CSC-300F 数字式发电机变压器组保护装置说明书

CSC-300F数字式发电机变压器组保护装置说明书CSC-300F数字式发电机变压器组保护装置说明书版本号：V2.00文件代号：出版日期：2024年3月版权所有：北京四方继保工程技术有限公司北京四方继保自动化股份温馨提示：本公司保留对该说明书的解释权和修改权。如果产品与说明书有不符之处，请您以服务热线：400-036-1515邮箱：khfw@传真：010-62981)本说明书适用于CSC-300F数字式发电机变压器组保护装置V2.00及以上兼容版4)请使用合格的测试仪器和设备对装置7)本产品报废时含铅及电路板等危险废物，需参照《中华人民共和国固体废物污I 1 1 1 1 4 9 9 9 7 7 7 7 7 7 8 8 25 43 44 73 1设计思想，适用于各种容量等级、各种类型的发电机变压器（包括发电机变压器组、发电机、调相中，CSC-306为发电机/调相机和励磁保护装压厂用变压器保护装置，CSC-316B为起装置，该装置最大包含一套完整的发电机、励磁机/励磁装置保护的配置和实现方式完全符合最新版《继电保护和安全自动装置技术规程》中对发电机和变压器保护的要求，简化了继电保护装置的定值及运行方式的控制字，同时整定方法简装置体现了“加强主保护、简化后备保护”的原则。自动设置的辅助定值，自动整定值，使用户需要整定的保护定值减到最少，发挥微机继电保护的优越性，减少定值整定计算装置的软件模块化设计，各功能可灵活配置，以满足用户装置采用DSP和MCU合一的32位单片机，高性能的硬件体系保证了装置对所有继电器进装置的保护功能与人机界面、通信功能完全分开，提高了装置的可靠性，并使装置更便于装置的继电器检测采用了新方法，可以检测到继电器励磁回路线圈的完好性和监视出口触装置的开入回路检测采用了新方法，开入状态经两路光隔同时采集后判断，提高了判断的2采用大液晶显示，装置实时显示的差动电流、单元电流、单元电压、频率、压板状态、定装置具有良好的中/英文视窗界面，使得保护信息、历史操作信息一目装置采用全新的前插拔组合结构，强弱电回路分开，弱电回路采用背板总线方式，强电回装置的交流回路采用组合型的交流电流/电压器混装、可按需要组合及互换的优点。该连接器有防误插、防触电、交流回路短接等功能。接装置可以提供发电机纵差保护、裂相横差保护、不完全差动保护、励磁变或励磁机差动保护、主变压器差动保护、高压厂用变压器差动保护、发变组差动保护、电缆差动保护等8)采样值差动和稳态量差动相结合的综合智能发电机差动变压器差动保护提供两种识别励磁涌流的方法，即二次谐波原理和基于模糊识别的波形判制动电流采用新的计算方法，将多侧差动等效为两侧电流的制动电流计算方法，保证区外软件自动调整因Y/Δ联结方式带来的各侧二次电流相动能力。通过识别差动电流和制动电流的变化轨迹重情况，智能地调整保护的出口时间，同时将采样值差动和稳态量差动相结合，提高了保护可方案，使得区外故障引起的饱和能可靠闭锁差动保护，同时区内严重故障时又能使保护快速出装置提供三种原理的匝间保护功能，分别为高灵敏的单元件横差保护，容错复判型负序方3向闭锁纵向零序电压匝间保护，故障分量启动、稳态量保持的负序方向匝间保护。可根据用户采用零点滤波叠加傅氏滤波算法，使得单元件横差和纵向零序电压匝间保护的三次谐波滤负序方向闭锁的纵向零序电压保护方案，以纵向零序电压作为主判据，负序电流、负序电装置设置有单元件横差零序电流回路和纵向零序电压回路异常监稳态分量的负序方向元件作为保持量，既提高了保护的灵敏度，也提高了装置将动态调整式三次谐波电压差动保护和三次谐波电压比保护方案有机结合。三次谐波比保护自动适应并网前后发电机机端和中性点三次谐波电压间的比例关系，确保三次谐波电压装置的转子一点接地保护采用改进的“乒乓式”原理和高精度护的可靠性。该保护能自动跟踪励磁电压，灵敏度高且与接地点位置无关。即使在轴电刷接触采用反应发电机测量阻抗变化的多直线遮挡器原理作为主判据，有功变化作为辅助判据，能正确区分短路和失步，确保在发生可恢复性的振荡时失步保护不误动，并能在检测出失步且根据需要，装置可保存故障处理过程中任何运行的中可以对保护动作行为作出跳闸结果静态特性分析，并可以看到故障动态发展过程中保护行为的4装置能够支持IEC61850标准通信，可以提供符合IEC61850要求的通信规约和四方公司CSC2000规约，并可共享网络打印机。装置软件设计结合发电机变压器保护的特点采用标准化、模块化设计，针对不同场合的需求，可实现不必改变程序，对软件功能进行重新配置，定值项自适应改变，即真正的软件功能装置的后备保护功能多样，提供有各种过流保护（包括复压过流、方向过流、低压过流、装置的跳闸出口采用灵活的配置方式，以满足各种发高厂变3分支的电气量保护，典型配置见表1。该保现场需求，通过控制字整定和保护功能压板投入或退出发电机123452段2时限67895励磁机/励磁变保护主变保护6高厂变保护2#高厂变差动保护2#高厂变高速断过流保护2#高厂变高过流保护A分支速断过流保护B分支速断过流保护A分支过流保护B分支过流保护2#高厂变启动通风2#高厂变过负荷2#高厂变闭锁调压TA异常检测TV异常检测该保护功能配置为最大化配置，用户使用时可根据现场需求，通过控制字整定和保护功能压板投入7123452段2时限678982#高厂变差动保护2#高厂变高速断过流保护2#高厂变高过流保护A分支速断过流保护B分支速断过流保护A分支过流保护B分支过流保护2#高厂变启动通风2#高厂变过负荷2#高厂变闭锁调压TA异常判别TV异常判别9高压侧断路器辅助保护有：非全相保护、失灵启动、断口闪络保护等。提供有断路器辅助保护功能。另外高压侧断路器辅助保护也可由专门的断路器辅助保护装置实现，非电量保护包括变压器轻瓦斯、重瓦斯、油位、油温、绕组温度、压力释放、冷却器故障、冷非电量保护由专门的非电量保护装置实现。因此，此部分内容不在本说明书中介绍，相关内容请参阅四方公司的本体保护装置说明书。CSC-300 设计序号 发电机变压器组保护装置四方产品专用代号2)按照CSC-306发电机保护和CSC-316变压器保护装置进行组屏设计，详细内容参见72.技术条件1)环境温度：-10℃~+55℃;辐射电磁场抗扰度A级，4kV81)直流电源回路：当正常工作时，不大于31)相电流变换器：线性范围为0.08In～20In；4)100V零序电压变换器：线性范围为0.4V~100V；5)300V零序电压变换器：线性范围为3V~300V。注：In为装置TA的额定电流，以下同。1)差动速断电流整定范围：3.0Ie~15.0Ie，整定值允差±2.5%；2)比率制动动作电流整定范围：0.1Ie~1.0Ie，整定值允差±5%或±0.02In；3)拐点电流整定范围：0.5Ie~1.0Ie；4)比率制动系数或斜率整定范围：0.3~1.0；95)差动速断保护的动作时间（1.5倍整定值时）不大于20ms；注2：Ie为发电机或变压器或励磁回路的二次额定电流，以下同。