CSC-306数字式发电机保护装置说明书(0SF.450.021)_V1.13

CSC-306数字式发电机保护装置

说明书

CSC-306数字式发电机保护装置

说明书

编制：苏毅邹东霞校核：邹卫华李树峰标准化审查：郑蔚审定：屠黎明

出版号：V1.13

文件代号：0SF.450.021

出版日期：2007年5月18日

版权所有：北京四方继保自动化股份有限公司

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感谢您使用北京四方继保自动化股份有限公司的产品。为了安全、正确、高效地使用本装置，请您务必注意以下重要提示：

1)本说明书仅适用于CSC-306数字式发电机保护装置，软件

版本号为V1.15及以上。

2)请仔细阅读本说明书，并按照说明书的规定调整、测试和

操作。如有随机资料，请以随机资料为准。

3)为防止装置损坏，严禁带电插拔装置各插件、触摸印制电

路板上的芯片和器件。

4)请使用合格的测试仪器和设备对装置进行试验和检测。

5)装置如出现异常或需维修，请及时与本公司服务热线联

系。

6)本装置的操作密码是：8888。

目录

第1篇装置的技术说明 (1)

1 概述 (1)

1.1 适用范围 (1)

1.2 装置主要特点 (1)

1.3 保护配置 (4)

1.4 装置型号命名 (5)

1.5 典型组屏方式 (5)

1.6 装置执行标准 (6)

2 技术条件 (7)

2.1 环境条件 (7)

2.2 电气绝缘性能 (7)

2.3 机械性能 (7)

2.4 电磁兼容性 (7)

2.5 安全性能 (8)

2.6 装置主要技术参数 (8)

2.7 主要技术性能指标 (9)

3 保护原理和逻辑框图 (14)

3.1 纵联差动保护 (14)

3.2 裂相横差保护 (17)

3.3 单元件横差保护 (18)

3.4 负序方向闭锁纵向零压匝间保护 (20)

3.5 负序方向匝间保护 (21)

3.6 复合电压过电流（电流可带记忆）保护 (22)

3.7 复合过电流保护 (23)

3.8 阻抗保护 (24)

3.9 基波零压定子接地保护 (25)

3.10 三次谐波零压定子接地保护 (27)

3.11 零流定子接地保护 (28)

3.12 转子一点接地保护 (29)

3.13 转子两点接地保护 (30)

3.14 定子过负荷保护 (31)

3.15 转子表层（负序）过负荷保护 (32)

3.16 励磁绕组（转子）过负荷保护 (34)

3.17 过电压保护 (35)

3.18 欠电压保护 (36)

3.19 过激磁保护 (36)

3.20 逆功率保护 (38)

3.21 低励失磁保护 (39)

3.22 失步保护 (43)

3.23 频率异常保护 (45)

3.24 起停机保护 (46)

3.25 误上电保护 (47)

3.26 轴电流保护 (48)

3.27 电超速保护 (49)

3.28 大电流闭锁保护 (49)

3.29 方向过流保护 (49)

3.30 解列保护 (50)

3.31 励磁机差动保护 (51)

3.32 励磁变压器差动保护 (52)

3.33 励磁过电流保护 (56)

3.34 TA异常、TV异常 (56)

第2篇装置的使用说明 (58)

4 装置硬件 (58)

4.1 装置结构 (58)

4.2 装置功能组件概述 (59)

4.3 功能插件说明 (59)

5 装置各规格的说明 (61)

6 定值清单 (61)

7 开箱检查 (61)

8 人机接口及其操作 (62)

8.1 概述 (62)

8.2 菜单结构图 (64)

8.3 操作说明 (65)

9 维护运行注意事项 (66)

9.1 装置投运前检查 (66)

9.2 运行情况下注意事项 (66)

9.3 常见异常情况及对策 (66)

9.4 保护动作后处理 (66)

9.5 部分定期检验项目 (67)

9.6 装置维护指南 (67)

10 典型保护报告分析 (68)

11 运输、贮存注意事项 (68)

12 订货须知 (68)

附录A 装置显示或打印信息说明 (70)

