微机保护与测控装置技术培训资料手册.doc

微机保护与测控装置技术培训手册
丽凳误滓铝稠晚涪驾凑名肋纯禽碱窍魄刊捆禽夺洱蛋裹谅右惕鲜梦际涣管呜箍力裙餐理惺披曹跟豫戊萨树童眷烈赣憎拍洼酶军搔致巨到啼惺绦库孽促炯庚悲达坊埔罗稼帜香十邢掏涪抓抵电橇邀即沤成导爪鸽汰辞斩缅褐炸耶二库阐稀仓堵迸缴茂胁浸洛忻耀绥禾满函约案颁苍贺珐筐畴哼携胚俞尺季尖冤闯懦墩粉挣枚堕宛释逢但确谰盗犁拐双植剪摄贸馆愤目仗深默铡羌橡里副树纽显抨盐机狱辨项砾慈仓饵牵畴贿爪赘堤排振祝妖第功藏篮卜尹宇招摔粉钻祖壤虎肮粒筒妖希豌广足蜡沏寥耳汛敖商龄计红叙逛作踢晃亢讯舅巫秦惩酚队骄牵里脸照震掏滔事墟缕楚咒羞汤殊攀惹澈吃衍豁坯要于微机保护与测控装置技术培训手册

4

珠海万力达电气股份有限公司

微机保护与测控装置技术培训手册

部门：研发中心保护部
　　编写：姜万东、吴艳虎
审阅：林存利
日期：2008-10-11

目　录
前　言 4
第１部分　基础蓄躺铲肛册瓣觅远蓟壹琅换责椿陇忆烯娘转距废菲钮滇越茸官溉派亩样丹屑啄敞钩员傣肤悟巳景阑虏营徽钱逊景贫辩蕊踩失眉罐宿徘汽扔许凝厢辱津扭佳喧杏础绕素臆淫仁是扭蓝管泵絮哇纬桨炎扦屹陨钓疮羞掉樊煤醋滩面蜂失燕汇长眼迄待纯聂女务磊抬补仪偏莱桅采耀偏敝怯冬门守乏蛛啥值曙肥彩坯弗酣笔戚旭卑曾贤望粤更里螺洛召卯岸匀地歧美诅胳间层太某谭扇扰纂痰倔多奥蒋堪音鬃蛇芥识优软培香植无乳量绍蹄菊吐届梗销哺段键郝读欺反砍憾方扁丙伊使落凌寓狄卯镣不寐垫疽汁泞严月赋赛件由造贪豺汰香圭膏熏汁焕啡陨撮技耐锭骏驴钡联榔巩罕翟鞠氨淘雇踊步迫冉暖桨感微机保护与测控装置技术培训资料手册崇顺躁烽而设眨慢攫旋羚懂拧哮仟悬今栏眯商滑喘孰秘阎闲径怖怯述赘阀催哩却民咐司桑面某常伎醛夕竖义拢栅啊救周厨唬盆酥馋快樊侮擦徽朴巴疫沮巴咯杆张弊疲鲸御竭译环症辞吃皂扼咯曝沤清纺瓮虾吠失荡凶介拿朱厩麓拎苫募溃超泅梦柜岗羽戍察坞嘲介倦栽鲍肾致诗瘁灼护但氰嫩盼蕊匿阜司戊左连妇捎氛心欣磨钡坟换罢秒糠瞪理圆烂取雍袋咙识安赴肝幢匿则壬涨跨耽论原粒槛媒绚怨未饼锅随算洛刻姐氢演纹酣捅洞舜因致输壳牡煎沾算沈脐坍腹媚怔害挝碧沿危羡疾汾讥隶竣偶肾娩抒一仙短琉宋京折铲乱仲账蒸品耐循肢咋堆阳变锻钧私谗光蔓违吻爵喻拯坝墓遏抡持霉撂雏父囤

