误差：不超过2.5%或0.01 In；保护动作时间：不大于 50 ms（1.5 倍定值）；延时定值误差：1%定值 40 ms。3.3.3 发电机纵向零序电压匝间保护发电机纵向零序电压匝间保护匝间次灵敏段电压定值:0.10V20.00V，级差：0.01 V；匝间次灵敏段时间定值:0.00S10.00S，级差：0.01 S；匝间灵敏段电压门槛定值:0.10A50.00A，级差：0.01 A；匝间灵敏段相电流制动系数：0.5

22、02.00，级差：0.01；匝间灵敏段时间定值:0.00S10.00S，级差：0.01 S；电压定值误差：不超过2.5%或0.1 V；保护动作时间：不大于 50 ms（1.5 倍定值）；延时定值误差：1%定值 40 ms。3.3.4 发电机基波零序电压定子接地保护发电机基波零序电压定子接地保护 基波零序电压定值：1.00V20.00V，级差：0.01 V；保护动作时间定值:0.00S10.00S，级差：0.01 S；电压整定值允差：不超过2.5%或0.1 V；延时定值误差：1%定值 40 ms。3.3.5 发电机三次谐波电压差动定子接地保护发电机三次谐波电压差动定子接地保护谐波差电压校正系数：

23、0.505.00，级差：0.01；谐波定子接地制动系数：0.101.00，级差：0.01；保护动作时间定值:0.00S10.00S，级差：0.01 S；电压整定值允差：不超过2.5%或0.1 V；延时定值误差：1%定值 40 ms。3.3.6 发电机过电压保护发电机过电压保护定子过电压电压定值：10.00V160.00V，级差：0.01 V；定子过电压时间定值：0.10S10.00S，级差：0.01 S；电压整定值允差：不超过2.5%或0.1 V；延时定值误差：1%定值 40 ms。3.3.7 发电机定子绕组过负荷发电机定子绕组过负荷定时限过负荷电流定值：0.10A100.00A，级差：0.0

24、1 A；定时限过负荷时间定值：0.10S100.00S，级差：0.01 S； SDG800系列数字式发电机保护装置说明书9定子绕组热容量：1.0100.0，级差：0.1；反时限过负荷启动电流：1.0In10.00A，级差：0.01 A；反时限过负荷最小延时：0.0S10.0S，级差：0.1 S；反时限过负荷最大延时：0.1S2000.0S，级差：0.1 S；定时限电流整定值允差：不超过2.5%或0.01 In；反时限电流整定值允差：不超过5%或0.02 In；定时限延时误差：1%定值 40 ms。3.3.8 发电机复合电压过流发电机复合电压过流负序电压定值:1.00V20.00V，级差：0.0

25、1 V；低电压定值:10.00V100.00V，级差：0.01 V；复合电压过流电流定值：0.10A100.00A，级差：0.01 A；复合电压过流时间定值：0.10S10.00S，级差：0.01 S；电流整定值允差：不超过2.5%或0.01 In；电压整定值允差：不超过2.5%或0.1 V；延时定值误差：1%定值 40 ms。3.3.9 发电机转子一点接地发电机转子一点接地转子一点接地电阻定值：1.00K50.00K，级差：0.01 K；转子一点接地时间定值：0.10S10.00S，级差：0.01 S；接地电阻整定值允差：不超过0.5 K；延时定值误差：1%定值 100 ms。3.3.10

26、发电机转子两点接地保护发电机转子两点接地保护二次谐波电压定值:0.50V10.00V，级差：0.01 V；转子二点接地时间定值：0.00S10.00S，级差：0.01 S；电压整定值允差：不超过2.5%或0.1 V；延时定值允差：1%定值 40 ms。3.3.11 励磁绕组过流保护励磁绕组过流保护注：输入量可选择为 100Hz 或 50Hz 的交流电流量，Il 为励磁机二次额定电流。定时限励磁过流电流定值：0.10A100.00A，级差：0.01 A；定时限励磁过流时间定值：0.00S100.00S，级差：0.01 S；励磁绕组热容量系数：1.00100.00，级差：0.01；反时限励磁起动电

