ISA-347GD-313技術使用說明書

1、UYG深瑞ISA-347GD小型發(fā)電機成套保護裝置技術說明書Ver 3.13編寫：陳銳石磊 審核：侯林陳遠生 批準：徐成斌任園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 錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark67 o Current Document 裝置概述1 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 裝置應用1 HYPERLINK l bookmark73 o Current Document 基本配置1 HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 典

2、型應用配置2 HYPERLINK l bookmark79 o Current Document 技術參數(shù)3 HYPERLINK l bookmark82 o Current Document 環(huán)境參數(shù)3 HYPERLINK l bookmark85 o Current Document 額定電氣參數(shù)3 HYPERLINK l bookmark88 o Current Document 遙測量計量等級3 HYPERLINK l bookmark91 o Current Document 輸出接點容量4 HYPERLINK l bookmark94 o Current Document 實時時鐘

3、4 HYPERLINK l bookmark97 o Current Document 通訊接口4 HYPERLINK l bookmark100 o Current Document 抗干擾性能4 HYPERLINK l bookmark103 o Current Document 主要技術指標4 HYPERLINK l bookmark133 o Current Document 保護原理7 HYPERLINK l bookmark136 o Current Document 裝置起動元件7 HYPERLINK l bookmark139 o Current Document 差動保護7

4、HYPERLINK l bookmark163 o Current Document 發(fā)電機定子接地保護9 HYPERLINK l bookmark181 o Current Document 發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護（乒乓原理）12 HYPERLINK l bookmark193 o Current Document 發(fā)電機低勵、失磁保護13 HYPERLINK l bookmark214 o Current Document 發(fā)電機逆功率保護15 HYPERLINK l bookmark226 o Current Document 發(fā)電機定子對稱過負荷保護16 HYPERLINK l bookm

5、ark235 o Current Document 發(fā)電機負序過負荷保護18 HYPERLINK l bookmark244 o Current Document 過電壓保護19 HYPERLINK l bookmark247 o Current Document 復合電壓起動過流保護19 HYPERLINK l bookmark261 o Current Document 起停機保護21 HYPERLINK l bookmark270 o Current Document 斷路器大電流閉鎖選跳22 HYPERLINK l bookmark279 o Current Document TA斷線

6、判別22 HYPERLINK l bookmark290 o Current Document TV斷線判別23 HYPERLINK l bookmark320 o Current Document 輔助功能25 HYPERLINK l bookmark323 o Current Document 信號系統(tǒng)25 HYPERLINK l bookmark326 o Current Document 事故分析與過程記錄25 HYPERLINK l bookmark359 o Current Document 裝置測控功能29 HYPERLINK l bookmark376 o Current Do

7、cument 保護配置及整定說明31 HYPERLINK l bookmark379 o Current Document 保護元件配置31 HYPERLINK l bookmark382 o Current Document 裝置定值31 HYPERLINK l bookmark385 o Current Document 出口配置35 HYPERLINK l bookmark388 o Current Document 動作事件類型定義36 HYPERLINK l bookmark391 o Current Document 裝置測控功能說明38 HYPERLINK l bookmark3

8、94 o Current Document 交流遙測38 HYPERLINK l bookmark397 o Current Document 直流遙測38 HYPERLINK l bookmark400 o Current Document 遙信38 HYPERLINK l bookmark403 o Current Document 遙控39 HYPERLINK l bookmark406 o Current Document 裝置端子接線40 HYPERLINK l bookmark409 o Current Document 裝置訂貨說明42 HYPERLINK l bookmark4

9、18 o Current Document 附錄A裝置使用說明43 HYPERLINK l bookmark421 o Current Document 1面板布置與顯示43 HYPERLINK l bookmark445 o Current Document 2菜單界面操作說明44 HYPERLINK l bookmark509 o Current Document 3查看錄波記錄49 HYPERLINK l bookmark523 o Current Document 4裝置通訊功能說明50 HYPERLINK l bookmark577 o Current Document 5裝置打印功

10、能53 HYPERLINK l bookmark615 o Current Document 附錄B裝置調(diào)試與投運說明571調(diào)試資料準備572通電前檢查573上電檢查574整機調(diào)試57 HYPERLINK l bookmark655 o Current Document 5裝置投入運行操作步驟58B.6裝置運行說明587注意事項59 HYPERLINK l bookmark703 o Current Document 附錄CISA-347GD發(fā)電機成套保護裝置整定計算61 HYPERLINK l bookmark706 o Current Document 1發(fā)電機比率差動61 HYPERLI

11、NK l bookmark710 o Current Document 2發(fā)電機定子接地保護61 HYPERLINK l bookmark721 o Current Document 3發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護62 HYPERLINK l bookmark727 o Current Document 4發(fā)電機定子對稱過負荷保護62 HYPERLINK l bookmark737 o Current Document 5發(fā)電機負序過負荷保護62 HYPERLINK l bookmark700 o Current Document C.6發(fā)電機低勵、失磁保護63 HYPERLINK l bookmark

12、747 o Current Document C.7TA斷線判據(jù)63 HYPERLINK l bookmark753 o Current Document 【附圖1】ISA-347GD裝置保護原理接線圖64 HYPERLINK l bookmark756 o Current Document 【附圖2】ISA-347GD裝置測控原理接線圖65【附圖3】ISA-347GD裝置遙信原理接線圖66 HYPERLINK l bookmark764 o Current Document 【附圖4】ISA-347GD裝置操作插件端子及原理接線圖67 HYPERLINK l bookmark767 o Cu

13、rrent Document 【附圖5】ISA-347GD裝置端子排接線圖68【附圖6】ISA-347GD裝置前視后視圖691裝置概述1.1裝置應用ISA-347GD微機發(fā)電機成套保護測控裝置主要適用于50MW及以下容量的小型發(fā)電機和大中型 同步電動機的保護、測控和操作。裝置集成了小型發(fā)電機的全套電量保護，主保護和后備保護共用一 組TA，不含非電量保護。裝置能方便地滿足廠站綜合自動化系統(tǒng)的要求。1.2基本配置保護功能： 發(fā)電機差動保護，含差動速斷和比率差動 發(fā)電機復壓過流保護（不帶方向元件） 基波零序電壓定子接地保護（95%定子接地保護）三次諧波電壓定子接地保護（和基波零序電壓判據(jù)一起構(gòu)成10