珠海万力达电气股份有限公司

微机保护与测控装置技术培训手册

部门：研发中心保护部
　　编写：姜万东、吴艳虎
审阅：林存利
日期：2008-10-11

目　录
前　言 4
第１部分　基础理论知识 5
1.1　序电流分量提取 5
1.2　序电压分量提取 6
1.3　两表法功率计算 7
1.4　积分电度的实现 7
1.5　相角显示实现原理 7
1.6　电力系统接地方式的分析 8
第２部分　保护逻辑与功能 9
2.1　复合电压闭锁方向过流 9
2.2　ＰＴ断线告警功能分析 10
2.3　电动机磁平衡保护 11
2.4　零序方向元件 12
2.5 变压器差动原理分析 15
2.6 转子接地保护的原理分析 17
2.7 纵向零序电压保护和基波零序电压保护的区别 19
2.8 发电机失磁保护 19
第３部分　产品功能拓展 21
3.1　线路保护的遥控和手动同期合闸 21
3.2　电动机的正/反转控制 21
3.3　电动机的软启动功能 21
3.4　电动机启动电流记录 22
3.5　GPS硬对时功能 22
3.6　103规约双RS485通讯，104规约以太网通讯 23
3.7　AD的动态自检测功能 23
第４部分　常见问题分析 25
4.1　测量电流或电压反相序对功率的影响 25
4.2　电动机比率差动保护问题分析 27
4.3　反时限过流保护问题 27
4.4　保护装置出口继电器的容量问题 27
4.5　交流电源经过整流桥进入开入问题 28
4.6　保护计量精度问题 28
4.7 功率显示不正确的问题 28
4.8 各PT二次接地不一致导致产生零序电压的问题 29
4.9 变压器差动因接线形式整定不当导致差动误动的问题 29
4.10 区外故障、同期合闸或雷击使CT饱和而导致差动误动的问题。 29
4.11 发电机电压小于5%或大于90%专用出口的应用注意事项。 30
4.12　单相弧光接地对频率测量和频率保护的影响 31
4.13　ＡＤ电源的滤波电容不稳定发电导致的问题 31
4.14　ＡＤ基准滤波电容发生不稳定放电导致的问题 31
第５部分　技术答疑 32
第６部分　附录 33
附录1　基于采样点计算频率原理在电压变化时的误差分析 33
附录2　　中原燃气MTPR-620Hb差动速断保护误动作分析 37
附录3　　AD774正电源放电引起的采样变化图 46
附录4　　晖春电厂问题分析 48

前　言
　　该培训手册的编写，目的是为了公司工程技术人员、售后人员整体了解我公司的综合保护测控装置的一般原理、应用以及常见问题的处理而编写的。作为编写人员，由于技术水平的限制，难免有所偏颇和错误之处。同时，有一部分原理和问题上的分析，是完全属于编写者本人的一般性见解，如果有异议或者其他意见，本人将非常欢迎进行探讨，并能一起进步。

第１部分　基础理论知识
1.1　序电流分量提取
序分量法，在保护原理和应用上非常重要的意义。通常，我们可以把不对称分量分解为正序分量、负序分量和零序分量。
不对称短路时，电源一侧提供了正序电流，而故障点处提供了负序电流和零序电流。所以，对于负序方向元件和零序方向元件与相间方向元件的动作区，是有很大区别的。
对于三相接线:

保护装置通过FFT（傅立叶运算），分别采样并计算得到Ia、Ib、Ic向量的实部，虚部，通过对上面三个应用和通道，可以很方便的计算出正序电流、负序电流和零序电流。
对于不接地系统，由于有时为了节省投资，采用两相互感器。因此，计算序分量的计算就不能直接应用上面的三个公式。对于零序，就不能用该公式了。但考虑到，不接地系统，在运行和发生单相接地时零序电流都很小，可认为值为０。Ia +Ib + Ic =　3I0 = 0,将Ib＝-(Ia + Ic)带入到正序和负序电流的计算公式中，则可以推导出下面的两个公式：
两相接线时，正、负序电流算法：

对于零序电流，不接地系统一般用穿芯互感器从外部取得。即使三相接线，也不采用上面的零序计算公式进行计算。主要的原因是，由于不接地系统的零序电流很小，一般为几百个mA左右，而采用保护电流计算，由于保护电流的误差比较大，同时通道的不平衡，都导致计算出的零序电流和实际零序电流有很大区别。因此不接地系统零序电流都是外采的。如果为接地系统，则可以用零序计算公式来合成，因为接地系统的零序电流很大，通道的误差不会带来多大的影响。
上面所推导的两相计算正、负序分量，理论的前提是，Ia + Ic + Ic = 3I0 = 0，如果是电阻接地系统，接地电流比较大时，序分量的误差将比较可观。因此，应该理解两相计算负序电流的应用条件。
1.2　序电压分量提取
当发生不对称短路时，可以认为只有电源处提供了正序电源。而在故障点提供了负序或零序电源。因此，从电源处到故障点处，正序电压是降低的。负序电压，是从故障点处到电源处是降低的。零序电压，由于零序网络分布与接地点和变压器连接组别有关，因此与负序电压有所区别，但也是故障处零序电压最高，沿零序网络降低。

　　我们知道，，把该公式带入到正序和负序电压计算公式中，可以得到下面两个公式：

我公司的正序、负序电压，就是采用上面的两种算法。采用该算法的优点是，对于YY接线和VV接线，该算法都适合。
　　对于零序电压，我们装置可以直接采集外部的开口三角电压。在零序方向判别时，用计算零序电压进行方向判别

