NSC 554U數(shù)字式發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置說(shuō)明書

NSC554U

數(shù)字式發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置

說(shuō)明書

南京南自四創(chuàng)電氣有限公司

20012年6月

*本說(shuō)明書可能會(huì)被修改，請(qǐng)注意最新版本資料

目次

1裝置簡(jiǎn)介......................................................................................1

2裝置硬用勾成...............................................................................3

2.1交、直確入模件..........................................................................3

2.2主處理模件................................................................................3

23人機(jī)對(duì)話模件..............................................................................3

2.4???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3

3技術(shù)指標(biāo)..7

3.1運(yùn)行環(huán)境..................................................................................7

3.2額定參數(shù)

3.3裝置技術(shù)參數(shù)..............................................................................7

4絕緣性能....................................................................................9

4.1絕緣電阻..................................................................................9

4.2介質(zhì)強(qiáng)度..................................................................................9

4.3沖擊電壓...................................................................................9

4.4耐濕艙能................................................................................9

4.5抗電磁干擾性能............................................................................9

4.6蝌性能..................................................................................9

5原理....................................................................................11

5.1發(fā)電機(jī)縱差倒戶...........................................................................11

5.2發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)........................................................................9

5.3發(fā)電機(jī)過(guò)電壓彳耕.........................................................................10

5.4發(fā)電機(jī)靜穩(wěn)失磁彳用戶.......................................................................11

5.5發(fā)電機(jī)定時(shí)限負(fù)序過(guò)流保護(hù)................................................................14

5.6發(fā)電機(jī)過(guò)負(fù)荷戶.........................................................................15

5.7發(fā)電機(jī)疊加直流式轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)........................................................16

5.8發(fā)電機(jī)諧波序電壓式轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)......................................................17

5.9發(fā)電瞰率異常彳碼戶.......................................................................18

5.10發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù).......................................................................19

5.11發(fā)電機(jī)復(fù)合過(guò)流（記憶過(guò)流）保護(hù).........................................................20

5.12非電量保護(hù)（發(fā)電機(jī)熱工保護(hù)、滅磁聯(lián)跳保護(hù)、LCB溫度高保護(hù)）..........................21

6定值清單..............................................................................312

7裝置欲反布置圖...........................................................................3124

發(fā)電機(jī)保護(hù)使用說(shuō)明

?調(diào)試功能全面、豐富，調(diào)試簡(jiǎn)單

發(fā)電機(jī)保護(hù)使用說(shuō)明

2裝置硬件構(gòu)成

為了在一套硬件系統(tǒng)上完成上述多種功能，同時(shí)考慮該裝置的靈活性和適應(yīng)性，我們對(duì)該裝置進(jìn)行了

模決化設(shè)計(jì)。該裝置由以下一些模塊組成：

ACCPUMMITRIP

圖2-1NSC554U發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置硬件簡(jiǎn)圖

2.1交、直流輸入模件(AC/DC)

按不同種類的輸入信號(hào)，設(shè)置了不同的變換回路，可分為三大類

(1)交流電壓：設(shè)置中間變壓器(TV)隔離變換。如發(fā)電機(jī)極端電壓、主變高壓側(cè)電壓等。

(2)交流電流：設(shè)置中間變換器(TA)隔離變換，并在二次側(cè)并聯(lián)電阻獲取電壓量。通過(guò)1A、5A的變

換器的選取和二次電阻的改變，來(lái)滿足不同電流測(cè)量范圍的要求。如發(fā)電機(jī)極端電流、中性點(diǎn)電流等。

(3)直流電壓電流：設(shè)置先進(jìn)的霍爾傳感器隔離變換。如發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電壓、轉(zhuǎn)子分流器目壓。

2.2主處理模件(CPU)

來(lái)自于交、直流輸入模件變換后的各模擬量經(jīng)低通濾波、帶通濾波有源濾波器，可有效濾出通帶內(nèi)的

發(fā)電機(jī)保護(hù)使用說(shuō)明

信號(hào)，滿足了不同頻率信號(hào)的濾波要求，同時(shí)對(duì)基波量的衰減不到1%,且各通道模擬量的衰減率及相移

皆能達(dá)到很好的一致性。

主處理模件（CPU）由A/D轉(zhuǎn)換、狀態(tài)量輸入、狀態(tài)量輸出（用于跳合閘脈沖輸出、告警信號(hào)輸出、

閉瑣繼電器的開(kāi)放及其它信號(hào)輸出）、微處理器CPU、RAM、ROM、FLASHRAM.EEPROM等構(gòu)成。

高性能的微處理器CPU（32位），大容量的ROM（256K字節(jié)）、RAM（256K字節(jié)）及FLASHRAM

（1M字節(jié)），使得該CPU模件具有極強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理及記錄能R，可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的故障處理方案和記

錄大量的故障數(shù)據(jù)。C語(yǔ)言編制的程序，可使程序具有很強(qiáng)的可靠性、可移植性和可維護(hù)性。

各種與CPU有關(guān)的器件集中于一塊插件上，各輸入、輸出狀態(tài)量皆經(jīng)光耦隔離。當(dāng)本模件有器件出

現(xiàn)異常，主處理器驅(qū)動(dòng)閉鎖繼電器，切斷狀態(tài)量輸出光耦輸出側(cè)的工作電源。當(dāng)主處理器工作異常，輔助

處理器驅(qū)動(dòng)上述閉鎖繼電器。閉鎖繼電器的需掉電方能復(fù)歸。雙處理器相互監(jiān)視，確保了裝置工作的可靠

性.