1)比率制动动作电流整定范围：0.1Ie~2.0Ie，整定值允差±5%或±0.02In；2)拐点电流整定范围：0.3Ie~1.0Ie；3)比率制动斜率整定范围：0.3~1.0；：，2)比率制动动作电流整定范围：0.1Ife~2.0Ife，整定值允差±5%或±0.02In；3)比率制动系数整定范围：0.3~1.04)比率制动动作时间（2倍整定注：Ife为励磁机二次额定电流，以下同。1)差动速断电流整定范围：3.0Ie~15.0Ie，整定值允差±2.5%；2)比率制动动作电流整定范围：0.2Ie~1.0Ie，整定值允差±5%或±0.02In；3)比率制动斜率整定范围：0.3~0.7；1)零差保护动作电流整定范围：0.08In~2.0In，整定值允差±3%或±0.02In；2)零差制动斜率整定范围：0.2～0.95；3)零差保护动作时间（2倍整定电流时）不超过整定值的±1%或40ms。1)比率制动系数整定范围为0.3~0.7，一般取2)差动保护最小动作电流整定范围：0.2Ie~1.0Ie，整定值允差±5%或±0.02In；b)电流整定范围：0.1In～10In，整定值允差±2.5%或±0.02In；c)电流返回系数不小于0.95；e)转子一点接地未动作时，保b)负序方向最大灵敏角：82.5°±5°;c)负序方向动作范围：0°~165°;d)零序电压整定范围：1.0V～100V，整定值允差±2.5%或±0.05V；f)高定值段零序电压整定范围：3.0V～100V，整定值允差±2.5%或±0.a)负序电流的故障分量整定范围：0.02Ie～1Ie；b)负序电压的故障分量整定范d)稳态量保持最大灵敏角：82.5°±5°;e)负序方向动作范围：0°~165°;f)在最大灵敏角下测量保护动作时间不大于200ms。d)延时整定范围：0.1s～10s，允差（1.5倍整定值时）不大于±1a)自调整三次谐波电压制动系数整定范围：0.2～20，整b)三次谐波电压比整定范围：0.5～2，整定值允差±5%；a)接地电阻整定范围：0.1～50kΩ,整定值允差±5%或折算到二次值偏差±2Ω;b)零序电流整定范围：0～6A，整定值允a)电阻定值整定范围：0.5kΩ~50kΩ,整定值允差±10%或±0.5kΩ;b)延时整定范围：1.0s～30s，允差（0.8倍整定值时）不超过±1%整定值或±1s。a)定子正序二次谐波电压整定范围：0.5b)延时整定范围：0.1s～30s，允差（1.2倍整定值时）不超过±1%整定值或±40a)电流整定范围：1.0Ie~10.0Ie，电流整定值允差±2.5%；b)起动电流整定值范围：1.0Ie~2.0Ie，整定值允差±2.5%；f)反时限动作时间：动作值与计算值误差不大于±5%或±25ms。a)负序电流整定范围：0.05Ie~1.0Ie，整定值允差±5%或±0.02In；b)长期允许负序电流定值整定范围：0.05～0.5，整定值允差±5%；e)反时限动作时间：动作值与计算值a)转子电流整定范围：1.0I～2.0I，其中I为励磁机Ife或励磁变ITfe。电流整定值允差±2.5%；c)反时限动作时间：动作值与计算值误3)动作延时整定范围：0.1s～30s，允差（1.2倍整定值时）不超过±1%整定值或b)基准电压整定范围：80V～120V（发电机/主变c)过励磁倍数整定范围：1.0～1.6，整定值b)基准电压整定范围：80V～120V（发电机/主变d)反时限各点过励磁倍数整定范围：1.0～1.6，整定值允差±2.5%；f)反时限段延时允差须满足以下条件：保护固有时间不大于3.5倍电气周期，或者比较7)延时整定范围：0.1s～30s，允差不超过±1%整定值或±40ms。8)长延时定值范围：0.1～2000s，允差不超过±1%整定值或±40ms。2)失步保护电阻边界和变压器电抗整定范围：0～100Ω,电阻和电抗定值允差±5%或±0.1Ω;1)整定范围1.0%～50%）PGe；3)电流定值整定范围：0.1In~5.0In，整定值允差±2.5%；4)过电压定值整定范围：100V～150V，整定值允差±2.5%或±0.1V；5)过频定值整定范围：50Hz～55Hz，整定值允差±0.02Hz；2)低频保护频率整定范围：45Hz～49.99Hz，整定值允差±0.02Hz；3)过频保护频率整定范围：50.01Hz～55Hz，整定值允差±0.02Hz；4)连续低频或过频保护延时整定范围：1s～6000s；1)电流整定范围：0.2Ie~1.0Ie，整定值允差±5％或±0.02In；2)延时整定范围0.02～0.2s，允差（1.5倍整定值时）不大于±1%整定值或±40ms。1)零序电压整定范围：5V～50V，整定值允差±2.5%；2)延时整定范围：0.1s～30s，允差（1.2倍整定值时）不超过±1%整定值或±73)差动电流整定范围：0.2Ie~1.0Ie，整定值允差±5%或±0.02In；4)差动固有延时不大于70ms。a)电流整定范围：0.5Ie~15.0Ie，整定值允差±2.5%或±0.02In；b)低电压整定范围：10V～100V，整定值允差±2.5%；a)低电压闭锁过电流技术条件同2b)负序电流整定范围：0.1Ie~5.0Ie，整定值允差±2.5%或±0.02In；3)精确工作电流不大于0.1In；4)延时整定范围：0.1s～30s，允差（0.8倍整定值时）不超过±1%整定值或±401)零序电流整定范围：0.1In~20.0In，整定值允差±3%或±0.02In；3)延时整定范围：0.1s～30s，允差（1.2倍整定值时）不超过±1%整1)间隙零流整定范围：0.1In~20.0In，整定值允差±3%或±0.02In；3)延时整定范围：0.1s～30s，允差（1.2倍整定值时）不超过±1%整1)零序电压整定范围：150V～300V（3)延时整定范围：0.1s～30s，允差（1.2倍整定值时）不超过±1%整1)零序电流整定范围：0.1In~20.0In，整定值允差±3%或±0.02In；4)延时整定范围：0.1s～31)电流整定范围：0.1In~20.0In，整定值允差±3%或±0.02In；4)延时整定范围：0s～30s，允差（1.2倍整定值时）不超过±1%整定值或±40ms。