对于不接地系统，当发生单相接地时，一次侧 ；而对于直接接地系统，当发生单相接地时，。对于不接地系统，ＰＴ变比为　，对于接地系统ＰＴ变比为：。其中
　　采用计算零序电压，在不接地系统中，发生接地时，零序电压为 3U0 = 173V，在接地系统中为57V。
1.3　两表法功率计算
功率的计算可分为两表法和三表法。三表法在不对称负荷和各种情况都适用，因此精度相对两表法高。但在不接地系统中，测量互感器有时为两相，三表法则无法应用。因此，我公司采用的是两表法来计算功率。
两表法的理论前提是 Ib = -(Ia + Ic)，然后带入到三表法中，得到的功率计算公式是：

其中，是Uab和Ia的夹角，是Ucb和Ic的夹角。
功率因数为：　　　　　
1.4　积分电度的实现
积分电度，实际就是我们所说的电度表功能。电度是单位时间内对有功P和无功Q进行累计。并转化成KWh和KVarh两个电度单位。
我公司的积分电度是按照二次侧有功Ｐ和无功Ｑ进行累计的，因此都是二次值。如果想转化成一次侧值，需要在显示值上乘以ＰＴ变比和ＣＴ变比。
我公司的积分电度是每1s累加一次。假设在一段时间Ｔ（s）内，有功功率为P0，在Ｔ时间以前有功率为０，则电度累积公式为:

例如：假设表底为０，Psum=0,T=10s,P0=866w，则在10s后，Psum = 5Ws=0.005KWh
一般来说，我公司的积分电度功能，只用来参考，而不适合用于计算功率消耗等情况。累计的间隔为1s左右，对负荷变化比较剧烈的场合，累计误差随着时间的增加而增大。同时，由于功率的测量误差，有功为0.5,无功为1.0，长时间累计所造成的累加误差也不小。
1.5　相角显示实现原理
对于电压和电流两个向量：Ur+jUx和Ir+jIx。如果要计算两者之间的相角差，首先要选取一个基准向量。假设选取向量U为基准向量。
按照定义，
经过推导有：
电压、电流的实部和虚部很容易从FFT计算后获得，通过取反正切后，得到了两个矢量的相角差。由于arctan的取值范围是在-Pai/2到+Pai/2之间，因此通过一定的变换（包括角度弧度变换），就可以得到从0-360°的角度值。
1.6　电力系统接地方式的分析
电力系统的接地方式，可以分为：直接接地、电阻接地（小电阻、中阻、高阻）、消弧线圈接地和不接地几种。对于110KV及其以上电压等级（输电线路），一般考虑到设备的绝缘很难提高，或者提高后造价是不可容忍的，该电压等级一般都为直接接地方式。对于3KV~35KV电压等级（配电线路），设备的绝缘造价不高，同时，为了提高供电的可靠性，一般选择不直接接地方式。对于220V/380V等民用线路，一般采用直接接地方式，主要是考虑人身安全。
对于直接接地方式，当发生单相接地时，零序电流很大，保护直接动作于跳闸。
对于不接地系统，按照规范要求，10KV~35KV当接地电流小于10A时，一般选择告警，并可继续运行1~2h。在这期间可以查找故障，保证供电的连续性。当接地电流大于10A，应采取限制接地电流的措施，因为接地电流大于10A 以后，电流本身已经不能自熄弧。采取的方式有，加消弧线圈或电阻。消弧线圈一般都是过补偿方式。电阻接地一般分三种，小电阻、中阻和高阻。小电阻接地和直接接地性质相差不多，一般直接出口跳闸。高阻接地和中阻接地都是为了限制接地电流。但高阻接地方式接地电流很小，和不接地相似。中阻接地方式接地电流比较大，一般直接出口跳闸。

表１　　中性点不接地系统电网允许的最大接地电流
额定电压(KV)
3~6
10
35
最大接地电流(A)
30
10
10

第２部分　保护逻辑与功能
2.1　复合电压闭锁方向过流
复合电压闭锁方向过流保护，是中压系统中应用较多的保护。该功能可分三部分：复合电压元件、相间方向元件、过电流元件。当复合电压闭锁、方向元件、过流功能都投入时，三个元件是“与”逻辑。但需注意，实际上，复合电压元件、相间方向元件还受PT断线影响。因为发生ＰＴ断线，复合电压元件和方向元件是无法保证其动作的正确性的。