第1篇装置的技术说明

1概述

适用范围

CSC-306数字式发电机保护装置（以下简称装置）是基于DSP和MCU合一的32位单片机，适用于各种容量等级、各种类型的发电机/调相机的保护。装置可适用于电厂综合自动化系统（可以直接与后台系统进行通信）。

装置主要特点

1)符合最新版《继电保护和安全自动装置技术规程》要求

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，同时整定方法简单清晰。

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和固定的输入定值使用户需要整定的保护定值减到最少，以发挥微机继电保护的优越性，保护装置整定的特点是除了后备保护、失步保护等需要和系统参数与保护配合外，其它保护不需要系统参数，可以根据发电机的参数独立完成保护的整定。

装置的软件模块化设计，可以根据用户的需要灵活配置，以满足用户的多种需求。

2)高性能、高可靠、大资源的硬件系统

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行并行实时计算。

装置保持了总线不出芯片的优点，有利于提高保护装置的高可靠性。

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，并使装置更便于调试、维护和使用。

装置具有大容量的故障录波，储存容量达4Mbyte，全过程的故障记录数据可以保存不少于24次。完整的事件记录和动作报告，可保存不少于2000条动作报告和2000次操作记录，并且掉电不丢失。

装置高性能的硬件系统，多层印制板、SMT表面贴装和涂敷工艺，加上完善的软件抗干扰措施，使得装置的整体抗干扰能力通过了IEC61000-4标准中相关EMC的10项抗扰度最高等级要求。

3)硬件自检智能化

装置内部各模块智能化设计，实现了装置各模块全面实时自检。

装置的模拟量采集回路采用双A/D冗余设计，实现了模拟量采集回路的实时自检。

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点的状态，实现了继电器状态的检测与异常告警。

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，提高了判断的准确性。

装置可对其中的电源模块的各级输出电压进行实时监测。

装置可对机箱内温度进行实时监测。

4)用户界面人性化

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、定值区等信息，可根据用户要求配置。

装置具有良好的中/英文视窗界面，使得保护信息、历史操作信息一目了然。

装置面板上的8个指示灯，可清楚表明装置正常、异常及动作时的各种状态。

装置面板上设置有4个常用功能的快捷按键，实现了“一键操作”，方便用户使用。

装置面板采用一体化设计、一次精密铸造成型的弧面结构，具有造型独特、美观，精度高，造价低，安装方便，操作简单等特点。

该面板及其组件已申请专利，申请号分别为：实用新型03207169.8和外观设计03356024.2。

5)全新的前插拔组合结构

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，强电回路直接从插件上出线，进一步提高了硬件的可靠性和抗干扰性能，可不另加抗干扰器件。

6)组合式交流电流/电压连接器

装置的交流回路采用组合型的交流电流/电压连接器，具有交流电流连接器和交流电压连接器混装、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。接触簧片为双指形，提高了接触的可靠性。

该连接器已申请专利，申请号为：实用新型03209402.7。

7)完备的差动保护方案

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方案。

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保护

装置采用变数据窗和循环闭锁原理，结合采样值差动辅助判据，既加快了保护的出口时间，又极大地提高了发电机差动保护的可靠性。装置具有完善的抗TA饱和能力以及故障恢复过程中不平衡电流对发电机差动保护的影响。

9)多原理、高性能的发电机匝间保护

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。可根据用户现场一次设备的实际情况选配。

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过比高达100倍以上，即使在系统频率偏移的情况下，仍然能保证很高的三次谐波滤过比。

采用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、负序电压和负序方向元件作为辅助判据，容错复判匝间短路故障。当负序方向元件所用的TA断线或机端TV断线时，负序方向元件失效，保护自动解除负序方向元件以防其闭锁保护，同时以高定值段保护来反应匝间故障，以提高可靠性。

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视的功能。

故障分量启动、稳态量保持的负序方向匝间保护采用故障分量的负序方向元件作为启动量、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，也提高了保护的可靠性。