模擬量輸入

圖2—2CPU模件原理示意圖

CPU模件的端子主要用于接入該CPU所需的壓板及專用輸入、輸出信號(hào)、位置信號(hào)等。

發(fā)電機(jī)保護(hù)使用說(shuō)明

模/數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）采用14位高精度、高穩(wěn)定性、高速度、多通道并行轉(zhuǎn)換器件，精確工作電流可達(dá)

0.04In,精確工作電壓達(dá)0.2V,提高測(cè)量精度及速度。各模擬量經(jīng)低通濾波，可有效濾除高次諧波,而對(duì)

基波量的衰減不到1%,且各通道模擬量的衰減率及相移皆能達(dá)到很好的一致性。

23人機(jī)對(duì)話模件（MMI）模件

人機(jī)對(duì)話模件（MMI）安裝于裝置整面板后。該模件包括:微處理器（32位），大容量ROM（512K

字節(jié)）、RAM（1M字節(jié)）、FLASHRAM（1M字節(jié)），EEPROM,狀態(tài)量輸入、輸出，通信控制器件，

時(shí)鐘，大屏幕液晶顯示器（240x128）,全屏幕操作鍵盤，信號(hào)指示燈等。

本模件主要用于人機(jī)界面管理。主要功能為：鍵盤操作；管理液晶顯示；打印；信號(hào)燈指示；與調(diào)試

計(jì)算機(jī)、變電站監(jiān)控系統(tǒng)或遠(yuǎn)方安全自動(dòng)化裝置通信；GPS對(duì)時(shí)（分/秒脈沖對(duì)時(shí)）以及與主CPU交換信

息。

與各CPU的通信采用CAN網(wǎng)，速率為100Kbps,突破了裝置內(nèi)部通信的瓶頸，提高裝置內(nèi)部信息

傳送的速度。

對(duì)外通信有二個(gè)端口，設(shè)置在CPU模件的上。當(dāng)本裝置接入廠、站自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)，在背板上的端口2

可設(shè)置成RS422或485接口、以太網(wǎng)接口，可以滿足不同的自動(dòng)化系統(tǒng)需要。背板上RS232接口可用于

驅(qū)動(dòng)串行打印機(jī)。

通信規(guī)約采用IEC870-5-103規(guī)約。

人機(jī)對(duì)話模件（MMI）電原理示意圖見(jiàn)圖2-3

發(fā)電機(jī)保護(hù)使用說(shuō)明

圖2-3MMI模件電原理示意圖

2.4輸出及信號(hào)模件（TRIP）

本模件接口CPU模件發(fā)送來(lái)的命令，提供裝置動(dòng)作及告警信號(hào)，這些信號(hào)可以送至面板上的信號(hào)燈,

也可送至中央信號(hào)裝置。每臺(tái)裝置配有一套三相操作回路，詳見(jiàn)裝置操作回路圖。裝置能夠自適應(yīng)跳合閘

電流，無(wú)須現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整。

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3技術(shù)指標(biāo)

3.1運(yùn)行環(huán)境

?工作溫度：-20℃—6C℃,24小時(shí)內(nèi)平均溫度不超過(guò)35℃

?存儲(chǔ)溫度：-25℃-80℃,在極限值下不施加激勵(lì)量，裝置不出現(xiàn)不可逆的變化，溫度恢復(fù)后，

裝置應(yīng)能正常工作。

?相對(duì)濕度：不大于95%（無(wú)凝露）

?大氣壓力：80-110kPa（相對(duì)海拔高度2KM以下）

3.2額定參數(shù)

?額定直流電壓：220V/110V（訂貨注明），約10W,波動(dòng)范圍:-20%—+10%

?額定交流數(shù)據(jù)：

?相電壓：i0°/6V

?線電壓：100V

?交流電流：5A/1A（訂貨注明）

?額定頻率：50Hz

33裝置技術(shù)參數(shù)

?輸入回路：每點(diǎn)24VDC.2.4mA;

?輸出接點(diǎn)容量：30W（T=5ms）,220VD.C.或0.5ADC。

?出口時(shí)間：＜20ms

?裝置交流電壓回路在額定參數(shù)時(shí)每相：＜0.2VA

?裝置交流電流回路在額定參數(shù)時(shí)每相：＜0.3VA

?電壓、電流、功率：0.5級(jí)

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?相位角測(cè)量誤差：＜1°

?阻抗測(cè)量誤差：＜5%

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4絕緣性能

4.1絕緣電阻

裝置的帶電部分和非帶電部分及外殼之間以及電氣上無(wú)聯(lián)系的各電路之間用開(kāi)路電壓500V的兆歐表

測(cè)量其絕緣電阻值，正常試驗(yàn)大氣條件下，各等級(jí)的各回路絕緣電阻不小于100MQ.

