RCS985南瑞继电保护解析课件

RCS-985微机发变组保护

中国·南京·南瑞继保RCS-985中国·南京·南瑞继保1一保护功能配置二性能特点三保护原理内容提要一保护功能配置内容提要2总体方案为双主双后，即双套主保护、双套后备保护、双套异常运行保护的配置方案。其思想是将一个发变组单元的全套电量保护集成在一套装置中。对于一个发变组单元，配置两套完整的电气量保护，每套保护装置采用不同组TA，均有独立的出口跳闸回路。非电量保护出口跳闸回路完全独立，和操作回路独立组屏。一保护功能配置1.1保护总体方案设计思想总体方案为双主双后，即双套主保护、双套后备保护、双套异常运行3300MW-500KV机组TA、TV配置方案1.2配置方案一300MW-500KV机组TA、TV配置方案1.2配置方4300MW-220KV机组TA、TV配置方案1.2配置方案二300MW-220KV机组TA、TV配置方案1.2配置方5100MW-220KV机组TA、TV配置方案1.2配置方案三100MW-220KV机组TA、TV配置方案1.2配置方61.3保护功能配置

1.3保护功能配置7装置面板和背面布置图二性能特点2.1机箱结构装置面板和背面布置图二性能特点2.1机箱结构82.2高性能硬件平台发展方向走出工业装置和商业装置的误区。利用最先进的DSP技术和微机技术，提供可靠、完善的数字式保护硬件平台。提供方便、可靠、安全性高的人机界面，所有操作后台机和面板操作均应独立完成。2.2高性能硬件平台发展方向走出工业装置和商业装置的误区。92.3先进的硬件核心一高速数字信号处理器DSP大规模逻辑门阵列FPGA可编程逻辑门阵列CPLD并行高精度A/D32位微处理器CPU独立的CPU处理显示、键盘等人机对话大屏幕汉字液晶显示2.3先进的硬件核心一高速数字信号处理器DSP102.3先进的硬件核心二高速数字信号处理器DSP＋32位微处理器CPU双CPU系统：低通、AD采样、保护计算、逻辑输出

1、CPU2作用于启动继电器，CPU1作用于跳闸矩阵2、启动一致性，CPU1和CPU2的启动元件相同，保护才出口

3、两个CPU系统之间均进行完善的自检和互检，任一CPU板故障，闭锁装置并发报警信号2.3先进的硬件核心二高速数字信号处理器DSP＋32位微处理112.4RCS-985硬件配置示意图2.4RCS-985硬件配置示意图122.5可靠的软件技术每个周波24点高速采样率，计算精度高并行实时计算：故障全过程对所有保护继电器进行实时计算。即在每一个采样间隔内（0.833ms）对所有保护完成计算，并留有裕度。因此，装置中各保护功能的计算互不影响，均能正确反应。多种启动元件：不同的保护功能均有对应的启动元件2.5可靠的软件技术每个周波24点高速采样率，计算精度高132.6独立的故障录波CPU录波：记录保护的各种原始模拟量、保护用的中间模拟量、保护的出口状态等。MON录波：设有完整的故障录波功能，可以连续记录长达4S的发变组单元所有模拟量、开入量、保护动作量波形，记录采用COMTRADE格式，是针对发变组的故障录波器。完善的波形分析软件2.6独立的故障录波CPU录波：记录保护的各种原始模拟量、142.7跳闸矩阵的功能特点灵活的跳闸矩阵：每一种保护均可经跳闸矩阵整定出口方式2.7跳闸矩阵的功能特点灵活的跳闸矩阵：每一种保护均可经跳15RCS985南瑞继电保护解析课件163.1RCS－985保护装置的关键技术1、采用了工频变化量原理、变斜率比率差动保护新原理;2、全新的异步法TA饱和判据；3、首次提出并实现了浮动门槛和电流比率制动相结合的纵向零序电压匝间保护、复式零序电压匝间保护、高灵敏横差保护新原理；4、采用三次谐波电压差动新原理的100％定子接地保护；5、新型外加电源定子、转子接地保护；6、灵敏的TV、TA回路自检功能；7、其他先进技术三保护原理3.1RCS－985保护装置的关键技术1、采用了工频变化量171重叠原理的应用3.2工频变化量差动保护1重叠原理的应用3.2工频变化量差动保护182灵敏的工频变化量比例差动

:差电流工频变化量

:制动电流工频变化量3.2工频变化量差动保护2灵敏的工频变化量比例差动3.2工频变化量差动保护193.2工频变化量差动保护3.2工频变化量差动保护203工频变化量比例差动的优点只反映故障分量，不受发电机、变压器正常运行时负荷电流的影响过渡电阻影响很小采用高比率制动系数抗TA饱和提高了发电机、变压器内部轻微故障时保护的灵敏度，区外故障不会误动3.2工频变化量差动保护3工频变化量比例差动的优点3.2工频变化量差动保护214满负荷运行时发电机内部A、B相2.5%经过渡电阻短路3.2工频变化量差动保护4满负荷运行时发电机内部A、B相2.5%经过渡电阻短路3.221变斜率比例差动不设拐点，一开始就带制动特性3.3变斜率比例差动保护1变斜率比例差动3.3变斜率比例差动保护23

动作区域上多了两块灵敏动作区，少了一块易误动区，在区内故障时保证较高的灵敏度，在区外故障时可以躲过暂态不平衡电流，提高了差动保护的可靠性。3.3变斜率比例差动保护动作区域上多了两块灵敏动作区，少了一块易误动区，在区242变斜率比例差动的优点由于一开始就带制动，差动保护动作特性较好地与差流不平衡电流配合，因此差动起始定值可以安全地降低；提高了发电机、变压器内部轻微故障时保护的灵敏度，尤其是机组起停过程中（45～55Hz）内部轻微故障差动保护的灵敏度；可以防止区外故障TA不一致造成的误动。3.3变斜率比例差动保护2变斜率比例差动的优点3.3变斜率比例差动保护253主变内部C相1.5%匝间故障3.3变斜率比例差动保护3主变内部C相1.5%匝间故障3.3变斜率比例差动保护264可靠的高值比例差动由高比率制动系数抗TA饱和区内严重故障快速动作3.3变斜率比例差动保护4可靠的高值比例差动3.3变斜率比例差动保护273.3变斜率比例差动保护3.3变斜率比例差动保护28区内轻微：t0:正常运行t1:故障时3.3变斜率比例差动保护区内轻微：3.3变斜率比例差动保护29区内较严重：t0:正常运行t1:故障时3.3变斜率比例差动保护区内较严重：3.3变斜率比例差动保护30区内严重故障：t0:正常运行t1:故障时3.3变斜率比例差动保护区内严重故障：3.3变斜率比例差动保护31以往认为：－发电机差动采用保护级TA，并且TA同型；－区外故障电流倍数小，一次电流完全相同，二次不平衡差流小；因此，为提高内部故障灵敏度，降低差动起始定值、比率制动系数。实际情况：－发电机差动TA尽管同型，但两侧电缆长度可能不一致，部分机组TA不是真正同型TA；－区外故障电流倍数尽管小，但非周期分量衰减慢；结果，导致TA饱和，不平衡差流增大，差动保护屡有误动发生；3.4发电机差动TA饱和问题以往认为：3.4发电机差动TA饱和问题321现有防TA饱和措施提高定值：