10)三次谐波电压比和动态调整式三次谐波电压差动相结合的综合定子接地

保护

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相结合。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，确保三次谐波电压在零起升压和轻负荷下不误发信。动态调整式三次谐波电压差动判据能实时自动调整变化系数，使得正常时三次谐波电压差为零，故障时判据最灵敏。

装置设置有完善的抗中性点和机端零序电压回路异常引起的定子接地保护误动方案。此外，装置设有机端和中性点零压回路异常监视功能。

11)双A/D冗余硬件设计的改进“乒乓式”转子一点接地保护

装置的转子一点接地保护采用改进的“乒乓式”原理和高精度双A/D硬件冗余设计，切换开关采用最新的MOSFET电子器件并实时监视其状态，保证了转子接地电阻的高精度测量和保护的可靠性。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。即使在轴电刷接触不好的情况下，保护仍具有较好的性能。

12)结合功率变化的多直线遮挡器原理失步保护

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发电机与系统电势间相角差小于90 时才发跳闸命令。

13)综合的间隙性TA二次回路断线判据

综合采用相电流突变量、稳态量和差动电流变化量，可靠检测出TA二次回路间隙性断线，保证在TA似断非断的情况下差动保护不误动。

14)独立的起动元件

装置采用起动加保护动作“与”门出口跳闸方式，杜绝因单一的硬件故障引起的装置误动。

15)独立的硬件测频通道

装置提供有独立的硬件测频通道，可以满足发电机保护的硬件测频需求。

16)现场调试自动化

装置提供方便的现场自动测试方案，可以对保护装置实现全面、完善的测试。

17)动作过程透明化

装置的保护CPU可以记录故障录波数据，故障录波报告可以打印输出，也可以COMTRADE兼容格式输出至串口或以太网接口。

根据需要，装置可保存故障处理过程中任何运行的中间结果，结合CSPC后台分析软件，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演化过程，使得保护动作过程一目了然，彻底消除了保护装置不明原因的误动作。

18)通信接口多样化

装置配备高速可靠的LonWorks现场总线接口、RS-485 通信接口和光、电以太网接口，支持电力行业标准DL/T667-1999（idt IEC60870-5-103）的通信规约和四方公司CSC2000规约，并可共享网络打印机。

装置提供GPS对时接口，提供的对时方式有：脉冲对时方式、IRIG-B码对时方式；另外也提供网络对时方式。

19)软件设计标准化、模块化

装置软件设计结合发电机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，即真正的软件功能可配置。

20)功能齐全的后备保护

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、负序过流、纯过流）、阻抗保护及各种异常运行工况的保护等，可根据用户的不同需求进行灵活配置。

