继电保护及自动装置运行规程.docx
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继电保护及自动装置运行规程
继电保护及自动装置规程
第四篇、6KV厂用系统保护-
第七篇、WFBL-I微机故障录波系统-
.
总则
1．1继电保护与安全自动化装置是保证电网安全运行，保护电气设备的主要装置；是电力系统、发电厂及变电所运行工作的重要组成部分。
运行人员熟悉掌握继电保护运行规程，是胜任运行工作的必要条件，是运行工作水平的重要标志。
1．2运行人员应作到：
1．2．1能按规程对保护装置进行正常监视、操作及检查；
1．2．2能对继电保护及二次回路的作业及安全措施进行监督；
1．2．3能掌握和发现继电保护及二次回路的缺陷；
1．2．4熟悉继电保护基本原理及接线；
1．2．5熟悉继电保护现场运行规程；
1．2．6熟悉继电保护及其二次回路；
1．2．7熟悉微机保护面板各指示灯的意义；
1．2．8能操作微机保护保护出口回路压板，动作信息复归；
1．2．9管理好微机保护、故障录波器打印机,防止卡纸和报告丢失,熟悉打印信息;
1．2．10了解继电保护及自动装置的现有定值;
1．2．11熟悉保护装置的环境运行要求.
1．3对继电保护人员要求；
1．3．1必须熟悉保护及二次回路接线；
1．2．2必须能熟练操作保护装置，熟悉保护各种输出信息；
1．2．3必须熟悉每个保护的判据和现有定值；
1．2．4必须熟知装置故障的一般维修方法；
1．2．5掌握装置的正确维护要点。
1．4有关保护装置及二次回路的操作及工作均须经相应的管辖该装置的人员（调度或现场值长、班长）的同意方可进行。
保护装置的投入、退出等操作须由运行人员负责进行。
（无保护压板者，由继电工作人员操作）
1．5在保护装置及二次回路上工作前，运行人员必须审查继电保护工作人员的工作票及其安全措施票（即现场工作任务书），更改整定值和变更接线一定要有经领导批准的定值通知单和图纸，才允许工作。
运行人员应认真按工作票与实际情况作好安全措施。
凡可能引起保护装置误动作的一切工作，运行人员必须采取防止保护可能误动作的有效措施。
1．6在继电保护工作完毕时，运行人员应进行验收，如检查拆动的接线、元件、标志是否恢复正常，压板位置、继电保护记录簿所写内容是否清楚等。
1．7调度管辖的保护装置在新投入或经过变更时，运行人员必须和当值调度员进行整定值和有关注意事项的核对，无误后方可投入运行。
1．8运行人员必须按继电保护运行规程，对保护装置及其二次回路进行定期巡视、检测、对试或按规程规定更改定值；监督交流电压回路，使保护装置在任何时候不失去电压；按保护装置整定所规定的允许负荷电流或允许负荷曲线，对电气设备或线路的负荷潮流进行监视。
1．9发现可能使保护装置误动的异常情况时，应及时与继电保护部门联系，并向调度汇报，紧急情况下，可先行将保护装置停用（断开压板），事后立即汇报。
1．10发现保护装置及二次回路所存在的缺陷及不正常情况，应作出记录，通知及督促有关部门及时消除及处理。
1．11对继电保护动作的掉牌信号、灯光信号，运行人员必须准确记录清楚，并填写在《继电保护及自动装置动作情况》记录本上，及时向有关调度汇报。
1．12运行中的设备投入保护时，必须先用万用表或验电笔测量保护跳闸压板两端无电压后，方可投入运行。
1．13发现直流接地时，在直流回路上的有关工作应停止，找出接地点，通知继电保护人员消除。
1．14凡新投入或二次回路经过变更的保护装置，在设备启动或充电时，将该设备的保护投入使用，而在设备启动或充电良好带负荷时将保护分别暂行停用，由继电保护人员进行测量检验保护电流电压回路接线正确后，该保护才真正具备投入使用条件。
1．15值班人员接班前及值班中应对继电保护和自动装置着重检查一次。
