ISA-347GD-313技术使用说明书

1、UYG深瑞ISA-347GD小型发电机成套保护装置技术说明书Ver 3.13编写：陈锐石磊 审核：侯林陈远生 批准：徐成斌任园深瑞魅保目前化有限公司（原深圳南瑞科技有限公司）二OO六年十二月目 录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark67 o Current Document 装置概述1 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 装置应用1 HYPERLINK l bookmark73 o Current Document 基本配置1 HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 典

2、型应用配置2 HYPERLINK l bookmark79 o Current Document 技术参数3 HYPERLINK l bookmark82 o Current Document 环境参数3 HYPERLINK l bookmark85 o Current Document 额定电气参数3 HYPERLINK l bookmark88 o Current Document 遥测量计量等级3 HYPERLINK l bookmark91 o Current Document 输出接点容量4 HYPERLINK l bookmark94 o Current Document 实时时钟

3、4 HYPERLINK l bookmark97 o Current Document 通讯接口4 HYPERLINK l bookmark100 o Current Document 抗干扰性能4 HYPERLINK l bookmark103 o Current Document 主要技术指标4 HYPERLINK l bookmark133 o Current Document 保护原理7 HYPERLINK l bookmark136 o Current Document 装置起动元件7 HYPERLINK l bookmark139 o Current Document 差动保护7

4、HYPERLINK l bookmark163 o Current Document 发电机定子接地保护9 HYPERLINK l bookmark181 o Current Document 发电机转子接地保护（乒乓原理）12 HYPERLINK l bookmark193 o Current Document 发电机低励、失磁保护13 HYPERLINK l bookmark214 o Current Document 发电机逆功率保护15 HYPERLINK l bookmark226 o Current Document 发电机定子对称过负荷保护16 HYPERLINK l bookm

5、ark235 o Current Document 发电机负序过负荷保护18 HYPERLINK l bookmark244 o Current Document 过电压保护19 HYPERLINK l bookmark247 o Current Document 复合电压起动过流保护19 HYPERLINK l bookmark261 o Current Document 起停机保护21 HYPERLINK l bookmark270 o Current Document 断路器大电流闭锁选跳22 HYPERLINK l bookmark279 o Current Document TA断线

6、判别22 HYPERLINK l bookmark290 o Current Document TV断线判别23 HYPERLINK l bookmark320 o Current Document 辅助功能25 HYPERLINK l bookmark323 o Current Document 信号系统25 HYPERLINK l bookmark326 o Current Document 事故分析与过程记录25 HYPERLINK l bookmark359 o Current Document 装置测控功能29 HYPERLINK l bookmark376 o Current Do

7、cument 保护配置及整定说明31 HYPERLINK l bookmark379 o Current Document 保护元件配置31 HYPERLINK l bookmark382 o Current Document 装置定值31 HYPERLINK l bookmark385 o Current Document 出口配置35 HYPERLINK l bookmark388 o Current Document 动作事件类型定义36 HYPERLINK l bookmark391 o Current Document 装置测控功能说明38 HYPERLINK l bookmark3

8、94 o Current Document 交流遥测38 HYPERLINK l bookmark397 o Current Document 直流遥测38 HYPERLINK l bookmark400 o Current Document 遥信38 HYPERLINK l bookmark403 o Current Document 遥控39 HYPERLINK l bookmark406 o Current Document 装置端子接线40 HYPERLINK l bookmark409 o Current Document 装置订货说明42 HYPERLINK l bookmark4

9、18 o Current Document 附录A装置使用说明43 HYPERLINK l bookmark421 o Current Document 1面板布置与显示43 HYPERLINK l bookmark445 o Current Document 2菜单界面操作说明44 HYPERLINK l bookmark509 o Current Document 3查看录波记录49 HYPERLINK l bookmark523 o Current Document 4装置通讯功能说明50 HYPERLINK l bookmark577 o Current Document 5装置打印功

10、能53 HYPERLINK l bookmark615 o Current Document 附录B装置调试与投运说明571调试资料准备572通电前检查573上电检查574整机调试57 HYPERLINK l bookmark655 o Current Document 5装置投入运行操作步骤58B.6装置运行说明587注意事项59 HYPERLINK l bookmark703 o Current Document 附录CISA-347GD发电机成套保护装置整定计算61 HYPERLINK l bookmark706 o Current Document 1发电机比率差动61 HYPERLI

11、NK l bookmark710 o Current Document 2发电机定子接地保护61 HYPERLINK l bookmark721 o Current Document 3发电机转子接地保护62 HYPERLINK l bookmark727 o Current Document 4发电机定子对称过负荷保护62 HYPERLINK l bookmark737 o Current Document 5发电机负序过负荷保护62 HYPERLINK l bookmark700 o Current Document C.6发电机低励、失磁保护63 HYPERLINK l bookmark

12、747 o Current Document C.7TA断线判据63 HYPERLINK l bookmark753 o Current Document 【附图1】ISA-347GD装置保护原理接线图64 HYPERLINK l bookmark756 o Current Document 【附图2】ISA-347GD装置测控原理接线图65【附图3】ISA-347GD装置遥信原理接线图66 HYPERLINK l bookmark764 o Current Document 【附图4】ISA-347GD装置操作插件端子及原理接线图67 HYPERLINK l bookmark767 o Cu