14、0%定子接地保護） 轉(zhuǎn)子一點接地保護（乒乓原理） 轉(zhuǎn)子兩點接地保護（乒乓原理） 定時限定子對稱過負荷保護，含定時限、反時限 發(fā)電機負序過負荷保護，含定時限、反時限 低勵、失磁保護 過電壓保護 逆功率保護，設1段告警段，1段跳閘段程跳逆功率保護起停機保護 機端大電流閉鎖選跳 TV斷線判別 TA斷線判別 差流越限報警、差流越限記錄、相電流越限記錄帶操作閉鎖和防跳的斷路器操作回路、故障錄波測控功能： 3路通過操作回路采集的斷路器位置遙信 55路遙信開入采集，包括各保護硬壓板、外部復歸、檢修開入等。 多路軟遙信，包括事故總信號、保護軟壓板位置Ia、Ib、Ic、Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca、

15、3Umo、3Uno、Pa、Pb、Pc、P、Q、S、COSs Fr等遙測量采集 2路直流測量 11組遙控分、合操作 遙控操作開關和軟壓板，并作遙控操作記錄及統(tǒng)計 大容量的事件記錄、SOE記錄、自檢記錄、瞬時閉鎖保護記錄 高達11次的諧波分析功能 具有和五防主機同規(guī)則的間隔五防閉鎖遙控功能1.3典型應用配置圖1-1是ISA-347GD裝置在50MW以下發(fā)電機保護中的典型應用配置，可完成一臺發(fā)電機的全 套電量保護。圖1-1 ISA-347GD在50MW以下發(fā)電機保護中的典型應用配置2 技術參數(shù)2.1環(huán)境參數(shù)正常工作溫度：-1055 C 極限工作溫度：-2060 C 貯存及運輸：-4070 C2.2額

16、定電氣參數(shù)頻率：50Hz交流電流：5A或1A （額定電流In）交流電壓：100V或200V （額定電壓Un）轉(zhuǎn)子長期工作電壓：不大于600V直流工作電源：220V/110V，允許偏差：20%數(shù)字系統(tǒng)工作電壓：+5V，允許偏差：+ 0.15V繼電器回路工作電壓：+24V，允許偏差：2V功耗：交流電壓回路：Un = 57.7V，每相不大于0.5VA交流電流回路：In = 5A，每相不大于1VAIn = 1A,每相不大于0.5VA直流電源回路：正常工作時，不大于15W 保護動作時，不大于25W 保護回路過載能力：交流電壓回路：1.2倍額定電壓，連續(xù)工作交流電流回路：2倍額定電流，連續(xù)工作10倍額定電

17、源，允許10s 40倍額定電流，允許Is直流電源回路：80115%額定電壓，連續(xù)工作 裝置經(jīng)受上述的過載電流/電壓后，絕緣性能不下降。2.3遙測量計量等級電流、電壓、頻率：0.2級其他：0.5級遙信量分辨率：小于1ms信號輸入方式：無源接點2.4輸出接點容量裝置出口和信號接點單接點最大允許接通功率為150W或1250VA，最大允許長期接通電流5A， 多副接點并聯(lián)時接通功率和電流可以適當提高。兩種方式下接點均不允許斷孤。2.5實時時鐘掉電不停計時的實時時鐘。該實時時鐘具備萬年歷功能，能接收微機監(jiān)控系統(tǒng)的校時。裝置內(nèi) 部實時時鐘在裝置掉電時自動切換為由時鐘芯片內(nèi)部鋰電池供電，在電池無短路及其它異常

18、情況下, 后備電池工作時間不少于10年。PCPU時鐘嚴格與MCPU同步，誤差不超過土5ms-2.6通訊接口通信速率可整定。裝置具有可選擇的雙網(wǎng)通信方式：CAN網(wǎng)、485網(wǎng)或工業(yè)以太網(wǎng),2.7抗干擾性能靜電放電抗擾度：符合 GB/T 17626.2-1998IV級射頻電磁場輻射抗擾度：符合 GB/T 17626.3-1998III級（網(wǎng)絡IV級）電快速瞬變脈沖群抗擾度：符合 GB/T 17626.4-1998V級浪涌（沖擊）抗擾度：符合 GB/T 17626.5-1999III級射頻場感應的傳導騷擾抗擾度：符合 GB/T 17626.6-1998III級工頻磁場抗擾度：符合 GB/T 17626

19、.8-1998V級脈沖磁場抗擾度：符合 GB/T 17626.9-1998V級阻尼振蕩磁場抗擾度：符合 GB/T 17626.10-1998V級振蕩波抗擾度：符合 GB/T 17626.12-1998II級（信號端口）裝置絕緣耐壓、耐濕熱、抗振動、抗沖擊、抗碰撞性能符合國際GB/T7261-2000的有關標準（絕緣 N20MQ）。2.8主要技術指標2.8.1發(fā)電機差動能選擇閉鎖差動或只報警，當差流大于額定電流的1.21.5倍時可自動具有防止區(qū)外故障誤動的制動特性; 具有TA斷線判別功能， 解除閉鎖；.差動速斷動作時間：W15ms （2倍整定值）.比率差動動作時間：W26ms （2倍整定值）.差

20、動速斷定值誤差：不大于土2.5%.比率差動定值誤差：不大于土5%2.8.2發(fā)電機定子接地保護基波零序電壓原理三次諧波濾過比大于100；零序電壓可取自發(fā)電機中性點或機端或兩者的與門，當取自機端時，具有TV斷線閉鎖功能；固有延時（1.2倍整定值時）：W70ms零序電壓定值誤差：W2.5%或0.05V延時定值誤差：W1%或70ms三次諧波電壓原理可通過監(jiān)視功能提供整定依據(jù)；三次諧波電壓差動判據(jù)動作量系數(shù)KP自動整定；靈敏度（中性點經(jīng)電阻接地時）：汽輪發(fā)電機不小于10kQ，水輪發(fā)電機不小于IkQ；固有延時（發(fā)電機中性點金屬性接地時）：W70ms延時定值誤差：W1%或70ms2.8.3發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護