缺点：降低了内部故障灵敏度。采用流出电流判据的标积制动式差动保护：

当IH/IN>B＆I1/IN>B＆I2/IN>B时差动保护动作电流为无穷大缺点1：理论计算表明，在发电机内部故障时，也有流出电流，存在拒动可能。缺点2：区外转区内故障时，拒动可能性增加。3.4发电机差动TA饱和问题1现有防TA饱和措施提高定值：3.4发电机差动TA饱和332全新的“异步法”

TA饱和判据抗TA饱和算法：利用变压器、发电机差电流中谐波含量和波形特征来识别电流互感器的饱和关键判据：如何准确判出区外故障，投入抗TA饱和算法：制动电流工频变化量：差电流工频变化量：3.4发电机差动TA饱和问题2全新的“异步法”TA饱和判据3.4发电机差动TA饱和343区内故障时，制动电流和差电流工频变化量同步出现3.4发电机差动TA饱和问题3区内故障时，制动电流和差电流工频变化量同步出现3.4发354发电机区外故障并伴随TA饱和3.4发电机差动TA饱和问题4发电机区外故障并伴随TA饱和3.4发电机差动TA饱和问365发电机区内故障3.4发电机差动TA饱和问题5发电机区内故障3.4发电机差动TA饱和问题376发电机区内故障并伴随TA饱和3.4发电机差动TA饱和问题6发电机区内故障并伴随TA饱和3.4发电机差动TA饱和问38区外TA饱和：t0:正常运行t1:判出区外t2:开始饱和t3:进入动作区t1-t0＝5ms3.4发电机差动TA饱和问题区外TA饱和：3.4发电机差动TA饱和问题39TA饱和：t0:正常运行t1:判出区外t2:开始饱和t3:进入动作区t1-t0＝5ms3.4发电机差动TA饱和问题TA饱和：3.4发电机差动TA饱和问题401定子接地保护的必要性a单相接地引起非故障相及中性点电位升高。b中性点附近经过渡电阻接地若保护灵敏度不够而未动作，经过长期运行，在机端侧再发生第二点接地，中性点电位升高，第一个接地点接地电流增大，而过渡电阻减小，结果发生相间或匝间严重短路。c其次单相接地引起铁心的损伤。机组越大分布电容越大，接地容性电流越大。接地电流较大引起电弧，引起绕组绝缘及定子铁心损坏。3.5定子绕组单相接地保护1定子接地保护的必要性3.5定子绕组单相接地保护412单相接地故障时的基波零序电压

3.5定子绕组单相接地保护2单相接地故障时的基波零序电压3.5定子绕组单相接地保护42对于主变压器高压侧中性点不论是否接地，当高压系统发生接地故障时，直接传递给发电机的零序电压超过定子接地保护的动作值，对于跳闸接地保护可以经主变高压侧零序电压闭锁，基波报警可以用时间避开。基波零序电压型定子接地保护简单可靠，是现在用的比较普遍的保护，保护区80%~90%中性点接地时基波保护存在死区。

3基波零序电压定子接地保护的特点

3.5定子绕组单相接地保护对于主变压器高压侧中性点不论是否接地，当高压系统发生接地故障434基波定子接地保护判据（1）灵敏段基波零序电压保护，动作于信号时,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。灵敏段动作于跳闸时，还需主变高、中压侧零序电压闭锁，以防止区外故障时定子接地基波零序电压灵敏段误动。（2）高定值段基波零序电压保护，动作方程为：Un0＞U0hzd保护动作于信号或跳闸均不需经主变高、中压侧零序电压辅助判据闭锁。

3.5定子绕组单相接地保护4基波定子接地保护判据（1）灵敏段基波零序电压保护，动作445三次谐波电压产生1由于发电机气隙磁通密度分布非正弦分布和铁磁饱和影响，在定子绕组中感应电势除基波分量外还含有高次谐波，其中三次谐波含量较高。

2对于水电机组三次谐波电压随无功近似线性增长。这是因为凸极发电机带感性无功时，纵轴电枢反应将对三次谐波励磁势起助磁作用，而且随无功增大励磁必相应增大，励磁磁通势三次谐波必然增大。3TV饱和引起。将引起三次谐波的虚假增大。

3.5定子绕组单相接地保护5三次谐波电压产生1由于发电机气隙磁通密度分布非正弦453.5定子绕组单相接地保护6单相接地时三次谐波分布特点3.5定子绕组单相接地保护6单相接地时三次谐波分布特点467现有定子接地保护存在问题三次谐波电压比率判据－启停机过程中易误动－正常运行机组频率变化时，三次谐波滤过比下降，易导致误动调整型三次谐波电压判据－启停机过程中易误动－正常运行机组频率变化时，三次谐波滤过比下降，易导致误动－运行方式变化时，易误动3.5定子绕组单相接地保护7现有定子接地保护存在问题三次谐波电压比率判据3.5定子47自适应三次谐波电压比率判据：发变组并网前后机端等效电容变化较大，并网前、后各设一个定值，根据各自状态下装置实时显示的最大三次谐波电压比率值整定，装置根据断路器位置接点和负荷电流自动适应状态变化频率跟踪和数字滤波器相结合，在频率45～55Hz范围内三次谐波电压滤过比不受影响在系统频率严重偏离50HZ时，采用按频率比率制动原理8三次谐波比率判据3.5定子绕组单相接地保护自适应三次谐波电压比率判据：8三次谐波比率判据3.5定子48三次谐波电压差动判据：正常运行时，机端、中性点三次谐波电压幅值、相位在一定范围内波动，实时自动调整系数kt使正常运行时差电压接近为0；可以保护100％的定子接地3.5定子绕组单相接地保护8三次谐波差动判据三次谐波电压差动判据：3.5定子绕组单相接地保护8三次谐49三次谐波电压差动可靠性：频率跟踪和数字滤波器相结合，在频率49.5～50.5Hz范围内保护功能不受影响；在机组频率超出49.5～50.5Hz范围时，闭锁本判据；机组并网后负荷电流大于0.2In时，自动投入本判据；当TV断线时闭锁本判据。由于采用了以上辅助判据，尽管三次谐波电压差动判据在定子接地时灵敏度很高，但是在启停机过程中、区外故障及其他工况下均不会误动。3.5定子绕组单相接地保护8三次谐波差动判据三次谐波电压差动可靠性：3.5定子绕组单相接地保护8三次50正常运行时发电机中性点零序电压波形(妈湾电厂)定子接地保护的功能特点3.5定子绕组单相接地保护正常运行时发电机中性点零序电压波形(妈湾电厂)定子接地保护的51发电机中性点40%接地电压波形(动模试验)定子接地保护的功能特点3.5定子绕组单相接地保护发电机中性点40%接地电压波形(动模试验)定子接地保护的功能52妈湾电厂正常运行三次谐波差动波形：定子接地保护的功能特点3.5定子绕组单相接地保护妈湾电厂正常运行三次谐波差动波形：定子接地保护的功能特点3.53发电机中性点5%定子接地电压波形(动模试验)定子接地保护的功能特点3.5定子绕组单相接地保护发电机中性点5%定子接地电压波形(动模试验)定子接地保护的功54发电机中性点40%定子接地电压波形图(动模试验)定子接地保护的功能特点3.5定子绕组单相接地保护发电机中性点40%定子接地电压波形图(动模试验)定子接地保护55发电机中性点经10kΩ