1)电流整定范围：0.08In~20.0In；2)延时整定范围：0.1s～30s，允差（1.2倍整定值时）不超过±1%整定值或±41)电流整定范围：0.08In~20.0In；2)延时整定范围：0s～30s，允差（1.2倍整定值时）不超过±1%整定值或±40ms；1)电流整定范围：0.08In~20.0In；3)延时整定范围：0s～30s，允差（1.2倍整定值时）不超过±1%整定值或±40ms；1)电流定值整定范围：0.05In~5.0In，整定值允差±2.5%或±0.02In；3)过频定值整定范围：50.02Hz～55Hz，整定值允差±0.02Hz；4)延时整定范围：0.05s～5s，允差（1.2倍整定值时）不超过±1%整定值或±60ms；2)延时整定范围：0.1s～30s，允差不超过±1%整定值或±40ms。1)电流整定范围：0.1In~20.0In，整定值允差±3%或±0.02In；3.保护原理和逻辑框图纵差比率差动保护有两种方案可选，即比率制动系数的纵差保护和比率制动斜率的纵差保护方方案一：比率制动系数的纵差保护，动作方式中：Idz、Izd分别为差动电流和制动电流，对应的计算公式见式（2ICD为差动电流起始值，Kres为制动系数。式中：T、N分别为发电机机端和中性点的电流相量，均以指向系统为正。+ICD式中：KID为比率制动斜率，IB为拐点电流值，其它量意义与方案一相同。Idz>ISD为了防止一点在区内、一点区外的两点接地故障，还设有机端负序电压元件。在差动保护为了提高保护的可靠性，在稳态量差动判别的基础上，增加采样值差动作为辅助判据。装当中性点侧引入部分分支时，发电机完全纵差保护就构成了不完全差动保护，此时采用单相出口方式，并选用比率制动斜率的纵差保护方案。当采用不完全差动时，机端和中性点侧仍动作区动作区ICDIBIzdIdz差动速断比率差动制动区ISD发电机完全纵差保护逻辑框图如图3，不完全纵差保护逻辑框图如图4。AA相比率差动动作B相比率差动动作C相比率差动动作负序电压>8V最大线电压<8V纵差比率差动投入5)只有一相差动动作且发生TA异常A相比率差动动作B相比率差动动作C相比率差动动作TA异常最大相差流大于1.2ITA异常闭锁单相差动保护控制字投入TA异常纵差比率差动投入1)差流越限A相差流越限B相差流越限C相差流越限纵差差动速断投入或纵差比率差动投入2)差动速断A相差动速断动作B相差动速断动作C相差动速断动作纵差差动速断投入纵差比率差动纵差比率差动A相比率差动动作B相比率差动动作C相比率差动动作纵差比率差动投入&纵差差流越限纵差差动速断纵差比率差动&&4)只有一相差动动作且有负序电压大或三相电压低（一点区内一点区外单相比率制动差动）&&3)两相及三相比率制动差动&&&只有相动作只有相动作&&1)1)不完全差动A相不完全差动动作B相不完全差动动作C相不完全差动动作TA异常闭锁不完全差动保护投入TA异常不完全差动保护投入2)不完全差动差流越限A相差流越限B相差流越限C相差流越限不完全差动保护投入&&&最大相差流大于1.2Ie不完全纵差差流越限不完全差动出口5sa)最小动作电流定值ICD：最小动作电流ICD按躲过发电机额定工况下差动保护差动回路中的最大不平衡电流整定。一般地，ICD=(0.2~0.3)IGe，通常整定为0.3IGe，IGe为发电机二次额定电流。b)差动特性比率制动系数Kres：Kres=KrelKapKccKer。其中，Krel为可靠系数取1.5，Kap为非周期分量系数取2.0，Kcc为同型系数取1.0，Ker为电流互感器比误差取0.1，通常为安全可靠Kres=0.3。按照上述原则整定的比率制动系数特性的差动保护，当发电机机端两相金属性短路时，差a)最小动作电流定值ICD：ICD建议整定为0.3IGe。如果为不完全纵差，或两侧TA特性不一致时整定为0.4IGe。b)拐点电流定值IB：完全纵差保护通常可整定IB=(0.8~1.0)IGe。不完全纵差保护通常可整定IB=(0.5~0.8)IGe。c)差动特性比率制动斜率KID：对于比率制动的纵差保护差动特性斜率KID的整定及灵敏度校验参考《大型发电机变通常对于发电机完全纵差，KID整定为0.3～0.5；KID整定为0.5。按躲过机组非同期合闸产生的最大不平衡电流整定，对大型机组，一般取ISD=(3~5)IGe，建议取4IGe。当采用不完全纵差保护时，机端和中性点电流互感器仍可采用同型号、同变比的，由软件引入平衡发电机裂相横差保护作为内部相间和匝间短路故障的主保护，就是将一台发电机每相定子绕组当这两组电流互感器变比不同时可通过软件调整平衡。裂相横差保护采用比率制动原理和单相差动动作出口方式。裂相横差两个中性点的电流都以机端侧相电流作1)保护范围不同：发电机完全纵差保护主要反应内部相间短路故障而不反应匝间故障，而裂相横差保护既反应内部相间短路故障，也反应匝间故障。但是，经过理论分析，对于相间2)定值整定不同：发电机完全纵差保护的运行条件要好于裂相横差保护，裂相横差整定的差3)电流互感器装设的依据不同：对于不同机组，无需特殊的理论分析，只需取机端和中性点侧两组全电流即可构成完全纵差保护，电流互感器装设位置固定。对于多分支的发电机尤其是水轮发电机来说，裂相横差保护电流互感器的安装位置（即两侧所取的分支数）必须1)裂相横差比率差动AA相裂相横差动作B相裂相横差动作C相裂相横差动作TA异常闭锁裂相横差保护投入TA异常最大相差流大于1.2I裂相横差保护投入2)裂相横差差流越限A相裂相横差差流越限B相裂相横差差流越限C相裂相横差差流越限裂相横差保护投入&&裂相横差保护出口裂相横差差流越限&5s误差所造成的不平衡电流；由于定子与转子间气隙不同，使得各分支定子绕组也不相同所造成通常ICD整定为（0.3～0.5）IGe，一般可整定为0.4IGe。2)拐点电流定值IB：为躲过发电机失磁失步运行时由于转子偏心产生的不平衡差动电流，IB=(0.3~0.6)IGe。为躲过区外故障时产生的最大暂态差流，建议整定为0.5。裂相横差保护的灵敏度须经过专用的内部故障分析软件励磁机差动保护采用比率制动系数的差动原理（动作特性图如图6单相出口方式，电流式中：Idz、Izd分别为差动电流和制动电流，ICD为差动电流起始值，Kres为制动系数。其中其中：fT、fN分别为励磁机机端和中性点侧的电流相量，均以指向系统为正。Idz>ISD动作区动作区ICDIBIzdIdz差动速断比率差动制动区ISD1)励磁机差动速断A相差动速断动BA相差动速断动B相差动速断动C相差动速断动最大相差流大于1.2倍TA二次额定电流励磁机A相差动动作励磁机B相差动动作励磁机C相差动动作2)励磁机比率差动励磁比率差动投入TA异常励磁差动速断投入励磁比率差动出口&&&励磁差动速断出口作作作&励磁差动差流越限&励磁差动差流越限励磁机A相差流越限励磁机B相差流越限励磁机C相差流越限磁比率差动投入按躲过机组非同期合闸产生的最大不平衡电流整定，一般取ISD=(3~5)IGe。2)最小动作电流定值ICD：建议ICD整定为0.3Ife，Ife为励磁机的二次额定电流。3)差动特性制动系数Kres：建议Kres整定为0.4。