13、rrent Document 【附图5】ISA-347GD装置端子排接线图68【附图6】ISA-347GD装置前视后视图691装置概述1.1装置应用ISA-347GD微机发电机成套保护测控装置主要适用于50MW及以下容量的小型发电机和大中型 同步电动机的保护、测控和操作。装置集成了小型发电机的全套电量保护，主保护和后备保护共用一 组TA，不含非电量保护。装置能方便地满足厂站综合自动化系统的要求。1.2基本配置保护功能： 发电机差动保护，含差动速断和比率差动 发电机复压过流保护（不带方向元件） 基波零序电压定子接地保护（95%定子接地保护）三次谐波电压定子接地保护（和基波零序电压判据一起构成10

14、0%定子接地保护） 转子一点接地保护（乒乓原理） 转子两点接地保护（乒乓原理） 定时限定子对称过负荷保护，含定时限、反时限 发电机负序过负荷保护，含定时限、反时限 低励、失磁保护 过电压保护 逆功率保护，设1段告警段，1段跳闸段程跳逆功率保护起停机保护 机端大电流闭锁选跳 TV断线判别 TA断线判别 差流越限报警、差流越限记录、相电流越限记录带操作闭锁和防跳的断路器操作回路、故障录波测控功能： 3路通过操作回路采集的断路器位置遥信 55路遥信开入采集，包括各保护硬压板、外部复归、检修开入等。 多路软遥信，包括事故总信号、保护软压板位置Ia、Ib、Ic、Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca、

15、3Umo、3Uno、Pa、Pb、Pc、P、Q、S、COSs Fr等遥测量采集 2路直流测量 11组遥控分、合操作 遥控操作开关和软压板，并作遥控操作记录及统计 大容量的事件记录、SOE记录、自检记录、瞬时闭锁保护记录 高达11次的谐波分析功能 具有和五防主机同规则的间隔五防闭锁遥控功能1.3典型应用配置图1-1是ISA-347GD装置在50MW以下发电机保护中的典型应用配置，可完成一台发电机的全 套电量保护。图1-1 ISA-347GD在50MW以下发电机保护中的典型应用配置2 技术参数2.1环境参数正常工作温度：-1055 C 极限工作温度：-2060 C 贮存及运输：-4070 C2.2额

16、定电气参数频率：50Hz交流电流：5A或1A （额定电流In）交流电压：100V或200V （额定电压Un）转子长期工作电压：不大于600V直流工作电源：220V/110V，允许偏差：20%数字系统工作电压：+5V，允许偏差：+ 0.15V继电器回路工作电压：+24V，允许偏差：2V功耗：交流电压回路：Un = 57.7V，每相不大于0.5VA交流电流回路：In = 5A，每相不大于1VAIn = 1A,每相不大于0.5VA直流电源回路：正常工作时，不大于15W 保护动作时，不大于25W 保护回路过载能力：交流电压回路：1.2倍额定电压，连续工作交流电流回路：2倍额定电流，连续工作10倍额定电

17、源，允许10s 40倍额定电流，允许Is直流电源回路：80115%额定电压，连续工作 装置经受上述的过载电流/电压后，绝缘性能不下降。2.3遥测量计量等级电流、电压、频率：0.2级其他：0.5级遥信量分辨率：小于1ms信号输入方式：无源接点2.4输出接点容量装置出口和信号接点单接点最大允许接通功率为150W或1250VA，最大允许长期接通电流5A， 多副接点并联时接通功率和电流可以适当提高。两种方式下接点均不允许断孤。2.5实时时钟掉电不停计时的实时时钟。该实时时钟具备万年历功能，能接收微机监控系统的校时。装置内 部实时时钟在装置掉电时自动切换为由时钟芯片内部锂电池供电，在电池无短路及其它异常

18、情况下, 后备电池工作时间不少于10年。PCPU时钟严格与MCPU同步，误差不超过土5ms-2.6通讯接口通信速率可整定。装置具有可选择的双网通信方式：CAN网、485网或工业以太网,2.7抗干扰性能静电放电抗扰度：符合 GB/T 17626.2-1998IV级射频电磁场辐射抗扰度：符合 GB/T 17626.3-1998III级（网络IV级）电快速瞬变脉冲群抗扰度：符合 GB/T 17626.4-1998V级浪涌（冲击）抗扰度：符合 GB/T 17626.5-1999III级射频场感应的传导骚扰抗扰度：符合 GB/T 17626.6-1998III级工频磁场抗扰度：符合 GB/T 17626

19、.8-1998V级脉冲磁场抗扰度：符合 GB/T 17626.9-1998V级阻尼振荡磁场抗扰度：符合 GB/T 17626.10-1998V级振荡波抗扰度：符合 GB/T 17626.12-1998II级（信号端口）装置绝缘耐压、耐湿热、抗振动、抗冲击、抗碰撞性能符合国际GB/T7261-2000的有关标准（绝缘 N20MQ）。2.8主要技术指标2.8.1发电机差动能选择闭锁差动或只报警，当差流大于额定电流的1.21.5倍时可自动具有防止区外故障误动的制动特性; 具有TA断线判别功能， 解除闭锁；.差动速断动作时间：W15ms （2倍整定值）.比率差动动作时间：W26ms （2倍整定值）.差