21、轉(zhuǎn)子一點接地保護適用于轉(zhuǎn)子回路對地分布電容小于8F的各種非旋轉(zhuǎn)勵磁方式的發(fā)電機勵磁回路；在同一整定值下，轉(zhuǎn)子繞組不同地點發(fā)生一點接地時，其動作值誤差為：當整定值為IkQ5k Q 時允差0.5kQ,當整定值大于5kQ時允差土 10%；接地電阻整定值誤差：W10%延時定值誤差：W1%或70ms轉(zhuǎn)子兩點接地保護具有一點接地后自動投入保護的功能；位置定值誤差不大于10%；延時定值誤差：W1%或70ms2.8.4發(fā)電機低勵、失磁保護具有檢測機組靜穩(wěn)邊界的功能；具有檢測機端電壓能否維持帶廠用電的功能；具有檢測不同負荷下各種全失磁和部分失磁的功能；機組正常進相運行時不誤動；系統(tǒng)振蕩時不誤動；系統(tǒng)故障及故障切

22、除過程中不誤動；TV斷線和電壓切換時不誤動；.阻抗整定值誤差：W2.5% 或 0.1Q.轉(zhuǎn)子電壓定值誤差：W5% 或 0.1Un.機端電壓定值誤差：W2.5% 或 0.05V.延時定值誤差：W1% 或 70ms2.8.5發(fā)電機（程跳）逆功率保護有功測量原理與無功大小無關;具有TV斷線閉鎖功能；.逆功率定值誤差：W10% 或0.002Pn.延時定值誤差：W1% 或 70ms2.8.6發(fā)電機定子對稱過負荷保護.定時限電流定值誤差:W2.5% 或0.01In.定時限延時定值誤差:W1% 或 70ms2.8.7過電壓保護.電壓定值誤差W2.5% 或0.05V.延時定值誤差：W1% 或 70ms2.8.

23、8發(fā)電機復壓起動過流保護可選電流帶記憶功能；低電壓定值誤差：W2.5%或0.01Un負序電壓定值誤差：W5%或0.02Un電流定值誤差：W2.5%或0.01In延時定值誤差：W1%或70ms3保護原理3.1裝置起動元件ISA-347GD裝置的保護起動元件裝設在MCPU中。保護起動元件動作后開放出口繼電器的正電 源，各保護元件只有在本身動作且相應的起動元件同時動作后才能跳閘出口。裝置針對不同的保護段 設置不同的起動元件，確保需跳閘的所有保護都有相適應的起動元件。表3-1 ISA-347GD裝置起動元件列表序號起動元件名稱起動條件1差動起動任一相差流穩(wěn)態(tài)量差動速斷電流定值任一相差流穩(wěn)態(tài)量比率差動差

24、流門檻定值2定子接地保護起動基波零序電壓起動元件發(fā)電機機端或中性點零序電壓整定值三次諧波電壓比值起動元件發(fā)電機機端和中性點三次諧波電壓比值整定值三次諧波電壓差值起動元件發(fā)電機機端和中性點三次諧波電壓差值整定值3轉(zhuǎn)子接地保護起動（乒乓原理）轉(zhuǎn)子一點接地起動元件接地電阻測量值整定值轉(zhuǎn)子兩點接地起動元件轉(zhuǎn)子接地位置變化值整定值4復壓起動過流保護起動任一相電流投入段最小過流保護電流定值5起停機保護起動任一相差流起停機保護差流整定值中性點側(cè)零序電壓起停機零序過壓整定值6發(fā)電機定子對稱過負荷保護起動三相電流的最大值投入段最小過負荷整定值7發(fā)電機負序過負荷保護起動負序電流值投入段最小負序過負荷整定值8發(fā)電機

25、失磁保護起動靜穩(wěn)邊界阻抗判據(jù)條件滿足時起動9過電壓保護起動發(fā)電機機端三相線電壓最大值整定值10發(fā)電機逆功率保護起動發(fā)電機反向有功逆功率整定值發(fā)電機反向有功程跳逆功率整定值3.2差動保護發(fā)電機差動保護動作特性采用傳統(tǒng)兩折線方式實現(xiàn)（如圖3-1）。IdIdsd制動區(qū)IdqdIrIrl圖3-1發(fā)電機比率差動護動作特性圖中：Id為差動電流，Ir為制動電流，Idqd為差流門檻定值，Idsd為差動電流速斷定值，K為 比率制動系數(shù)定值，Ir1為比率特性拐點制動電流整定值。3.2.1差動速斷原理該保護為加速切除嚴重區(qū)內(nèi)故障而設。當任一相差流大于整定值Idsd （差動電流速斷保護定值） 時，該保護瞬時動作。動作

26、特性見圖3-1所示，圖中I加以上為差動電流速斷保護動作區(qū)，定值按躲 過機組非同期合閘時的最大不平衡電流整定（對于大機組，一般為三到四倍額定電流），返回系數(shù)取 0.80。作為差動保護范圍內(nèi)嚴重故障的保護，TA斷線不閉鎖該保護。3.2.2比率差動動作方程動作方程如下：Id Idqdr Ir1,（3-1）Id K （Ir - Ir1） + Idqd Ir Ir1 I式中：Id = I +1為差動電流；Ir =|I1- L2為制動電流；K為比率制動斜率；Ir1為制動特性拐點對應的制動電流；I】、12分別為機端電流和中性點側(cè)電流，兩側(cè)電流均以指向發(fā)電機為正，TA接法為兩側(cè)TA同名端同時指向（或同時遠離）

27、發(fā)電機。3.2.3比率差動的3取2動作特性通常的發(fā)電機內(nèi)部相間短路，比率差動都至少有2相動作，基于該特點，本裝置的發(fā)電機比率差 動保護采用3相中有2相以上動作才出口的邏輯，以增強可靠性，并避免了普遍存在的TA斷線閉鎖 差動靈敏性和可靠性難以兼顧的問題（不考慮TA兩相以上同時發(fā)生斷線）。3.2.4比率差動的分相高值動作判據(jù)當發(fā)生異相一點區(qū)內(nèi)、一點區(qū)外的特殊故障類型時，3取2完全縱差將拒動，故設置分相高值比 率差動判據(jù)。該保護的門檻較高，既無需考慮TA斷線閉鎖，還能在上述特殊故障類型下可靠動作。 動作特性見圖3-2。1.心“制動區(qū)1. 2In圖3-2分相高值比差動作特性3.2.5 TA斷線閉鎖判別