27、流定值：1.0Il10.00 A，级差：0.01 A； 反时限励磁最小延时：0.1S10.0S，级差：0.1 S；反时限励磁最大延时：0.1S2000.0S，级差：0.1 S；定时限电流整定值允差：不超过2.5%或0.01 In；反时限电流整定值允差：不超过5%或0.02 In；定时限延时定值允差：1%定值 40 ms。3.3.12 发电机失磁保护发电机失磁保护注：Pn 为发电机二次额定功率，下同；失磁阻抗圆圆心定值：0.00100.00，级差：0.01；失磁阻抗圆半径定值：0.00100.00，级差：0.01； SDG800系列数字式发电机保护装置说明书10系统低电压定值：50.00V100

28、.00V，级差：0.01 V；转子低电压定值：1.0V100.0V，级差：0.1 V；转子低电压系数：0.107.00，级差：0.01；空载额定电压：1.0V300.0V，级差：0.1 V；发电机凸极反应功率：0.00%30.00% Pn；失磁一时限时间定值：0.10S2000.00S，级差：0.01 S；失磁二时限时间定值：0.10S2000.00S，级差：0.01 S；失磁三时限时间定值：0.10S10.00S，级差：0.01 S；阻抗定值允差：不超过2.5%或0.2 ；转子电压允差：不超过5%或3V；功率定值允差：不超过5%；母线电压定值允差：不超过2.5%或0.1 V；延时定值允差：1

29、%定值 40 ms。3.3.13 发电机负序过负荷发电机负序过负荷定时限负序电流定值：0.10A100.00A，级差：0.01 A；定时限负序时间定值：0.10S100.00S，级差：0.01 S；转子发热常数：1.0100.0，级差：0.1；反时限负序长期电流（Iw）：0.10A10.00A，级差：0.01 A；反时限负序启动电流：1.0Iw10.00A，级差：0.01 A；反时限负序最小延时：0.1S10.0S，级差：0.1 S；反时限负序最大延时：0.1S2000.0S，级差：0.1 S；定时限负序电流定值允差：不超过2.5%或0.01 In；反时限负序电流定值允差：不超过5%或0.02

30、 In；定时限负序延时定值允差：1%定值 40 ms。3.3.14 发电机失步保护发电机失步保护阻抗定值 ZA：0.00100.00，级差：0.01 ；阻抗定值 ZB：0.00100.00，级差：0.01 ；阻抗定值 ZC：0.00100.00，级差：0.01 ；灵敏角：60.0 90.0 ，级差：0.1 ；透镜内角:60.0 150.0 ，级差：0.1 ；区外滑极次数：11000，级差：1；区内滑极次数：11000，级差：1；断路器允许开断电流：1.0050.00 A，级差：0.01 A；阻抗定值允差：不超过2.5%或0.2 ；电流定值允差：不超过2.5%或0.01 In。3.3.15 发电

31、机过励磁保护发电机过励磁保护定时限过励磁倍率定值：1.002.00，级差：0.01；定时限过励磁时间定值：0.10S2000.00S，级差：0.01 S；反时限上限倍率定值：1.002.00，级差：0.01；反时限最小动作时间：0.1S10.0S，级差：0.1 S； SDG800系列数字式发电机保护装置说明书11反时限曲线整定倍率：1.002.00，级差：0.01；反时限曲线整定时间：0.1S2000.0S，级差：0.1 S；反时启动倍率定值：1.002.00，级差：0.01；反时限最大动作时间：0.1S2000.0S，级差：0.1 S；过励磁倍率测量允差：不超过2%或 0.01；定时限过励磁

32、延时定值允差：1%定值 40 ms；适用频率范围 ：43Hz57Hz。3.3.16 发电机功率保护发电机功率保护逆功率保护功率定值：0.5% Pn10% Pn；程序逆功率保护功率定值：0.5% Pn10% Pn；逆功率保护时间定值：0.10S600.00S，级差：0.01 S；程序逆功率保护时间定值：0.10S10.00S，级差：0.01 S；功率保护功率定值允差：不超过5%；功率保护延时定值允差：1%定值 40 ms。3.3.17 发电机低频保护发电机低频保护低频保护频率定值：45.00 Hz50.00 Hz，级差：0.01 Hz；低频保护时间定值：0.10S100.00S，级差：0.01