20、动速断定值误差：不大于土2.5%.比率差动定值误差：不大于土5%2.8.2发电机定子接地保护基波零序电压原理三次谐波滤过比大于100；零序电压可取自发电机中性点或机端或两者的与门，当取自机端时，具有TV断线闭锁功能；固有延时（1.2倍整定值时）：W70ms零序电压定值误差：W2.5%或0.05V延时定值误差：W1%或70ms三次谐波电压原理可通过监视功能提供整定依据；三次谐波电压差动判据动作量系数KP自动整定；灵敏度（中性点经电阻接地时）：汽轮发电机不小于10kQ，水轮发电机不小于IkQ；固有延时（发电机中性点金属性接地时）：W70ms延时定值误差：W1%或70ms2.8.3发电机转子接地保护

21、转子一点接地保护适用于转子回路对地分布电容小于8F的各种非旋转励磁方式的发电机励磁回路；在同一整定值下，转子绕组不同地点发生一点接地时，其动作值误差为：当整定值为IkQ5k Q 时允差0.5kQ,当整定值大于5kQ时允差土 10%；接地电阻整定值误差：W10%延时定值误差：W1%或70ms转子两点接地保护具有一点接地后自动投入保护的功能；位置定值误差不大于10%；延时定值误差：W1%或70ms2.8.4发电机低励、失磁保护具有检测机组静稳边界的功能；具有检测机端电压能否维持带厂用电的功能；具有检测不同负荷下各种全失磁和部分失磁的功能；机组正常进相运行时不误动；系统振荡时不误动；系统故障及故障切

22、除过程中不误动；TV断线和电压切换时不误动；.阻抗整定值误差：W2.5% 或 0.1Q.转子电压定值误差：W5% 或 0.1Un.机端电压定值误差：W2.5% 或 0.05V.延时定值误差：W1% 或 70ms2.8.5发电机（程跳）逆功率保护有功测量原理与无功大小无关;具有TV断线闭锁功能；.逆功率定值误差：W10% 或0.002Pn.延时定值误差：W1% 或 70ms2.8.6发电机定子对称过负荷保护.定时限电流定值误差:W2.5% 或0.01In.定时限延时定值误差:W1% 或 70ms2.8.7过电压保护.电压定值误差W2.5% 或0.05V.延时定值误差：W1% 或 70ms2.8.

23、8发电机复压起动过流保护可选电流带记忆功能；低电压定值误差：W2.5%或0.01Un负序电压定值误差：W5%或0.02Un电流定值误差：W2.5%或0.01In延时定值误差：W1%或70ms3保护原理3.1装置起动元件ISA-347GD装置的保护起动元件装设在MCPU中。保护起动元件动作后开放出口继电器的正电 源，各保护元件只有在本身动作且相应的起动元件同时动作后才能跳闸出口。装置针对不同的保护段 设置不同的起动元件，确保需跳闸的所有保护都有相适应的起动元件。表3-1 ISA-347GD装置起动元件列表序号起动元件名称起动条件1差动起动任一相差流稳态量差动速断电流定值任一相差流稳态量比率差动差

24、流门槛定值2定子接地保护起动基波零序电压起动元件发电机机端或中性点零序电压整定值三次谐波电压比值起动元件发电机机端和中性点三次谐波电压比值整定值三次谐波电压差值起动元件发电机机端和中性点三次谐波电压差值整定值3转子接地保护起动（乒乓原理）转子一点接地起动元件接地电阻测量值整定值转子两点接地起动元件转子接地位置变化值整定值4复压起动过流保护起动任一相电流投入段最小过流保护电流定值5起停机保护起动任一相差流起停机保护差流整定值中性点侧零序电压起停机零序过压整定值6发电机定子对称过负荷保护起动三相电流的最大值投入段最小过负荷整定值7发电机负序过负荷保护起动负序电流值投入段最小负序过负荷整定值8发电机

25、失磁保护起动静稳边界阻抗判据条件满足时起动9过电压保护起动发电机机端三相线电压最大值整定值10发电机逆功率保护起动发电机反向有功逆功率整定值发电机反向有功程跳逆功率整定值3.2差动保护发电机差动保护动作特性采用传统两折线方式实现（如图3-1）。IdIdsd制动区IdqdIrIrl图3-1发电机比率差动护动作特性图中：Id为差动电流，Ir为制动电流，Idqd为差流门槛定值，Idsd为差动电流速断定值，K为 比率制动系数定值，Ir1为比率特性拐点制动电流整定值。3.2.1差动速断原理该保护为加速切除严重区内故障而设。当任一相差流大于整定值Idsd （差动电流速断保护定值） 时，该保护瞬时动作。动作

26、特性见图3-1所示，图中I加以上为差动电流速断保护动作区，定值按躲 过机组非同期合闸时的最大不平衡电流整定（对于大机组，一般为三到四倍额定电流），返回系数取 0.80。作为差动保护范围内严重故障的保护，TA断线不闭锁该保护。3.2.2比率差动动作方程动作方程如下：Id Idqdr Ir1,（3-1）Id K （Ir - Ir1） + Idqd Ir Ir1 I式中：Id = I +1为差动电流；Ir =|I1- L2为制动电流；K为比率制动斜率；Ir1为制动特性拐点对应的制动电流；I】、12分别为机端电流和中性点侧电流，两侧电流均以指向发电机为正，TA接法为两侧TA同名端同时指向（或同时远离）