定子接地电压波形(电科院动模试验)定子接地保护的功能特点3.5定子绕组单相接地保护发电机中性点经10kΩ定子接地电压波形(电科院动模试验)定56发电机定子匝间故障浮动门槛和电流比率制动相结合的纵向零序电压匝间保护新原理发电机定子匝间故障浮动门槛和电流比率制动相结合的纵向零序电571现有纵向零序电压匝间保护方案1、负序方向闭锁的纵向零序电压匝间保护－负序方向元件在外部三相短路暂态过程中和频率偏离额定值时可能会误动；－当采用负序功率方向作为动作元件时，灵敏度不高；2、负序方向闭锁的二次谐波式匝间短路保护－对于发电机组，外部不对称故障，也会产生二次谐波电流，需负序方向闭锁，因此也存在上述缺点；3、三次谐波分量闭锁纵向零序电压匝间保护－动模和实际机组故障未证实区外故障时纵向零序电压中三次谐波分量会增大3.6发电机定子匝间故障保护1现有纵向零序电压匝间保护方案1、负序方向闭锁的纵向零序电582发电机定子匝间故障特点3.6发电机定子匝间故障保护2发电机定子匝间故障特点3.6发电机定子匝间故障保护593.6发电机定子匝间故障保护2发电机定子匝间故障特点3.6发电机定子匝间故障保护2发电机定子匝间故障特点602发电机定子匝间故障特点2发电机定子匝间故障特点61零序电压匝间保护用电压互感器n并联分支发电机零序等效电路

3.6发电机定子匝间故障保护3专用PT匝间保护零序电压匝间保护用电压互感器n并联分支发电机零62.纵向零序电压原理构成的保护方案。在发电机的出口装设一个专用全绝绝缘电压互感器，其一次绕组中性点直接与发电机中性点相连而不接地。所以，该电压互感器二次绕组不能用来测量相对地电压。只有当发电机内部发生匝间短路或者对中性点不对称的各种相间短路时，破坏了三相对中性点的对称，产生了对中性点的零序电压，即纵向零序电压，在它的开口三角绕组才有输出电压，即3U0≠0，使零序电压匝间短路保护正确动作。为防止低定值零序电压匝间短路保护在外部短路时误动作，还采用一些制动或闭锁量。3专用PT匝间保护.纵向零序电压原理构成的保护方案。在发电机的出口装设一个专用63高定值段匝间保护－按躲过各种情况下最大不平衡零序电压整定；灵敏段匝间保护：电流比率制动原理

－综合电流：采用电流增加量和负序电流加权值3.6发电机定子匝间故障保护4专用PT匝间保护判据高定值段匝间保护3.6发电机定子匝间故障保护4专用PT64正常运行发电机纵向零序电压波形3.6发电机定子匝间故障保护5零序电压匝间保护的功能特点正常运行发电机纵向零序电压波形3.6发电机定子匝间故障保65电厂主变高压侧C0故障纵向零序电压波形，零序电压基波分量比故障前增大，电流、负序电流增加较大,电流比率制动原理的匝间保护没有误动3.6发电机定子匝间故障保护5零序电压匝间保护的功能特点电厂主变高压侧C0故障纵向零序电压波形，零序电压基波分量比故66发电机区内A3-A4匝间故障纵向零序电压波形，零序电压增加,而相电流变化不大,保护灵敏动作。5零序电压匝间保护的功能特点3.6发电机定子匝间故障保护发电机区内A3-A4匝间故障纵向零序电压波形，零序电压增加,67浮动门槛技术－对其他工况下（不同负载、电压升高、失磁故障等），零序电压不平衡值的增大，采用浮动门槛躲过不平衡电压。－频率跟踪与数字滤波器结合，频率偏移时，三次谐波滤过比仍大于100由于采取了以上措施，纵向零序电压匝间保护只需按躲过正常运行时不平衡基波电压整定，区内故障灵敏动作，区外故障可靠制动5零序电压匝间保护的功能特点3.6发电机定子匝间故障保护浮动门槛技术5零序电压匝间保护的功能特点3.6发电机定子68t0:正常运行t1:进入静稳圆t2:进入异步圆失磁保护的功能特点3.7失磁保护t0:正常运行失磁保护的功能特点3.7失磁保护69t0:正常运行t1:低励t2:异步运行失磁保护的功能特点3.7失磁保护t0:正常运行失磁保护的功能特点3.7失磁保护70失磁保护的功能特点曲线1:区外振荡曲线2:区内振荡3.7失磁保护失磁保护的功能特点曲线1:区外振荡3.7失磁保护71失磁保护配置原则

如果系统有足够的无功储备，在发电机失磁后系统电压不会低于允许值，允许发电机在无励磁状态下异步运行，没有必要立即把失磁发电机切除，而只需发信号，这对系统是有好处的，可以避免在出现无功差额后又出现有功差额。因为发电机在无励磁异步运行时，有相当大的异步转矩，并能输出一定的甚至是接近额定值的有功功率。因此失步定子判据可以选择失磁异步阻抗园与无功反方判据相结合的方式，但是无励磁异步运行的条件和相应的允许时间，还决定于发电机的温升情况，如果系统和发电机不允许无励磁异步运行，则失磁保护装置应瞬时或经短延时动作于跳闸。如果允许无励磁异步运行，则失磁保护只发信号或自动减负荷，而以较长的延时切除失磁的发电机。

3.7失磁保护失磁保护配置原则如果系统有足够的无功储备，在发电机失磁72开放式失磁保护方案失磁判据减出力有功判据低电压判据转子电压判据定子阻抗判据辅助判据

失磁保护的功能特点3.7失磁保护开放式失磁保护方案失磁保护的功能特点3.7失磁保护73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。失磁保护的功能特点3.7失磁保护减出力采用有功功率判据失磁保护的功能特点3.7失磁保护74高压侧母线低电压判据Upp<Ulezd高压侧PT断线时闭锁此判据