次回路断线/异常检测、TA饱和检测等功能。装置提供二次谐波制动和模糊识别原理的涌流闭锁方KbKb3=0.7Kb2Kb1=0.2ICD0.6ITeIB2IzdIdz速断区制动区动作区ISDIdz>ISD式中：Idz和ISD分别为动作电流和差动速断电流定值。式中：Izd为制动电流；Kb1、Kb2、Kb3分别为各段的比率制动斜率，其中Kb1装置内部固定为0.2，Kb3装置内部固定为0.7，Kb2由用户整定；IB2为拐点电流，内部固定为5ITe（ITe为基准侧的二次额定电流，即变压器高压侧二次额定电流ICD为差动起动电流定值。对每相采用上述的差动特性，当任一相满足式（8）或式（9）时，差动速断或比率差动保护动Idz和Izd因被保护元件的差动保护反应的电流多少而异，均以流入被保护对象的电流方向为正方向。对应的差流和制动电流的取法如式（1无论被保护元件为几侧元件，都有max为各侧同相的最大电流，Σi为其它侧同相电流之和。通过识别差动电流和制动电流的变化轨迹，自动识别故障点的转智能地调整保护的出口时间，同时将采样值差动和稳态量差动相结合，提高了保护可靠性，有效地Idz>ISDIdφ2>KXB2×Idφ(φ=A，B，C）式中：Idφ、Idφ2分别为各相差动电流中的基波和二次谐波分量，KXB2为二次谐波制动系数。设差流导数为I(k)，每周的采样点数是2n点，对数列：X(k)=I(k)+I(k+n)/(I(k)+I(k+n))k=0,1,2...n可认为X(k)越小，该点所含的故障信息越多，即故障的可信度越大；反之，X(k)越大，该点所包含的涌流的信息越多，即涌流的可信度越大。取一个隶度函数，设为A[X(k)]，综合半本装置纵差保护采用以上两种原理相结合的综合制动判据，二次谐波闭锁门槛等励磁涌流基准侧的选取及非基准侧的平衡系数计算均由软件完成，用户免整定。平衡系数的计算方式中：Sn为变压器最大额定容量，U1n为变压器各侧一次额定电压（应以实际运行电压为式中：I1n为变压器各侧一次额定电流，nTA为变压器各侧TA变比。d)将低压侧各相电流与相应的平衡系数相乘，即得补偿后的各相电流。由于在变压器过励磁时，励磁电流将激增，可能引起差动保护误动。采用差动电流的五次谐波Idφ5>KXB5×Idφ(φ=A，B，C）式中：Idφ5为各相差动电流中的五次谐波分量，KXB5为五次谐波制动系数。为各相差动电流，Kyx为装置内部固定的系数。变压器差动保护逻辑框图如图9所示。图中的涌TATA异常闭锁差动保护控制差动速断或比率差动投入最大相差流大于1.2Ie五次谐波闭锁功能投入A相五次谐波>KXB5B相五次谐波>KXB5C相五次谐波>KXB5A相比率差动动作A相差动速断动作B相差动速断动作B相比率差动动作C相差动速断动作C相比率差动动作差动速断投入差动速断出口差动差流越限涌流开放元件A相差流越限B相差流越限C相差流越限TA异常&&&&&1)差流速断定值ISD：差流速断定值应按躲过变压器初始励磁涌流或外部短路最大不平衡电流整定。ISD一般取（4～8）ITe。其中，ITe为变压器基准侧的额定电流，即变压器高压侧额定电流。2)差动起动电流定值ICD：ICD=0.3ITe+Krel×(ΔU+Δm)×ITe。其中，Krel为可靠系数，通常取2.0；ΔU为变压器调3)比率制动斜率Kb2：Kb2=Krel(KapKccKer+ΔU+Δm)。其中，Krel为可靠系数，通常取1.5；Kap为非周期分量Kcc=1.0；Ker为电流互感器比误差，Ker=0.1。4)二次谐波制动比KXB2：当用户选择模糊识别原理的涌流鉴别方法时，二次谐波制动比不用整定。当选用二次谐波制动原理时，通常二次谐波制动比KXB2整定为5)五次谐波制动比KXB5：220kV及以下电压等级的变压器一般不投五次谐波制动，远离负荷中心的大型其附近的220kV、110kV变压器，有可能导致变制动。通常五次谐波制动比KXB5整定为0.35。2)励磁变差动保护可通过控制字选择投发信或跳闸，对于励磁变差动保护其二次谐波制动比3)分侧差动保护不设差动速断功能，无涌流闭锁和过励磁闭锁功能。bc3I01IB.2IC.23I02=IA.2+IB.2+IC.2CSC-300IA.2BCA零序差动电流3Idiff0和制动电流3Ires0计算公式如下：Idiff0I0DS0D×Ires0Ires0≤I0D/S0DIres0＞I0D/S0D其中：3I01、3I02分别表示流入变压器的零序电流相量，均以流入被保护对象为正；I0D为零差起动电流定值；S0D为差动特性斜率。动作区动作区S0DI0D制动区Ires0Idiff0点二次电流乘以补偿系数得到可与相电流进行比较的中性点电流。所有转换过其中，KStarpoint为中性点TA变比补偿系数。能引起输入装置的二次电流很大差异。如果由此产生的差流大于动作门槛，即使保护区内无故障发生，零差保护也可能动作。为了防止在这种情况下保护功能误动作，引入零序电流与正序电流的制零序差动跳闸出口零序差动跳闸出口零序差动跳闸动作零序差动跳闸投入（I/I）小Iφ&&零序差动告警出口零序差动告警出口零序差动告警投入零序差动告警动作T&零差起动电流整定应躲过外部单相接地故障时的不平衡电流和励磁涌流、外部三相故障情式中：Idz、Izd分别为差动电流和制动电流，ICD为差动电流起始值，Kres为制动系数。其中差动KresICDIzdIdz1)电缆差动&&TA异常闭锁差动保护控制字投入TA异常 电缆差动差流越限A相电缆差动差流越限B相电缆差动差流越限C相电缆差动差流越限最大相差流大于1.2I2)电缆差动差流越限电缆差动保护投入电缆差动保护投入A相电缆差动动作B相电缆差动动作C相电缆差动动作电缆差动保护5s&&1)最小动作电流定值ICD：通常ICD整定为（0.3～0.5）Ile，Ile为电缆差动保护的二次额定电流。2)差动特性制动系数Kres：建议Kres整定为0.4。对于定子绕组为双Y接线且中性点具有四个或六个引出线的发电机，单元机两中性点连线上的电流，从而反应发电机的内部匝间、内部相间短路和分支开焊故障。单元件横率制动原理，相电流固定取机端电流，其动式中：I0为单元件横差零序电流的基波分量；IHC为横差电流定值，Imax为机端三相电流中最大相电流，Ie为发电机额定电流，Khc为制动系数。在系统频率偏移的情况下，保护仍然具有较高的三次谐波虽然单元件横差零序电流回路的断线不会引起保护的误动，但是如果此零序电流回路断线没有员进行处理。该功能是否投入要根据实测值：当发电机负荷带至20%额定值时，单元件横差保护投入单元件横差保护投入横差电流I0>转子一点接地开入机端最大相电流>0.2Ie横差电流三次谐波分量I3<0.1A(5A的TA)或I3<0.02A(1A的TA)单元件横差保护投入且横差零流TA回路异常监视投入横差保护出口T1T2横差回路异常&&&&当按照传统的单元件横差保护选取TA时，整定计算公式为：IHC=(0.20~0.30)IGe/na。