33、S；频率定值允差：不超过0.02 Hz；延时定值允差：1%定值 40 ms。3.3.18 发电机过频保护发电机过频保护过频保护频率定值：50.00 Hz55.00 Hz，级差：0.01 Hz；过频保护时间定值：0.10S100.00 S，级差：0.01 S；频率定值允差：不超过0.02 Hz；延时定值允差：1%定值 40 ms。3.3.19 发电机频率积累保护发电机频率积累保护频率积累保护上限频率：45.00 Hz55.00 Hz，级差：0.01 Hz；频率积累保护下限频率：45.00 Hz55.00 Hz，级差：0.01 Hz；频率积累保护时间定值：0.10 Min600.00 Min，级差

34、：0.01 Min；频率定值允差：不超过0.02 Hz；延时定值允差：1%定值 40 ms。3.4 通信接口1 个控制局域网 CAN-BUS 接口，2 个 Ethernet 以太网接口；1 个独立的调试或打印接口；通过通信接口可实现打印机网络共享；通信规约使用部颁 870-5-103 标准；具有 GPS 时钟同步对时功能。3.5 输出接点容量出口继电器接点最大导通电流 5A。 SDG800系列数字式发电机保护装置说明书123.6 电磁兼容3.6.1 静电放电干扰静电放电干扰符合 GB/T14598.14-1998 中 4.2 规定的严酷等级为级的静电放电试验的要求。3.6.2 快速瞬变干扰快速

35、瞬变干扰符合 GB/T14598.10-1996 中 4.1 规定的严酷等级为级的快速瞬变干扰试验的要求。3.6.3 浪涌（冲击）干扰浪涌（冲击）干扰符合 GB/T17626.5-1999 中 5 规定的严酷等级为级的浪涌（冲击）干扰试验的要求。3.6.4 脉冲群干扰脉冲群干扰符合 GB/T14598.13-1998 中 3.1.1 规定的严酷等级为级的 1MHz 及 100KHz 脉群干扰试验的要求。3.6.5 辐射电磁场干扰辐射电磁场干扰符合 GB/T14598.9-1995 中 4.1.1 规定的严酷等级为级的辐射电磁场干扰试验的要求。 SDG800系列数字式发电机保护装置说明书134

36、保护原理说明4.1 发电机差动保护4.1.1 比率差动保护比率差动保护比率差动动作方程为： CDdII )(GDrII )()(GDrGDrCDdIIIIKII|.|21IIId2|.|21IIIr式中：Id为差动电流，Ir为制动电流，ISD为差动速断定值，ICD为比率差动门槛值，IGD为拐点电流，K 为制动系数，定值范围为 0.300.50，一般取 0.50。I1，I2为发电机机端及中性点侧电流。4.1.2 标积制动式差动保护标积制动式差动保护标积制动式差动保护动作方程为：IdICD IdKIr 速断动作区ISDICD差动动作区K 制动区IGDIrIdId2.5IeIrBICDISD差动动作

37、区 制动区AKCD速断动作区 SDG800系列数字式发电机保护装置说明书14当、同时满足保护动作。|.|21IIId ，当 cos0，即、夹角小于 900cos21II1.I2.I 0 ， 当 cos0，即、夹角大于 9001.I2.I式中：Id为差动电流，Ir为制动电流，ISD为差动速断定值，ICD为差动门槛定值，Ie为额定电流，K为制动系数，定值范围为 0.801.20，一般取 1.00。I1，I2为发电机机端及中性点侧电流。一般地，当外部短路时，cos0，保护可靠制动；内部短路时，cosIcd，保护灵敏动作。为了纵差保护可应用不考虑暂态特性的保护级电流互感器 5P 或 10P，纵差保护的

38、制动特性 ABCD 增设垂线 CD。若-90o90o，cos0，当 Ir2.5Ie，且 I12.5Ie 和 I22.5Ie 时，标积制动式差动保护被闭锁，仅投入差动速断保护，完全避免了外部短路时 P 级互感器暂态不平衡电流大而引起的误动。4.1.3 高性能的高性能的 TA 饱和判断原理饱和判断原理采用综合时差法结合 TA 暂态及稳态饱和时的波形特征，判定故障性质。当 TA 线性传变时间不小于 5ms 时可保证区内故障且 TA 饱和不拒动；区外故障且 TA 饱和不误动。4.1.4 差动速断保护差动速断保护当任一相差电流大于差动速断整定值时瞬时动作于出口。4.1.5 TA 断线告警或告警且闭锁比率