TV断线时闭锁本判据，并发出TV断线信号。失磁保护的功能特点3.7失磁保护高压侧母线低电压判据失磁保护的功能特点3.7失磁保护75转子电压判据转子低电压判据：Ur<Ur1zd变励磁电压判据：Ur<Kr*Xdz*(P–Pt)*Uf0与系统并联运行的发电机，对应某一有功功率P，将有为维持静态稳定极限所必需的励磁电压

失磁保护的功能特点3.7失磁保护转子电压判据失磁保护的功能特点3.7失磁保护76失磁保护时功率、转子电压变化（动模试验）失磁保护的功能特点3.7失磁保护失磁保护时功率、转子电压变化（动模试验）失磁保护的功能特点377低励失磁时功率、转子电压变化（动模试验）失磁保护的功能特点3.7失磁保护低励失磁时功率、转子电压变化（动模试验）失磁保护的功能特点378定子判据异步阻抗圆、静稳边界圆可选正序电压、正序电流计算阻抗可选择无功反向元件闭锁无功反向值可整定失磁保护的功能特点3.7失磁保护定子判据失磁保护的功能特点3.7失磁保护79辅助判据a.正序电压≥6Vb.负序电压U2<0.1Un（发电机额定电压）。c.发电机电流≥0.1Ie（发电机额定电流）。

失磁保护的功能特点3.7失磁保护辅助判据失磁保护的功能特点3.7失磁保护80开放式的失磁保护方案Ⅰ段：动作于减出力可选：减出力判据＋定子阻抗判据＋转子判据Ⅱ段：跳闸（母线低电压）可选：低电压判据，定子阻抗判据、转子判据Ⅲ段：跳闸或报警段可选：定子阻抗判据、转子判据Ⅳ段：长延时跳闸（与减出力段配合）

定子阻抗判据失磁保护的功能特点3.7失磁保护开放式的失磁保护方案失磁保护的功能特点3.7失磁保护81功能能区分振荡中心在发变组内部或外部，并滑极次数可分别整定能记录滑极次数采用正序电压、正序电流计算阻抗，能区分短路和失步能区分稳定振荡和失步能检测加速失步或减速失步振荡频率0.1-8Hz当电流小于出口断路器跳闸允许电流时出口

失步保护的功能特点3.8失步保护功能失步保护的功能特点3.8失步保护82失步保护的功能特点发电机与系统失步时的等效系统图

系统各点的电流电压关系图3.8失步保护失步保护的功能特点发电机与系统失步时的等效系统图系统各点的831.左右边界2.中心线3.电抗线失步保护功能失步保护的功能特点振荡中机端阻抗继电器的测量阻抗图

3.8失步保护1.左右边界失步保护功能失步保护的功能特点振荡中机端阻抗继电84失步继电器分析区外失步失步保护的功能特点3.8失步保护失步继电器分析区外失步失步保护的功能特点3.8失步保护85失步继电器分析区内失步失步保护的功能特点3.8失步保护失步继电器分析区内失步失步保护的功能特点3.8失步保护86失步继电器分析加速失步失步保护的功能特点3.8失步保护失步继电器分析加速失步失步保护的功能特点3.8失步保护87失步继电器分析减速失步失步保护的功能特点3.8失步保护失步继电器分析减速失步失步保护的功能特点3.8失步保护88失步过程分析t0:正常运行t1:区外故障t2:故障切除失步保护的功能特点3.8失步保护失步过程分析t0:正常运行失步保护的功能特点3.8失步保护89失步过程分析t0:正常运行t1:区外故障t2:故障切除t3:振荡失步保护的功能特点3.8失步保护失步过程分析t0:正常运行失步保护的功能特点3.8失步保护90失步保护的功能特点失步过程分析t0:正常运行t1:功率超调t2:失步振荡3.8失步保护失步保护的功能特点失步过程分析t0:正常运行3.8失步保护91失步过程分析一次典型的失步振荡过程3.8失步保护失步过程分析一次典型的失步振荡过程3.8失步保护92保护采用三元件失步继电器动作特性,第一部分是透镜特性，图中①，它把阻抗平面分成透镜内的部分I和透镜外的部分O。第二部分是遮挡器特性，图中②，它把阻抗平面分成左半部分L和右半部分R。两种特性的结合，把阻抗平面分成四个区OL、IL、IR、OR，阻抗轨迹顺序穿过四个区（OL→IL→IR→OR或OR→IR→IL→OL），并在每个区停留时间大于一时限，则保护判为发电机失步振荡。每顺序穿过一次，保护的滑极计数加1，到达整定次数，保护动作。第三部分特性是电抗线，图中③，它把动作区一分为二，电抗线以上为I段（U），电抗线以下为II段（D）。阻抗轨迹顺序穿过四个区时位于电抗线以下，则认为振荡中心位于发变组内，位于电抗线以上，则认为振荡中心位于发变组外，两种情况下滑极次数可分别整定。

失步保护的功能特点3.8失步保护保护采用三元件失步继电器动作特性,第一部分是透镜特性，图中933.9转子接地保护3.9转子接地保护94一点接地设两段灵敏I段动作于信号

II段动作于信号或跳闸转子两点接地保护一点接地II段动作于信号，自动延时投入转子两点接地保护转子接地保护的功能特点3.9转子接地保护一点接地设两段转子接地保护的功能特点3.9转子接地保护95实时显示转子绕组对大轴绝缘电阻转子一点接地后显示接地位置高精度隔离放大器隔离电压2500V光耦继电器切换开关转子接地保护的功能特点3.9转子接地保护实时显示转子绕组对大轴绝缘电阻转子接地保护的功能特点3.9转96Rg：转子接地电阻α：转子接地位置U：励磁电压R：标准电阻S1、S2：切换开关3.9转子接地保护Rg：转子接地电阻3.9转子接地保护974.0发电机误上电保护发电机盘车状态下（未加励磁，低速），主开关误合，发电机异步起动X

，由于转子与气隙同步旋转磁场有较大滑差，转子本体长时间流过差频电流烧伤转子。突然误合闸引起转子急剧加速，润滑油压较低，轴瓦损坏。4.0发电机误上电保护发电机盘车状态下（未加励磁，低速），主984.0误上电保护原理1发电机盘车时，未加励磁，断路器误合，造成发电机异步起动。

采用两组PT均低电压延时t1投入，电压恢复，延时t2（与低频闭锁判据配合）退出。2发电机起停过程中，已加励磁，但频率低于定值，断路器误合。采用低频判据延时t3投入，频率判据延时t4返回，其时间应保证跳闸过程的完成。3发电机起停过程中，已加励磁，但频率大于定值，断路器误合或非同期。