28、設“TA斷線閉鎖差動投退”定值，當整定為“投入”時，發(fā)生TA斷線即閉鎖比率差動，整定 為“退出”時，發(fā)生TA斷線僅發(fā)告警信號。具體判據(jù)見TA斷線判別一節(jié)。3.2.6差流越限告警為防止裝置交流輸入和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)故障，以及系統(tǒng)運行時出現(xiàn)較大差流，本裝置裝設了差流越 限告警元件。該元件發(fā)出報警信號，有利于及時處理。該元件對差動保護無任何影響。動作原理為：當任一相差流大于相應的比率差動起動門坎定值時，裝置延時10秒發(fā)出差流越限 告警信號，并存獨立的分相差流越限記錄。3.2.7發(fā)電機差動保護邏輯圖差動速斷元件差動速斷軟壓板投圖3-3發(fā)電機差動保護邏輯框圖3.3發(fā)電機定子接地保護定子接地保護動作于發(fā)電機定

29、子單相接地故障，經(jīng)整定延時動作于信號或跳閘。其中的基波零序 電壓型是保護發(fā)電機從機端算起的85%95%的定子繞組單相接地；三次諧波電壓型是保護發(fā)電機 中性點附近定子繞組的單相接地。兩者均可通過控制字投退，它們一起構(gòu)成發(fā)電機定子100%接地保 護。3.3.1基波零序電壓定子接地保護基波零序電壓保護反應發(fā)電機零序電壓基波分量的大小，通過數(shù)字濾波算法濾去三次諧波電壓， 三次諧波濾過比，100。動作判據(jù)為： Uo如（3-2）動作于發(fā)信或跳閘（由控制字選擇，如誤將報警和跳閘同時投入，裝置只按跳閘投入處理），其 中3U0取自中性點零序TV或機端TV開口三角形。裝置同時引入機端開口和中性點側(cè)零序電壓，當判據(jù)

30、動作于報警時，由機端和中性點基波零序 電壓元件“或”門出口；當判據(jù)動作于跳閘時，可通過控制字選擇投入的側(cè)別，及是否經(jīng)過對側(cè)基波 零序電壓元件閉鎖，“經(jīng)對側(cè)閉鎖”控制字投入時，相當于機端和中性點側(cè)基波零序電壓判據(jù)“與” 門出口。TV斷線閉鎖原理：1）在發(fā)電機中性點側(cè)或機端側(cè)開口 零序電壓二次斷線時會造成保護拒動， 故需發(fā)告警信號。2）對于機端開口 零序電壓元件，機端TV 一次斷線會造成保護誤動，此時裝置 自動投入機端TV 一次斷線閉鎖及告警。具體判據(jù)見“TV斷線判別” 一節(jié)。3.3.2基波零序電壓定子接地保護邏輯框圖3.3.3三次諧波電壓定子接地保護該保護反映發(fā)電機機端和中性點側(cè)零序三次諧波電壓

31、的大小和相位,具有較高的基波分量濾除功 能。機端三次諧波電壓取自發(fā)電機機端TV的開口A繞組，中性點三次諧波電壓取自發(fā)電機中性點 TV或配電變壓器二次側(cè)或消弧線圈?？赏ㄟ^控制字選擇報警或跳閘，如將報警和跳閘同時投入，為 簡潔起見，裝置默認為跳閘投入。裝置設有兩個判據(jù)，可通過控制字靈活選擇。判據(jù)1（三次諧波電壓比率判據(jù)）：(3-3)(3-4)U3所倍 KU3判據(jù)2 （三次諧波電壓差動判據(jù)）：- K uj K|其中，U3m和U3n分別為發(fā)電機機端TV開口 繞組和中性點TV中的三次諧波分量；K、K” 分別為兩個判據(jù)的制動系數(shù)。判據(jù)1由于在機組并網(wǎng)前后，機端等值容抗有較大的變化，因此三次諧波電壓比率關系

32、也隨之變 化，故本裝置在機組并網(wǎng)前后各設一段定值，隨機組出口斷路器位置接點變化而自動切換。判據(jù)2 實際上即是以|u3m -KpU3|為動作量，以|U3|為制動量的電壓差動保護，Kp為復數(shù)，由裝置在發(fā) 電機正常工況下自動計算而得，計算的原則是使得修正后的動作量為0，Kp自動計算完畢后即不再 改變，直到下一次人工操作重新計算為止。經(jīng)過這樣的調(diào)整后，制動系數(shù)K“可取很小，判據(jù)2的靈 敏度很高。TV斷線閉鎖原理：機端TV一次斷線或開口三角二次斷線會造成機端零序電壓的三次諧波分量 減少，此時不會導致三次諧波電壓比率判據(jù)誤動（判據(jù)1）,但可能導致三次諧波差動判據(jù)誤動（判 據(jù)2）,故此時需閉鎖判據(jù)2。此外，

33、三次諧波定子接地保護還考慮閉鎖判據(jù)：U3m| 。C U3| 圖3-5三次諧波電壓定子接地保護邏輯框圖三次諧波電壓 保護跳閘三次諧波電壓 保護告警I三次諧波零序電醫(yī)保護投跳閘廠 & I發(fā)電機定子接地保護硬壓板二3.4發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護（乒乓原理）該保護主要反應勵磁回路的一點或兩點接地故障。常規(guī)電橋式保護在勵磁繞組的中部接地時有死 區(qū)，裝置采用“乒乓式”原理做到無死區(qū)的勵磁繞組接地保護。3.4.1轉(zhuǎn)子一點接地保護采用乒乓式開關切換原理，通過求解兩個不同的接地回路方程，實時計算轉(zhuǎn)子接地電阻和接地位 置。原理圖見圖3-6，S、&為由微機控制的靜態(tài)聯(lián)動電子開關，Rf為勵磁繞組接地電阻，a為 接地點位置，