21)灵活的出口配置

装置的跳闸出口采用灵活的配置方式，以满足各种发电机保护出口要求。出口配置可在出厂时一次性完成。

保护配置

1.3.1 反应短路故障的主保护

1)发电机纵联差动保护；

2)发电机裂相横差保护；

3)发电机不完全差动保护；

4)励磁变压器差动保护；

5)励磁机差动保护；

6)匝间保护；

根据不同要求选配下列保护：

a）单元件横差保护；

b）负序方向闭锁纵向零序电压保护；

c）故障分量启动的负序方向保护；

7)转子两点接地保护。

1.3.2 反应短路故障的后备保护

1)过电流保护（包括励磁机或励磁变），可根据不同要求选配下列保护：

a）过电流保护；

b）方向过电流保护（调相机用）；

c）低压闭锁过电流保护；

d）复合电压闭锁过电流保护；

e）记忆过电流保护；

f）复合过电流保护；

2)相间阻抗保护。

1.3.3 反应接地故障的保护

1)定子接地保护；

2)转子一点接地保护。

1.3.4 反应异常运行的保护

1)定子绕组过负荷保护；

2)转子表层（负序）过负荷保护；

3)转子过负荷保护；

4)过电压保护；

5)过激磁保护；

6)失磁保护；

7)失步保护；

8)逆功率保护；

9)程跳逆功率保护；

10)励磁过电压保护；

11)频率异常保护；

12)误上电保护；

13)起停机保护；

14)解列保护；

15)电超速保护；

16)电流闭锁保护；

17)轴电流保护；

18)轴电压保护；

19)TA和TV断线/异常检测。

1.3.5 非电量保护

非电量保护包括发电机热工、断水、励磁系统故障等本体保护，励磁变本体保护。

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。

装置型号命名

装置型号的命名意义如图1所示。

设计序号

发电机保护装置

四方产品专用代号

图1 装置型号命名意义

典型组屏方式

1.5.1发电机出口不带断路器时

1）对于100MW及以上机组保护，考虑完全双重化，按三面屏布置

（a）第1面屏：CSC-306（第1套发电机和励磁机/励磁变电气量保护）、CSC-316M （第1套主变电气量保护）、CSC-316A（第1套高厂变电气量保护，若有两台

高厂变则需配置两台CSC-316A机箱）；

（b）第2面屏：CSC-306（第2套发电机和励磁机/励磁变电气量保护）、CSC-316M （第2套主变电气量保护）、CSC-316A（第2套高厂变电气量保护，若有两台

高厂变则需配置两台CSC-316A机箱）；

（c）第3面屏：本体保护机箱（包括发电机、励磁变、主变、高厂变的本体保护）、电压切换箱（双母线系统时作为电压切换用）、操作箱、打印机。

2）对于100MW以下容量的机组保护，考虑单重化，按两面屏布置

（a）第1面屏：CSC-306（发电机和励磁机/励磁变电气量保护）、本体保护机箱（发电机、励磁变的本体保护）；

（b）第2面屏：CSC-316M（主变电气量保护）、CSC-316A（高厂变电气量保护）、本体保护机箱（包括主变、高厂变的本体保护）、电压切换箱（双母线系统时作

为电压切换用）、操作箱、打印机。

3）按照CSC-300数字式发电机变压器保护装置（一体化装置）进行组屏设计，详细内容参见《CSC-300数字式发电机变压器组保护装置说明书》。

1.5.2发电机出口带断路器

1）对于100MW及以上机组保护，考虑完全双重化，按六面屏布置

（a）第1面屏：CSC-306（第1套发电机和励磁机/励磁变电气量保护）；

（b）第2面屏：CSC-306（第2套发电机和励磁机/励磁变电气量保护）；

（c）第3面屏：发电机/励磁变本体保护机箱、三相操作箱、打印机；

（d）第4面屏：CSC-316M（第1套主变电气量保护）、CSC-316A（第1套高厂变电气量保护，若有两台高厂变则需配置两台CSC-316A机箱）；

（e）第5面屏：CSC-316M（第2套主变电气量保护）、CSC-316A（第2套高厂变电气量保护，若有两台高厂变则需配置两台CSC-316A机箱）；

（f）第6面屏：本体保护机箱（包括主变、高厂变的本体保护）、电压切换箱（双母线系统时作为电压切换用）、操作箱、打印机。

若现场屏柜安装位置紧张时，可按4面屏布置，即将第3面屏的机箱分散至第1、2面屏，将第6面屏的机箱分散至第4、5面屏。

2）对于100MW以下容量的机组保护，考虑单重化，按两面屏布置

（a）第1面屏：CSC-306（发电机和励磁机/励磁变电气量保护）、发电机本体保护机箱、三相操作箱、打印机；

（b）第2面屏：CSC-316M（主变电气量保护）、CSC-316A（高厂变电气量保护）、本体保护机箱（包括主变、高厂变的本体保护）、电压切换箱（双母线系统时作

为电压切换用）、操作箱、打印机；

装置执行标准

装置执行的标准为：企业标准Q/HDSFJ014-2004《CSC-306数字式发电机保护装置》。

2技术条件

2.1环境条件

装置在以下环境条件下能正常工作：

a)工作环境温度：-10℃～+55℃。运输过程的环境温度极限值为：-25℃和+70℃。在

此极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆的变化。当温度恢复后，装置应能正

常工作；

b)相对湿度：最湿月的月平均最大相对湿度为90%，同时该月的月平均最低温度为

25℃且表面无凝露；

c)大气压力：80kPa ~110kPa；

d)使用场所不得有火灾、爆炸、腐蚀等危及装置安全的危险以及超出本说明书规定的

振动、冲击和碰撞。

2.2电气绝缘性能

2.2.1介质强度

装置能承受GB/T14598.3-1993（eqv IEC60255-5：1977）规定的交流电压为2kV（强电回路）或500V（弱电回路）、频率为50Hz、历时1min的介质强度试验，而无击穿和闪络现象。