采用断路器位置接点，经控制字可以投退。判据延时t3投入（考虑断路器分闸时间），延时t4退出其时间应保证跳闸过程的完成。

4.0误上电保护原理1发电机盘车时，未加励磁，断路器误合，994.1断路器闪络保护

220KV以上系统在进行同步并列运行过程中，当发电机空载电势与系统电压180度造成断口闪络。一般考虑一相或两相。危害：损坏断路器，破坏系统稳定，负序电流损坏发电机。4.1断路器闪络保护220KV以上系统在进行同步并100判据：（1）断路器三相位置接点均为断开状态；（2）负序电流大于整定值；（3）发电机已加励磁，机端电压大于一固定值

动作跳灭磁开关，失效时起动失灵4.1断路器闪络保护判据：4.1断路器闪络保护1014.2启停机保护

发电机启动或停机过程中，配置反应相间故障的保护和定子接地故障的保护。对于发电机、变压器、厂用变、励磁变的故障，各配置一组差回路过流保护。对于发电机定子接地故障，配置一套零序过电压保护。 由于发电机启动或停机过程中，定子电压频率很低，因此保护采用了不受频率影响的算法，保证了启停机过程中对发电机的保护。

启停机保护经控制字整定，可以选择“低频元件闭锁”或“断路器位置接点闭锁”。

4.2启停机保护发电机启动或停机过程中，配置反应相间故障1024.3程序逆功率保护

发电机在过负荷、过励磁、失磁等各种异常运行保护动作后，需要程序跳闸时。保护先关闭主汽门，由程序逆功率保护经主汽门接点闭锁和发变组断路器位置接点闭锁，延时动作于跳闸

4.3程序逆功率保护发电机在过负荷、过励磁、失磁等各种异1034.4发电机定子过负荷保护

定子过负荷保护反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。反时限保护由三部分组成:①下限启动,②反时限部分,③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Iszd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。反时限保护,模拟发电机的发热过程,并能模拟散热。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。

4.4发电机定子过负荷保护定子过负荷保护反应发电机定子104KSzd:发电机发热时间常数，Ksrzd：发电机散热效应系数，Iezd：发电机额定电流二次值。

4.4发电机定子过负荷保护

KSzd:发电机发热时间常数，Ksrzd：发电机散热效应系1054.5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。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，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。4.5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106

式中I2：发电机负序电流，Iezd:发电机额定电流，I2l：发电机长期运行允许负序电流（标么值），A：转子负序发热常数。4.5负序过负荷保护

式中I2：发电机负序电流，Iezd:发电机额定电流，I2l107RCS-985微机发变组保护

中国·南京·南瑞继保RCS-985中国·南京·南瑞继保108一保护功能配置二性能特点三保护原理内容提要一保护功能配置内容提要109总体方案为双主双后，即双套主保护、双套后备保护、双套异常运行保护的配置方案。其思想是将一个发变组单元的全套电量保护集成在一套装置中。对于一个发变组单元，配置两套完整的电气量保护，每套保护装置采用不同组TA，均有独立的出口跳闸回路。非电量保护出口跳闸回路完全独立，和操作回路独立组屏。一保护功能配置1.1保护总体方案设计思想总体方案为双主双后，即双套主保护、双套后备保护、双套异常运行110300MW-500KV机组TA、TV配置方案1.2配置方案一300MW-500KV机组TA、TV配置方案1.2配置方111300MW-220KV机组TA、TV配置方案1.2配置方案二300MW-220KV机组TA、TV配置方案1.2配置方112100MW-220KV机组TA、TV配置方案1.2配置方案三100MW-220KV机组TA、TV配置方案1.2配置方1131.3保护功能配置

1.3保护功能配置114装置面板和背面布置图二性能特点2.1机箱结构装置面板和背面布置图二性能特点2.1机箱结构1152.2高性能硬件平台发展方向走出工业装置和商业装置的误区。利用最先进的DSP技术和微机技术，提供可靠、完善的数字式保护硬件平台。提供方便、可靠、安全性高的人机界面，所有操作后台机和面板操作均应独立完成。2.2高性能硬件平台发展方向走出工业装置和商业装置的误区。1162.3先进的硬件核心一高速数字信号处理器DSP大规模逻辑门阵列FPGA可编程逻辑门阵列CPLD并行高精度A/D32位微处理器CPU独立的CPU处理显示、键盘等人机对话大屏幕汉字液晶显示2.3先进的硬件核心一高速数字信号处理器DSP1172.3先进的硬件核心二高速数字信号处理器DSP＋32位微处理器CPU双CPU系统：低通、AD采样、保护计算、逻辑输出

1、CPU2作用于启动继电器，CPU1作用于跳闸矩阵2、启动一致性，CPU1和CPU2的启动元件相同，保护才出口

3、两个CPU系统之间均进行完善的自检和互检，任一CPU板故障，闭锁装置并发报警信号2.3先进的硬件核心二高速数字信号处理器DSP＋32位微处理1182.4RCS-985硬件配置示意图2.4RCS-985硬件配置示意图1192.5可靠的软件技术每个周波24点高速采样率，计算精度高并行实时计算：故障全过程对所有保护继电器进行实时计算。即在每一个采样间隔内（0.833ms）对所有保护完成计算，并留有裕度。因此，装置中各保护功能的计算互不影响，均能正确反应。多种启动元件：不同的保护功能均有对应的启动元件2.5可靠的软件技术每个周波24点高速采样率，计算精度高1202.6独立的故障录波CPU录波：记录保护的各种原始模拟量、保护用的中间模拟量、保护的出口状态等。MON录波：设有完整的故障录波功能，可以连续记录长达4S的发变组单元所有模拟量、开入量、保护动作量波形，记录采用COMTRADE格式，是针对发变组的故障录波器。完善的波形分析软件2.6独立的故障录波CPU录波：记录保护的各种原始模拟量、1212.7跳闸矩阵的功能特点灵活的跳闸矩阵：每一种保护均可经跳闸矩阵整定出口方式2.7跳闸矩阵的功能特点灵活的跳闸矩阵：每一种保护均可经跳122RCS985南瑞继电保护解析课件1233.1RCS－985保护装置的关键技术1、采用了工频变化量原理、变斜率比率差动保护新原理;2、全新的异步法TA饱和判据；3、首次提出并实现了浮动门槛和电流比率制动相结合的纵向零序电压匝间保护、复式零序电压匝间保护、高灵敏横差保护新原理；4、采用三次谐波电压差动新原理的100％定子接地保护；5、新型外加电源定子、转子接地保护；6、灵敏的TV、TA回路自检功能；7、其他先进技术三保护原理3.1RCS－985保护装置的关键技术1、采用了工频变化量1241重叠原理的应用3.2工频变化量差动保护1重叠原理的应用3.2工频变化量差动保护1252灵敏的工频变化量比例差动