27、发电机。3.2.3比率差动的3取2动作特性通常的发电机内部相间短路，比率差动都至少有2相动作，基于该特点，本装置的发电机比率差 动保护采用3相中有2相以上动作才出口的逻辑，以增强可靠性，并避免了普遍存在的TA断线闭锁 差动灵敏性和可靠性难以兼顾的问题（不考虑TA两相以上同时发生断线）。3.2.4比率差动的分相高值动作判据当发生异相一点区内、一点区外的特殊故障类型时，3取2完全纵差将拒动，故设置分相高值比 率差动判据。该保护的门槛较高，既无需考虑TA断线闭锁，还能在上述特殊故障类型下可靠动作。 动作特性见图3-2。1.心“制动区1. 2In图3-2分相高值比差动作特性3.2.5 TA断线闭锁判别

28、设“TA断线闭锁差动投退”定值，当整定为“投入”时，发生TA断线即闭锁比率差动，整定 为“退出”时，发生TA断线仅发告警信号。具体判据见TA断线判别一节。3.2.6差流越限告警为防止装置交流输入和数据采集系统故障，以及系统运行时出现较大差流，本装置装设了差流越 限告警元件。该元件发出报警信号，有利于及时处理。该元件对差动保护无任何影响。动作原理为：当任一相差流大于相应的比率差动起动门坎定值时，装置延时10秒发出差流越限 告警信号，并存独立的分相差流越限记录。3.2.7发电机差动保护逻辑图差动速断元件差动速断软压板投图3-3发电机差动保护逻辑框图3.3发电机定子接地保护定子接地保护动作于发电机定

29、子单相接地故障，经整定延时动作于信号或跳闸。其中的基波零序 电压型是保护发电机从机端算起的85%95%的定子绕组单相接地；三次谐波电压型是保护发电机 中性点附近定子绕组的单相接地。两者均可通过控制字投退，它们一起构成发电机定子100%接地保 护。3.3.1基波零序电压定子接地保护基波零序电压保护反应发电机零序电压基波分量的大小，通过数字滤波算法滤去三次谐波电压， 三次谐波滤过比，100。动作判据为： Uo如（3-2）动作于发信或跳闸（由控制字选择，如误将报警和跳闸同时投入，装置只按跳闸投入处理），其 中3U0取自中性点零序TV或机端TV开口三角形。装置同时引入机端开口和中性点侧零序电压，当判据

30、动作于报警时，由机端和中性点基波零序 电压元件“或”门出口；当判据动作于跳闸时，可通过控制字选择投入的侧别，及是否经过对侧基波 零序电压元件闭锁，“经对侧闭锁”控制字投入时，相当于机端和中性点侧基波零序电压判据“与” 门出口。TV断线闭锁原理：1）在发电机中性点侧或机端侧开口 零序电压二次断线时会造成保护拒动， 故需发告警信号。2）对于机端开口 零序电压元件，机端TV 一次断线会造成保护误动，此时装置 自动投入机端TV 一次断线闭锁及告警。具体判据见“TV断线判别” 一节。3.3.2基波零序电压定子接地保护逻辑框图3.3.3三次谐波电压定子接地保护该保护反映发电机机端和中性点侧零序三次谐波电压

31、的大小和相位,具有较高的基波分量滤除功 能。机端三次谐波电压取自发电机机端TV的开口A绕组，中性点三次谐波电压取自发电机中性点 TV或配电变压器二次侧或消弧线圈。可通过控制字选择报警或跳闸，如将报警和跳闸同时投入，为 简洁起见，装置默认为跳闸投入。装置设有两个判据，可通过控制字灵活选择。判据1（三次谐波电压比率判据）：(3-3)(3-4)U3所倍 KU3判据2 （三次谐波电压差动判据）：- K uj K|其中，U3m和U3n分别为发电机机端TV开口 绕组和中性点TV中的三次谐波分量；K、K” 分别为两个判据的制动系数。判据1由于在机组并网前后，机端等值容抗有较大的变化，因此三次谐波电压比率关系

32、也随之变 化，故本装置在机组并网前后各设一段定值，随机组出口断路器位置接点变化而自动切换。判据2 实际上即是以|u3m -KpU3|为动作量，以|U3|为制动量的电压差动保护，Kp为复数，由装置在发 电机正常工况下自动计算而得，计算的原则是使得修正后的动作量为0，Kp自动计算完毕后即不再 改变，直到下一次人工操作重新计算为止。经过这样的调整后，制动系数K“可取很小，判据2的灵 敏度很高。TV断线闭锁原理：机端TV一次断线或开口三角二次断线会造成机端零序电压的三次谐波分量 减少，此时不会导致三次谐波电压比率判据误动（判据1）,但可能导致三次谐波差动判据误动（判 据2）,故此时需闭锁判据2。此外，

33、三次谐波定子接地保护还考虑闭锁判据：U3m| 。C U3| 图3-5三次谐波电压定子接地保护逻辑框图三次谐波电压 保护跳闸三次谐波电压 保护告警I三次谐波零序电医保护投跳闸厂 & I发电机定子接地保护硬压板二3.4发电机转子接地保护（乒乓原理）该保护主要反应励磁回路的一点或两点接地故障。常规电桥式保护在励磁绕组的中部接地时有死 区，装置采用“乒乓式”原理做到无死区的励磁绕组接地保护。3.4.1转子一点接地保护采用乒乓式开关切换原理，通过求解两个不同的接地回路方程，实时计算转子接地电阻和接地位 置。原理图见图3-6，S、&为由微机控制的静态联动电子开关，Rf为励磁绕组接地电阻，a为 接地点位置，