4.2介質(zhì)強(qiáng)度

在正常試驗(yàn)大氣條件下，裝置能承受頻率為50Hz,電壓2000V歷時(shí)1分鐘的工頻耐壓試驗(yàn)而無(wú)擊穿

閃絡(luò)及元件損壞現(xiàn)象。試驗(yàn)過(guò)程中，任一被試回路施加電壓時(shí)其余回路等電位互聯(lián)接地。

4.3沖擊電壓

在正常試驗(yàn)大氣條件下，裝置的電源輸入回路、交流輸入回路、輸出觸點(diǎn)回路對(duì)地，以及回路之間，

能承受1.2/502的標(biāo)準(zhǔn)雷電波的短時(shí)沖擊電壓試驗(yàn)，開(kāi)路試驗(yàn)電壓5kV。

4.4耐濕熱性能

裝置能承受GB7261第21章規(guī)定的濕熱試驗(yàn)。最高試驗(yàn)溫度+4CTC、最大濕度95%,試驗(yàn)時(shí)間為

48小時(shí)，每一周期歷時(shí)24小時(shí)的交變濕熱試驗(yàn)，在試驗(yàn)結(jié)束前2小時(shí)內(nèi)根據(jù)2.3.1的要求，測(cè)量各導(dǎo)電

電路對(duì)外露非帶電金屬部分及外殼之間、電氣上不聯(lián)系的各回路之間的絕緣電阻不小于1.5M。，介質(zhì)耐

壓強(qiáng)度不低于規(guī)定的介質(zhì)強(qiáng)度試驗(yàn)電壓幅值的75%。

4.5抗電磁干擾性能

4.5.1脈沖干擾

裝置能承受GB6162規(guī)定的干擾試驗(yàn),試驗(yàn)電源頻率為100kHz和1MHz,試驗(yàn)電壓為共模2500V,

差模1000V的衰減振蕩波。試驗(yàn)時(shí)給被試裝置預(yù)先施加電源，按GB6162的表所列臨界條件疊加干擾試

驗(yàn)電壓，裝置不誤動(dòng)、不拒動(dòng)。

4.5.2快速瞬變干擾

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裝置能承受IEC255-22-4標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的IV級(jí)（4KV±10%）快速瞬變干擾試驗(yàn)。

4.5.3靜電放電

裝置能承受IEC255-22-2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的IV級(jí)（空間放電15KV，接觸放電8KV）靜電放電試驗(yàn)。

4.6機(jī)械性能

4.6.1振動(dòng)

裝置能承受GB7261中16.3規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為I級(jí)的振動(dòng)耐久能力試驗(yàn)。

4.6.2沖擊

裝置能承受GB7261中17.5規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為I級(jí)的沖擊耐久能力試驗(yàn)。

4.6.3碰撞

裝置能承受GB7261第18章規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為I級(jí)的沖擊耐久能力試驗(yàn)。

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5保護(hù)原理

5.1發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)

發(fā)電機(jī)差動(dòng)可采用單相差動(dòng)方式。單相差動(dòng)方式：任一相差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作即出口跳閘。這種方式一般另

外配有TA斷線檢測(cè)功能。在TA斷線時(shí)瞬時(shí)閉鎖差動(dòng)保護(hù)，且延時(shí)發(fā)TA斷線信號(hào)。當(dāng)保護(hù)制動(dòng)電流大于

拐點(diǎn)電流值，解除TA斷線閉鎖，即整定段TA斷線不閉鎖差讓。

保護(hù)配有差流越限告警功能，可以選擇差動(dòng)保護(hù)是否經(jīng)二次諧波制動(dòng)（訂貨時(shí)注明）。

比率制動(dòng)原理是傳統(tǒng)保護(hù)原理在數(shù)字保護(hù)上的改進(jìn)。它由二部分組成：無(wú)制動(dòng)部分和比率制動(dòng)部分。

它具有較高的靈敏度和抗TA飽和的能力。

其動(dòng)作方程是：

'葭+/7^第（鼠—，//2—4）+々

<

iN+iT-1q

其中：Ig：一曲線的拐點(diǎn)電流

Iq：一曲線的啟動(dòng)電流

《：一曲線的斜率

1g

圖5-1比率制動(dòng)特性曲線

發(fā)電機(jī)保護(hù)使用說(shuō)明

CT斷線判據(jù):

條件1:突變量啟動(dòng)

條件2:突變必須是負(fù)突變

條件3:一側(cè)突變對(duì)側(cè)無(wú)突變

5.1.1輸入模擬量

1）發(fā)電機(jī)機(jī)端電流IAT、IBT、ICT

2）發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電流IAN、IBN、ICN

正方向：以流入發(fā)電機(jī)為參考正方向

5.1.2保護(hù)的邏輯圖如下

TA斷線告警

動(dòng)作出口

差流越限行警

圖5-2發(fā)電機(jī)差動(dòng)出口邏輯：?jiǎn)蜗嗖顒?dòng)方式

5.1.3定值清單及整定原則

1）定值清單

定值清單

序號(hào)定值名稱單位整定范圍和說(shuō)明

1速斷定值A(chǔ)詳見(jiàn)整定原則

發(fā)電機(jī)保護(hù)使用說(shuō)明

2差動(dòng)定值A(chǔ)及設(shè)置建議

3比例差動(dòng)拐點(diǎn)定值A(chǔ)

4差動(dòng)比例制動(dòng)系數(shù)

解除斷線閉鎖Uf2V

5差流越限定值A(chǔ)

6差流越限延時(shí)定值S

控制字

序號(hào)置1置0

1速新保護(hù)投入速斷保護(hù)退出

2CT斷線檢測(cè)投入CT斷線檢測(cè)退出

3CT斷線不閉鎖差動(dòng)CT斷線閉鎖差動(dòng)