34、E為轉(zhuǎn)子勵磁直流電動勢（考慮到E的變化，新的勵磁電動勢用E表示）。當閉合、&斷開時（狀態(tài)1），測得E和R1上電勢5 ；當S斷開、52閉合時（狀態(tài)2）,測得E和R1上電勢；由這兩種狀態(tài)列回路方程可求出接地電阻Rf和接地位置a的值。轉(zhuǎn)子一點接地判據(jù)為：Rf M Rf，et（3-6）當勵磁電壓E很小時，不可能正確計算Rf和a,故設E I轉(zhuǎn)子一點接地靈敏段投入I十I /轉(zhuǎn)子一點接地靈 、 敏段報警I轉(zhuǎn)子一點接地普通段報警投為普通段定值I轉(zhuǎn)子一點接地普通段跳閘投I轉(zhuǎn)子一點接地保護硬壓板投/轉(zhuǎn)子一點接地 普通段報警轉(zhuǎn)子一點接地 普通段跳閘I轉(zhuǎn)子一點接地普通段報警try I轉(zhuǎn)子兩點接地元件=I轉(zhuǎn)子兩點接地保

35、護軟壓板投入I轉(zhuǎn)子兩點接地保護硬壓板投轉(zhuǎn)子兩點接地 保護跳閘圖3-7轉(zhuǎn)子一點、兩點接地保護邏輯框圖3.5發(fā)電機低勵、失磁保護發(fā)電機低勵、失磁保護反應發(fā)電機因勵磁回路故障而引起的異常運行工況。低勵失磁保護由以下 判據(jù)構(gòu)成。3.5.1轉(zhuǎn)子側(cè)低電壓判據(jù)（定勵磁低電壓判據(jù)）為了保證機組空載運行及P ArgUab + b * jZ1BzdUab - Lb* jZ1Azd 900 （比相判據(jù)）(3-9)3.5.3機端低壓判據(jù)發(fā)電機機端三相同時低電壓判據(jù)用于判斷失磁故障對廠用電系統(tǒng)的影響，此時Uset33ph定值 由廠用電系統(tǒng)決定。機端低壓判據(jù)必須與其他主判據(jù)“與”門出口，動作于切換勵磁或跳閘。3.5.4其

36、它判據(jù)1）無流閉鎖判據(jù)在發(fā)電機并網(wǎng)以前的升速升壓過程中及解列后的降速降壓過程中，為保證低勵失磁保護不 誤出口，本裝置采取了 I 12set，12set通常整定為（1.2 1.4）1，I2g為發(fā)電機長期允許負序電流，該判據(jù)滿足 時，瞬時閉鎖失磁保護，經(jīng)810s自動返回，解除閉鎖。該判據(jù)的設置是為了避免非失磁的異常工況下失磁保護誤動。3）TV斷線閉鎖判據(jù)當發(fā)電機機端TV斷線時，阻抗元件和功率元件的計算均不可能正確，故本裝置在TV 一次、 二次斷線時均自動閉鎖失磁保護。3.5.5低勵、失磁保護邏輯框圖I轉(zhuǎn)子勵磁低電壓判據(jù)投入I轉(zhuǎn)子勵磁低電壓判據(jù)動作I靜穩(wěn)邊界阻抗主判據(jù)動作 |機端TV斷線判據(jù)麗食I負

37、序電流閉鎖判據(jù)逝隹ri c &I負序電流閉鎖判據(jù)我入|_|I機端無流閉鎖判據(jù)逝隹n_圖3-9低勵失磁保護邏輯框圖全失磁或部分失磁失步時，經(jīng)短延時（固定0.2s）切換勵磁（或減出力）并發(fā)失磁信號，若切換 勵磁（或減出力）失敗，經(jīng)12=2.53s跳閘。這個長延時t2是為了給切換勵磁一個時間。失磁后希望 先切換勵磁而后再跳閘的汽機，若應用于水機或失磁后不需要切換勵磁的汽機，則12延時可整定到最 ?。?s），快速動作于跳閘。為使邏輯清晰，失磁保護邏輯框圖中保護硬壓板、各段軟壓板及起動元件均未畫出，實際邏輯中， 保護硬壓板、軟壓板和起動元件是存在的。3.6發(fā)電機逆功率保護逆功率保護用于保護汽輪機。當由于

38、各種原因使汽輪發(fā)電機的主汽門突然關閉時，如果出口斷路 器沒有跳閘，則發(fā)電機將過渡到電動機運行，此時由于鼓風損失，汽輪機尾部葉片可能過熱，從而造 成汽機損壞。因此一般不允許這種情況長期存在（逆功率運行時間一般規(guī)定不得超過3min），逆功率 保護可以起到很好的保護作用。對于燃氣輪機、柴油發(fā)電機也有裝設逆功率保護的需要，目的在于防 止未燃盡物質(zhì)有爆炸和著火的危險。3.6.1保護原理和判據(jù)逆功率保護反應發(fā)電機從系統(tǒng)吸收有功功率的大小。電壓取自發(fā)電機機端TV，電流取自機端TA。有功功率的計算選用兩表法：P = Re lJABiA - lJBCic，動作特性見圖3-10,動作判據(jù)為：P -pset（3-1

39、）圖3-10逆功率保護動作特性保護設有2段時限，經(jīng)短延時t1動作于信號，信號段只經(jīng)軟壓板，不經(jīng)硬壓板；經(jīng)長延時動 作于解列。逆功率保護受機端TV斷線閉鎖。3.6.2程跳逆功率保護本裝置還裝設一套程跳逆功率保護，用于發(fā)電機程序跳閘。程序跳閘是一項跳閘措施，可有效的避免汽輪發(fā)電機組在停機過程中可能產(chǎn)生的超速或飛車損 壞，其跳閘方式是：當手動停機、連鎖停機或過負荷、過激磁、失磁等異常運行保護動作后，不是首 先跳發(fā)變組斷路器，而是先關閉主汽門，通過程跳逆功率保護確認主汽門關閉且逆功率動作后，再解 列滅磁。程跳逆功率和普通逆功率相比較，一是多了主汽門位置接點閉鎖，二是只設一段時限，且功率整 定值和整定時