34、E为转子励磁直流电动势（考虑到E的变化，新的励磁电动势用E表示）。当闭合、&断开时（状态1），测得E和R1上电势5 ；当S断开、52闭合时（状态2）,测得E和R1上电势；由这两种状态列回路方程可求出接地电阻Rf和接地位置a的值。转子一点接地判据为：Rf M Rf，et（3-6）当励磁电压E很小时，不可能正确计算Rf和a,故设E I转子一点接地灵敏段投入I十I /转子一点接地灵 、 敏段报警I转子一点接地普通段报警投为普通段定值I转子一点接地普通段跳闸投I转子一点接地保护硬压板投/转子一点接地 普通段报警转子一点接地 普通段跳闸I转子一点接地普通段报警try I转子两点接地元件=I转子两点接地保

35、护软压板投入I转子两点接地保护硬压板投转子两点接地 保护跳闸图3-7转子一点、两点接地保护逻辑框图3.5发电机低励、失磁保护发电机低励、失磁保护反应发电机因励磁回路故障而引起的异常运行工况。低励失磁保护由以下 判据构成。3.5.1转子侧低电压判据（定励磁低电压判据）为了保证机组空载运行及P ArgUab + b * jZ1BzdUab - Lb* jZ1Azd 900 （比相判据）(3-9)3.5.3机端低压判据发电机机端三相同时低电压判据用于判断失磁故障对厂用电系统的影响，此时Uset33ph定值 由厂用电系统决定。机端低压判据必须与其他主判据“与”门出口，动作于切换励磁或跳闸。3.5.4其

36、它判据1）无流闭锁判据在发电机并网以前的升速升压过程中及解列后的降速降压过程中，为保证低励失磁保护不 误出口，本装置采取了 I 12set，12set通常整定为（1.2 1.4）1，I2g为发电机长期允许负序电流，该判据满足 时，瞬时闭锁失磁保护，经810s自动返回，解除闭锁。该判据的设置是为了避免非失磁的异常工况下失磁保护误动。3）TV断线闭锁判据当发电机机端TV断线时，阻抗元件和功率元件的计算均不可能正确，故本装置在TV 一次、 二次断线时均自动闭锁失磁保护。3.5.5低励、失磁保护逻辑框图I转子励磁低电压判据投入I转子励磁低电压判据动作I静稳边界阻抗主判据动作 |机端TV断线判据丽食I负

37、序电流闭锁判据逝隹ri c &I负序电流闭锁判据我入|_|I机端无流闭锁判据逝隹n_图3-9低励失磁保护逻辑框图全失磁或部分失磁失步时，经短延时（固定0.2s）切换励磁（或减出力）并发失磁信号，若切换 励磁（或减出力）失败，经12=2.53s跳闸。这个长延时t2是为了给切换励磁一个时间。失磁后希望 先切换励磁而后再跳闸的汽机，若应用于水机或失磁后不需要切换励磁的汽机，则12延时可整定到最 小（0s），快速动作于跳闸。为使逻辑清晰，失磁保护逻辑框图中保护硬压板、各段软压板及起动元件均未画出，实际逻辑中， 保护硬压板、软压板和起动元件是存在的。3.6发电机逆功率保护逆功率保护用于保护汽轮机。当由于

38、各种原因使汽轮发电机的主汽门突然关闭时，如果出口断路 器没有跳闸，则发电机将过渡到电动机运行，此时由于鼓风损失，汽轮机尾部叶片可能过热，从而造 成汽机损坏。因此一般不允许这种情况长期存在（逆功率运行时间一般规定不得超过3min），逆功率 保护可以起到很好的保护作用。对于燃气轮机、柴油发电机也有装设逆功率保护的需要，目的在于防 止未燃尽物质有爆炸和着火的危险。3.6.1保护原理和判据逆功率保护反应发电机从系统吸收有功功率的大小。电压取自发电机机端TV，电流取自机端TA。有功功率的计算选用两表法：P = Re lJABiA - lJBCic，动作特性见图3-10,动作判据为：P -pset（3-1

39、）图3-10逆功率保护动作特性保护设有2段时限，经短延时t1动作于信号，信号段只经软压板，不经硬压板；经长延时动 作于解列。逆功率保护受机端TV断线闭锁。3.6.2程跳逆功率保护本装置还装设一套程跳逆功率保护，用于发电机程序跳闸。程序跳闸是一项跳闸措施，可有效的避免汽轮发电机组在停机过程中可能产生的超速或飞车损 坏，其跳闸方式是：当手动停机、连锁停机或过负荷、过激磁、失磁等异常运行保护动作后，不是首 先跳发变组断路器，而是先关闭主汽门，通过程跳逆功率保护确认主汽门关闭且逆功率动作后，再解 列灭磁。程跳逆功率和普通逆功率相比较，一是多了主汽门位置接点闭锁，二是只设一段时限，且功率整 定值和整定时