高灵敏单元件横差保护用的互感器变比na，根据发电机满载运行时中性点连线的最大不平衡电流，可选为600I2n、400I2n、200I2n，宜选用较大变比的TA。高灵敏单元件横差保护IHC=KrelKap。其中，Krel为可靠系数，取1.3～1.5；Kap为非周分量系数，取1.5～2.0；K3为三次谐波滤过比，取100。Iunb.1.max和Iunb.3.max分别为最大外部短路电此外，还应确保区内故障时，TA二次回路及保护装置不被损坏。保护装置内部的小TA有足够的抗发电机发生匝间短路时机端专用TV（采用全绝缘，且该机中性点相连接）的开口三角绕组两端会产生零序电压，利用这一特点可构成纵向零序电压的内部短路保护。保护判据为：3U0>UZJ。其中，3U0为机端专用TV的开口三角零序电压的基波分量，UZJ为纵向零序电压定值。保护延时动作出口。为防止外部故障和电压互感器二次回路异常时纵向零序电压元件误动，增设稳态量负序方向元间故障时可能闭锁匝间保护，为此投入一段高定值段，不经负序方向闭锁，经延时出口。高定值段装置设置了纵向零压回路异常监视功能，可路异常，发告警信号，及时通知运行人员进行处理，以避免保护拒动情况的发生。该功能是否投入要根据实测值：当发电机空载运行，机端电压为额定电压时，通过装置面板进入测量量，观察纵向负序电流负序电流I2>I2Q且负序电压U2>U2QTA异常L负序方向元件动作)负序方向满足TV1异常&纵向零序电压纵向零序电压3U0>UZJ1纵向零序电压保护投入纵向零压保护出口负序方向元件动作TV2异常TZJ1&纵向零序电压纵向零序电压3U0>UZJ2（高定值段）TV2异常纵向零序电压保护投入纵向零压保护出口TA或TV1异常TZJ2&纵向零压回路异常监视纵向零压回路异常监视投入TV2开口3U0的三次谐波分量U3<TV2三相电压>90V纵向3U0异常10s&动元件，20ms后切换为稳态量的负序方向作为延时判别元件，保护经2式中：I2QT、U2QT、PΔT分别为负序电流、负序电压、负序功率故障分量门槛值。Re式中：I2Q、U2Q分别为负序电流、电压门槛值，装置内部固定；P2为负序方向元件。2)负序电流起动值I2Q，负序电压起基波零序电压原理反应发电机机端TV开口三角的圈或配电变压器）的零序电压大小以保护发电机由机端至机内90%左右范围的定子绕组接地故障。式中：Un0为实际的中性点侧零序电压的基波分量，nTV3、nTV1分别为中性点侧和机端侧开口常，发告警信号，及时通知运行人员进行处理，以避免保护拒动情况的发生。该功能是否投入要根据实测值：当发电机空载运行，机端电压为额定电压时，观察装置循环显示的机端开口三角三次谐波零压Ut3和中性点侧三次谐波零压Un3，若值大于0.15V，则可投入接地零压回路异基波零压定子接地投入基波零压定子接地投入发电机中性点侧有TVUn0'>U1SUt0>0.9×U1S基波零压定子接地投入发电机中性点侧无TVUt0>U1S机端TV断线机端TV三相电压>90V机端Ut3<接地零压回路异常监视投入有中性点侧TV中性点U'n3<零压定子接地发信（投发信时）零压定子接地出口（投跳闸时）零压定子接地出口(投跳闸时)或发信(投发信时)&&&机端3U0异常中性点3U0异常TD1TD1TD1&&式：U1S=KrelUunb.max。其中，Krel为可靠系数，一般取1.2～1.3；Uunb.max为实测不平衡电压。U1S通常整定为（5%～15%）UGe。TD1应与系统接地保护配合。定子接地保护电压输入回路应满足反措要求，即回路中无保险及辅助触点，回路中无多点接地三次谐波电压式保护反应发电机机端和中性点的三次谐波零序电压比值。三次谐波电压定子接地保护的出口方式可选择为发信或跳闸出口。当负荷电流小于20%IGe时，采用三次谐波比动作判据；当负荷电流大于等于20%IGe时，采用动态调整式三次谐波电压差动判据。式中：Un,3为经变比补偿后的中性点侧零序电压的三次谐三次谐波电压相量。K31为三次谐波电压比定值，必须经过现场实测。Imax为发电机机式中：Un3为实际的中性点侧零序电压的三次谐波分量。谐波电压相等，方程动作量即左侧量接近于零，从而在发生接地故障时获得最大的相对变化量。K32为三次谐波制动系数定值，取值则只取决于计算误差，可取很小，有利于正常情况下，在机端和中性点侧零序电压输入动态调整式三次谐波电压动态调整式三次谐波电压差动判据满足 差动保护动态调整式三次谐波电压三次谐波定子接地投入三次谐波定子接地投入相量比定子接地保护Imax≥20%IGeImax<20%IGeUU(t)TD2TD2&&&&2)三次谐波制动系数K32：带20%负荷情况下，Un3实测值较大时，K32取较低值。并且满足灵敏度要求。TD2应与系统接地保护配合。转子一点接地保护反应转子对大轴绝缘电阻的下降。采用“乒乓式”变电桥原理，其设计思想--RS1R'+R+U2-励磁绕组Rg+U1-U3+R1Rg<RS式中：Rs为接地电阻值，分两段，高定值段为灵敏段，仅发信；低定值段可发信也可出口。关，在转子绕组任何地点发生接地故障时，均发电机转子一点接地保护逻辑框图如图20。转子接地高定值段发信转子接地高定值段发信转子接地低定值段发信/转子一点接地出口Rg<RS1Rg<RS22)低定值段接地电阻RS2：及氢冷汽轮发电机，一般可整定为（5～10）kΩ或更低；对直接TZ1通常可整定为（4～10）s。TZ2汽轮发电机通用技术条件规定：对于空冷及氢冷的汽轮发电机，励磁绕组的冷态绝缘电阻不小注意直流分压装置CSN-3（即滤波盒）与转子回转子一点接地保护不能采取双重化，双重化的保护装置提供的两套转子一点接地保护，只能投转子一点接地保护动作后，装置自动投入转子两点接地保护。转子两点接地保护采用机端正序式中：U12、U2S分别为机端正序电压的二次谐波分量和定值。发电机转子两点接地保护逻辑框图如图21。定子正序二次谐波电压定子正序二次谐波电压U>US转子两点接地保护投入转子两点接地保护出口转子一点接地动作TZ&T选择）的最大相电流。定子过负荷保护由定时限和反时限组成，定时限设一段，一般为减出力或发信。反时限特性曲线由三部分即下限段、反时限段和上限段组成。下限段设电流起动值，当电流大于起动电流时，发电机开始热积累，当电流小于起动电流且原先已有热量积累时，发电机开始散热II12T13ImaxI13发电机定子过负荷保护的逻辑框图如图23。定子过负荷反时限出口定子过负荷反时限出口三相电流Imax>I11三相电流Imax>I12定子过负荷投入定子过负荷投入定子过负荷发信&&定时限定子过负荷电流按照发电机长期允许的r2)反时限定子过负荷部分：定子绕组散热系数“1反映发电机发热时的散热效应。