2.2.2绝缘电阻

用开路电压为500V的测试仪器测定装置的绝缘电阻值不小于100MΩ，符合IEC60255-5：2000的规定。

2.2.3冲击电压

装置能承受GB/T14598.3-1993（eqv IEC60255-5：1977）规定的峰值为5kV（强电回路）或1kV（弱电回路）的标准雷电波的冲击电压试验。

2.3机械性能

2.3.1振动

装置能承受GB/T 11287-2000（idt IEC60255-21-1：1988）规定的I级振动响应和振动耐受试验。

2.3.2冲击和碰撞

装置能承受GB/T 14537-1993（idt IEC60255-21-2：1988）规定的I级冲击响应和冲击耐受试验，以及I级碰撞试验。

2.4电磁兼容性

2.4.1脉冲群干扰

装置能承受GB/T 14598.13-1998（eqv IEC60255-22-1：1988）规定的Ⅲ级1MHz和100kHz 脉冲群干扰试验（第一半波电压幅值共模为2.5kV，差模为1kV）。

2.4.2静电放电干扰

装置能承受GB/T 14598.14-1998（idt IEC60255-22-2：1996）规定的Ⅳ级（接触放电8kV）静电放电干扰试验。

2.4.3辐射电磁场干扰

装置能承受GB/T 14598.9-2002（idt IEC60255-22-3：2000）规定的Ⅲ级（10V/m）的辐射电磁场干扰试验。

2.4.4快速瞬变干扰

装置能承受GB/T 14598.10-1996（idt IEC60255-22-4：1992）规定的Ⅳ级（通信端口2kV，其他端口4kV）的快速瞬变干扰试验。

2.5安全性能

装置符合GB16836-1997的外壳防护等级不低于IP20、安全类别为I类。

2.6装置主要技术参数

2.6.1额定直流电源电压

220V或110V（订货时注明）；

2.6.2额定交流参数

a)交流电流：5A或1A（订货时注明）；

b)相电压：100/3V；

c)开口三角电压：100V，300V；

d)频率：50Hz。

2.6.3功耗

a)直流电源回路：当正常工作时，不大于35W；当保护动作时，不大于60W；

b)交流电流回路：当二次额定电流为5A时，不大于1V A/相；当二次额定电流为1A

时，不大于0.5V A/相；

c)交流电压回路：在额定电压下不大于0.5V A/相。

2.6.4过载能力

a）交流电流回路：在2倍额定电流下连续工作，10倍额定电流下允许10s，50倍额定电流下允许1s；

b）交流电压回路：在1.2倍额定电压下连续工作，1.4倍额定电压下允许10s；

c）直流电源回路：80%~120%额定电压，连续工作。

2.6.5输出触点容量

a)跳闸触点容量：在电压不大于250V、电流不大于1A、时间常数L/R为（5±0.75）

ms的直流有感负荷回路中，触点断开容量为50W，允许长期通过电流不大于5A；

b)其它触点容量：在电压不大于250V、电流不大于0.5A、时间常数L/R为（5±0.75）

ms的直流有感负荷回路中，触点断开容量为30W，允许长期通过电流不大于3A。

2.7 主要技术性能指标

2.7.1

交流回路精确工作范围

交流回路精确工作范围为：

a) 相电流变换器：线性范围为0.08n I ～20n I ； b) 相电压变换器：线性范围为0.4V ～100V ； c) 线电压变压器：线性范围为0.5V ～160V ；

d) 100V 零序电压变换器：线性范围为0.4Ｖ～100V ； e) 300V 零序电压变换器：线性范围为3Ｖ～300V 。 注：n I 为装置TA 的额定电流，以下同。