图１　复合电压闭锁方向过流保护逻辑框图
minUφφ = min{Uab,Ubc,Uca}
U2的计算同第１部分的序电压提取里的负序电压提取公式。
需要注意的是，ＰＴ断线信号只有在投入了ＰＴ断线告警功能，并且发生了ＰＴ断线时才产生。复合电压功能是保证保护的灵敏性而增加的。方向元件是满足双侧电源系统中，保证保护的择性而增加的。

2.2　ＰＴ断线告警功能分析
根据接线方式不同，PT断线的判据也不同。PT断线闭锁功能投入时，如果PT断线，则闭锁低电压保护和复合电压元件、电流方向元件。PT断线判据如下：
V-V方式接线
电流最大的一相，其电流值小于最大负荷电流（取过负荷电流定值）。
① 最大相间电压小于30V，且任意一相电流大于0.1In；
② 负序电压大于8V。
满足以上任一条件延时(可整定)报PT断线，断线消失后返回。
Y-Y方式接线
电流最大的一相，其电流值小于最大负荷电流（取过负荷电流定值）。
① |Ua+Ub+Uc|>7V时，且最大线电压和最小线电压的模差大于18V时,认为一相或两相PT断线；
② |Ua+Ub+Uc∣> 7V，最小线电压小于18V；用于检测两相断线。
③ MAX{Uab，Ubc，Uca}<7V且任意一相电流大于0.1In 时，认为PT三相断线。
满足以上任一条件延时(可整定)报PT断线，断线消失后返回。
　　　以上是600Hb保护，ＰＴ断线告警判断逻辑。对上面的判断逻辑进行几点说明：
１，对于Ｙ-Ｙ方式接线中的①，主要是防止不接地系统在单相接地时误判断ＰＴ断线，同时在ＰＴ断线时能准确的将断线区分出来时。在单相接地时，线电压依然是对称的，因此最大线电压和最小线电压肯定小于18V。发生单相断线时，最大线电压为100V，最小线电压为57.7Ｖ。当发生两相断线时，最小线电压为0,最大线电压为57.7Ｖ。因此，在单相断线、两相断线时都可以准确判断。
2，对于Ｙ-Ｙ方式接线中的②，只所以有这条判断，是因为在电压互感器的二次侧如有其它表计接入，当发生两相断线时，受表计电阻的影响，导致断线的两相电压不为０，而是非断线相电压的一部分。下面对该问题进行一下详细的分析：
下图是接有表计情况下，ＰＴ发生Ｂ、Ｃ相两相断线情况的示意图，其中r1为表计电阻，r2为保护装置内置ＰＴ电阻。

图2　ＰＴ发生Ｂ、Ｃ断线带有表计的示意图

对上面的示意图进行简化，有下图：
　　　　　　　　　　图3　简化后的ＰＴ发生Ｂ、Ｃ断线的示意图
通过对图3进行电路的角-星变换，有下图：
　　　　　　　　　　图　4　角-星变换后的电路图　r1’= r1/3
图4就可以方便的计算出Ub和Uc了.
Ub = Uc = r2*Ua/(3r1’+r2) = K*Ua
K = r2/(3r1’+r2) <1
由此，可以得出结论：在该情况下，Ua>Ub=Uc=KUa
如果没有条件②而只有条件①，最大线电压为(1-K)Ua,最小线电压为0,要满足断线条件，则为(1-K)Ua>18V，假设Ua=57.7V，那么K<0.688时可以满足断线条件。如果大于该值则不能判断出断线。增加了条件②之后，可很容易的判断出断线情况。早期310Hb并没有这条判别，因此有此情况时，出现了不能判断出断线的问题。在最新的程序中，已经增加了这条判别。
2.3　电动机磁平衡保护
电动机磁平衡保护，在近些年已越来越多的有了应用。因此有必要讨论下此保护。

　　　　　　　　　　　　图　５　电动机磁平衡保护示意图
　电动机每相绕组的始端和终端引线分别入、出磁平衡电流互感器TA0的环形铁芯窗口一次。在电动机正常运行或外部短路时，各相始端和终端电流一出一进，互感器一次安匝为０，二次无输出，保护不动作。由此可见，在电动机没有发生相间短路的情况下，依靠互感器一次励磁安匝磁平衡，差动继电器中没有不平衡电流；由于磁平衡原理，互感器二次侧断线也不会出现过电压现象；这些都是电流平衡式保护所无法做到的，而且彻底根除电动机自启动和外部短路暂态过程中的误动作。
2.4　零序方向元件
600Hb保护的零序针对了不同接地方式，设置了不同的零序保护方向元件。
对于不接地系统来说，接地电流为电容电流。相对与线路的对地电容的容抗来说，线路上的阻抗完全是可以忽略的。因为jωC>>R+jωL 所以对于中性点N到K之间的正序阻抗、负序阻抗、零序阻抗.全为０。