:差电流工频变化量

:制动电流工频变化量3.2工频变化量差动保护2灵敏的工频变化量比例差动3.2工频变化量差动保护1263.2工频变化量差动保护3.2工频变化量差动保护1273工频变化量比例差动的优点只反映故障分量，不受发电机、变压器正常运行时负荷电流的影响过渡电阻影响很小采用高比率制动系数抗TA饱和提高了发电机、变压器内部轻微故障时保护的灵敏度，区外故障不会误动3.2工频变化量差动保护3工频变化量比例差动的优点3.2工频变化量差动保护1284满负荷运行时发电机内部A、B相2.5%经过渡电阻短路3.2工频变化量差动保护4满负荷运行时发电机内部A、B相2.5%经过渡电阻短路3.1291变斜率比例差动不设拐点，一开始就带制动特性3.3变斜率比例差动保护1变斜率比例差动3.3变斜率比例差动保护130

动作区域上多了两块灵敏动作区，少了一块易误动区，在区内故障时保证较高的灵敏度，在区外故障时可以躲过暂态不平衡电流，提高了差动保护的可靠性。3.3变斜率比例差动保护动作区域上多了两块灵敏动作区，少了一块易误动区，在区1312变斜率比例差动的优点由于一开始就带制动，差动保护动作特性较好地与差流不平衡电流配合，因此差动起始定值可以安全地降低；提高了发电机、变压器内部轻微故障时保护的灵敏度，尤其是机组起停过程中（45～55Hz）内部轻微故障差动保护的灵敏度；可以防止区外故障TA不一致造成的误动。3.3变斜率比例差动保护2变斜率比例差动的优点3.3变斜率比例差动保护1323主变内部C相1.5%匝间故障3.3变斜率比例差动保护3主变内部C相1.5%匝间故障3.3变斜率比例差动保护1334可靠的高值比例差动由高比率制动系数抗TA饱和区内严重故障快速动作3.3变斜率比例差动保护4可靠的高值比例差动3.3变斜率比例差动保护1343.3变斜率比例差动保护3.3变斜率比例差动保护135区内轻微：t0:正常运行t1:故障时3.3变斜率比例差动保护区内轻微：3.3变斜率比例差动保护136区内较严重：t0:正常运行t1:故障时3.3变斜率比例差动保护区内较严重：3.3变斜率比例差动保护137区内严重故障：t0:正常运行t1:故障时3.3变斜率比例差动保护区内严重故障：3.3变斜率比例差动保护138以往认为：－发电机差动采用保护级TA，并且TA同型；－区外故障电流倍数小，一次电流完全相同，二次不平衡差流小；因此，为提高内部故障灵敏度，降低差动起始定值、比率制动系数。实际情况：－发电机差动TA尽管同型，但两侧电缆长度可能不一致，部分机组TA不是真正同型TA；－区外故障电流倍数尽管小，但非周期分量衰减慢；结果，导致TA饱和，不平衡差流增大，差动保护屡有误动发生；3.4发电机差动TA饱和问题以往认为：3.4发电机差动TA饱和问题1391现有防TA饱和措施提高定值：

缺点：降低了内部故障灵敏度。采用流出电流判据的标积制动式差动保护：

当IH/IN>B＆I1/IN>B＆I2/IN>B时差动保护动作电流为无穷大缺点1：理论计算表明，在发电机内部故障时，也有流出电流，存在拒动可能。缺点2：区外转区内故障时，拒动可能性增加。3.4发电机差动TA饱和问题1现有防TA饱和措施提高定值：3.4发电机差动TA饱和1402全新的“异步法”

TA饱和判据抗TA饱和算法：利用变压器、发电机差电流中谐波含量和波形特征来识别电流互感器的饱和关键判据：如何准确判出区外故障，投入抗TA饱和算法：制动电流工频变化量：差电流工频变化量：3.4发电机差动TA饱和问题2全新的“异步法”TA饱和判据3.4发电机差动TA饱和1413区内故障时，制动电流和差电流工频变化量同步出现3.4发电机差动TA饱和问题3区内故障时，制动电流和差电流工频变化量同步出现3.4发1424发电机区外故障并伴随TA饱和3.4发电机差动TA饱和问题4发电机区外故障并伴随TA饱和3.4发电机差动TA饱和问1435发电机区内故障3.4发电机差动TA饱和问题5发电机区内故障3.4发电机差动TA饱和问题1446发电机区内故障并伴随TA饱和3.4发电机差动TA饱和问题6发电机区内故障并伴随TA饱和3.4发电机差动TA饱和问145区外TA饱和：t0:正常运行t1:判出区外t2:开始饱和t3:进入动作区t1-t0＝5ms3.4发电机差动TA饱和问题区外TA饱和：3.4发电机差动TA饱和问题146TA饱和：t0:正常运行t1:判出区外t2:开始饱和t3:进入动作区t1-t0＝5ms3.4发电机差动TA饱和问题TA饱和：3.4发电机差动TA饱和问题1471定子接地保护的必要性a单相接地引起非故障相及中性点电位升高。b中性点附近经过渡电阻接地若保护灵敏度不够而未动作，经过长期运行，在机端侧再发生第二点接地，中性点电位升高，第一个接地点接地电流增大，而过渡电阻减小，结果发生相间或匝间严重短路。c其次单相接地引起铁心的损伤。机组越大分布电容越大，接地容性电流越大。接地电流较大引起电弧，引起绕组绝缘及定子铁心损坏。3.5定子绕组单相接地保护1定子接地保护的必要性3.5定子绕组单相接地保护1482单相接地故障时的基波零序电压

3.5定子绕组单相接地保护2单相接地故障时的基波零序电压3.5定子绕组单相接地保护149对于主变压器高压侧中性点不论是否接地，当高压系统发生接地故障时，直接传递给发电机的零序电压超过定子接地保护的动作值，对于跳闸接地保护可以经主变高压侧零序电压闭锁，基波报警可以用时间避开。基波零序电压型定子接地保护简单可靠，是现在用的比较普遍的保护，保护区80%~90%中性点接地时基波保护存在死区。

3基波零序电压定子接地保护的特点

3.5定子绕组单相接地保护对于主变压器高压侧中性点不论是否接地，当高压系统发生接地故障1504基波定子接地保护判据（1）灵敏段基波零序电压保护，动作于信号时,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。灵敏段动作于跳闸时，还需主变高、中压侧零序电压闭锁，以防止区外故障时定子接地基波零序电压灵敏段误动。（2）高定值段基波零序电压保护，动作方程为：Un0＞U0hzd保护动作于信号或跳闸均不需经主变高、中压侧零序电压辅助判据闭锁。