39、差动或标积差动保护断线告警或告警且闭锁比率差动或标积差动保护采用“循环闭锁”方法，即当二相动作则认为是相间短路；当单相动作且负序电压大于 6V 认为是一点区内另一点区外的相间短路；仅单相动作且负序电压小于 6V，则判断为 TA 断线，可选择闭锁差动或不闭锁差动。为防止 TA 断线误闭锁差动保护，当机端电流或中性点侧电流大于过流解锁定值时，解除 TA 断线闭锁。过流解除闭锁定值一般可整定为 1.2Ie。4.2 发电机过励磁保护过励磁保护用于防止发电机因过励磁引起铁芯过热而损坏，SDG800 系列发电机保护装置配置了独立的过励磁保护。当发电机和主变压器之间无断路器而共用一套过励磁保护时，其定值按发

40、电机或变压器过励磁能力较低的要求整定。当发电机及变压器之间有断路器而分别配置过励磁保护时，其定值按发电机与变压器允许的不同过励磁倍数分别整定。过励磁倍率可表示为如下表达式：n=U*/f*式中，U*、f*分别为电压、频率标么值。保护适用频率范围为 4357Hz，在频率范围内，过励磁倍数测量不受频率变化的影响。定时限过励磁保护定时限过励磁保护设置二段定值，一般地，低定值段延时动作于信号和降低发电机励磁电流，高定值段动作于解列灭磁或程序跳闸。Ir = SDG800系列数字式发电机保护装置说明书15反时限过励磁保护反时限过励磁保护反时限过励磁通过对给定的反时限动作特性曲线进行线性化处理，在计算得到过励

41、磁倍率后，采用分段性线插值求出对应的动作时间，实现反时限。反时限过励磁保护具有累积和散热功能。给定的反时限动作特性曲线由输入的八组定值（包括反时限启动倍率、反时限上限倍率）得到。过励磁倍率整定值一般在 1.01.5 之间，时间延时考虑最大到 2000 秒。反时限过励磁动作曲线如图。反时限过励磁曲线示意图反时限动作特性曲线的八组输入定值满足以下条件：（1） 反时限过励磁上限倍率整定值 N1反时限过励磁倍率整定值 N2（2） 反时限过励磁上限时限整定值 T1反时限过励磁时限整定值 T2依此类推到反时限过励磁倍数下限整定值。4.3 发电机匝间保护4.3.1 发电机单元件横差保护发电机单元件横差保护装

42、设在发电机两个中性点连线上的横差保护，用作发电机定子绕组的匝间短路、分支开焊故障以及相间短路的主保护。由于保护采用了频率跟踪、数字滤波及全周傅氏算法，使得横差保护对三次谐波的滤除比在频率跟踪范围内达 100 以上，保护只反应基波分量。1)横差保护次灵敏段，相当于传统单元件横差保护。2)横差保护灵敏段：装置采用相电流比率制动的横差保护原理，其动作方程为： dzdII0eIImax zdeezdIIIIKI0max)|.|1 (eIImax式中：I0zd为横差灵敏段电流门槛，Imax为后备保护 TA 三相电流中最大相电流，Ie为发电机后备保护 TA 二次额定电流，Kz为横差灵敏段制动系数。由于相电

43、流比率制动特性，横差保护灵敏段电流定值只需按躲过正常运行时不平衡电流整定，比传统单元件横差保护定值大为减小，因而提高了发电机内部匝间短路时的灵敏度。单元件横差保护出口逻辑单元件横差保护出口逻辑Tmin T1 T2 T3 T4 T5 T6 TmaxNmaxN1N2N3N4N5N6NqdU/Ft(S) SDG800系列数字式发电机保护装置说明书16单元件横差保护经延时 t1 出口；发电机转子一点接后，保护切换于延时 t2 出口。 4.3.2 纵向零序电压保护纵向零序电压保护装设在发电机出口专用 TV 开口的纵向零序电压，用作发电机定子绕组的匝间短路的保护。由于保护采用了频率跟踪、数字滤波及全周傅氏