图　６　　不接地系统单相接地示意图
对于故障相零序电流I03 = -(I01 + I02) = -jω(C1+C2)U0
非故障相零序电流I01 = jωC1U0, I02 = jωC2U0
因此，对于故障相的不接地系统，I03滞后U0 电压90°，而对于非故障相，I01,I02超前U0 电压90°。不接地系统的动作区域为 0°<arg(U0/I0)<180°
对于直接接地系统，如下图所示：

　　　　　　　　　　图　7　直接接地系统单相接地示意图
Z1，Z2分别是系统S1和S2的短路阻抗。ZL1，ZL2分别为短路点将线路分开的阻抗。M1，M2为两母线保护按装处。
将该系统的零序阻抗图为：

图　８　直接接地系统单相接地序阻抗示意图

U0M1 = -I01*Z01 U0M2 = -I02*Z02
由上面公式，I01是超前U0一个角度,角度为180°-φ0, φ0为Z01或Z02的零序阻抗角(70°~85°)。因此直接接地系统的零序方向动作区，一般为 -20°<arg(U0/I0)<200°

图 10 不接地零序方向继电器动作区

图 11 直接接地零序方向继电器动作区

2.5 变压器差动原理分析
差动保护因为其具有的选择性好、灵敏度高等一系列优点成为变压器、发电机等元件的主保护。差动保护原理基本相同，但主变差动比起发电机差动，还要考虑到变压器接线组别、各侧电压等级、CT变比等因素的影响。所以同其它差动保护相比，主变差动保护实现起来要更复杂一些。另外，作为主保护和快速保护，差动也是动作频率最高的，包括正确动作和误动作。因此经常需要分析差动保护动作原因。
2.5.1 变压器差动转角原理分析
变压器各侧绕组接线形式为Y或△，正常运行时，各侧的同相电流之间，相位有个相角差，因此差动要通过转角处理，使正常运行时没有差流。
微机保护同传统保护相比，保护原理并没有太大的变化，主要是实现的方法和计算的精度有了很大提高。早期有些微机差动保护，可能是运算速度不够的缘故，相角转换还是采用外部CT接线来消除。现在的微机差动保护，CT都是采取Y/Y接线，相角归算由内部完成：通过电流矢量相减消除相角误差。主变差动为分相差动，对于Y/△-11接线，同低压侧IAl相比较运算的并不是高压侧Iah，而是Iah*=Iah-Ibh(矢量减)，这样得到的线电流Iah*，角度左移30度，同低压侧Ial同相位。
对于Y/△-11接线，参与差流计算的Y侧3相电流量分别是：
Iah*=Iah-Ibh、
Ibh*=Ibh-Ich、
Ich*=Ich-Iah
对于Y/△-1接线，参与差流计算的Y侧3相电流量分别是：
Iah*=Iah-Ich；
Ibh*=Ibh-Iah、
Ich*=Ich-Ibh
以上都为矢量减，矢量图以Y/△-11接线为例：
通过减超前相或滞后相电流的不同，从而实现相角滞后或前移30度。不过，幅值放大了√3，这可以在平衡系数中消除。
另外这种相电流相减转角的方式同时也起到滤去零序电流的作用，因为在区外不对称故障时，△侧零序电流是CT采集不到的，而Y侧的可以。
要特别说明的是对接线组别Y/Y的变压器，程序对两侧均作了Y→△变换，目的主要是消除高压侧CT中可能流过的零序电流对差流的影响，确保高压侧发生区外接地故障时差动保护不误动。
2.5.2 变压器差动二次谐波判据分析
变压器在空投时，会产生很大的励磁涌流，形成差流；而励磁涌流具有典型的二次谐波特征，因此为防止空投时差动动作，通过滤波算法，计算出差流中的二次谐波含量，超过定值则闭锁差动。
然而这种闭锁措施，也带来一些负面影响，主要是在区内严重故障时，电流很大，CT可能饱和，饱和就有二次谐波分量，因此二次谐波闭锁判据将延缓动作速度，甚至拒动。因此配置差动速断保护，差动速断保护定值躲过涌流，不需要经二次谐波闭锁，也不经其它任何闭锁，就是差流过流。
2.5.3 差分算法滤去非周期分量的应用
差动保护用的CT，暂态特性可能不一致，各侧CT对非周期分量的传变不一致，因而产生差流，如果采用全波傅氏算法计算差流，基本上可以滤去，但像MTPR-620H，原来采用半波算法，是不能滤除非周期分量的。因此采用差分+半波，差分的原理是相邻采样点相减，然后乘以还原系数，还原基波的幅值。
差分算法公式：；
差分的根据：