3.5定子绕组单相接地保护4基波定子接地保护判据（1）灵敏段基波零序电压保护，动作1515三次谐波电压产生1由于发电机气隙磁通密度分布非正弦分布和铁磁饱和影响，在定子绕组中感应电势除基波分量外还含有高次谐波，其中三次谐波含量较高。

2对于水电机组三次谐波电压随无功近似线性增长。这是因为凸极发电机带感性无功时，纵轴电枢反应将对三次谐波励磁势起助磁作用，而且随无功增大励磁必相应增大，励磁磁通势三次谐波必然增大。3TV饱和引起。将引起三次谐波的虚假增大。

3.5定子绕组单相接地保护5三次谐波电压产生1由于发电机气隙磁通密度分布非正弦1523.5定子绕组单相接地保护6单相接地时三次谐波分布特点3.5定子绕组单相接地保护6单相接地时三次谐波分布特点1537现有定子接地保护存在问题三次谐波电压比率判据－启停机过程中易误动－正常运行机组频率变化时，三次谐波滤过比下降，易导致误动调整型三次谐波电压判据－启停机过程中易误动－正常运行机组频率变化时，三次谐波滤过比下降，易导致误动－运行方式变化时，易误动3.5定子绕组单相接地保护7现有定子接地保护存在问题三次谐波电压比率判据3.5定子154自适应三次谐波电压比率判据：发变组并网前后机端等效电容变化较大，并网前、后各设一个定值，根据各自状态下装置实时显示的最大三次谐波电压比率值整定，装置根据断路器位置接点和负荷电流自动适应状态变化频率跟踪和数字滤波器相结合，在频率45～55Hz范围内三次谐波电压滤过比不受影响在系统频率严重偏离50HZ时，采用按频率比率制动原理8三次谐波比率判据3.5定子绕组单相接地保护自适应三次谐波电压比率判据：8三次谐波比率判据3.5定子155三次谐波电压差动判据：正常运行时，机端、中性点三次谐波电压幅值、相位在一定范围内波动，实时自动调整系数kt使正常运行时差电压接近为0；可以保护100％的定子接地3.5定子绕组单相接地保护8三次谐波差动判据三次谐波电压差动判据：3.5定子绕组单相接地保护8三次谐156三次谐波电压差动可靠性：频率跟踪和数字滤波器相结合，在频率49.5～50.5Hz范围内保护功能不受影响；在机组频率超出49.5～50.5Hz范围时，闭锁本判据；机组并网后负荷电流大于0.2In时，自动投入本判据；当TV断线时闭锁本判据。由于采用了以上辅助判据，尽管三次谐波电压差动判据在定子接地时灵敏度很高，但是在启停机过程中、区外故障及其他工况下均不会误动。3.5定子绕组单相接地保护8三次谐波差动判据三次谐波电压差动可靠性：3.5定子绕组单相接地保护8三次157正常运行时发电机中性点零序电压波形(妈湾电厂)定子接地保护的功能特点3.5定子绕组单相接地保护正常运行时发电机中性点零序电压波形(妈湾电厂)定子接地保护的158发电机中性点40%接地电压波形(动模试验)定子接地保护的功能特点3.5定子绕组单相接地保护发电机中性点40%接地电压波形(动模试验)定子接地保护的功能159妈湾电厂正常运行三次谐波差动波形：定子接地保护的功能特点3.5定子绕组单相接地保护妈湾电厂正常运行三次谐波差动波形：定子接地保护的功能特点3.160发电机中性点5%定子接地电压波形(动模试验)定子接地保护的功能特点3.5定子绕组单相接地保护发电机中性点5%定子接地电压波形(动模试验)定子接地保护的功161发电机中性点40%定子接地电压波形图(动模试验)定子接地保护的功能特点3.5定子绕组单相接地保护发电机中性点40%定子接地电压波形图(动模试验)定子接地保护162发电机中性点经10kΩ

定子接地电压波形(电科院动模试验)定子接地保护的功能特点3.5定子绕组单相接地保护发电机中性点经10kΩ定子接地电压波形(电科院动模试验)定163发电机定子匝间故障浮动门槛和电流比率制动相结合的纵向零序电压匝间保护新原理发电机定子匝间故障浮动门槛和电流比率制动相结合的纵向零序电1641现有纵向零序电压匝间保护方案1、负序方向闭锁的纵向零序电压匝间保护－负序方向元件在外部三相短路暂态过程中和频率偏离额定值时可能会误动；－当采用负序功率方向作为动作元件时，灵敏度不高；2、负序方向闭锁的二次谐波式匝间短路保护－对于发电机组，外部不对称故障，也会产生二次谐波电流，需负序方向闭锁，因此也存在上述缺点；3、三次谐波分量闭锁纵向零序电压匝间保护－动模和实际机组故障未证实区外故障时纵向零序电压中三次谐波分量会增大3.6发电机定子匝间故障保护1现有纵向零序电压匝间保护方案1、负序方向闭锁的纵向零序电1652发电机定子匝间故障特点3.6发电机定子匝间故障保护2发电机定子匝间故障特点3.6发电机定子匝间故障保护1663.6发电机定子匝间故障保护2发电机定子匝间故障特点3.6发电机定子匝间故障保护2发电机定子匝间故障特点1672发电机定子匝间故障特点2发电机定子匝间故障特点168零序电压匝间保护用电压互感器n并联分支发电机零序等效电路

3.6发电机定子匝间故障保护3专用PT匝间保护零序电压匝间保护用电压互感器n并联分支发电机零169.纵向零序电压原理构成的保护方案。在发电机的出口装设一个专用全绝绝缘电压互感器，其一次绕组中性点直接与发电机中性点相连而不接地。所以，该电压互感器二次绕组不能用来测量相对地电压。只有当发电机内部发生匝间短路或者对中性点不对称的各种相间短路时，破坏了三相对中性点的对称，产生了对中性点的零序电压，即纵向零序电压，在它的开口三角绕组才有输出电压，即3U0≠0，使零序电压匝间短路保护正确动作。为防止低定值零序电压匝间短路保护在外部短路时误动作，还采用一些制动或闭锁量。3专用PT匝间保护.纵向零序电压原理构成的保护方案。在发电机的出口装设一个专用170高定值段匝间保护－按躲过各种情况下最大不平衡零序电压整定；灵敏段匝间保护：电流比率制动原理