2)整定原則及設(shè)置建議

(a)比例制動(dòng)系數(shù)Kz(曲線斜率)

Kz應(yīng)按躲過(guò)區(qū)外三相短路時(shí)產(chǎn)生的最大暫態(tài)不平衡差流來(lái)整定，通常，對(duì)發(fā)電機(jī)差動(dòng)取Kz=0.3~0.5

(b)啟動(dòng)電流Iq

按躲過(guò)正常工況下最大不平衡差流來(lái)整定。不平衡差流產(chǎn)生的原因：主要是差動(dòng)保護(hù)兩側(cè)TA的變比

誤差，保護(hù)裝置中通道回路的調(diào)整誤差。一般取Iq=(0.3-0.4)Ie

(c)拐點(diǎn)電流Ig

ig的大小，決定保護(hù)開(kāi)始產(chǎn)生制動(dòng)作用的電流大小，建議按躲過(guò)外部故障切除后的暫態(tài)過(guò)程中產(chǎn)生的

最大不平衡差流整定。一般取Ig=(0.5~0.8)Ie

(d)差動(dòng)速斷電流Is

對(duì)于發(fā)電機(jī)的差動(dòng)速斷，其作用相當(dāng)于差動(dòng)高定值，應(yīng)按躲過(guò)區(qū)外三相短路時(shí)產(chǎn)生的最大不平衡差流

來(lái)整定。為可靠，建議：Is=(4~8)Ie

(e)發(fā)電機(jī)的額定電流Ie

le可按下式計(jì)算

發(fā)電機(jī)保護(hù)使用說(shuō)明

k二Pe

y[3UenTcos/

式中Pe:發(fā)電機(jī)額定功率，KW;

Ue:發(fā)電機(jī)額定電壓，KV;

%：差動(dòng)TA變比；cos。：發(fā)電機(jī)的額定功率因數(shù)

(f)差動(dòng)保護(hù)靈敏度校驗(yàn)

按有關(guān)技術(shù)規(guī)程，發(fā)電機(jī)縱差動(dòng)保護(hù)的靈敏度必須滿足機(jī)端兩相金屬性短路時(shí)，差動(dòng)保護(hù)的靈敏系數(shù)

Ksen>2，靈敏系數(shù)Ksen定義為機(jī)端兩相金屬性短路時(shí)，短路電流與差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流之比，Ksen越大，

保護(hù)動(dòng)作越靈敏，可靠性越高。

數(shù)字式保護(hù)必須按規(guī)程要求進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)，因?yàn)橹挥蠯sen滿足要求，才能保證在內(nèi)部故障時(shí)，故

障電流中有各種非周期分量，有TA飽和影響，TA暫態(tài)特性影響等等，保護(hù)可靠動(dòng)作。

Ksen與差動(dòng)保護(hù)的整定值Kz,Iq,Ig都有關(guān)系，特別是Kz的影響最大。一般按本說(shuō)明書的建議取

值時(shí),Ksen能滿足要求。

5.1.4工程應(yīng)用注意事項(xiàng)

TA二次回路開(kāi)路會(huì)引起高電壓的危險(xiǎn)，特別是大型發(fā)電機(jī)姓L為此，建議采用TA斷線不閉鎖差動(dòng)保

護(hù)方案。

5.2發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)

基波零序電壓式定子接地保護(hù)，保護(hù)范圍為由機(jī)端至機(jī)內(nèi)90%左右的定子繞組接地故障。可作小機(jī)

組的定子接地保護(hù)。也可與三次諧波定子接地保護(hù)合用，組成大、中型發(fā)電機(jī)的100%定子接地。

5213U0保護(hù)構(gòu)成原理

保護(hù)接入3Uo電壓,取自發(fā)電機(jī)機(jī)端TV開(kāi)口△繞組兩端或取自發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)單相TV(消弧線圈)的

二次。

發(fā)電機(jī)保護(hù)使用說(shuō)明

動(dòng)作方程3Uo>3Uog，式中3Uo機(jī)端TV開(kāi)口三角電壓或中性點(diǎn)TV（或消弧線圈）二次電壓；3Uog

動(dòng)作電壓整定值。

5.2.2邏輯框圖

當(dāng)零序電壓式定子接地保護(hù)的輸入電壓取自機(jī)端TV開(kāi)口三角行繞組時(shí)，為確保TV一次斷線時(shí)保護(hù)

不誤動(dòng)，需引入TV斷線閉鎖。

3（J0>------------------t/0________—發(fā)彳言或的El'甲J

圖5-33Uo發(fā)電機(jī)定子接地保寧出口邏輯

5.2.3定值清單及整定原則

1）定值清單

定值清單

序號(hào)定值名稱單位整定范圍和說(shuō)明

1定子接地3Uo定值V詳見(jiàn)整定原則

2定子3U。延時(shí)S及設(shè)置建議

控制字

序號(hào)置1B0

1TV斷線閉鎖3U。TV斷線不閉鎖3Uo

2）整定原則及設(shè)置建議

（a）動(dòng)作電壓3Uog

在保護(hù)裝置中，設(shè)置有性能良好的三次諧波濾過(guò)器,因此，3Uog應(yīng)按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)TV開(kāi)口三角