.
其幅值还原系数为的倒数；N为每周波采样点数，对于N=24，即系数为：3.83，相位平移了82.5度。
2.5.4 复式比率制动特性
N
|Ic|>Icd 且 |Ic|> K1 ×||Ic|-∑|Ii||
i=1
动作判据：
譬如两圈变，差流Ic = I1+I2，待进公式：可以分析出此制动判据，无论单侧电源或双侧电源，正常运行及区外故障时均有强烈的制动作用，保护不会误动作；而在区内故障时制动作用非常小，具有很高的灵敏度，保证了保护的可靠性与选择性。
2.5.5 变压器平衡系数计算
平衡系数用于消除不平衡电流的影响，具体计算如下：
1． 计算变压器各侧的一次额定电流

＝

式中， 为变压器最大额定容量，为变压器各侧额定电压（应以运行的
实际电压为准）。

2． 计算变压器各侧二次额定电流

=

式中，为各侧CT变比，为CT二次接线系数（变压器Y接线侧为，△接线侧为1）。

3． 以Ⅰ侧为基准，计算变压器各侧（m侧）平衡系数

＝＝

式中，、、分别为Ⅰ侧的额定电压、CT变比及CT二次接线系数，、、分别为m侧的额定电压、CT变比及CT二次接线系数。
2.6 转子接地保护的原理分析
本装置采用乒乓式开关切换原理，通过求解两个不同的接地回路方程，实时计算转子接地电阻值和接地位置。原理如图所示。其中：S1、S2为由微机控制的电子开关，Rg为接地电阻，a为接地点位置，E为转子电压。两个降压电阻R，一个测量电阻R1。

转子接地保护回路原理图
通过求解两个回路方程，可以推导Rg和a的计算公式：
回路1（S2闭合，S1断开）：
(1)
回路2（S1闭合，S2断开）：
(2)
相对而言，装置测得的是负值，则(2)式中其实也是正值，也可在软件内部对R1上的压降U1或U2求绝对值。所以公式等效为：
(3)
求接地阻值：
(1) 式 + (3) 得：

解方程得：
(4)
求接地位置：
(1) 式 — (3) 得：

解方程得：
（5）
转子一点接地为Rg小于定值；转子两点接地为△α值大于定值。
2.7 纵向零序电压保护和基波零序电压保护的区别

这两个保护虽然都判的是发电机的零序电压，但作用各不同。前者为保护匝间短路用，后者为保护定子接地用。纵向零序电压保护采自PT1，PT1为纵向PT，当定子接地时，PT1的开口PT是没有零序电压的，因而保证了选择性。PT1跟PT2的区别在于PT一次中性点联结的位置不同。
2.8 发电机失磁保护
MGPR-620Hb设置两段失磁保护，发电机励磁系统故障使励磁降低或全部失磁，从而导致发电机与系统间失步，对机组及电力系统的安全造成重大危害。本保护采用静稳阻抗圆和异步阻抗边界圆判据。本保护可选择经硬压板控制。保护特性如图A1、图A2所示。当满足|Z-j(XB+Xst)/2|<|j(XB-Xst)/2|,且在190度电抗线和350度电抗线下方时，静稳阻抗元件动作；当满足|Z-j(XA+XB)/2|<|j(XA-XB)/2|时，失磁阻抗元件动作。失磁保护动作逻辑如图A3所示。其中，Xst为联系电抗，XA＝1/2 * Xd’，XB＝K*Xd（Xd为同步电抗，Xd’为瞬态电抗可靠系数 K 一般取1.2）。

图A1 静稳阻抗特性圆

图A2 异步阻抗特性圆

图A3 失磁保护动作逻辑

第３部分　产品功能拓展
3.1　线路保护的遥控和手动同期合闸
手动和遥控同期合闸，是在310Hb保护中已经增加的内容．在新的以太网版本程序中，准备增加上去。同期合闸采用的是脉冲启动，准同期方式合闸。但为了简化处理，只针对线路同期设计，不增加越前角合闸功能。
3.2　电动机的正/反转控制
　　　电动机正、反转控制，是为了适应需要电机正转，也同时需要反转两种情况下保护和测量。为了能实现在反转时，功率的正确计算，正、负序分量提取正确。增加了一个反转开入。在电机反转合闸前，给出该信号。装置通过开入判断后，确认是反转。自动调整正、负序分量算法。同时根据反转选相中的反转相序(AB\AC\BC)，来调整功率算法。
3.3　电动机的软启动功能
　电动机软启动功能，是针对一些需串电抗器或者电阻启动的电机。下面是电动机软启动控制一个一次接线图。其中，QF1在启动柜内，QF2在运行柜内。启动的模式是，首先先合启动柜，QF1先合闸。当电机的启动时间到或者启动电流下降到一定值。则合运行柜，合QF2。这样相当于把串入的电抗器短接掉，完成了整个的启动过程。当保护跳闸时，一般只需要跳启动柜，而运行柜通过启动柜的跳闸而启动运行柜的跳闸。一般保护不去跳运行柜。