40、限有所不同（具體見整定導則）。3.6.3逆功率保護邏輯框圖I發(fā)電機逆功率保護信號投入I發(fā)電機逆功率保護硬壓板投入 A主汽門常開接點|程跳逆功率保護軟壓板投入逆功率元件動作程跳逆功率元件動作逆功率保護跳閘投天機端TV斷線閉一機端TV斷線閉鎖-圖3-11發(fā)電機逆功率保護邏輯框圖3.7發(fā)電機定子對稱過負荷保護發(fā)電機定子對稱過負荷保護是由對稱過負荷或外部故障而引起的定子繞組過電流異常工況的保 護，它反應定子繞組的平均發(fā)熱狀況，保護動作量取發(fā)電機機端的最大相電流判別，由定時限過負荷 和反時限過流兩部分組成。3.7.1保護原理及判據(jù)定時限過負荷保護設1段跳閘段和1段報警段。定時限過負荷動作判據(jù)為：I Io

41、P（3-11）式中：I為三相電流的最大值，Iop為定時限定值。反時限過負荷的動作判據(jù)為:(3-12)式中：Ktc為定子繞組過負荷常數(shù)，機組容量Sn 1總（3-13）式中：12為機端負序電流，12op為定時限定值。反時限負序過流保護的動作特性，由發(fā)電機制造廠家提供的轉(zhuǎn)子表層允許的負序過流能力確定。 發(fā)電機短時承受負序過電流倍數(shù)與允許持續(xù)時間的關系式為：(3-14)式中：i2*為發(fā)電機負序電流標么值（以發(fā)電機定子二次額定電流Ign為基準）；I”,為發(fā)電機長期允 許負序電流標么值（以發(fā)電機定子額定電流Ign為基準）；A為轉(zhuǎn)子表層承受負序電流能力的時間常 數(shù)。反時限負序過負荷的動作特性（圖3-14）由

42、三個部分組成：a）上限定時限；b）反時限；c）下限定 時限。反時限過負荷啟動電流圖3-14發(fā)電機反時限負序過負荷動作特性當發(fā)電機負序電流（有名值）大于上限定值12up時，則按上限定時限t3 （最短延時）動作；如果 負序電流超過下限的起動值12dn，但又不足以使反時限部分動作時（圖中AB段），則按下限定時限t4（最長延時）動作；負序電流在此之間則按反時限特性動作。負序反時限能真實的模擬轉(zhuǎn)子的熱積累過程,并能模擬散熱。當負序電流超過下限的起動值時（圖 中動作特性曲線的A點以上），反時限部分起動，并進行累積；若負序電流小于，則轉(zhuǎn)子熱積累 通過散熱過程慢慢減?。回撔螂娏髟僭龃?，則從現(xiàn)有的累積值開始，繼

43、續(xù)熱積累。反時限負序過負荷保護動作于報警或跳閘。3.8.2負序過負荷保護邏輯框圖圖3-15發(fā)電機負序過負荷保護邏輯框圖3.9過電壓保護過電壓保護反應于發(fā)電機各種運行工況下的定子過電壓，取機端TV的線電壓Uab構(gòu)成，設兩段 跳閘段，分別帶延時出口，動作于解列滅磁。過電壓保護的判據(jù)為Uab Uset。圖3-16過電壓保護邏輯框圖3.10復合電壓起動過流保護3.10.1復壓起動過流保護原理復壓起動過流保護的配置為：兩段2時限的復壓過流和一段1時限的純過流保護。第I段主要動 作于信號、跳母聯(lián)或其它開關，第II段動作于停機，第III段純過流保護作為因電壓異常原因?qū)е虑?兩段保護退出后的保護。該保護的前兩

44、段由復合電壓起動元件和三相過流元件“與”構(gòu)成，第III段則只含三相過流元件。1）復合電壓起動元件該元件由相間低電壓和負序電壓元件“或”門構(gòu)成，其是否投入由兩個軟壓板“過流I段經(jīng)復壓起動”、“過流ii段經(jīng)復壓起動”選擇，軟壓板為“投入”時，表示本段過流保護經(jīng)復壓 起動元件。u Iset2）三相過流元件(3-16)式中：1為最大相電流，Iset為動作電流整定值。3）過流帶記憶功能對于自并勵發(fā)電機，在短路故障后機端電流衰減，故障電流在過流保護動作出口前可能已 經(jīng)小于過流定值而導致保護拒動。故本裝置設定“過流帶記憶功能投退”定值，當整定為1時, 自動在自并勵發(fā)電機復壓過流元件起動后投入電流帶記憶功能，

45、使保護能可靠動作。復壓過流帶記憶功能的實現(xiàn)思路為：當復壓元件和三相過流元件動作后，經(jīng)延時t跳閘出口， 在到達整定時間以前檢測三相電流，如由于短路電流衰減的原因?qū)е码娏髟祷?，則由“與” 門和“或”門的自保持回路，使保護裝置不會中途返回。注意：當復合電壓起動元件退出時，過流帶記憶功能自動退出。4）TV斷線對復壓過流保護的影響裝置設有控制字“TV斷線閉鎖保護投退”來控制TV斷線時復壓過流保護的動作原則。當 判斷出TV斷線或異常，根據(jù)整定選擇此時是否閉鎖過流保護,若定值“TV斷線閉鎖保護投退” 為“投入”時，復壓元件不開放，復壓過流保護被閉鎖；定值為“退出”時，復合電壓元件直 接開放，保護變?yōu)榧冞^

46、流保護。5）注意發(fā)電機復壓過流保護的時限整定值一般要求大于升壓變后備保護的動作時限，當整定時限 與保證發(fā)電機安全所允許的時限有矛盾且無反時限負序過流保護時，應以發(fā)電機安全的允許時 限為準。3.10.2復壓起動過流保護邏輯框圖I復壓過流保護硬壓板投入 A1/ iii段純過流J久保護跳閘I 過流iii段軟壓板投入I 純過流元件圖3-17復壓起動過流保護邏輯框圖3.11起停機保護起停機保護作為發(fā)電機升速升勵磁尚未并網(wǎng)前的發(fā)電機相間故障及定子接地故障的保護。3.11.1起停機保護配置對于發(fā)電機的相間故障，配置一段差回路過流保護。對于發(fā)電機定子接地故障，配置一套零序過電壓保護，其零序電壓取自發(fā)電機中性點