繞組或中性點(diǎn)單相TV可能出現(xiàn)的最大基波零序電壓來(lái)整定。

當(dāng)發(fā)電機(jī)定子引出線不是封閉式母線，而經(jīng)穿墻套管引自室外時(shí),可取10~13Vo

當(dāng)發(fā)電機(jī)出線為封閉母線時(shí)，可取5~10Vo

（b）動(dòng)作延時(shí)

發(fā)電機(jī)保護(hù)使用說(shuō)明

應(yīng)大于主變高壓側(cè)接地短路時(shí)后備保護(hù)最長(zhǎng)動(dòng)作時(shí)間來(lái)整定。若簡(jiǎn)化計(jì)算，一般取6~9秒。

5.2.4發(fā)電機(jī)零序電流式定子接地保護(hù)

零序電流式定子接地保護(hù)，適用于機(jī)端三相出線上套有零序電流互感器的小型發(fā)電機(jī)。該保護(hù)可單獨(dú)

作為發(fā)電機(jī)內(nèi)部定子繞組的定子接地保護(hù)。

5.2.5保護(hù)構(gòu)成原理

保護(hù)接入3Io電流，取自發(fā)電機(jī)機(jī)機(jī)端三相出線上零序電流互感器的二次。

動(dòng)作方程3Io>3Iog,式中31。機(jī)端三相出線上零序電流互感器的二次電流；3Iog動(dòng)作電壓整定值。

5.2.6邏輯框圖

310>t/0__________發(fā)信或跳閘

圖5-4310發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)出口邏輯

5.2.7定值清單及整定原則

3)定值清單

定值清單

序號(hào)定值名稱單位整定范圍和說(shuō)明

1定會(huì)地31。定值A(chǔ)詳見(jiàn)整定原則

2定子3Io延時(shí)S及設(shè)置建議

控制字

序號(hào)置1置。

1310定子接地投入310定子接地退出

4）整定原則及設(shè)置建議

關(guān)于零序電流動(dòng)作值310g的整定，比較煩瑣。主要原因是零序TA無(wú)變比，一次零序電流是通過(guò)TA

的漏磁傳到二次去。

為此，下達(dá)的整定值應(yīng)為發(fā)電機(jī)一次的零序電流。其值應(yīng)參照發(fā)電機(jī)的安全允許接地電流確定，例如

發(fā)電機(jī)保護(hù)使用說(shuō)明

4A或3A。

當(dāng)一次動(dòng)作電流確定后，用長(zhǎng)導(dǎo)線穿過(guò)零序TA通入單相電流進(jìn)行校驗(yàn)。當(dāng)通入電流等于一次整定動(dòng)

作電流時(shí)，觀察界面上顯示的毫安數(shù),將該毫安數(shù)作為定值輸入裝置并固化。

保護(hù)的動(dòng)作延時(shí)可取6~9秒。

53發(fā)電機(jī)過(guò)電壓保護(hù)

5.3.1保護(hù)原理及邏輯框圖

保護(hù)反映發(fā)電機(jī)機(jī)定子電壓。其輸入電壓為機(jī)端TV二次相間電壓（例如Uca）,動(dòng)作經(jīng)延時(shí)切除發(fā)

電機(jī)。其構(gòu)成邏輯框圖如下所示：

“A〉t/Q_______A發(fā)信或跳閘

圖5-5發(fā)電機(jī)過(guò)電壓保護(hù)出口邏輯

5.3.2定值清單及整定原則

1）定值清單

定值清單

序號(hào)定值名稱單位整定范圍和說(shuō)明

1過(guò)電壓定值V詳見(jiàn)整定原則

2過(guò)電壓延時(shí)定值S及設(shè)置建議

2）整定原則及設(shè)置建議

過(guò)電壓保護(hù)的動(dòng)作電壓，應(yīng)根據(jù)發(fā)電機(jī)類型，勵(lì)磁方式，允許過(guò)電壓的能力及定子繞組的絕緣狀況來(lái)

決定。

（a）過(guò)電壓定值

發(fā)電機(jī)保護(hù)使用說(shuō)明

?對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)

Ug=(1.3-1.35)Ue

?對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)

Ug=1.5Ue

?對(duì)于具有可控硅勵(lì)磁的水輪發(fā)電機(jī)

Ug=(13-1.4)Ue

(b)動(dòng)作延時(shí)t可取(0.3~0.5)S

5.4發(fā)電機(jī)靜穩(wěn)失磁保護(hù)

正常運(yùn)行時(shí)，若用阻抗復(fù)平面表示機(jī)端測(cè)量阻抗，則阻抗的軌跡在第一象限(滯相運(yùn)行)或第四象限

(進(jìn)相運(yùn)行)內(nèi)。發(fā)電機(jī)失磁后，機(jī)端測(cè)量阻抗的軌跡將沿著等有功阻抗圓進(jìn)入異步阻抗圓內(nèi)。

5.4.1保護(hù)原理

阻抗型失磁網(wǎng)戶，通常由阻抗判據(jù)(Zg<)、轉(zhuǎn)子低％壓判據(jù)(Vfd<)構(gòu)成。

保護(hù)輸入量有：機(jī)端三相電壓、發(fā)電機(jī)三相電流、主變高壓側(cè)三相電壓、轉(zhuǎn)子直流電壓。

1)異步邊界阻抗圓判據(jù)