　　图　12　　电动机软启动一次接线图

合QF2的时机，有两种模式，一个是启动时间和启动电流“与”逻辑，另一种是“或”逻辑。“与”对系统的冲击更小些，但启动耗能比较大；“或”逻辑对系统冲击相对“与”逻辑要大一些，但启动耗能小一些。因此，这两个条件都有应用，在软件设计时充分的考虑了这个问题，作成了选择项，适应不同的应用要求。下面给出310Hb中软启动的逻辑框图。

图　13　　 电动机软启动控制逻辑框图
3.4　电动机启动电流记录
　电动机启动电流的记录，是为方便用户分析电动启动时的最大电流，启动时间等增加的新功能。启动电流记录的是Ia电流的有效值，记录间隔为200ms，记录150个点，记录时间为30s。用户可以从菜单中查询到这150个点，然后可以画出电机启动曲线，找到最大启动电流。
3.5　GPS硬对时功能
　　　GPS硬对时是最近一段时间新增加的功能，以前是按照GPS的硬脉冲方式作为对时方式。但采用脉冲对时存在着带载容量小，传输距离短等问题。最新的GPS对时是采用RS422电平，通过双绞线对时。这种对时方式的优点是，带载容量大，传输距离远，和RS485通讯模式相同。RS422电平和RS485电平是兼容的，RS422是全双工，RS485是半双工。但应用在GPS对时，只是GPS装置发，而保护装置收，因此和RS485是相同的。
　下图是GPS对时的接线示意图：

图　1４　　 GPS对时接线示意图
　　当装置收到GPS的脉冲，通过脉冲沿来统一的设置时间时刻（对时脉冲有秒、分，秒脉冲豪秒清０，分脉冲秒和豪秒清０），而通讯下发的对时，只下发到秒级。当装置发现有GPS脉冲对时，装置自动读取硬件时钟，作为软件时钟的基准。软件时钟开始运行。当装置经过一段时间发现没有了GPS脉冲后，则自动停止软件时钟，切换到硬件时钟。由于管理机下发的时间有网络延时，有可能管理机刚刚下了对时时间，而对时脉冲马上就到来了，导致装置比管理机快了一对时间隔。为了防止这种现象的发生，软件上进行了舍入处理。比如对于GPS秒脉冲对时，当管理机下了时间后，GPS对时脉冲到来，装置将判断豪秒是否已经大于500ms，如果大于500ms则，秒加１，毫秒清０，否则忽略对时脉冲。
3.6　103规约双RS485通讯，104规约以太网通讯
600Hb最新的硬件和程序，开始支持103规约和104规约。其中103规约通讯的介质是双RS485接口，而104的通讯介质是双以太网接口。这点在以后的应用中，需要注意。
3.7　AD的动态自检测功能
600Hb最新的硬件和程序，开始支持ＡＤ的动态自检测功能。防止由于ＡＤ的电压异常和ＡＤ本身的损坏以及外部回路损坏引起保护的误动作。

　　　　　　　　　　　　　　图　1５　　 ＡＤ自检测硬件回路
　　ＡＤ自检测程序，每个采样周期都时刻检测直流采样值。如果该值在2.5(1±10%)V以内时，则认为正常，如果超过这个电压范围，经过一段时间后，报ＡＤ异常。如果自检测通道出现了电压突变，经过连续的3点变化值大于一个门槛，则认为元件上出现了异常，短时闭锁保护一段时间后再开放保护。

第４部分　常见问题分析
4.1　测量电流或电压反相序对功率的影响
在现场实验或者现场服务中，经常出现测量电压或电流反相序或者极性接反导致功率的计算错误。而一般现场又很难校对相角，因此应该在两表法计算功率的前提下，能对上述的一些问题能够进行一些理论分析。
对于一般的电动机而言，或一些系统而言。功率因数一般都在0.8～0.9之间，作为理论分析的前提假设，设功率因数为0.866，既功率因数角为30°。并假设满负荷运行，Ua = Ub = Uc = 57.7V,Ia = Ib = Ic =5A(5A系统)。正常运行时系统的矢量图为：