44、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。1)匝间保护次灵敏段，按躲过区外故障最大不平衡电压整定；2)匝间保护灵敏段：装置采用电流比率制动的纵向零序电压保护原理，其动作方程为：zdemzZOUIIKU0)1 ( 2m3IIeIImax 2maxm3)(IIIIeeIImax式中：Uozd为匝间灵敏段电压门槛，Imax为最大相电流，I2 为负序电流，Ie为发电机后备保护 TA 额定电流，Kz为匝间灵敏段制动系数。由于采用了电流比率制动的判据，零序电压定值只需按躲过正常运行时最大不平衡电压整定，因此提高了发电机内部匝间短路时保护的灵敏度。匝间保护一般经短延时（0.1

45、0S0.20S）出口。纵向零序电压保护出口逻辑纵向零序电压保护出口逻辑4.3.3 专用专用 TV 断线闭锁判据断线闭锁判据当发电机匝间保护专用 TV 断线时，需闭锁定子匝间纵向零序电压保护。闭锁判据：1)机端 TV 负序电压小于 8V2)机端 TV、匝间专用 TV 电压差大于定值（电压平衡继电器）满足以上条件闭锁纵向零序电压匝间保护，并延时 10s 发信号。4.4 发电机复合电压（记忆）过流保护复合电压过流设两段定值各一段延时，作为发电机、变压器、高压母线和相邻线路故障的后备。t1横差保护跳闸与与与匝间保护选择 “单元件横差方式 ”横差保护软压板投入横差电流元件转子一点动作1t2横差保护跳闸与

46、t与1匝间保护跳闸匝间保护选择 “纵向零序电压 ”方式匝间保护软压板投入TV 断线闭锁零序电压元件 SDG800系列数字式发电机保护装置说明书17复合电压元件复合电压元件：复合电压元件由相间低电压和负序电压或门构成，可通过软压板投/退。当负序电压、低电压都退出时为过流保护。电流记忆功能电流记忆功能：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。定值发电机励磁方式整定为“自并励”时投入电流记忆功能，记忆时间固值为 15S；电流记忆功能返回条件：电流记忆功能返回条件：复合电压条件

47、不满足或记忆时间到。发电机复合电压过流保护出口逻辑框图发电机复合电压过流保护出口逻辑框图4.5 发电机定子接地保护基波零序电压定子接地保护：基波零序电压定子接地保护：基波零序电压定子接地保护发电机 8595%的定子绕组单相接地。零序电压取机端 TV 开口，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。动作方程为：UnoUozd，式中 Uno 为发电机零序电压，Uozd 为基波零序电压定值。三次谐波电压差动定子接地保护：三次谐波电压差动定子接地保护：三次谐波电压差定子接地保护发电机中性点 2030%的定

48、子绕组单相接地。机端三次谐波电压取自机端开口零序电压，中性点三次谐波电压取自发电机中性点 TV。三次谐波电压差动动作方程：nrntTUkUkU333|式中 U3T 、U3N为机端、中性点三次谐波电压，kt为谐波差电压调整系数，kr为谐波定子接地制动系数。本保护在机组并网后且负荷电流大于 0.2Ie（发电机额定电流）时自动投入。定值谐波差电压调整系数指并网前定值，当并网带 20%以上负荷后，该项定值根据负荷变化自动调整；负序电压元件复合电压元件或过流元件与或与与t或1过流带记忆功能投入复合电压元件经复合电压闭锁投入过流保护软压板投入过流保护跳闸低电压元件 SDG800系列数字式发电机保护装置说明

49、书18发电机并网后从零负荷带到满负荷，该项定值可通过操作面板菜单自动整定。4.6 发电机转子接地保护转子一点接地保护：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。保护采用新型叠加直流原理，消除对地电容对转子一点接地保护的影响，并且保证转子上任一点对地接地的灵敏度一致，同时在不起励时也能发现转子一点接地故障。动作方程：RyUzd式中，U2为机端 TV 二次谐波正序电压测量值，Uzd 为二次谐波电压定值。4.7 发电机定子过负荷保护定时限定子过负荷保护：定时限定子过负荷保护：本保护反应发电机定子绕组过负荷或故障引起的定子绕组过电流，保护由定时限过负荷与反时限过负荷构成。一