失磁發(fā)電機(jī)的機(jī)端阻抗最終軌跡一定進(jìn)入右圖所示的小圓中，該圓稱為異步邊界阻抗圓，圖中：

2

Av1U*①

X=4代g〃

L2Sgn*

U2

XX~-

hdq*

久〃nv

圖5-6阻抗圓

發(fā)電機(jī)保護(hù)使用說(shuō)明

式中，Xd,Xd為發(fā)電機(jī)暫態(tài)電抗和同步電抗表么值；Ugn,Sgn為發(fā)電機(jī)額定電壓和額定視在功率；

x+x

%，久為電流互感器和電壓互感器變比。因此，異步邊界阻抗圓圓心定值為，半徑定值為

X-X

2)轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)

由于轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)中動(dòng)作電壓與發(fā)電機(jī)有功有關(guān)，故又稱Vfd-P判據(jù)。其動(dòng)作方程為:

Vfd<Vfdl

Vfd<Kfd[P-Pt)

式中,Vfd轉(zhuǎn)子電壓計(jì)算值；

p發(fā)電機(jī)的有功功率計(jì)算值；

s“發(fā)電機(jī)二次額定視在功率

Vfdl、Kfd、Pt保護(hù)整定值，見(jiàn)定值清單。

轉(zhuǎn)子｛氐電壓動(dòng)作特性如下：

汽輪機(jī)Pt=O

O

P,P

發(fā)電機(jī)保護(hù)使用說(shuō)明

圖5-7轉(zhuǎn)子｛氐電壓動(dòng)作特性

5.4.2邏輯框圖

圖5—8發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)基本邏輯框圖

注：tn是程序內(nèi)部延時(shí)，固定取1.5s

DtJUffiPT畸判據(jù)

元素1:三相無(wú)壓(Ua<8V&&Ub<8V&&UC<8V)

元素2:任一相有流(Ia>0.25A||Ia>0.25A||Ia>0.25A)

元素3:負(fù)序電流

元素4:正序電流

元素5:負(fù)序電壓

發(fā)電機(jī)保護(hù)使用說(shuō)明

元素6:正序電壓

三相斷線:三相無(wú)壓且任一相有流。

一相或兩項(xiàng)斷線：（有負(fù)序電壓＞10V）&&（正序電壓＞0.8x負(fù)序電壓值）&&（負(fù)序電流＜025A）&&（正

序電流＞0.25A）

不管是幾相斷線，保護(hù)裝置都報(bào)機(jī)端PT斷線，并點(diǎn)相應(yīng)信號(hào)燈。

5.43定值清單及整定原則

1）定值清單

定值清單

序號(hào)定值名稱單位整定范圍和說(shuō)明

1阻抗啟動(dòng)電流定值A(chǔ)

2阻抗圓心-XcQ

3阻抗半徑RcQ

詳見(jiàn)整定原則

4轉(zhuǎn)不氐電壓VfdV

5轉(zhuǎn)子低電壓系數(shù)Kfd及設(shè)置建議

6反應(yīng)功率PfMW

7失磁延時(shí)tl定值S

8失磁延時(shí)t2定值S

2）整定原則及設(shè)置建議

（a）系統(tǒng)低電壓動(dòng)作定值

按發(fā)電機(jī)失磁后不破壞系統(tǒng)穩(wěn)定來(lái)整定。通常

Uhl=（0.85~Q9）U北

式中系統(tǒng)母線額定電壓（TV二次值）。

（b）阻抗圓圓心Xc

發(fā)電機(jī)保護(hù)使用說(shuō)明

Y_X,+X，

（c）阻抗圓半徑Xr

X,二2^

,2

式中x“，x〃見(jiàn)阻抗判據(jù)里的說(shuō)明。

（d）轉(zhuǎn)子f氐電壓系數(shù)Kfd

（e）發(fā)電機(jī)反應(yīng)功率Pt（也稱凸極功率）

式中乂譚=Xd+Xs,（表么值）；

Xqz=Xg+X,，（表么值）;

Xd.Xq發(fā)電機(jī)d軸和q軸的電抗表么值。

5.5發(fā)電機(jī)定時(shí)限負(fù)序過(guò)流保護(hù)（轉(zhuǎn)子表層過(guò)負(fù)荷保護(hù)）

5.5.1保護(hù)原理及邏輯框圖

保護(hù)接入發(fā)電機(jī)三相電流（TA二次值）。當(dāng)負(fù)序電流大于整定值時(shí)，負(fù)序電流保護(hù)動(dòng)作，經(jīng)延時(shí)切

除發(fā)電機(jī)。

電流取自發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)（或機(jī)端）TA。

保護(hù)的邏輯框圖如下：

發(fā)電機(jī)保護(hù)使用說(shuō)明

圖5-9發(fā)電機(jī)負(fù)序過(guò)流保護(hù)出口邏輯

5.5.2定值清單及整定原則

1）定值清單

定值清單

序號(hào)定值名稱單位整定范圍和說(shuō)明

1負(fù)序過(guò)流定值A(chǔ)

詳見(jiàn)整定原則

2負(fù)序過(guò)流延時(shí)tlS

及設(shè)置建議

3負(fù)序過(guò)流延時(shí)t2S

2）整定原則及設(shè)置建議

定時(shí)限負(fù)序電流整定值的計(jì)算。按躲過(guò)發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行允許的負(fù)序電流計(jì)算，即