1．15．1有无异常声响，设备有无过热现象；
1．15．2有无保护掉牌及灯光信号；
1．15．3有操作的设备，保护压板投入是否正确；
1．16凡装有继电保护的设备，不允许无保护运行，必要时可经申请批准后停用部分保护，但主保护不允许同时停用。
第一篇：
发电机保护
装置型号组成
保护装置及自动装置功能：
1.装置概述
NAS-928系列数字式发电机保护装置是用于我厂60MW发电机成套保护装置。
由NAS928A和NAS928B装置构成，提供了发电机完全纵差保护、高灵敏单元件横差保护、纵向基波零序电压保护、复合电压过流保护、定子接地保护、转子接地保护、低励失磁保护、负序电流保护、定子绕组过负荷、定子过压保护、励磁绕组过负荷、逆功率保护、断路器失灵保护、频率异常保护、误上电保护、启停机保护、TV断线监视、TA断线监视、非电量保护等保护等功能。
NAS928保护装置通信网络开放，具有完备的通信接口，同时提供工业以太网、RS485通信接口，采用了DL/T667-1999（idtIEC-60870-5-103）通信规约，实现了网上数据共享。
NAS928系列发电机保护装置的主要功能配置表如下：
完全纵差保护
单元件零序横差保护
纵向基波零序电压保护
复合电压过流保护
过流保护
100%定子接地保护
转子接地保护
低励失磁保护
负序电流保护
定子绕组过负荷
励磁绕组过负荷（交流）
励磁绕组过负荷（直流）
定子过压保护
逆功率保护
断路器失灵保护
频率异常保护
误上电保护
启停机保护
TV断线监视
TA断线监视
非电量保护
装置特点
2.装置特点
☑采用100MIPS高性能DSP，6条流水线技术有效地加快了数据处理速度，既能满足保
护的实时性的要求，又可满足测量量高精度的要求；
☑采用32位高性能多CPU架构，使得保护的处理和能力十分强大，能够实时响应；
☑主保护采用多种原理，并配置在完全独立的两套保护装置中，真正实现双重化；
☑采用动态频率跟踪技术，保证了保护在不同频率下的性能；
☑各类保护的不同时限均采用出口编程，保护应用更灵活；
☑非电量保护既为可独立模式，不依赖于CPU，又可经CPU延时后出口；
☑嵌入式工业化视窗技术应用，真正实现工业产品人性化；
☑能够显示测量的矢量图，智能功能帮您校合接线的极性，既可靠又方便；
☑能够显示故障录波图，十分清楚地再现故障的过程，有效协助您分析故障；
☑具有完整的事件记录和操作记录，记录信息掉电保持达十年以上；
☑可同时支持工业以太网和RS485现场总线网，通信可靠、实时；
☑与GPS实现软、硬件同时对时，保证了很高的对时精度；
☑大容量Flash的应用，方便了您产品的升级；
☑具有完善的自诊断和监视功能，对故障可具体定位，方便调试；
☑辅助软件DRSExpress可帮您十分方便的调试、维护、故障分析；
☑采用全封闭机箱、整面板设计，外型小巧、美观，结构新颖；
☑高抗干扰、抗震动、宽温设计，满足就地安装的技术要求。
保护原理
1.完全纵差保护
完全纵差保护是主要针对发电机定子绕组的相间故障，该保护比较被保护设备各引出线两端电流的大小和相位，当正常运行或被保护设备外部发生各种短路时，保护可靠不误动；
当被保护设备本身发生相间短路时，保护灵敏动作。
完全纵差保护设置了比率制动保护和差动速断保护。
完全纵差保护动作于全停。
基本原理
由于比率差动保护反映相间故障，故采取了三取二逻辑动作出口，比率差动保护在单相
TA断线时不会误动，故其不受TA断线判据闭锁。
差动速断保护反映严重故障，其动作值较高，一般高于额定电流，差动速断保护在TA
断线时不会误动，故其不受TA断线判据闭锁。
为了监视正常运行情况下的差动电流回路的状态，设置了差流越限监视功能，差流越限后，延时9s告警。
2.零序电流型横差保护
零序电流型横差保护接发电机两中性点之间TA的电流，该保护简单可靠，功能全面，