50、般地，定时限发信、反时限动作于停机。动作方程：ImIzd式中，Im 为三相电流最大值，Izd 为定时限过负荷电流定值。反时限定子过负荷保护：反时限定子过负荷保护：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。当定子电流超过下限整定值 Iqd 时，反时限部分起动，并进行热累积。反时限保护热积累值大于热积累定值保护发出跳闸信号。反时限保护，模拟发电机的发热及散热过程。当定子电流大于下限电流定值时，发电机开始热积累，如定子电流小于额定电流时，热积累值通过散热慢慢减小。反时限保护动作方程： cemTdtII) 1)/(2式中，Tc：定子绕组热容量，Ie

51、：发电机额定电流二次值。反时限动作曲线如下图所示， I Iqd 定子绕组过负荷反时限动作曲线图tmintmax SDG800系列数字式发电机保护装置说明书19图中 tmin：反时限上限延时定值，tmax：反时限下限延时定值，Iqd：反时限起动定值。4.8 发电机转子表层过负荷保护电力系统中发生不对称短路或三相负荷不对称时可能在发电机定子绕组中流过负序电流，并在转子中产生倍频电流，引起转子表层过热。保护由定时限和反时限组成，负序定时限按发电机长期允许的负序电流下能可靠返回整定；反时限特性根据发电机转子表层允许的负序过流能力整定，一般地，定时限发信、反时限动作于停机。定时限负序过负荷保护：定时限负

52、序过负荷保护：动作方程：I2Izd式中，I2为负序电流，Izd 为定时限负序过负荷定值。反时限负序过负荷保护：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 Iqd时，反时限部分起动，并进行热累积。反时限保护热积累值大于热积累定值时保护动作。负序反时限保护能模拟转子的热积累过程，并能模拟散热。发电机发热后，若负序电流小于 Iw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 Iqd时，从现在的热积累值开始，重新热积累的过程。动作方程：AdtIIIIewe222/式中 I2：发电机负序电流，

53、Ie：发电机额定电流，Iw：发电机长期运行允许负序电流，A：转子发热常数。反时限动作曲线如图， 反时限负序过负荷保护特性曲线图中，tmin：反时限上限延时定值，tmax：反时限下限延时，Iqd：反时限负序电流起动定值。4.9 发电机定子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。保护动作方程：UmUzd式中，Um 为最大线电压，Uzd 为定子过电压定值。tmintmaxI2Iqdt SDG800系列数字式发电机保护装置说明书204.10 发电机逆功率保护4.10.1 逆功率保护逆功率保护当汽轮发电机主汽门误关闭，或机组保护动作于关闭主汽门而出口断路器未跳闸时，发电机将变为

54、电动机运行，从系统吸收有功功率。此时由于鼓风损失，汽轮机尾部叶片可能过热，造成汽机损坏，不允许此种情况长期存在，逆功率保护能够起到很好的保护作用。逆功率保护反应发电机从系统吸收有功功率的大小，发电机功率用三相电压、三相电流计算得到。保护动作判据：P-Pzd式中，P 为有功功率，Pzd 为逆功率定值。逆功率保护逻辑框图逆功率保护逻辑框图4.10.2 程跳逆功率保护程跳逆功率保护程跳逆功率保护用于当发电机正常停机时，先关闭主汽门将汽轮机中的剩余蒸汽通过发电机转换为电磁功率后，使汽轮机安全停机。保护动作条件：1.P-Pzd2.主汽门关闭当上述条件均满足，保护延时动作式中，P 为有功功率，Pzd 为程

55、序逆功率定值。程跳逆功率保护逻辑框图程跳逆功率保护逻辑框图4.11 发电机频率异常保护频率异常保护主要用于保护汽轮机不受频率共振的影响。汽轮机各节叶片都有一共振频率，当系统频率接近共振频率时，将引起叶片共振而损坏汽轮机。测频电压取自机端电压 Uab，当电压小于 20V 时，频率异常保护自动退出。4.11.1 发电机低频保护发电机低频保护低频保护反应系统频率的降低，受出口断路器辅助接点闭锁。当发电机退出运行时，低频保护自动退出。低频保护共 4 段定值，1、2 段为持续低频保护，3、4 段为低频积累保护。与保护软压板P-Pzdt逆功率保护动作程序逆功率跳闸保护软压板主汽门关闭.P-Pzd与t SD