式中可靠系數(shù)，一般取七,=1.05

返回系數(shù)，（微機(jī)保護(hù)一般取Kre=0.95）

發(fā)電機(jī)額定二次電流

動(dòng)作時(shí)間：負(fù)序過(guò)流動(dòng)作延時(shí)應(yīng)與相鄰設(shè)備不對(duì)稱短路后備保護(hù)相配合。

5.6發(fā)電機(jī)過(guò)負(fù)荷保護(hù)

5.6.1保護(hù)原理及邏輯框圖

保護(hù)反映發(fā)電機(jī)定子電流的大小，電流取自發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)（或機(jī)端）TA二;欠的某一相（如B相）電流，或

者為三相電流。

發(fā)電機(jī)保護(hù)使用說(shuō)明

出口方式:可發(fā)信或跳閘(訂貨時(shí)需注明)，邏輯框圖如下:

圖5-10發(fā)電機(jī)過(guò)負(fù)荷保護(hù)出口邏輯

5.6.2定值清單及整定原則

1)定值清單

定值清單

序號(hào)定值名稱單位整定范圍和說(shuō)明

1過(guò)負(fù)荷電流定值A(chǔ)詳見(jiàn)整定原則

2過(guò)負(fù)荷延時(shí)TS及設(shè)置建議

2)整定原則及設(shè)置建議

(a)過(guò)負(fù)荷電流整定值/，按躲過(guò)發(fā)電機(jī)的額定電流來(lái)整定，即

『K.J/095

式中Knl可靠系數(shù)，一般取X1.05

Ie發(fā)電機(jī)額定電流(TA二次值)

通常(1.05~1.1)Ie

(b)動(dòng)作延時(shí)t

通常t取6~9秒。

5.7發(fā)電機(jī)疊加直流式轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)

5.7.1保護(hù)原理及邏輯框圖

采用新型的疊加直流方法,疊加源電壓為50V,內(nèi)阻大于50kQ.利用微機(jī)智能化測(cè)量克服了傳統(tǒng)保

護(hù)中繞組正負(fù)極靈敏度不均勻的缺點(diǎn)，能準(zhǔn)確計(jì)算出轉(zhuǎn)子對(duì)地的絕緣電阻值，范圍可達(dá)200kQ。轉(zhuǎn)子分

布電容對(duì)測(cè)量無(wú)影響。電機(jī)起動(dòng)過(guò)程中轉(zhuǎn)子無(wú)電壓時(shí)保護(hù)并不失去作用。

發(fā)電機(jī)保護(hù)使用說(shuō)明

保護(hù)引入轉(zhuǎn)子負(fù)極與大軸接地線，可以發(fā)信或跳閘(訂貨時(shí)需注明)。

邏輯框圖如下：

圖5-11發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)出口邏輯

5.7.2定值清單及整定原則

1)定值清單

定值清單

序號(hào)定值名稱單位整定范圍和說(shuō)明

1轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地RfKQ詳見(jiàn)整定原則及

2轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地延時(shí)S設(shè)置建議

2)整定原則及設(shè)置建議

(a)接地電阻Rf:當(dāng)轉(zhuǎn)子對(duì)地絕緣電阻大幅度降低時(shí)，發(fā)出信號(hào)。Rf?(10-20)K是適宜的。

(b)動(dòng)作時(shí)間t

t建議取9秒。

5.8發(fā)電機(jī)諧波序電壓式轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)

5.8.1保護(hù)原理及邏輯框圖

當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組兩點(diǎn)接地時(shí)，其氣隙磁場(chǎng)將發(fā)生畸變，在定子繞組中將產(chǎn)生二次諧波負(fù)序分量電勢(shì)。

轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)即反映定子電壓中二次諧波"負(fù)序”分量。

在轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作后，自動(dòng)投入轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)。轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)的邏輯框圖如下：

發(fā)電機(jī)保護(hù)使用說(shuō)明

圖5-12發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)出口邏輯

5.8.2定值清單及整定原則

1）定值清單

定值清單

序號(hào)定值名稱單位整定范圍和說(shuō)明

1轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地U2wgV詳見(jiàn)整定原則及

2轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地延時(shí)S設(shè)置建議

2）整定原則及設(shè)置建議

（a）二次諧波電壓動(dòng)作值可按下式整定

U.二K加2的4

式中Krel可靠系數(shù)，取8?10;

U2w2He6發(fā)電機(jī)額定工況下測(cè)得最大的二次諧波負(fù)序電壓，一般為0.1~0.2。

（b）動(dòng)作延時(shí)t,可取0.5~L0秒，以防外部故障暫態(tài)過(guò)程中保護(hù)誤動(dòng)。

5.9發(fā)電機(jī)頻率異常保護(hù)

汽輪機(jī)葉片有自己的自振頻率。并網(wǎng)運(yùn)行的發(fā)電機(jī),當(dāng)系統(tǒng)頻率異常時(shí)，汽鴕機(jī)葉片可能產(chǎn)生均^,

從而使葉片發(fā)生疲勞,長(zhǎng)久下去可能損壞汽輪機(jī)的葉片。

發(fā)電機(jī)頻率異常保護(hù)，是保護(hù)汽輪機(jī)安全的。

5.9.1保護(hù)原理及邏輯框圖

保護(hù)接入機(jī)端TV（或系統(tǒng)端TV）,反應(yīng)發(fā)電機(jī)低頻或過(guò)頻，配置一段一時(shí)限。過(guò)頻保護(hù)需判有流。

邏短框圖如下：/互（工）/zdl----------t1/0-----------------------?