可对相间短路、匝间短路起保护作用，同时能够反映分支开焊故障。
基本原理
零序电流型横差保护采用三次谐波滤过器，其滤过比大于100，使三次谐波不平衡电流
基本不起作用，提高了保护的灵敏度，
零序电流型横差保护在转子回路两点接地时，横差保护可能误动作。
这是因为当两点接
地后，转子磁极的磁平衡要遭到破坏，而定子同一相的两个绕组并不是完全位于相同的定子
槽中，因而其感应电动势就不相等，这样就会产生环流，使横差保护误动作。
为了防止励磁
回路瞬间的两点接地时引起的横差保护的误动作，因此在一点接地后，将增加横差保护动作
延时。
本装置中，零序电流型横差保护设置了两个时限，动作时限t1受转子一点接地动作信
号闭锁，动作时限较短；动作时限t2不受转子一点接地动作信号闭锁，动作时限较长。
零
序电流型横差保护动作于全停。
3.纵向基波零序电压保护
纵向基波零序过压保护能反映发电机相间短路、匝间短路和分支绕组开焊故障，是发电
机保护的主保护。
对于中性点无法装设横差TA的发电机，可以装设本保护。
基本原理
发电机内部相间、匝间短路表现为机端三相对中性点的不平衡，即机端出现纵向零序电
压3U00。
纵向基波零序电压中含有大量的三次谐波分量，故本保护设置了三次谐波滤过器，其滤
过比大于100。
如果纵向零序电压按正常运行时的不平衡电压整定计算，在区外故障时，纵向基波零序
电压将会误动，提高定值，将降低本保护的灵敏度，故将纵向基波零序电压受负序功率方向
闭锁，方向指向发电机，当发电机内部短路时，负序功率方向元件动作，当发生TV断线时，
负序方向元件可能会不正确动作，故当TV断线时，闭锁该保护。
在本装置中，纵向基波零序电压保护设有两段，I段受负序功率方向保护闭锁，当保护区外故障时，闭锁该段保护，该段保护灵敏度较高，也称灵敏段；II段不受负序功率方向闭锁，其灵敏度较I段低，也称不灵敏段；两段保护均动作于全停。
4.复合电压（记忆）过流保护
复合电压过流保护可作为发电机的后备保护和相邻元件的后备保护。
该保护设置了可选择投入的电流记忆功能，用于自并励发电机的后备保护。
当此类发电机外部发生对称或不对称短路时，机端电压下降，励磁电流随之减小。
若机端发生三相短路故障，短路电流将逐渐衰减到零，这样有可能使后备保护失效。
为保证使后备保护可靠地动作，可选择投入电流记忆功能。
基本原理
由复合电压元件和过流元件构成的复合电压过流保护，其复合电压元件由三个线电压低
压元件Uab、Ubc、Uca和负序过电压U2“或”逻辑构成，可以通过控制字选择复合电压元件的投入或退出，当退出复合电压元件时，本保护实质上是过电流保护；
复合电压保护在TV断线时，其复合电压元件会启动，在使用时，可根据情况选择在TV断
线时闭锁复压过流或不闭锁，当不选择闭锁时，其在TV断线时是过流保护。
电流记忆元件可选择投入或退出，电流记忆功能只有在该控制字投入且复合电压元件投
入时才起作用。
复合电压过流保护设有两段，I段保护动作于跳母联，缩小故障范围；II段保护动作于
解列灭磁；每段保护可以单独选择投入或退出。
5.过流保护
过流保护不受电压元件影响，是既简单又可靠的后备保护。
在发电机保护中，配置过
电流保护的情况有：
1．电流保护灵敏度能够满足要求，其作为独立的后备保护；
2．复合电压过流保护在TV断线时，其定值构成的过流保护可能没有选择性，因此在
TV断线时，选择了闭锁复合电压过流保护，用有选择性的电流保护，实现发电机的后备保护。
过流保护设有一段两时限，t1动作于跳母联，t2动作于解列灭磁。
6.定子绕组单相接地保护
定子绕组单相接地保护是针对发电机定子绕组的单相接地故障（定子绕组与铁芯间的绝
缘破坏）。
该保护采用基波零序电压保护和三次谐波电压保护。
基本原理