2.7.2 纵联差动保护

纵联差动保护的主要性能为：

a) 比率制动动作电流整定范围：e e I I 0.1~1.0，整定值允差±5%或±0.02n I ； b) 拐点电流整定范围：e e I I ~5.0；

c) 比率制动系数或斜率整定范围：0.1~3.0；

d) 比率制动动作时间（2倍整定电流时）不大于30ms 。 注1：对于比率制动系数的差动保护，无需整定拐点电流。 注2：e I 为发电机二次额定电流，以下同。

2.7.3 裂相横差保护、不完全差动保护

裂相横差保护、不完全差动保护的主要性能为：

a) 比率制动动作电流整定范围：e e I I 2~1.0，整定值允差±5%或±0.02n I ； b) 拐点电流整定范围：e e I I ~3.0； c) 比率制动斜率整定范围：0.1~3.0；

d) 比率制动动作时间（2倍整定电流时）不大于30ms 。

2.7.4 励磁机差动保护

励磁机差动保护的主要性能为：

a) 比率制动动作电流整定范围：fe fe I I 0.2~1.0，整定值允差±5%或±0.02n I ； b) 比率制动系数整定范围：0.1~3.0；

c) 比率制动动作时间（2倍整定电流时）不大于30ms 。 注：fe I 为励磁机二次额定电流，以下同。

2.7.5 励磁变压器差动保护

励磁变压器差动保护的主要性能为：

a) 差动速断电流整定范围：Tfe Tfe I I 15~0.3，整定值允差±2.5%；

b) 比率制动动作电流整定范围：Tfe Tfe I I 0.1~2.0，整定值允差±5%或±0.02n I ； c) 比率制动斜率整定范围：7.0~3.0； d) 二次谐波制动比整定范围：0.1~0.5；

e) 差动速断动作时间（1.5倍整定电流时）不大于20ms ； f) 比率差动动作时间（2倍整定电流时）不大于30ms 。 注：Tfe I 为励磁变二次额定电流，以下同。

2.7.6 匝间保护

匝间保护的主要性能为：

●单元件横差保护

a)三次谐波滤过比大于100；

b)电流整定范围：0.08n I~10n I，整定值允差±2.5%或±0.02n I；

c)电流返回系数不小于0.95；

d)转子一点接地后横差保护延时定值范围：0.1s~1s；

e)转子一点接地未动作时，保护动作时间（1.2倍整定电流时）不大于70ms。

●负序方向闭锁纵向零序电压保护

a)零序电压三次谐波滤过比大于100；

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；

e)延时整定范围：0s~30s，允差（1.2倍整定值时，最大灵敏角下测量）不超过±1%

整定值或±40ms；

f)高定值段零序电压整定范围：3.0V~100V，整定值允差±2.5%或±0.05V；

g)高定值段延时整定范围：0.1s~30s，允差（1.2倍整定值时）不超过±1%整定值或

±40ms。

●负序方向匝间保护

a)负序电流的故障分量整定范围：0.02e I~1e I；

b)负序电压的故障分量整定范围：0.5 V ~10V；

c)故障分量负序方向灵敏度：在最大灵敏角下，最小动作负序增量2P

不大于0.5%n S （

S为发电机二次额定容量）；

n

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。

2.7.7定子绕组接地保护

定子绕组接地保护的主要性能为：

●零序电压原理

a)三次谐波滤过比大于100；

b)返回系数不小于0.95；

c)零压整定范围：5V~50V，整定值允差±2.5%；

d)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±40ms。

●三次谐波原理

a)自调整三次谐波电压制动系数整定范围：0.2~20，整定值允差±10%；

b)三次谐波电压比整定范围：0.5~2，整定值允差±5%；

c)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±40ms。

2.7.8转子接地保护

转子接地保护的主要性能为：

●转子一点接地保护

a)电阻定值整定范围：0.5 kΩ~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。

●转子两点接地保护

a)定子正序二次谐波电压整定范围：0.5V~20V，整定值允差±2.5%或±0.05V；

b)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±40ms。

2.7.9定子过负荷保护

定子过负荷保护的主要性能为：

●定时限部分

a) 电流整定范围：e e I I 10~0.1，电流整定值允差±2.5%； b) 返回系数不小于0.95；

c) 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±40ms 。 ● 反时限部分

a) 长延时可整定到1000s ；

b) 起动电流整定值范围：e e I I 0.2~0.1，整定值允差±2.5%； c) 返回系数不小于0.95； d) 散热系数整定范围：1~3； e) 热容量系数整定范围：1~99；