發(fā)信/跳閘

圖5—13頻率保護(hù)邏輯圖

發(fā)電機(jī)保護(hù)使用說(shuō)明

5.9.2定值清單及整定原則

1：'定值清單

定值清單

序號(hào)定值名稱單位整定范圍和說(shuō)明

1低電壓閉鎖頻率V

2低頻定值Hz詳見(jiàn)整定原則及

3頻率滑差閉鎖定值Hz/s設(shè)置建議

4頻率保護(hù)延時(shí)定值S

2;整定原則及設(shè)置建議

目前，電力系統(tǒng)中的裝機(jī)容量越來(lái)越大，各系統(tǒng)之間的聯(lián)系越來(lái)越緊密。長(zhǎng)期低頻或者過(guò)頻運(yùn)行的可

能性幾乎為零。因此，當(dāng)頻率異常保護(hù)作用于切除發(fā)電機(jī)時(shí)，其頻率及出口時(shí)間應(yīng)與低頻減載或者高周切

機(jī)裝置配合。

頻率的取值及出口時(shí)間，應(yīng)根據(jù)汽輪機(jī)制造廠提供的數(shù)據(jù)乘以可靠系數(shù)進(jìn)行整定。

工程應(yīng)用時(shí)，根據(jù)實(shí)際需要選擇過(guò)頻保護(hù)或者低頻保護(hù)。

5.10發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)

并網(wǎng)運(yùn)行的汽輪發(fā)電機(jī)，在主汽門關(guān)閉后，便作為同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。但從電網(wǎng)中吸收有功，拖著汽輪

機(jī)旋轉(zhuǎn)。由于汽缸中充滿蒸汽，它與汽輪機(jī)葉片磨擦產(chǎn)生熱，使汽輪機(jī)葉片過(guò)熱。長(zhǎng)期運(yùn)行，損壞汽輪機(jī)

葉片。

5.10.1保護(hù)原理及邏輯框圖

逆功率保護(hù)的輸入量為機(jī)端TV二次三相電壓及發(fā)電機(jī)TA二次三相電流。當(dāng)發(fā)電機(jī)吸收有功功率時(shí)

動(dòng)乍。出口方式：可發(fā)信或跳閘

邏輯框圖如下：

發(fā)信或跳閘

P<-PNG.zdlU/0

發(fā)電機(jī)保護(hù)使用說(shuō)明

圖5-14逆功率保護(hù)邏輯圖

5.10.2定值清單及整定原則

1）定值清單

定值清單

序號(hào)定值名稱單位整定范圍和說(shuō)明

1逆功率保護(hù)-P定值MW詳見(jiàn)整定原則及

2逆功率延時(shí)定值S設(shè)置建議

控制字

序號(hào)B1BO

1TV斷線閉鎖逆功率TV斷線不閉鎖逆功率

2）整定原則及設(shè)置建議

（a）功率動(dòng)作整定值

應(yīng)保證汽輪機(jī)主汽門關(guān)閉后逆功率保護(hù)能可靠動(dòng)作。通常

PE=-（1%~5%?.，（Pe發(fā)電機(jī)二次額定功率）

（b）動(dòng)作延時(shí)定值

逆功率保護(hù)出口延時(shí)，應(yīng)按汽輪機(jī)葉片運(yùn)行過(guò)熱時(shí)間的條件來(lái)整定。

5.11發(fā)電機(jī)復(fù)合過(guò)流（記憶過(guò)流）保護(hù)

發(fā)電機(jī)復(fù)壓過(guò)流保護(hù)主要作為發(fā)電機(jī)相間短路的后備保護(hù)。當(dāng)發(fā)電機(jī)為自并勵(lì)方式時(shí)，過(guò)流元件應(yīng)有

電流記憶功能。

5.11.1保護(hù)原理及邏輯框圖

發(fā)電機(jī)復(fù)壓過(guò)流保護(hù)的輸入量為機(jī)端TV二次電壓及發(fā)電機(jī)TA二次三相電流。

發(fā)電機(jī)保護(hù)使用說(shuō)明

U&C<UR

公式：\u2>u2g

邏輯框圖如下：

圖5-15發(fā)電機(jī)復(fù)合電壓過(guò)流保護(hù)邏輯圖

5.11.2定值清單及整定原則

1）定值清單

定值清單

序號(hào)定值名稱單位整定范圍和說(shuō)明

1低電壓定值V

2負(fù)序電壓定值V

3過(guò)流1定值A(chǔ)詳見(jiàn)整定原則及

復(fù)壓過(guò)流延時(shí)tl定值設(shè)置建議

4過(guò)流2定值S

5復(fù)壓過(guò)流延時(shí)t2定值S

控制字

序號(hào)置1置0

1復(fù)合電壓投入復(fù)合電壓退出

2TV斷線閉鎖復(fù)壓PT斷線不閉鎖復(fù)壓

2）整定原則及設(shè)置建議

發(fā)電機(jī)保護(hù)使用說(shuō)明

(a)過(guò)流定值。

動(dòng)作電流/,應(yīng)按躲過(guò)正常