当发电机内部单相接地时，假设A相接地发生在定子绕组距中心点α处，α表示由中
性点到故障点的绕组占全部绕组匝数的百分数，机端各相的对地电压应分别为在发电机正常运行时，发电机的相电压中含有三次谐波，因此，在机端电压互感器开口三角电压中有三次谐波输出，基波零序电压保护设置了三次谐波滤过器，其滤过比大于100，提高了基波零序电压保护的灵敏度，其定值只需躲过正常运行时的不平衡电压。
基波零序电压不能反应100％的定子接地，在中性点侧存在着动作死区。
为了防止TV一次断线和TV二次断线导致基波零序电压误动作，可选择投入辅助元件判据，即中性点零序电压元件作为辅助判据，中性点零序电压额定值可能和机端零序电压额定值不同，通过整定的系数调整，定值以机端零序电压额定值为基准。
由于发电机气隙磁通密度的非正弦分步和铁磁饱和的影响，在定子绕组中感应的电动势除基波分量外，还有高次谐波分量。
其中，三次谐波电动势虽然在线电动势中可以消除，但在线电动势中依然存在。
发电机不接地或经消弧线圈接地时，在正常运行时总有机端三次谐波电压小于中性点三次谐波电压。
在应用三次谐波电压型定子接地保护时，先对三次谐波调平衡，使得出现最大三次谐波比值时，机端三次谐波和中性点三次谐波平衡，以机端三次谐波为基准，中性点三次谐波需要放大0a，0a由实测值获得，以考虑了机端零序TV额定值和中性点零序额定值的不同。
利用三次谐波构成的定子接地保护可以反应发电机绕组中a<50%的范围以内的单相接地，且当故障点越接近于中性点时，保护的灵敏度越高；而利用基波零序电压构成的接地保护，则可以反映a>15%以上范围的单相接地故障，且当故障点越接近发电机出线端时，保护的灵敏度越高。
因此，利用三次谐波电压型定子接地保护和基波零序电压型定子接地保护的组合，构成了100％的定子绕组接地保护。
基波零序电压保护设有两段，I段动作于告警，II段设置两时限，t1动作于跳母联，t2
动作于全停。
三次谐波零序电压保护动作于告警。
7.转子接地保护
转子一点接地保护和两点接地保护采用乒乓切换原理，检测励磁回路一点接地和两点接
地故障。
基本原理
装置实时测量fR，当测量值小于定值时，认为发生了一点接地故障，在一点接地故障后，保护装置测得fR和a并记录，经延时投入两点接地保护，若再发生转子两点接地故障，则测量的a值发生变化，当其变化值a∆超过整定值，保护就确认为发生了两点接地，转子两点接地保护动作时限应躲过瞬时出现的两点接地故障，一般延时0.5~1.0s。
转子一点接地保护设有两段，I段动作于告警，II段动作于全停，所示；转子两点接地保护动作于全停。
8.低励失磁保护
低励、失磁保护是针对发电机低励、失磁故障的保护。
本保护采用了定子侧阻抗判据、
转子侧判据、机端低电压判据、系统低电压判据、过功率判据等组成。
基本原理
1．定子侧阻抗判据
失磁前处于过激状态的发电机，其机端测量阻抗位于阻抗复平面的第一象限，当发生失
磁后，测量阻抗沿等有功圆向第四象限移动，当它和静稳边界阻抗圆相交时，表明机组运行
处于静稳定的极限，越过边界后，进入异步运行，最后稳定运行于在异步边界圆内部，
平均异步功率与调节后的原动机输入功率相平衡。
定子侧阻抗判据可以选择静稳边界阻抗判据和异步边界阻抗判据。
其阻抗特性分别如图
当发电机欠激运行，它向外输送有功，同时从电网吸收一部分无功功率，但仍保持同步
并列运行，此时测量阻抗位于第四象限。
为此，我们在阻抗特性上增加发电机进相运行阻抗
切线，进入切线以下阻抗元件动作。
2．转子侧判据
本保护中采用转子电压定值自动随有功功率P变化的的转子低电压判据，从而可以灵敏地反应发电机在各种负荷状态下的失磁故障。
低励失磁的发电机，从电力系统中吸收无功功率，引起电力系统的电压下降，如果电力系统中无功功率储备不足，会导致系统电压崩溃，应迅速将发电机切除。