f) 反时限动作时间：动作值与计算值误差不大于±5%或±25ms 。

2.7.10 转子表层负序过负荷保护

转子表层负序过负荷保护的主要性能为： ● 定时限部分

a) 负序电流整定范围：e e I I 0.1~05.0，整定值允差±5%或±0.02n I ； b) 返回系数不小于0.95；

c) 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±40ms 。 ● 反时限部分

a) 长延时可整定到1000s ；

b) 长期允许负序电流倍数整定范围：0.05~0.5，整定值允差±5%； c) 返回系数不小于0.95；

d) 热容量系数整定范围：1~20；

e)

反时限动作时间：动作值与计算值误差不大于±5%或±25ms 。

2.7.11 励磁过负荷保护

励磁过负荷保护的主要性能为：

● 定时限部分

a) 转子电流整定范围：1.0I ~2.0I ，其中I 为励磁机fe I 或励磁变Tfe I 。电流整定值允差±2.5%；

b) 返回系数大于0.95；

c) 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±40ms 。 ● 反时限部分

a) 长延时可整定到1000s ；

b) 热容量系数整定范围：1~100；

c)

反时限动作时间：动作值与计算值误差不大于±5%或±25ms 。

2.7.12 过电压保护

过电压保护的主要性能为：

a) 整定范围：100V~160V ，整定值允差±2.5%； b) 返回系数不小于0.95；

c) 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±40ms 。

2.7.13 欠电压保护

欠电压保护的主要性能为：

a) 整定范围：10V~100V ，整定值允差±2.5%； b) 返回系数不小于0.95；

c) 动作延时整定范围：0.1s~30s ，允差（0.8倍整定值时）不超过±1%整定值或±40ms 。

2.7.14过激磁保护

过激磁保护的主要性能为：

●定时限部分

a)频率适用范围：20Hz~65Hz；

b)基准电压整定范围：80V~120V；

c)过激磁倍数整定范围：1.0~1.6，整定值允差±2.5%；

d)返回系数不小于0.96；

e)延时整定范围：0.1s~6000s，允差（1.2倍整定值时）不超过±1%整定值或±70ms。

●反时限部分

a)频率适用范围：20Hz~65Hz；

b)基准电压整定范围：80V~120V；

c)长延时可整定到6000s；

d)反时限各点过激磁倍数整定范围：1.0~1.6，整定值允差±2.5%；

e)返回系数不小于0.96；

f)反时限动作时间：动作值与计算值误差不大于±5%或±70ms。

2.7.15低励失磁保护

低励失磁保护的主要性能为：

a)阻抗定值允差±5%或±0.1Ω，其它定值允差±2.5%；

b)阻抗整定范围：0~200Ω，电阻和电抗定值允差±5%或±0.1Ω；

c)转子电压整定范围：20~500V；

d)凸极功率整定范围：1W~400W；

e)变励磁电压判据的斜率整定范围：0.05~10；

f)机端和系统电压整定范围：30V~100V；

g)延时整定范围：0.1s~30s，允差不超过±1%整定值或±40ms；

h)长延时定值范围：0.1s～2000s，允差不超过±1%整定值或±40ms。

2.7.16失步保护

失步保护的主要性能为：

a)滑极次数整定范围：1~10；

b)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；

c)阻抗停留时间整定范围：0.01s~1s。

2.7.17逆功率保护

逆功率保护的主要性能为：

a)整定范围：（1.0%~50%）Ge

P；

b)返回系数不小于0.9；

c)有功最小整定不大于10W（二次的三相功率，额定电流为5A），功率整定值允差

±10%。

注：

P为发电机额定功率，以下同。

Ge

2.7.18频率异常保护

频率异常保护的主要性能为：

a)频率测量范围：40Hz~65Hz；

b)低频保护频率整定范围：45Hz~49.99Hz，整定值允差±0.02Hz；

c)过频保护频率整定范围：50.01Hz~55Hz，整定值允差±0.02Hz；

d)连续低频或过频保护延时整定范围：1s~6000s；

e) 频率累积延时整定范围：1min~600min ； f) 延时允差±2.5%。

2.7.19 误上电保护

误上电保护的主要性能为：