56、G800系列数字式发电机保护装置说明书214.11.2 发电机过频保护发电机过频保护过频保护反应系统频率的上升，受出口断路器辅助接点闭锁。当发电机退出运行时，过频保护自动退出。低频保护共 4 段定值，1、2 段为持续过频保护，3、4 段为过频积累保护。4.12 发电机励磁绕组过负荷保护励磁绕组过负荷保护反应励磁绕组的平均发热状况。保护动作量既可以取励磁变电流或励磁机电流。对于励磁机，电流频率可以整定为 100Hz。4.12.1 励磁绕组定时限过负荷保护励磁绕组定时限过负荷保护励磁绕组定时限过负荷保护配置二段，一般地，1 段动作发信号，2 段动作于跳闸。动作方程：ImIzd式中，Im 为三相电流

57、最大值，Izd 为定时限定值。注：励磁绕组定时限过负荷保护也可配置为励磁变过流应用。注：励磁绕组定时限过负荷保护也可配置为励磁变过流应用。4.12.2 励磁绕组反时限过负荷保护励磁绕组反时限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。当励磁回路电流超过下限整定值 Iqd 时，反时限保护起动，开始热积累，当反时限保护热积累值大于热积累定值保护动作。反时限保护能模拟励磁绕组过负荷的热积累过程及散热过程。反时限动作曲线如图，反时限保护动作方程：TctIIelclc12/式中 Ilc：励磁回路测量电流，Ielc：励磁绕组基准电流，Tc：励磁

58、绕组热容量系数。 励磁绕组过负荷反时限动作曲线图图中，tmin：反时限上限延时定值，tmax：反时限下限延时，Iqd：反时限起动定值。4.13 发电机失磁保护发电机失磁保护反应发电机低励失磁引起的异常运行，由以下三个判据组合实现完整的保护功能。 阻抗圆判据阻抗圆判据阻抗圆判据是失磁保护的主判据，可以整定为异步阻抗圆或静稳边界圆tmaxtIlcIqdtmin SDG800系列数字式发电机保护装置说明书22动作方程为：270).().(90XbZcXaZcArg右图中，深色部分为异步阻抗圆；浅色为静稳边界圆。 系统低电压判据系统低电压判据电压一般取自升压变压器高压侧三相电压，动作条件a) 三相电压

59、同时低于定值；b) 三相电压同时大于 10V条件 b)是为防止 TV 失压或断线时，判据误动作。(3)(3) 转子低电压判据（转子低电压判据（）fdVP图中，Vc为定值转子低电压定值，斜率Kf为定值转子低电压系数.失磁保护动作逻辑失磁保护动作逻辑: : 注：失磁保护定值整定见注：失磁保护定值整定见 7.117.11VfdP动作区制动区斜率KfVcV VfdfdP P特性图特性图R RXbXaXc失磁阻抗圆特性图系统三相低压与与内部延时与或t2失磁二段动作t1失磁一段动作t3失磁三段动作与阻抗园满足机端 TV 断线转子低电压满足jXjX SDG800系列数字式发电机保护装置说明书234.14 发

60、电机失步保护 单机与系统失步单机与系统失步发电机与系统失步时的等效系统图如下： 发电机 B 由电动势 EB和阻抗 XG表示，并经过阻抗为 XT的变压器连接到母线，系统的其余部分和等效发电机用 ZS和 EA表示。 发电机与系统失步时的阻抗轨迹图如下：图上的线段 AB 表示两台发电机 A 和 B 的电动势之间的总阻抗，坐标原点在 O 点，即保护的安装位置，是两台发电机电动势之间的角度。虚线是在 O 点测到的阻抗移动的轨迹，这些轨迹可以是直线也可以是圆，取决于两个电动势之间的关系。当两个电动势反相的瞬间，阻抗轨迹通过 R/X 图上的 AB 连线，这就表示产生了失步。可恢复的功率震荡不会越过 AB 连