定子绕组散热系数“1按照发电机长期允许的电流标么值整定，通常“1＝1。发电机负序过负荷保护反应定子绕组的负序电流大小，保护发电机转子以防表面过热。保护由定时限和反时限两部分组成，定时限段发信，反时限特性曲线由三部分组成，即下限段、反时限段和上限段。负序电流大于下限起动值时，起动反时限，反时限热积累值大于热积累定值时，保护动式中：t为保护延时元件，I2∞为发电机长期运行允许负序电流（标时间，I23、T23分别为反时限上限电流和动作时间。II23I22T23I2发电机负序过负荷的逻辑框图如图25。负序过负荷保护的负序过负荷保护的I2>I22负序过负荷保护的I2>I21负序过负荷反时限段出口负序过负荷发信负序过负荷投入负序过负荷投入&&按照发电机长期允许的负序电流I2∞（标幺值）下能可靠返回的条件整定，公式：I21＝。其中，Krel为可靠系数，通常取1.2；Kr为返回系数，通常取0.85～0.95；I2∞为r发电机长期允许负序电流的标么值。一般I21为0.1IGe。启动电流I22按下限段最大延时T22为1000s确定，即IIGe确定，没有不对I2∞（标么值）按发电机长期允许的负序电流整定。汽轮发电机三相负载不对称且每相电流均不超过额定电流IGe时，负序电流I2与额定电流之比I2IGe符合表5规定时，应能连续运行。发生不对称故障时，故障运行时最大的(I2IGe)2t，应符合表5汽轮发电机连续运行时I2/IGe最大值及故障运行时(I2/IGe)2t最大值连续运行时的I2IGe最大值故障运行时的(I2IGe)2t最大值≤350MVA8>350～900MVASGe_3500.08_8_0.00545(SGe_350)>900～1250MVA5>1250～1600MVA5励磁绕组（转子）过负荷保护由定时限和反时限组成，定时限设一段，一般为减励磁或发信。反时限特性曲线由三部分组成，即下限段、反时限段和上限段。保护引入发电机转子回路电流，可励磁绕组过负荷开始散热过程。励磁绕组过负荷保护反时限的动作判据式中：ILe为转子回路额定电流，CL为转子绕组热容量常数。转子过负荷保护反时限特性曲线如图26，图中IL2、TL2分别为反时限起动电流和下限段动作时间，IL3、TL3分别为反时限上限电流和动作时间。IIL2TIL3转子过负荷保护的逻辑框图如图27。转子过负荷反时限出口转子过负荷反时限出口转子过负荷投入转子过负荷投入转子过负荷发信ILmax>IL2ILma>IL1&&定时限励磁绕组过负荷电流IL1，按正常运行时的额定励磁电流反时限部分的动作特性，由制造厂家提供的转子过负荷能反时限转子过负荷启动电流IL2内部固定转子绕组热容量CL，由电机制造厂家提供。对于无刷励磁系统，在整定计算时，应根据发电机的励磁电压与励将发电机的额定励磁电压及强励顶值电压分别折发电机过电压保护用于保护发电机各种运行工况下引起的定子绕组过电压。保护反应发电机机端相间电压大小，设置I段跳闸段，II段告警或跳闸通过控制字可选。当PT断线时，ULmax为机端线过电压I段投入过电压I段投入ULmax>UGY1过电压II段投入ULmax>UGY2流&&过电压I段动作过电压II段动作或过电压II段发信T1T2发电机过电压保护的整定值，应根据电机制造厂提供的允许过电压能力或定子绕组的绝缘状况对于200MW及以上汽轮发电机，UGY=1.3UGe，动作时间TGY=0.5s，动作于解列灭磁。对于水轮发电机，UGY=1.5UGe，动作时间为TGY=0.5s，动作于解列灭磁。对于采用可控硅励磁的水轮发电机，UGY=1.3UGe，动作时间为TGY=0.3s，动作于解列灭磁。发电机、变压器会由于电压升高或者频率降低而出现过励磁，过励磁保护能有效地防止发电机或变压器因过励磁造成的损坏，过励磁保护反应U*、f*分别为电压标么值、频率标么值。NNNNNNNNNNN>反时限启动门槛过激磁保护出口过激磁保护投入过激磁保护投入过激磁保护出口N>GJTX&&限过励磁保护并不能充分保证发电机或变压11B’BA’N300t(s)A48曲线，如图32所示，曲线1为制造厂NN21t(s)对于发电机变压器组，其过励磁保护装于机端，如果发电机与变压器的过励磁特性相近（应由保护的动作值应按变压器的磁密整定，这样既保护了变压器，又对发电机是安全的，若变压器低压侧额定电压等于或大于发电机的额定电压，则过励磁保护的动作值应按发电机的磁密整定，对发电机和变压器都能起到保护作用。当发电机及变压器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。逆功率保护是作为汽轮机突然停机，发电机变为电动机运行，为防止汽轮机叶片过热而导致叶片损坏的保护。逆功率保护设有一段两时限，短延时发信，长延时跳闸。逆功率保护的电压取自发在励磁绕组过负荷、失磁等异常运行方式下，保护一般采用程序跳闸方式。用于程序跳闸的逆机端机端TV异常闭锁功率元件动作机端TV异常闭锁功率元件动作 程跳逆功率出口程跳逆功率保护投入逆功率长延时段投入主汽门关闭触点开入逆功率告警段投入逆功率出口逆功率发信功率-P>功率-P>功率-P>TN2TN1TN&&&行时的最小损耗，一般取P2≈(1_η)PGe，η为发电机效率，一般取98.6%～98.7%（分别对应300MW和600MW机，或以电机制造厂家参数为准PGe为发电机二次额定功率。通常可整定为（13%）PGe。对于燃气轮机、柴油发电机装设逆功率保护目的是防止未燃尽物质有爆炸和着火危险，这正向低功率保护通常与正常手动停机配合使用。发电机出口断路器或主变高压侧断路器处于合位，由于发出停机指令或主汽门关闭引起发电机正向有功功率低于设定值（含负功率）时，经过预发电机正向低功率保护逻辑框图如图34所示。正向低功率保护投入正向低功率保护投入正向低功率保护开入功率P为负或正向P<常开辅助触点开入机端TV异常闭锁功率元件动作正向低功率出口&发电机零功率保护又称发电机低功率保护，或称主变正功率突降保护。当大容量火电机组在重载情况下突然失去送电通道时，机组电压迅速升高、机组转速迅速上升，锅炉水位急剧波动；由于甚至可能出现频率摆动过程，对汽轮机叶片也有伤害。此时如不及时采取锅炉熄火，关闭主汽门、灭磁等一系列措施，必将严重威协机组安全，甚至损坏热力设备。因此，大容量机组需要装设发电当机组输出功率较小时，即使发生正功率突降，对热力设备并不构成安全威协，因此保护确认发电机功率大于故障前功率定值后才自动投入发电机零功率判别。为保证保护动作可靠，故障前功零功率事故发生后，发电机功率降到零附近，故要求发电机有功功率小于故障后功率定值，且应大于一个小的负功率门槛。其中有功功率大于负功率门槛可防止振荡时误动，并留有可靠裕度。