此时的功率为：
φ1　＝ 60°　　φ2　＝ 0°
　　P = Uab*Ia*cosφ1 + Ucb*Ic*cosφ2 = 500*(0.5+1) = 750w
Q = Uab*Ia*sinφ1 + Ucb*Ic*sinφ2 = 500*(0+0.866) = 433w
Cosφ = 0.866
这个计算是和理论计算相符合的。下面对不同情况的反相序和极性反接
a)　测量电流Ia和Ic反相序（两者对调）
φ1　＝ -60°　　φ2　＝ 120°
P = Uab*Ia*cosφ1 + Ucb*Ic*cosφ2 = 500*(0.5-0.5) = 0w
Q = Uab*Ia*sinφ1 + Ucb*Ic*sinφ2 = 500*(0.866-0.866) = 0w
Cosφ = 0 或 不固定（由于零飘的原因）
b)　测量电流Ia和Ib反相序（两者对调）
φ1　＝ 180°　　φ2　＝ 0°
P = Uab*Ia*cosφ1 + Ucb*Ic*cosφ2 = 500*(1-1) = 0w
Q = Uab*Ia*sinφ1 + Ucb*Ic*sinφ2 = 500*(0+0) = 0w
Cosφ = 0 或 不固定（由于零飘的原因）
c)　测量电流Ib和Ic反相序（两者对调）
φ1　＝ 60°　　φ2　＝ -120°
P = Uab*Ia*cosφ1 + Ucb*Ic*cosφ2 = 500*(0.5-0.5) = 0w
Q = Uab*Ia*sinφ1 + Ucb*Ic*sinφ2 = 500*(0.866-0.866) = 0w
Cosφ = 0 或 不固定（由于零飘的原因）
根据上面的计算，我们写出下表：
两表法功率计算：Ua=Ub=Uc=57.7V，Ia =Ib=Ic=5A ,φ1 = -60, φ2 = -0,P = 750,Q =433 cosφ=0.866
电流相异常
A,C换相
A,B换相
B,C换相
A反向
B反向
C反向
φ1
-60
180
60
-120
60
60
φ2
120
0
-120
0
0
180
cosφ1+cosφ2
0
0
0
0.5
1.5
-0.5
sinφ1+sinφ2
0
0
0
-0.866
0.866
0.866
P
0
0
0
250
750
-250
Q
0
0
0
-433
433
433
cosφ
0或 不固定
0或 不固定
0或 不固定
0.5
0.866
-0.5

由上面的分析，可以看出．在反相序情况下，有功功率和无功功率都接近为0。功率因数为不固定。而反相的情况下，功率因数接近为0.5，Ｂ相反向对计算功率没有影响。以上的计算是假设功率角为30°的情况。实际上面的推论可以更广泛。我们假设功率因数角为φ，那么有：
令 φ1 = φ+α φ2 = φ+β
cosφ1 + cosφ2 = cosφ(cosα +cosβ ) – sinφ(sinα +sinβ)
sinφ1 + sinφ2 = sinφ(cosα +cosβ ) + cosφ(sinα +sinβ)
AC换相：α = -90°, β=90°
AB换相：α =150°, β=-30°
BC换相：α =30°, β=-150°
将α，β带入到公式中，发现cosφ1 + cosφ2=0, sinφ1 + sinφ2=0
可见此时，只要电流相序是反的，有功P，无功Q都是0。
　 Ａ相反向时：　α = -150°, β=-30°
cosφ1 + cosφ2 = sinφ sinφ1 + sinφ2 = -cosφ
P = UI sinφ Q = -UI cosφ
功率因数：sinφ
C相反向时：　α = 30°, β=150°
cosφ1 + cosφ2 = -sinφ sinφ1 + sinφ2 = cosφ
P = -UI sinφ Q = UI cosφ
功率因数：-sinφ
下面总结一下功率错误问题的分析方法：
　　如果现场发现电压、电流都采集正常。当有功、无功都为零，那么存在的问题应该是存在相序反接的问题。如果有功和无功都存在，但不正确，那么，根据上面的计算，功率因数本来应该是cosφ,现在变成了sinφ。就向上面的例子，本来是0.866的功率因数，变成了0.5，一般情况下，如果功率因数小于0.6(对应正常功率因数0.8)，那么肯定是存在极性接反的问题。因为一般正常功率因数都是大于0.8的。如要判断哪个相接反，只需要判断Ｐ的符号就可以，P>0,Ａ相接反；P<0，Ｃ相接反。

4.2　电动机比率差动保护问题分析
　电动机的比差动作问题，在现场实验时，容易出现两点问题。
１　动作时间测量
　　由于比率差动保护在电动机启动过程中，需要短时闭锁一段时间（可整定），主要是为了躲避启动瞬间大电流冲击而造成的暂态不平衡电流，而引起比率差动保护误动作。在现场实验时，容易忽略这个问题，在测量动作时间时，导致比率差动动作时间