40、限有所不同（具体见整定导则）。3.6.3逆功率保护逻辑框图I发电机逆功率保护信号投入I发电机逆功率保护硬压板投入 A主汽门常开接点|程跳逆功率保护软压板投入逆功率元件动作程跳逆功率元件动作逆功率保护跳闸投天机端TV断线闭一机端TV断线闭锁-图3-11发电机逆功率保护逻辑框图3.7发电机定子对称过负荷保护发电机定子对称过负荷保护是由对称过负荷或外部故障而引起的定子绕组过电流异常工况的保 护，它反应定子绕组的平均发热状况，保护动作量取发电机机端的最大相电流判别，由定时限过负荷 和反时限过流两部分组成。3.7.1保护原理及判据定时限过负荷保护设1段跳闸段和1段报警段。定时限过负荷动作判据为：I Io

41、P（3-11）式中：I为三相电流的最大值，Iop为定时限定值。反时限过负荷的动作判据为:(3-12)式中：Ktc为定子绕组过负荷常数，机组容量Sn 1总（3-13）式中：12为机端负序电流，12op为定时限定值。反时限负序过流保护的动作特性，由发电机制造厂家提供的转子表层允许的负序过流能力确定。 发电机短时承受负序过电流倍数与允许持续时间的关系式为：(3-14)式中：i2*为发电机负序电流标么值（以发电机定子二次额定电流Ign为基准）；I”,为发电机长期允 许负序电流标么值（以发电机定子额定电流Ign为基准）；A为转子表层承受负序电流能力的时间常 数。反时限负序过负荷的动作特性（图3-14）由

42、三个部分组成：a）上限定时限；b）反时限；c）下限定 时限。反时限过负荷启动电流图3-14发电机反时限负序过负荷动作特性当发电机负序电流（有名值）大于上限定值12up时，则按上限定时限t3 （最短延时）动作；如果 负序电流超过下限的起动值12dn，但又不足以使反时限部分动作时（图中AB段），则按下限定时限t4（最长延时）动作；负序电流在此之间则按反时限特性动作。负序反时限能真实的模拟转子的热积累过程,并能模拟散热。当负序电流超过下限的起动值时（图 中动作特性曲线的A点以上），反时限部分起动，并进行累积；若负序电流小于，则转子热积累 通过散热过程慢慢减小；负序电流再增大，则从现有的累积值开始，继

43、续热积累。反时限负序过负荷保护动作于报警或跳闸。3.8.2负序过负荷保护逻辑框图图3-15发电机负序过负荷保护逻辑框图3.9过电压保护过电压保护反应于发电机各种运行工况下的定子过电压，取机端TV的线电压Uab构成，设两段 跳闸段，分别带延时出口，动作于解列灭磁。过电压保护的判据为Uab Uset。图3-16过电压保护逻辑框图3.10复合电压起动过流保护3.10.1复压起动过流保护原理复压起动过流保护的配置为：两段2时限的复压过流和一段1时限的纯过流保护。第I段主要动 作于信号、跳母联或其它开关，第II段动作于停机，第III段纯过流保护作为因电压异常原因导致前 两段保护退出后的保护。该保护的前两

44、段由复合电压起动元件和三相过流元件“与”构成，第III段则只含三相过流元件。1）复合电压起动元件该元件由相间低电压和负序电压元件“或”门构成，其是否投入由两个软压板“过流I段经复压起动”、“过流ii段经复压起动”选择，软压板为“投入”时，表示本段过流保护经复压 起动元件。u Iset2）三相过流元件(3-16)式中：1为最大相电流，Iset为动作电流整定值。3）过流带记忆功能对于自并励发电机，在短路故障后机端电流衰减，故障电流在过流保护动作出口前可能已 经小于过流定值而导致保护拒动。故本装置设定“过流带记忆功能投退”定值，当整定为1时, 自动在自并励发电机复压过流元件起动后投入电流带记忆功能，

45、使保护能可靠动作。复压过流带记忆功能的实现思路为：当复压元件和三相过流元件动作后，经延时t跳闸出口， 在到达整定时间以前检测三相电流，如由于短路电流衰减的原因导致电流元件返回，则由“与” 门和“或”门的自保持回路，使保护装置不会中途返回。注意：当复合电压起动元件退出时，过流带记忆功能自动退出。4）TV断线对复压过流保护的影响装置设有控制字“TV断线闭锁保护投退”来控制TV断线时复压过流保护的动作原则。当 判断出TV断线或异常，根据整定选择此时是否闭锁过流保护,若定值“TV断线闭锁保护投退” 为“投入”时，复压元件不开放，复压过流保护被闭锁；定值为“退出”时，复合电压元件直 接开放，保护变为纯过

46、流保护。5）注意发电机复压过流保护的时限整定值一般要求大于升压变后备保护的动作时限，当整定时限 与保证发电机安全所允许的时限有矛盾且无反时限负序过流保护时，应以发电机安全的允许时 限为准。3.10.2复压起动过流保护逻辑框图I复压过流保护硬压板投入 A1/ iii段纯过流J久保护跳闸I 过流iii段软压板投入I 纯过流元件图3-17复压起动过流保护逻辑框图3.11起停机保护起停机保护作为发电机升速升励磁尚未并网前的发电机相间故障及定子接地故障的保护。3.11.1起停机保护配置对于发电机的相间故障，配置一段差回路过流保护。对于发电机定子接地故障，配置一套零序过电压保护，其零序电压取自发电机中性点