－综合电流：采用电流增加量和负序电流加权值3.6发电机定子匝间故障保护4专用PT匝间保护判据高定值段匝间保护3.6发电机定子匝间故障保护4专用PT171正常运行发电机纵向零序电压波形3.6发电机定子匝间故障保护5零序电压匝间保护的功能特点正常运行发电机纵向零序电压波形3.6发电机定子匝间故障保172电厂主变高压侧C0故障纵向零序电压波形，零序电压基波分量比故障前增大，电流、负序电流增加较大,电流比率制动原理的匝间保护没有误动3.6发电机定子匝间故障保护5零序电压匝间保护的功能特点电厂主变高压侧C0故障纵向零序电压波形，零序电压基波分量比故173发电机区内A3-A4匝间故障纵向零序电压波形，零序电压增加,而相电流变化不大,保护灵敏动作。5零序电压匝间保护的功能特点3.6发电机定子匝间故障保护发电机区内A3-A4匝间故障纵向零序电压波形，零序电压增加,174浮动门槛技术－对其他工况下（不同负载、电压升高、失磁故障等），零序电压不平衡值的增大，采用浮动门槛躲过不平衡电压。－频率跟踪与数字滤波器结合，频率偏移时，三次谐波滤过比仍大于100由于采取了以上措施，纵向零序电压匝间保护只需按躲过正常运行时不平衡基波电压整定，区内故障灵敏动作，区外故障可靠制动5零序电压匝间保护的功能特点3.6发电机定子匝间故障保护浮动门槛技术5零序电压匝间保护的功能特点3.6发电机定子175t0:正常运行t1:进入静稳圆t2:进入异步圆失磁保护的功能特点3.7失磁保护t0:正常运行失磁保护的功能特点3.7失磁保护176t0:正常运行t1:低励t2:异步运行失磁保护的功能特点3.7失磁保护t0:正常运行失磁保护的功能特点3.7失磁保护177失磁保护的功能特点曲线1:区外振荡曲线2:区内振荡3.7失磁保护失磁保护的功能特点曲线1:区外振荡3.7失磁保护178失磁保护配置原则

如果系统有足够的无功储备，在发电机失磁后系统电压不会低于允许值，允许发电机在无励磁状态下异步运行，没有必要立即把失磁发电机切除，而只需发信号，这对系统是有好处的，可以避免在出现无功差额后又出现有功差额。因为发电机在无励磁异步运行时，有相当大的异步转矩，并能输出一定的甚至是接近额定值的有功功率。因此失步定子判据可以选择失磁异步阻抗园与无功反方判据相结合的方式，但是无励磁异步运行的条件和相应的允许时间，还决定于发电机的温升情况，如果系统和发电机不允许无励磁异步运行，则失磁保护装置应瞬时或经短延时动作于跳闸。如果允许无励磁异步运行，则失磁保护只发信号或自动减负荷，而以较长的延时切除失磁的发电机。

3.7失磁保护失磁保护配置原则如果系统有足够的无功储备，在发电机失磁179开放式失磁保护方案失磁判据减出力有功判据低电压判据转子电压判据定子阻抗判据辅助判据

失磁保护的功能特点3.7失磁保护开放式失磁保护方案失磁保护的功能特点3.7失磁保护180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。失磁保护的功能特点3.7失磁保护减出力采用有功功率判据失磁保护的功能特点3.7失磁保护181高压侧母线低电压判据Upp<Ulezd高压侧PT断线时闭锁此判据

TV断线时闭锁本判据，并发出TV断线信号。失磁保护的功能特点3.7失磁保护高压侧母线低电压判据失磁保护的功能特点3.7失磁保护182转子电压判据转子低电压判据：Ur<Ur1zd变励磁电压判据：Ur<Kr*Xdz*(P–Pt)*Uf0与系统并联运行的发电机，对应某一有功功率P，将有为维持静态稳定极限所必需的励磁电压

失磁保护的功能特点3.7失磁保护转子电压判据失磁保护的功能特点3.7失磁保护183失磁保护时功率、转子电压变化（动模试验）失磁保护的功能特点3.7失磁保护失磁保护时功率、转子电压变化（动模试验）失磁保护的功能特点3184低励失磁时功率、转子电压变化（动模试验）失磁保护的功能特点3.7失磁保护低励失磁时功率、转子电压变化（动模试验）失磁保护的功能特点3185定子判据异步阻抗圆、静稳边界圆可选正序电压、正序电流计算阻抗可选择无功反向元件闭锁无功反向值可整定失磁保护的功能特点3.7失磁保护定子判据失磁保护的功能特点3.7失磁保护186辅助判据a.正序电压≥6Vb.负序电压U2<0.1Un（发电机额定电压）。c.发电机电流≥0.1Ie（发电机额定电流）。

失磁保护的功能特点3.7失磁保护辅助判据失磁保护的功能特点3.7失磁保护187开放式的失磁保护方案Ⅰ段：动作于减出力可选：减出力判据＋定子阻抗判据＋转子判据Ⅱ段：跳闸（母线低电压）可选：低电压判据，定子阻抗判据、转子判据Ⅲ段：跳闸或报警段可选：定子阻抗判据、转子判据Ⅳ段：长延时跳闸（与减出力段配合）

定子阻抗判据失磁保护的功能特点3.7失磁保护开放式的失磁保护方案失磁保护的功能特点3.7失磁保护188功能能区分振荡中心在发变组内部或外部，并滑极次数可分别整定能记录滑极次数采用正序电压、正序电流计算阻抗，能区分短路和失步能区分稳定振荡和失步能检测加速失步或减速失步振荡频率0.1-8Hz当电流小于出口断路器跳闸允许电流时出口

失步保护的功能特点3.8失步保护功能失步保护的功能特点3.8失步保护189失步保护的功能特点发电机与系统失步时的等效系统图

系统各点的电流电压关系图3.8失步保护失步保护的功能特点发电机与系统失步时的等效系统图系统各点的1901.左右边界2.中心线3.电抗线失步保护功能失步保护的功能特点振荡中机端阻抗继电器的测量阻抗图

3.8失步保护1.左右边界失步保护功能失步保护的功能特点振荡中机端阻抗继电191失步继电器分析区外失步失步保护的功能特点3.8失步保护失步继电器分析区外失步失步保护的功能特点3.8失步保护192失步继电器分析区内失步失步保护的功能特点3.8失步保护失步继电器分析区内失步失步保护的功能特点3.8失步保护193失步继电器分析加速失步失步保护的功能特点3.8失步保护失步继电器分析加速失步失步保护的功能特点3.8失步保护194失步继电器分析减速失步失步保护的功能特点3.8失步保护失步继电器分析减速失步失步保护的功能特点3.8失步保护195失步过程分析t0:正常运行t1:区外故障t2:故障切除失步保护的功能特点3.8失步保护失步过程分析t0:正常运行失步保护的功能特点3.8失步保护196失步过程分析t0:正常运行t1:区外故障t2:故障切除t3:振荡失步保护的功能特点3.8失步保护失步过程分析t0:正常运行失步保护的功能特点3.8失步保护197失步保护的功能特点失步过程分析t0:正常运行t1:功率超调t2:失步振荡3.8失步保护失步保护的功能特点失步过程分析t