a) 电流整定范围：e e I I 1~2.0，整定值允差±5％或±0.02n I ； b) 1.2倍整定值时保护动作时间不大于220ms 。

2.7.20 起停机保护

起停机保护的主要性能为： a) 零序电压整定范围：5V~50V ，整定值允差±2.5%；

b) 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±70ms ； c) 差动电流整定范围：e e I I 1~2.0，整定值允差±5%或±0.02n I ； d)

差动固有延时不大于70ms 。

2.7.21 过电流保护

过电流保护的主要性能为： 1) 过电流保护

a) 电流整定范围：e e I I 15~5.0，整定值允差±2.5%或±0.02n I ； b) 返回系数不小于0.95；

c) 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±40ms 。 2) 低电压闭锁过电流保护（电流可带记忆） a) 过电流技术条件同1）；

b) 低电压整定范围：10V~100V ，整定值允差±2.5%； c) 返回系数：低电压元件不大于1.1；

d) 延时整定范围：0.1s~30s ，允差（电流为1.2倍整定值、低电压为0.8倍整定值时）不超过±1%整定值或±40ms 。

3) 复合电压闭锁过电流保护（电流可带记忆） a) 过电流技术条件同1）； b) 低电压技术条件同2）；

c) 负序电压整定范围：2V~40V ，整定值允差±2.5%或±0.05V ；

d) 延时整定范围：0.1s~30s ，允差（电流、负序电压为1.2倍整定值、低电压为0.8倍整定值时）不超过±1%整定值或±40ms 。 4) 复合过电流保护（电流可带记忆） a) 低电压闭锁过电流技术条件同2）；

b) 负序电流整定范围：e e I I 5~1.0，整定值允差±2.5%或n I 02.0 ； c)

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±40ms 。

2.7.22 阻抗保护

阻抗保护的主要性能为： a) 整定范围：0~100Ω，整定值允差±5%； b) 阻抗反向偏移比整定范围：0~100； c) 精确工作电流不大于0.1n I ；

d) 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±40ms 。

3 保护原理和逻辑框图

3.1 纵联差动保护

3.1.1 保护原理

纵联差动保护作为发电机内部相间短路故障的主保护，采用两段比率制动特性（见图2）。纵差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案。

方案一：比率制动系数的纵差保护，动作方程为：

?

??

>>zd

res dz dz I K I I I CD （1） 式中：dz I 、zd I 分别为差动电流和制动电流，计算公式分别为差动电流N

T dz I I I -=和制动电流2

N

T zd I I I +=

。CD I 为差动电流起始值，res K 为制动系数。

其中：T

I 、N I 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。 方案二：比率制动斜率的纵差保护，动作方程为：

()?

??

≥+-><>B zd CD

B zd ID dz B zd dz I I I I I K I I I I I 如果如果CD

（2）

式中：ID K 为比率制动斜率，B I 为拐点电流值，其它量意义与方案一表示相同。

TA 断线后发告警信号，TA 断线是否闭锁差动保护可通过整定定值单中的功能位实现。 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

护仅有一相满足动作条件时，除增加计算次数和TA 异常判断次数外，同时机端负序电压大时，保护才发跳闸命令。

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。装置具有完善的抗TA 饱和能力以及故障恢复过程中不平衡电流对差动保护的影响。 当采用完全纵差保护时，机端和中性点侧应选用同型号、同变比的TA ，两侧电流互感器的二次负载宜匹配一致，以最大减轻不平衡电流，降低定值，提高灵敏度。

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，机端和中性点侧仍可采用同型号、同变比的TA ，由装置自动调整平衡。

I dz

zd

I B

图2 带比率制动特性的发电机纵联差动保护动作特性