47、侧3U。 由于发电机起动或停机过程中，定子电压频率很低，因此保护采用了不受频率影响的算法，保证 了起停机过程中对发电机的保护。以上的起停机保护的投入经频率元件闭锁，频率大于整定门槛后保护自动退出。3.11.2起停机保护逻辑框图/启停机相间 .故障跳闸&启停机接地 故障跳闸I差流过流元件投入二一I差流过流元件动&I频率闭锁元件动矿二I零序过压元件投入 A-I零序过压元件动OI启停机保护硬压板投入一二图3-18起停机保护逻辑框图3.12断路器大电流闭锁选跳3.12.1闭锁原理发电机发生故障跳闸时，如果发电机机端的出口断路器开断容量不够，则需要先闭锁该断路器的 跳闸，待其他断路器、灭磁开关等跳开后，

48、断路器中流过的故障电流小于定值时，再完成跳闸过程。本装置采用如下闭锁原理：保护发出跳闸命令时，跳发电机出口断路器的输出增加小延时 (20ms),如判别出相应断路器过流闭锁元件未动作，则直接跳开断路器，如判别出过流元件动作， 则输出一对常开接点和一对常闭接点，与非电量保护配合，完成保护跳闸功能；同时还可根据大电流 闭锁跳闸控制字来选跳其他断路器。当断路器大电流闭锁功能退出时，保护跳闸无出口小延时。3.12.2逻辑框图图3-19大电流闭锁选跳逻辑框图3.13 TA断线判别装置的TA断线判别模块包括：发电机差动TA断线判别和后备保护TA断线判别模块。3.13.1发电机差动TA断线判别当满足下列条件认

49、为发生TA断线：仅一侧出现负序电流，负序电流门坎I2set由用户整定，整定原则请参见说明书附录。各侧最大相电流小于1.2倍额定电流。以上判据全部满足后，装置依据“TA断线闭锁差动控制字决定是否瞬时闭锁差动并延时4s发 TA断线报警信号。本模块还设定：当差动电流大于1.2倍额定电流时，TA断线闭锁差动自动解除，但TA断线告警 功能不退出。本判别模块的返回条件是断线侧负序电流消失，即条件a）返回。3.13.2后备保护TA断线判别判据为(3-17)3I0 10TA3Uo UoTA式中：10TA和U0TA分别为TA断线判别的零序电流和零序电压门槛值。若以上判据满足4秒即判为TA断线。3.14 TV断线

50、判别装置包含的TV断线判别模块有：机端TV断线（包括一次、二次、开口 A二次断线）和中性点 侧零序TV二次断线。考虑到现场不同的情况，本装置用以下判据实现上述TV断线模块，各判据均可由控制字投退， 适应性强。3.14.1单组TV三相断线判据三相线电压均小于14V,三相电流均满足0.06I I 18V或|UJ - |U 18V或|U J - |U 18V，且三相电流均小于1.2I”（单 相、两相TV断线）；此判据可判出TV 一次、二次单相或两相断线，满足条件后闭锁相关保护，并延时4s发TV非 全相断线信号。3.14.3单组TV非全相断线判据2 （零序电压型）|Ua + Ub+ Uc - K x3

51、U0| Uset，且三相电流均小于1.2I”（单相、两相断线），其中K为平衡系数，需根据母线TV与开口三角TV的变比整定，Uset为装置内部门坎；此判据可判出TV二次断线和开口三角TV断线，满足条件后闭锁相关保护，并延时4s发TV非 全相断线信号。此判据要求既引入该TV的三相电压，又引入开口A零序电压。3.14.4单组TV非全相断线判据3 （负序电压型）负序电压大于8V，负序电流小于整定门坎（单相、两相断线）;此判据可判出TV 一次、二次单相或两相断线。与电压量有关的保护起动元件没有起动的情况下，满足条件后闭锁相关保护，并延时4s发TV 非全相断线信号。3.14.5零序TV二次断线报警判据该判

52、据主要针对发电机中性点侧TV二次断线和机端TV开口 A零序电压二次断线的情形，判据 为：a）机端正序电压0.9Un；b）零序电压三次谐波0.2V。以上满足则经9s发TV报警信号，异常消失后，延时9s告警信号自动返回。该判据只告警，不 闭锁相关保护。4辅助功能4.1信号系统保护动作时装置显示屏背光点亮，显示详细动作内容并经通讯口上传数字信号；另外，装置还在 保护动作的同时起动相应的中央信号继电器，发出接点信号，并同时点亮装置面板上的相应指示灯。 未经特殊说明，则本说明书中“装置发出信号”均指同时发出“指示灯信号”、“数字信号”和“中央 信号”，三种信号均掉电不丢失，信号接点和装置面板指示灯均可以

53、通过装置面板上的“信号复归” 按钮就地复归或通过通讯由远方复归。4.2事故分析与过程记录本装置具有表4-1所示的记录功能，可方便地用于分析本装置及后续元件的保护动作行为，了解 系统扰动及线路异常运行情况，掌握装置工况及操作记录。所有记录均采用FIFO的存储方式，以保 证在装置中保存足够数量的最新记录。系统上位机可保存全部记录。表4-1用于事故分析的记录序号记录内容存储查看地点记录次数清除情况1保护动作事件记录FLASH装置/上位机99在预设菜单中可清除2保护起动记录FLASH装置993相电流越限记录FLASH装置994差流越限记录FLASH装置995遥信变位SOE记录FLASH装置/上位机99