零功率事故发生后，主变高压侧三相电流为零，可采用任两相电流有效值发生突降且电流降低幅度另外，发电机零功率事故发生后，机组电压和频率迅速升高，故可以采用过电压或过频元件作为保护出口加速元件，过电压和过频元件构成“或”关系。当过电压或过频元件满足时保护以更短机组正功率突降时，三相处对称状态，无负序电压，因此可用负序电压作闭锁判据。此外，为对于有多台机组的大型发电厂，当最后出线跳闸后，整个电厂出于零功率状态，但由于不同机组之间的功率交换，单台机的功率可能不为零。此时，需要另外装设具有出线断面零功率切机功能至少两相电流突降至少两相电流突降>电流突降定值0/T5至少两相电流<故障后电流定值U>80V负序电压U2>8V主汽门关闭触点开入发电机零功率保护投入U>过电压定值f>过频定值P>故障前功率定值T3/T4发电机零功率保护出口负功率门槛<P<故障后功率定值&按发电机额定功率的百分比整定，应大于发电机的最低出力，一般整定为：30%按发电机额定功率的百分比整定，应小于发电机的最低出力，由于采用了发电机机端的功率元件，应躲过厂用电和励磁系统的功率消耗，一般整定为：按照主变高压侧CT整定，应大于空载线路的发电机的励磁系统发生故障出现低励失磁时，发电机测量阻抗、励磁电压、发电机与系统的无功交换等都会与正常运行时有所不同，失磁保护根据这些变化分别构成定子判据、转子判据和逆无功判据。另辅以机端低电压切换厂用和母线低电压加速跳闸判据。各功能模块判据可根据实际工程定子判据的阻抗特性可选择为静稳边界圆特性或异步阻抗圆特性，如图36所示。jX0jX0-Q-XRRjXX0-X-QA静稳阻抗圆特性B异步阻抗圆特性式中：ZJ为测量阻抗。为了防止在其它非失磁情况下的测量阻抗进入动作特性内造成失磁保护误动，设有相应的TV断线闭锁措施；为躲过系统振荡的影响，设有延时元件。发电机阻抗由机端或中性点TA（A_B）和机端TV（UAB）计算得到，电压和电流采用零度接线。当发电机须进相运行时，如按静稳边界阻抗圆整定不能满足要求时，一般可采取无功进相判据躲开进相运行区，逆无功定值可整定；或按异步阻抗圆Uf<Ufl式中：Uf为发电机的励磁电压，Ufl为发电机等励磁判据的励磁电压整定值。式中：P为发电机有功功率，Pt为发电机的凸极功率，Kf为变励磁电压判据系数。为保证机组空载运行及P<Pt的轻载情况下全失磁时保护能可靠动作，在变励磁判据中附加等励磁电压判据。两者构成“或”门，它们在Uf_P平面上的动作特性曲线如图37所示。电压判据电压判据动作区oPtPUf等励磁变励磁电压判据图37Uf_P动作特性曲线发电机正常运行时向系统发送无功功率，失磁时会出现无功反向，从系统吸收无功。失磁保护为了避免由发电机失磁导致系统电压崩溃或威胁厂用电系统的安全，本装置还有低电压判据。Ut.max<Ufd式中：Um.max、Ut.max分别为高压母线和机端线电压的最大值，Umd、Ufd分别为高压母线和机端低装置还具有检测励磁电压回路异常的功能，及时给出告警信号，通知运行人低励失磁保护的逻辑框图如图38。若不投入转子判据，即等励磁电压和变励磁电压元件都退出时，则失磁保护以负序电压元件闭TT5T6失磁保护投入励磁低电压元件动作逆无功元件动作&TV断线机端测量阻抗元件1动作机端低电压失磁保护投入励磁低电压元件动作机端测量阻抗元件2动作&逆无功元件动作TV断线母线低电压失磁保护投入逆无功元件动作机端测量阻抗元件3动作&U2>0/tTV断线失磁阻抗判据T4失磁发信/切换励磁≥1自动减出力&失磁机端低压T5失磁机端低压T6失磁母线低压T7失磁阻抗判据T8T4T3P>&T7T81)机端低电压Ufd、母线低电压Umd：通常采用机端或者升压变压器高压侧母线低电压作为失磁保护的快速切换厂用电和加速跳增加阻抗长延时判据主要考虑当励磁绕组内部开路，而励磁电压又没有下降的失磁故障，4)阻抗元件XA和XB：5)减出力有功定值Pz，按机组实际情况进行整定，或退出失磁减出力功能。7)励磁电压定值Ufl：励磁电压定值Ufl，视机组的实际情况整定。当进相运行时，可适当降低Ufl定值；当重载运行，为快速切除部分失磁跳闸的发电机，可适当提高Ufl定值。8)变励磁比例系数Kf、凸极功率定值Pt的整定：说明：与系统并联运行的发电机，对应于某一有功功率P，具有为维持静态稳定极限所必须的励磁电压Ufd。也就是说，按照静稳极限条件（例如汽轮发电机的功角δ=90输送一定的有功功磁比例系数Kf。：，Cnδsb为发电机额定有功时的极限功角，通过Kn=PePt与Cn的关系曲线或查表法可KnKnKn4.04.34.7失步保护反应发电机测量阻抗的变化轨迹，能可靠躲过系统短路和稳定振荡，并能在失步摇摆过程中区分加速失步和减速失步。失步保护采取多直线遮挡器特性，电阻直线将阻抗平面分为多区域。图39中A点的XA为发电机暂态电抗Xd’。B点的XB为系统联系电抗，含系统电抗Xs和变压器jXjX3区2区1区B加速失步R6区5区4区减速失步-Rs-Rj0Aδ1δ21)系统正常运行时，发电机测量阻抗>Rs，4)短路故障时，测量阻抗在2～5任一区停留小于对应的时间就进入下一区；5)稳定振荡时，测量阻抗穿过部分区后又逆向返回，而不是同向依次穿过所有区。当装置检测出发电机失步时，及时发出信号。当失步振荡中心落在发变组内部时，对滑级次数进行计数更新，当达到整定的区内滑极次数Nsb1后发出跳闸令。失步保护内部采用闭锁措施保证断路器的安全性。为了提高失步保护的可靠发电机失步保护逻辑框图如图40。滑级次数达到滑级次数达到整定值Nsb1失步振荡中心在发变组内部滑级次数达到整定值Nsb2失步保护投入机端测量阻抗依次缓慢穿越各区失步保护出口失步信号&&&可按躲过最小负荷阻抗整定；计算公式：Rsctg其中，XT、Xs2)失步保护变压器电抗XSB：XSB=XT。频率异常保护由频率测量元件和时间累积计数器组成。频率异常保护分低频保护、过频保护、频率累积保护。另外，为防止发电机起停过程中频率异常保护误发信号，频率保护受有电流元件闭发电机频率保护逻辑框图如图41。ff<f≤f发电机有电流过频保护投入f>f发电机有电流过频保护投入(最后一段)过频累积发信或出口过频发信或出口过频发信或出口低频累积发信或出口低频发信或出口低频发信或出口f≤f<f发电机有电流低频保护投入f<f发电机有电流ΣTTT’ΣTTT’低频保护投入(最后一段)&&&&频率异常各段定值和累计时间应与发电机允许频率范围相一致，另外还需要考虑与低频减载装大型汽轮发电机组对电力系统频率偏离值有严格的要求，在电力系统发生事故期间，系统频率必带负载运行的300MW及以上的大型汽轮发电机组，48.047.548.5～50.547.0当频率异常保护需要动作于发电机解列时，其低频段的动作频率和延时应与电力系统的低频减载装置进行协调，原则是：其动作频率应低于低频减载装置的最低动作频率，以避免出现频率连锁发电机启动和停机过程，可配置相间短路和定子接地保护各一套。