1。发电机纵差保护(故障分量+稳态比率制动式)

附A.1.1 稳态差动保护基本原理

、I为一次电流，i比率制动式纵差保护原理接线如图附A1.1所示（以单相为例），I112和i2相应的为二次电流。id和ir则为继电器差动电流和制动电流。

其中： idi1i2

ir(|i1||i2|)/2

i2i1id图附A1.1 比率制动式纵差保护原理接线

当发电机内部短路(区内)时的短路电流Ik.m为：

I (I与I近于反相) II1212k.m相应有： idi1i2Ik.m/nL

||I|)/2nir(|I12L

此时，id为全部区内短路电流，ir为两侧电流的幅值的代数和的1/2，所以差动保护能灵敏工作。

I，差流应为零，但两侧互感器通过大电流的磁场特性不一致当外部短路时，I12会导致差流存在一不平衡电流，并可能会大于差动电流的整定值，从而导致差动保护误动作。为了保证正常及区外短路差动保护不误动，整定的比率制动特性曲线为图附A1.2中折线所示。

应有： idId.min 当irIr.min；

idId.minKr(irIr.min) 当irIr.min

其中： Idmin──差动电流；

Irmin──制动电流；

Kr──比率制动系数。

差动电流KrtgId.minIr.min制动电流图附A1.2 差动保护比率制动特性

附A.1.2 故障分量差动保护基本原理

差动保护分为故障分量和稳态两种，前者反应重负荷下的轻微内部故障的能力要比后者强。

故障分量即用故障后的交流量减去故障前的交流量，这样就消去了负荷电流对故障电流的影响，差动电流在故障前基本为零，所以故障分量算法主要针对制动电流而言。

为全部故障电流，相应的故障分量为： 、I故障时，图附A1.1中I12III11(K)1(KN) II22(K)I2(KN)

其中： I1、I2──故障分量电流;

,II1(K)2(K)──故障后K时刻电流;

──对应K时刻的故障前的电流;

I1(KN),I2(KN)N──一周波采样点数。

此时： 其中：

IIIidI121(K)1(KN)I2(K)I2(KN)I1(K)I2(K)idI1(KN)I2(KN)；

||I|)/2(|IIir(|I121(K)1(KN)||I2(K)I2(KN)|)/2。

在重负荷下的轻微内部故障时，差动电流比较小，而正常的负荷电流相对差动电流比较大，根据差动保护的制动特性可能会导致差动保护的拒动。因此，需要对制动电流进行故障分量的算法，消除负荷电流对制动电流的影响，使保护装置能够可靠动作。

，I形成的比率制动式差动特性与图附A1.2相似，因为故障分按故障分量电流I12量的制动电流要比稳态制动电流小，为了提高差动保护的可靠性，需要将制动电流拐点的整定值减小，在本装置中自动将Ir.min设定为Ir.min的1/2，不需要另外整定。

动作判据为：idId.minId.min（当irIr.min时）

idId.minKr(irIr.min)Id.minK(irIr.min/2)

（当irIr.minIr.min/2时）

其中： Idmin──故障分量差动电流；

Irmin──故障分量制动电流拐点；

Ktg──比率制动系数。

附A.1.3 差动速断保护基本原理

当任一相差动电流大于速断整定值时瞬时动作于跳闸。 差动速断判据为：

idId.KFKKFIn

其中： Id.KF──差动速断电流；

KKF──为速断倍数；

In──为额定电流。

附A.1.4 动作逻辑

本装置中发电机纵差保护采用故障分量+稳态相配合方式（差动保护启动后的0~20ms为差动速断的运算时段，20~40ms为故障分量比率式差动保护的运算时段，40ms之后为稳态比率式差动保护的运算时段，直至差动保护返回或出口）。

发电机比率差动分为单相差动和相间差动两种模式，当控制字中的“相间差动”为“投入”时，发电机比率差动为相间差动模式，当控制字中的“相间差动”为“退出”时，发电机比率差动为单相差动模式，单相差动保护逻辑框图如图附A1.3所示，相间差动保护逻辑框图如图附A1.4所示（注：差动速断保护不受“相间差动”控制）。

差动速断元件动作差动速断控制字投入差动保护连片投入稳态比率差动元件动作故障分量比率差动元件动作常规差动控制字投入CT断线元件动作CT断线闭锁差动控制字投入差动保护连片投入图附A1.3 发电机单相差动逻辑&跳闸&&信号&跳闸&信号>=1&

A相比率差动元件动作&B相比率差动元件动作&C相比率差动元件动作>=1比率差动元件动作&图附A1.4 发电机相间差动逻辑

附A.1.5 定值整定 附A.1.5.1 差动速断定值

差动速断保护可以快速切除内部严重故障，防止由于电流互感器饱和引起的差动保护延时动作，因其不具有制动特性，所以应躲过被保护元件外部短路时可能出现的最大不平衡电流。

在本装置的经验值为5.0～10.0倍的额定电流，即：

Id.Kf KKfIn/nL(5.0~10.0)In/nL

附A.1.5.2 差动电流定值

Id.min为差动保护的最小动作电流，应按躲过被保护元件额定负载时的最大不平衡电流来整定,在现场的实际应用中，发电机差动通常取0.2～0.3倍的额定电流，即：

Id.min (0.25~0.35)In/nL

附A.1.5.3 制动电流拐点

对于稳态比率差动的制动拐点通常选取0.8～1.2倍的额定电流，即：

Ir..min (0.8~1.2)In/nL

附A.1.5.4 比率制动系数

差动保护的制动电流应大于外部短路时流过差动回路的不平衡电流。被保护元件不同，不平衡电流计算也不相同，需按现场实际情况计算。 在本装置中通常取经验值0.3～0.6，即Kf 取0.3～0.6。