4．机端低电压判据
当发电机低励失磁时，如果机端低电压动作，应首先切换励磁。
5．机端过功率判据
当发电机低励失磁时，如果机组功率超过定值，应迅速降低原动机出力。
低励失磁保护设有五个时限，当发电机失磁，定子阻抗元件动作或同时转子低电压也满足条件，经t1动作于告警，t2动作于全停；当发电机失磁并导致系统低电压时，经t3动作于解列灭磁；当发电机失磁导致机端低电压动作时，经t4动作于切换励磁；当发电机失磁导致机组功率超过定值时，t5动作于减出力。
9.负序电流保护
负序电流保护也称转子表层负序过负荷保护。
当发电机三相负荷不对称时，将有负序电
流流过发电机的定子绕组，并在发电机转子中产生倍频电流，使得转子表面过热。
本装置配
置了定时限负序电流保护和反时限负序电流保护。
由于在TA断线时，负序电流保护会误动，故各段负序电流保护均受TA断线闭锁。
负序定时限电流保护设有两段，I段动作于告警；II段设有两时限，t1动作于跳母联，
t2动作于解列灭磁，其保护逻辑图如图3.9.2所示。
负序电流反时限保护动作于解列灭磁，
10.定子绕组过负荷
对于发电机因过负荷或外部故障引起的定子绕组过电流，装设定子绕组对称过负荷保
护。
发电机定子绕组的过负荷保护，一般由定时限和反时限两部分组成。
定子绕组过负荷定时限保护设有两段，I段动作于告警；II段设有两时限，t1动作于跳
母联，t2动作于解列灭磁。
定子绕组反时限保护动作于解列灭磁。
11.励磁绕组过负荷
大型发电机的励磁系统，有的用交流励磁电源经可控或不可控整流装置组成。
对这种励磁系统，发电机励磁绕组的过负荷保护，可以配置在直流侧，也可以配置在交流侧。
当有
备用励磁机时，保护装置配置在直流侧的好处时用备用励磁机时励磁绕组不失去保护。
为了
使励磁绕组过负荷保护能兼作励磁机、整流装置及引出线的短路保护，常把它配置在励磁机
中性点侧，当中性点没有引出端子时，则配置在励磁机的机端。
基本原理
发电机励磁绕组的过负荷保护，励磁电流采集有两种，一种是励磁回路中分流器两端
的电压，该电压与励磁电流成正比，额定情况下输出75mV，经1V变送器转换成4－20mA
电流接入装置，装置侧仍将计算结果折算成75mV标准值；另一种是反映交流励磁机或励
磁变的输出电流，该电流为三相电流。
交流电流有50Hz和100Hz两种信号可选。
本装置
同时支持两种方式反映励磁绕组的电流。
交流过流保护也可以用于励磁变保护。
励磁绕组过负荷设有两段，I段动作于告警，II段动作于解列灭磁。
12.定子过压保护
发电机在突然甩负荷时，其调速系统不能动作过快，使得转速上升导致定子绕组过
电压，发电机装设过电压保护。
定子过电压保护设有两段时限，I段动作于告警；II段动作于解列灭磁；
13.逆功率保护
与电力系统并列运行的发电机，由于各种原因而停止供给原动机能量时，将从系统吸
取能量变为电动机运行，驱动原动机运转。
汽轮机在其主气门关闭后，其叶片会因由转子和
叶片引起的风损而损坏，燃气轮机的齿轮也有可能被损坏，所以加设逆功率保护。
逆功率保护设有两段，I段动作于解列灭磁，II段经主汽门开关量，动作于程序跳闸，也称程序逆功率。
14.频率异常保护
频率异常保护主要用于保护汽轮机，低频运行会使汽轮机叶片受到疲劳损坏，这种疲劳
损伤累积到一定程度时会使汽轮机叶片及其拉金断裂；而且极端低频工况，还将威胁厂用电
的安全。
频率升高，说明系统中有功功率过剩，将由调速器或功频调节装置动作于降低原动机出
力，必要时将从系统中切除部分机组，以促使频率恢复正常。
本装置频率异常保护配置了低频保护、高频保护、频率累积保护。
基本原理
频率异常保护设置有低频段和高频段和频率累积段。
低频设有三段，高频设有三段，其保护频率累积保护设有四段，其中三段为累积保护，第四段为定时限保护，保护有累积时间显示。