47、側(cè)3U。 由于發(fā)電機起動或停機過程中，定子電壓頻率很低，因此保護采用了不受頻率影響的算法，保證 了起停機過程中對發(fā)電機的保護。以上的起停機保護的投入經(jīng)頻率元件閉鎖，頻率大于整定門檻后保護自動退出。3.11.2起停機保護邏輯框圖/啟停機相間 .故障跳閘&啟停機接地 故障跳閘I差流過流元件投入二一I差流過流元件動&I頻率閉鎖元件動礦二I零序過壓元件投入 A-I零序過壓元件動OI啟停機保護硬壓板投入一二圖3-18起停機保護邏輯框圖3.12斷路器大電流閉鎖選跳3.12.1閉鎖原理發(fā)電機發(fā)生故障跳閘時，如果發(fā)電機機端的出口斷路器開斷容量不夠，則需要先閉鎖該斷路器的 跳閘，待其他斷路器、滅磁開關等跳開后，

48、斷路器中流過的故障電流小于定值時，再完成跳閘過程。本裝置采用如下閉鎖原理：保護發(fā)出跳閘命令時，跳發(fā)電機出口斷路器的輸出增加小延時 (20ms),如判別出相應斷路器過流閉鎖元件未動作，則直接跳開斷路器，如判別出過流元件動作， 則輸出一對常開接點和一對常閉接點，與非電量保護配合，完成保護跳閘功能；同時還可根據(jù)大電流 閉鎖跳閘控制字來選跳其他斷路器。當斷路器大電流閉鎖功能退出時，保護跳閘無出口小延時。3.12.2邏輯框圖圖3-19大電流閉鎖選跳邏輯框圖3.13 TA斷線判別裝置的TA斷線判別模塊包括：發(fā)電機差動TA斷線判別和后備保護TA斷線判別模塊。3.13.1發(fā)電機差動TA斷線判別當滿足下列條件認

49、為發(fā)生TA斷線：僅一側(cè)出現(xiàn)負序電流，負序電流門坎I2set由用戶整定，整定原則請參見說明書附錄。各側(cè)最大相電流小于1.2倍額定電流。以上判據(jù)全部滿足后，裝置依據(jù)“TA斷線閉鎖差動控制字決定是否瞬時閉鎖差動并延時4s發(fā) TA斷線報警信號。本模塊還設定：當差動電流大于1.2倍額定電流時，TA斷線閉鎖差動自動解除，但TA斷線告警 功能不退出。本判別模塊的返回條件是斷線側(cè)負序電流消失，即條件a）返回。3.13.2后備保護TA斷線判別判據(jù)為(3-17)3I0 10TA3Uo UoTA式中：10TA和U0TA分別為TA斷線判別的零序電流和零序電壓門檻值。若以上判據(jù)滿足4秒即判為TA斷線。3.14 TV斷線

50、判別裝置包含的TV斷線判別模塊有：機端TV斷線（包括一次、二次、開口 A二次斷線）和中性點 側(cè)零序TV二次斷線?？紤]到現(xiàn)場不同的情況，本裝置用以下判據(jù)實現(xiàn)上述TV斷線模塊，各判據(jù)均可由控制字投退， 適應性強。3.14.1單組TV三相斷線判據(jù)三相線電壓均小于14V,三相電流均滿足0.06I I 18V或|UJ - |U 18V或|U J - |U 18V，且三相電流均小于1.2I”（單 相、兩相TV斷線）；此判據(jù)可判出TV 一次、二次單相或兩相斷線，滿足條件后閉鎖相關保護，并延時4s發(fā)TV非 全相斷線信號。3.14.3單組TV非全相斷線判據(jù)2 （零序電壓型）|Ua + Ub+ Uc - K x3

51、U0| Uset，且三相電流均小于1.2I”（單相、兩相斷線），其中K為平衡系數(shù)，需根據(jù)母線TV與開口三角TV的變比整定，Uset為裝置內(nèi)部門坎；此判據(jù)可判出TV二次斷線和開口三角TV斷線，滿足條件后閉鎖相關保護，并延時4s發(fā)TV非 全相斷線信號。此判據(jù)要求既引入該TV的三相電壓，又引入開口A零序電壓。3.14.4單組TV非全相斷線判據(jù)3 （負序電壓型）負序電壓大于8V，負序電流小于整定門坎（單相、兩相斷線）;此判據(jù)可判出TV 一次、二次單相或兩相斷線。與電壓量有關的保護起動元件沒有起動的情況下，滿足條件后閉鎖相關保護，并延時4s發(fā)TV 非全相斷線信號。3.14.5零序TV二次斷線報警判據(jù)該判

52、據(jù)主要針對發(fā)電機中性點側(cè)TV二次斷線和機端TV開口 A零序電壓二次斷線的情形，判據(jù) 為：a）機端正序電壓0.9Un；b）零序電壓三次諧波0.2V。以上滿足則經(jīng)9s發(fā)TV報警信號，異常消失后，延時9s告警信號自動返回。該判據(jù)只告警，不 閉鎖相關保護。4輔助功能4.1信號系統(tǒng)保護動作時裝置顯示屏背光點亮，顯示詳細動作內(nèi)容并經(jīng)通訊口上傳數(shù)字信號；另外，裝置還在 保護動作的同時起動相應的中央信號繼電器，發(fā)出接點信號，并同時點亮裝置面板上的相應指示燈。 未經(jīng)特殊說明，則本說明書中“裝置發(fā)出信號”均指同時發(fā)出“指示燈信號”、“數(shù)字信號”和“中央 信號”，三種信號均掉電不丟失，信號接點和裝置面板指示燈均可以

53、通過裝置面板上的“信號復歸” 按鈕就地復歸或通過通訊由遠方復歸。4.2事故分析與過程記錄本裝置具有表4-1所示的記錄功能，可方便地用于分析本裝置及后續(xù)元件的保護動作行為，了解 系統(tǒng)擾動及線路異常運行情況，掌握裝置工況及操作記錄。所有記錄均采用FIFO的存儲方式，以保 證在裝置中保存足夠數(shù)量的最新記錄。系統(tǒng)上位機可保存全部記錄。表4-1用于事故分析的記錄序號記錄內(nèi)容存儲查看地點記錄次數(shù)清除情況1保護動作事件記錄FLASH裝置/上位機99在預設菜單中可清除2保護起動記錄FLASH裝置993相電流越限記錄FLASH裝置994差流越限記錄FLASH裝置995遙信變位SOE記錄FLASH裝置/上位機99