54、6录波记录FLASH装置/上位机167开关遥控操作记录FLASH装置998自检及闭锁保护记录FLASH装置各999装置运行记录FLASH装置99不可清除注1:存储于FLASH中的记录保证掉电可靠不丢失；注2:查看地点“上位机”是指装置通过通讯口将该记录送给上位机，由上位机予以显示； 注3:装置带序号显示这些记录，1为最新记录，2为次新，.，99（或16）为最早记录。4.2.1保护动作事件记录装置的保护事件有两种：动作事件和返回事件。通过【配置】今设保护返回记录”子菜单， 可选择“记录返回事件”或“不记录返回事件”（出厂缺省设置为“不记录返回事件”方式）。当设 置为“记录返回事件”时，装置每段保

55、护返回时均发出数字信号，并保存于装置保护事件记录中，但 无返回事件如“重合闸”事件不需上送返回事件。需注意返回事件的类型为相应动作事件类型的高字 节最高位置1，在读取记录时应对每个返回事件进行区分。装置的保护动作事件和返回事件记录的内容分别如下：保护动作事件记录:保护起动时刻，时标由年至毫秒;保护动作延时；故障量的值（某些事件无）；事件类型；故障相别（某些动作类型无）；故障量的测量类型（某些动作类型无）。保护返回事件记录：返回发生时刻，即事件返回时刻，时标由年至毫秒；事件类型。4.2.2保护起动记录装置在保护起动时保存本记录，记录内容如下:保护起动记录：保护起动与返回时刻，时标由年至毫秒；起动

56、元件类型。4.2.3相电流越限记录电流越限记录采用独立的电流定值。电流越限记录采用分相记录方式，可更准确、更详细地记 录扰动情况，记录内容如下：相电流越限记录：越限发生时刻，时标由年至毫秒；越限相别及越限期间的最大电流值；越限持续时间。4.2.4差流越限记录差流越限记录采用独立的电流定值。差流越限记录采用分相记录方式，可更准确、更详细地记 录扰动情况，记录内容如下：差流越限记录：越限发生时刻，时标由年至毫秒；越限相别及越限期间的最大差流值；越限持续时间。4.2.5遥信变位SOE记录遥信的上送等级分为“A类”、“B类”和“不发”三种：“A类”指产生SOE记录并主动上送 SOE报文和遥信变位报文，

57、“B类”指仅主动上送遥信变位报文，“不发”指不产生SOE记录且不 上送遥信变位报文。当某路遥信量的遥信类别设置为“A类”时，该遥信每次变位均产生事件顺序记录（SOE）,并 发数字信号，记录内容如下：遥信变位SOE记录：SOE事件发生时刻，即开关变位或接点变化的时刻，时标由年至毫秒；SOE对象编号与类型，及该类事件累计发生次数；SOE变化内容。4.2.6开关遥控操作记录装置每次接收通信遥控操作时均存于本记录，记录内容如下:开关遥控操作记录：遥控发生时刻，即装置收到上位机遥控确认命令并执行操作的时刻， 时标由年至毫秒；遥控类型，及该类遥控累计发生次数；开关操作内容；遥控操作报文发自的通信口。4.2

58、.7装置运行记录本记录记录装置最新发生的运行和操作类别（时标均为由年至秒），见表4-2。 表4-2装置运行记录1 装置掉电2装置掉电退保护3 装置上电4 整定退出保护5调试退出保护6 出口配置退保护7保护配置退保护8其他设置退保护9设外部复归控制10 设置保护记录方式11装置上电投保护12 自诊断退出保护13保护交流量调试14 开出调试退保护15信号调试退保护16遥控调试退保护17虚遥信退保护18虚遥信操作19设置遥信防抖20 设置遥控脉宽21调试遥测交流量22 界面遥控操作23 设置遥测等级24 设置遥信等级25 保护开入调试26 信号开出试验27 保护开出试验28 恢复默认整定值29 配置

59、跳闸参数30 配置保护元件31 MCPU交流量调试32 PCPU交流量调试33 设置通信参数34 设置测控参数35 配置TA/TV退保护36 配置TA/TV参数37 配置退保护38 设一二次额定值39 设置直流参数40 设置档位测量41虚事件退保护42 设功率计算方式43 设置打印方式44 开入调试退保护45 开入调试46 定值整定47 整定定值套数48 清录波记录49 清保护事件记录50 清SOE记录51清装置复位次数52 清电度量53 清遥控记录54 虚事件操作55 清保护起动记录56 清越限记录57 清自检及闭锁记录注1:装置除掉电外，在“整定”、“预设”和“调试”等工作状态下保护是退出

60、的；注2：装置在保护运行状态下开关电源一次将增加三项记录，即“装置掉电记录”、“装置上电记 录”和“保护投入运行记录”；注3：因装置型号和功能不同，表中所列项目在某些装置中可能没有。4.2.8录波记录装置的故障记录信息非常全面，可再现故障情况以及故障时保护装置的动作行为。其内容主要 包括四个方面：保护采样通道的各点采样值记录、故障录波记录、某些保护模块的流程节点状态记录、 保护相关开入状态记录。录波数据根据不同的保护起动、出口、返回情况，分别采用一段、两段或三段记录格式。该格 式可保证记录保护起动前后各两周波、出口前两周波、出口后一周波、返回前两周波和返回后一周波 的数据。这三种格式至多记录1