起停机保护作为低频工况下本保护所采用的算法与信号的频率完全无关。采用基波零序电压式定子接地保护原理反应定子发电机起动并网前或停机过程中投入，而在正常运行时退出，由断路器动断触点和低频继电器的输起停机保护的逻辑框图如图42。UUn0>UQ0&TQU断路器断开f<fdz起停机保护投入IGCD>IGQ&断路器断开f<fdz起停机零压出口起停机差动出口起停机保护投入2)起停机发电机差流IGQ：按在额定频率下，大于满负荷运行时差动回路中的不平衡电流整定，即：IGQ=KrelIgunb。其中，Krel为可靠系数，取1.3～1.5；Igunb为额定频率下满负荷运行时发电机差动回路中的不3)起停机频率定值fdz：起停机频率定值fdz内部固定为48Hz。当发电机盘车或转子静止时发生误合闸操作，从系统向发电机定子绕组倒送的大电流在气隙中产生旋转磁场，使转子本体中流过差频电流，可能烧伤转子。误上电也引起转子急剧加速，可能损伤轴瓦。误上电时发电机异步启动，逆功率保护、失磁保护、后备保护也可能满足动作条件，但其时限较长；且开机和盘车时有些保护可能因无机端电压而不起作用，所以应设置专用的灵敏快速的误上电保护模拟量取发电机机端三相电压、机端或中性点（可选择）三相电流。误上电时断路器由开到合，电流会大于最小的误上电电流ISET，因此可用电流元件作为保护判据之一。保护受低频元件和低电压元件开放，当发电机侧有电压，则低频元件动作；当发电机侧无电压，则低压元件发电机与系统的非同期并列会对发电机造成损坏，由于此时机端电压和频率已接近额定值，机端电压大于误上电低电压定值，频率大于低频定值，因此功角较小的非同期合闸误上电保护无法识别，为了弥补非同期合闸，配置非同期合闸判别逻辑，由过频元件、低电压元件和1)误上电保护逻辑框图如图43。IImax>ISET断路器触点断开U<F<误上电出口T0/1.0s0/0.5s误上电保护投入&2)非同期合闸逻辑框图如图44。误上电出口误上电出口T&0/0.3s0/0.3s非同期合闸判据投入Imax>IPH断路器触点断开断路器触点断开&Imax<无流门槛U<&F>1)误上电过流定值ISET，通常整定为0.5IGe，IPH为内部固定定值；2)低电压元件，内部固定为0.5UGe，非同期合闸判据下的电压元件内部固定为0.85UGe；3)低频元件，内部固定为48Hz，非同期合闸判据下的频率元件内部固定为45Hz。发电机轴电流保护反应发电机轴电流的大小，一般选择反应基波分量的轴电流保护，也可经功轴电流保护的逻辑框图如图45。保护动作量取基波保护动作量取基波轴电流基波IZ1>IZ轴电流保护投入保护动作量取三次谐波轴电流三次谐波IZ3>IZ轴电流保护投入轴电流动作轴电流动作TZTZ&&发电机电超速保护逻辑框图如图46。最大相电流曾经最大相电流曾经大于1.1倍ICS电超速保护投入电超速出口Imax<ICS&电流定值ICS和延时定值TCS：由负序电压及线电压启动的过电流保护，可作为发电机、变压器、高压母线及相邻线路故障的对于自并励发电机，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就可能已经返回，因此，在复合电压过流保护起动后，过流元件需带有记忆功能，使保护能可靠动作出口，电发电机复合电压过电流保护的各时限逻辑框图如图47。负序电压负序电压>U2或任一线电压<UDTV断线TV断线不退出保护过流保护投入&&&TV断线&电流记忆功能投入发电机过流出口TG三相电流Imax>过流定值过流电流定值的整定视现场具体应用情况而定。通常考虑如下的定值配合：发电机的过流过流动作时间整定与相邻设备后备保护动作时间的配合，延时整定为在考虑配合的延时基负序电压元件按照躲过正常运行时的不平衡电压整定，一般取U2=(0.06~0.08)UGe。负序电流I负序电流I2>过流保护投入负序过流出口&T负序过电流按照防止负序电流导致转子过热损坏的条件整IF=(0.5~0.6)IGe。通常间接冷却式汽轮发电机整定为0.5IGe，水轮发电机整定为0.6IGe。发电机负序过流保护动作时间的整定与低压过流保护定值整定相同，延时整定为在考虑配当励磁变或励磁机设置纵差保护时，励磁过电流设置一段过电流保护，作为励磁变或励磁机的励磁速断和过电流保护逻辑框图如图49。三相电流三相电流Imax>过流定值三相电流Imax>速断定值励磁速断过流保护投入励磁过流保护投入励磁速断过流出口励磁过电流出口TT&&励磁变过负荷发信励磁变过负荷发信三相电流Imax>定值 T复合电压过电流保护作为主变压器相间短路后备保护。通过控制字整定可选择各段是否经复压三相电流三相电流Imax>过流定值负序电压>U2或任一线电压<UDTV断线&TV断线不退出保护&过电流保护出口TG过流保护投入&为可靠系数，Kr为返回系数，IL.max为最大负荷电流，na为保护安装处TA变比。按照正常运行时可能出现的最低电压整定，公式为：UD其中，Umin（折算至负序电压按照躲过正常运行时出现的不平衡电压整定，不平衡电压可通过实测得到，如果有突变量启动和负序电流启动，其中突变量启动同主保护，负序电流启其中：I2为负序电流的有效值，IQd2为固定门槛，Ie为变压器的额定电流。相间阻抗保护和接地阻抗保护的动作特性，可根据需要整定成为全阻抗特性或偏移阻抗特相间阻抗保护采用0°接线，电压选取各线电压，电流取对应的线电流。如U•=U•A-U•B，=I•A-I•B，来计算对应的AB相间阻抗；BC相间阻抗和CA相间阻抗类似。式中：Uφ为相电压，Iφ为相电流，3I0为自产零序电流，K为零序补偿系数，其中指向主变偿系数K可整定）的定值进行补偿。具体实现方法RZ2PjXZ1RjX阻抗保护的动作特性如图52所示，其中图a）为根据实际运行整定的阻抗定值对应的圆特Z2为指向母线的接地阻抗值，两者均可以对指向主变的接地阻抗，在不考虑其保护范围伸至对侧母线时，其对应的接地阻抗不考虑零序补偿，即采用公式Z所计算的阻抗与实际整定的保护定值Z1匹配接地阻抗，Z2与采用公式Zjd所计算的阻抗值相匹配；其与实际计算用公式之间实际中考虑到相间阻抗保护能准确地测量相间故障和三相故障，接地阻抗保护如果要准确地测量单相接地故障，需要考虑一定的补偿，所以接地阻抗保护作为相间阻抗保护的补充，主●化一个实数，即MK。为了避免在振荡过程中阻抗保护误动，阻抗保护设置有振荡闭锁元件。阻抗保护按时限分振荡过程中又发生故障时，为了使得阻抗保护能正确动作，设置有振荡闭锁开放元件，突变启TVTV断线&阻抗元件位于动作区阻抗保护启动阻抗保护投入阻抗保护出口TG&对于高厂变，其高压侧的复合电压过电流保护，其低压各侧的复压元件均可引入；对于低压侧），有不同的处理方式。当选择“TV断线退出相应段保护”时，即在所有侧复压对应的TV均断线时，退出相应段保护”时，即