54、6錄波記錄FLASH裝置/上位機167開關遙控操作記錄FLASH裝置998自檢及閉鎖保護記錄FLASH裝置各999裝置運行記錄FLASH裝置99不可清除注1:存儲于FLASH中的記錄保證掉電可靠不丟失；注2:查看地點“上位機”是指裝置通過通訊口將該記錄送給上位機，由上位機予以顯示； 注3:裝置帶序號顯示這些記錄，1為最新記錄，2為次新，.，99（或16）為最早記錄。4.2.1保護動作事件記錄裝置的保護事件有兩種：動作事件和返回事件。通過【配置】今設保護返回記錄”子菜單， 可選擇“記錄返回事件”或“不記錄返回事件”（出廠缺省設置為“不記錄返回事件”方式）。當設 置為“記錄返回事件”時，裝置每段保

55、護返回時均發(fā)出數(shù)字信號，并保存于裝置保護事件記錄中，但 無返回事件如“重合閘”事件不需上送返回事件。需注意返回事件的類型為相應動作事件類型的高字 節(jié)最高位置1，在讀取記錄時應對每個返回事件進行區(qū)分。裝置的保護動作事件和返回事件記錄的內(nèi)容分別如下：保護動作事件記錄:保護起動時刻，時標由年至毫秒;保護動作延時；故障量的值（某些事件無）；事件類型；故障相別（某些動作類型無）；故障量的測量類型（某些動作類型無）。保護返回事件記錄：返回發(fā)生時刻，即事件返回時刻，時標由年至毫秒；事件類型。4.2.2保護起動記錄裝置在保護起動時保存本記錄，記錄內(nèi)容如下:保護起動記錄：保護起動與返回時刻，時標由年至毫秒；起動

56、元件類型。4.2.3相電流越限記錄電流越限記錄采用獨立的電流定值。電流越限記錄采用分相記錄方式，可更準確、更詳細地記 錄擾動情況，記錄內(nèi)容如下：相電流越限記錄：越限發(fā)生時刻，時標由年至毫秒；越限相別及越限期間的最大電流值；越限持續(xù)時間。4.2.4差流越限記錄差流越限記錄采用獨立的電流定值。差流越限記錄采用分相記錄方式，可更準確、更詳細地記 錄擾動情況，記錄內(nèi)容如下：差流越限記錄：越限發(fā)生時刻，時標由年至毫秒；越限相別及越限期間的最大差流值；越限持續(xù)時間。4.2.5遙信變位SOE記錄遙信的上送等級分為“A類”、“B類”和“不發(fā)”三種：“A類”指產(chǎn)生SOE記錄并主動上送 SOE報文和遙信變位報文，

57、“B類”指僅主動上送遙信變位報文，“不發(fā)”指不產(chǎn)生SOE記錄且不 上送遙信變位報文。當某路遙信量的遙信類別設置為“A類”時，該遙信每次變位均產(chǎn)生事件順序記錄（SOE）,并 發(fā)數(shù)字信號，記錄內(nèi)容如下：遙信變位SOE記錄：SOE事件發(fā)生時刻，即開關變位或接點變化的時刻，時標由年至毫秒；SOE對象編號與類型，及該類事件累計發(fā)生次數(shù)；SOE變化內(nèi)容。4.2.6開關遙控操作記錄裝置每次接收通信遙控操作時均存于本記錄，記錄內(nèi)容如下:開關遙控操作記錄：遙控發(fā)生時刻，即裝置收到上位機遙控確認命令并執(zhí)行操作的時刻， 時標由年至毫秒；遙控類型，及該類遙控累計發(fā)生次數(shù)；開關操作內(nèi)容；遙控操作報文發(fā)自的通信口。4.2

58、.7裝置運行記錄本記錄記錄裝置最新發(fā)生的運行和操作類別（時標均為由年至秒），見表4-2。 表4-2裝置運行記錄1 裝置掉電2裝置掉電退保護3 裝置上電4 整定退出保護5調(diào)試退出保護6 出口配置退保護7保護配置退保護8其他設置退保護9設外部復歸控制10 設置保護記錄方式11裝置上電投保護12 自診斷退出保護13保護交流量調(diào)試14 開出調(diào)試退保護15信號調(diào)試退保護16遙控調(diào)試退保護17虛遙信退保護18虛遙信操作19設置遙信防抖20 設置遙控脈寬21調(diào)試遙測交流量22 界面遙控操作23 設置遙測等級24 設置遙信等級25 保護開入調(diào)試26 信號開出試驗27 保護開出試驗28 恢復默認整定值29 配置

59、跳閘參數(shù)30 配置保護元件31 MCPU交流量調(diào)試32 PCPU交流量調(diào)試33 設置通信參數(shù)34 設置測控參數(shù)35 配置TA/TV退保護36 配置TA/TV參數(shù)37 配置退保護38 設一二次額定值39 設置直流參數(shù)40 設置檔位測量41虛事件退保護42 設功率計算方式43 設置打印方式44 開入調(diào)試退保護45 開入調(diào)試46 定值整定47 整定定值套數(shù)48 清錄波記錄49 清保護事件記錄50 清SOE記錄51清裝置復位次數(shù)52 清電度量53 清遙控記錄54 虛事件操作55 清保護起動記錄56 清越限記錄57 清自檢及閉鎖記錄注1:裝置除掉電外，在“整定”、“預設”和“調(diào)試”等工作狀態(tài)下保護是退出

60、的；注2：裝置在保護運行狀態(tài)下開關電源一次將增加三項記錄，即“裝置掉電記錄”、“裝置上電記 錄”和“保護投入運行記錄”；注3：因裝置型號和功能不同，表中所列項目在某些裝置中可能沒有。4.2.8錄波記錄裝置的故障記錄信息非常全面，可再現(xiàn)故障情況以及故障時保護裝置的動作行為。其內(nèi)容主要 包括四個方面：保護采樣通道的各點采樣值記錄、故障錄波記錄、某些保護模塊的流程節(jié)點狀態(tài)記錄、 保護相關開入狀態(tài)記錄。錄波數(shù)據(jù)根據(jù)不同的保護起動、出口、返回情況，分別采用一段、兩段或三段記錄格式。該格 式可保證記錄保護起動前后各兩周波、出口前兩周波、出口后一周波、返回前兩周波和返回后一周波 的數(shù)據(jù)。這三種格式至多記錄1