频率保护均设有断路器位置闭锁，机端电压闭锁（Ua），机端电流闭锁（Ia）。
15.误上电保护
基本原理
误上电故障发生在以下几种情况下：
1）发电机在盘车过程中，由于出口断路器误合闸，突然加上三相电压，而使发电机异
步启动。
本保护采用低电压判据与低频闭锁判据配合。
2）发电机起停机时，已加励磁，但频率低于定值，断路器误合闸。
本保护采用低频判
据。
16.启停机保护
该保护用于发电机不与系统并网的启动或停机过程中，可对发电机定子出现的接地故障
和相间故障起保护作用。
基本原理
本启停机保护由反应定子接地故障的零序电压保护和反应相间故障的差动电流保护装置构成。
该保护在频率低于设定频率自动投入，大于设定频率时，自动退出。
本保护中的电压和电流测量采用了频率不敏感的算法，故没有配置数字滤波器。
17.非电量保护
保护装置引入发电机本体及其它外部来的接点，可选择不需要延时的非电量保护经过压
板启动跳闸中间继电器独立出口，其不经过CPU出口，CPU记录事件；需要延时的非电量
保护可通过CPU延时后，由CPU发出跳闸信号。
非电量保护动作后，保护装置记录事件，
并发相应告警信号。
发电机非电量保护
a.热工保护：
由热工保护接点引入保护装置，动作于程序跳闸（从ETS柜给一个干接点进入发电机非电量保护，汽机保护动作动作关主汽门）
18.断路器失灵启动保护
当保护发出跳闸命令或有故障电流时，而断路器拒跳时启动失灵保护。
失灵保护将切断
与此回路有关的母线段上的其他有源开关。
基本原理
断路器失灵启动的启动元件采用采用相电流和负序电流‘或’门启动，相电流元件为三
相电流‘或’方式启动，采用负序电流是提高不对称故障的灵敏度。
当保护动作后，开关仍
处于合位，且相电流和负序电流存在，经延时t启动失灵。
19.TA断线监视（差动保护用）
本TA断线判据用于差动保护中，用于告警。
基本原理
当机端和中性点差动用三相电流元件的最大值在0.1Ign～1.2Ign之间时，同时检测到差动
保护的单相元件动作，而差动保护不动作，延时5s告警。
20.TA断线监视
本TA断线判据用于通用TA断线判据，用于中性点不接地系统。
基本原理
当检测到三相电流元件的最大值在0.1Ign～1.2Ign之间时，同时不平衡电流判据满足条件，e取gnI1.0，负序电压小于5V，瞬时发出TA断线闭锁信号，经延时t1发出TA断线告警信号。
.21.TV断线监视（定子接地保护用）
本TV断线判据用于定子接地保护中，用于告警。
基本原理
本判据采用机端零序电压和中性点零序电压模值比较，当两个零序电压值差的绝对值大
于限值ε（ε取8V）时，发出TV断线信号，本TV断线监视功能可以监视TV的一次断
线。
22.TV断线监视
本TV断线判据用于判别TV二次单相、两相和三相断线，用于告警和闭锁保护。
基本原理
由两个判据组成：
1．采用三相电压的矢量和模值与开口三角电压模值差值的绝对值比较，当结果大
于8V时，判断为TV断线，闭锁保护并发出告警信号。
本判据不能判别三相断线的情况。
2．三相电压均小于8V，且最大相电流大于0.1倍额定电流同时小于1.2额定电流，
判断为三相断线。
以下为天富电厂发电机保护配置：
天富电厂发电机（60MW）保护定值表
装置名称：
NAS928A发电机容量：
60Mw
PT：
10/0.1KVCT：
5000/5
NAS928A保护定值清单
序号
定值名称
整定值
备注
1
差流速断电流定值
16A
2
比率差动门槛
1.5A
3
比率制动拐点
3.1A
4
比率制动系数
0.45
5
差流越限监视
0.7A
6
基波零序电压I
11v
经负序方向闭锁,当区外故障不误动
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