300MW发电机变压器组保护.docx

毕业设计说明书

300MW发电机—变压器组保护配置与整定计算

学生姓名：
班级学号： 继保031 206030125
院、系、部： 电力工程学院
专 业：电气工程及其自动化（继电保护）

指导教师：
合作指导教师：

2007年06月 南京

摘 要
大型发变组在电力系统中占据着极其重要的地位，一旦其发生故障导致系统崩溃，将造成难以估量的损失，所以其保护的整定工作极其严格。本次毕业设计将对300MW发电机组自动装置进行整定计算。主要工作为：针对300MW发电机组的特点，运用所学的知识给其配置合适的继电保护装置，并通过相关文献中给出的整定计算公式，对所配置的保护装置进行相应的整定计算，确定其运行参数(给出定值)。
本次设计利用南瑞公司的RCS-985进行整定计算。完成定值计算后，还应进行相应的灵敏度校验，使其符合要求。
关键词：300MW发变组，电力系统，RCS-985保护装置，整定计算
Abstract:
The large turbine-generator and transformer sets take a great place in power system. When there are faults in them the power system will breakdown, and a great loss will take place. And the relay protection must be extremely precise. This paper presents a relay calculation of 300MW turbine-generator units. The primary work are scheme appropriate relay protection suit to 300MW turbine-generator and transformer sets with the knowledge of electricity and the relay protection is calculated in this paper using formulas in documents I studied, in order to ensure run parameters.
The calculation in this paper is used the device of RCS-985 relay product by NARI company. The sense is also checked to make sure it is eligible.
Key words: 300MWturbine-generator and transformer sets, electric power system, RCS-985 relay device, calculation
目录
摘 要 I
ABSTRACT I
目录 II
绪论 1
1 发变组保护概述 2
1.1 发变组保护的发展过程 2
1.2 300MW发变组保护有何特点 2
1.3 保护双重化的理解 3
1.4微机型发变组保护装置 4
1.5本次设计构思 5
2 发变组的主要几种保护的原理及整定导则 1
2.1发电机差动保护 1
2.2 主变差动保护或发变组差动保护 3
2.3 发电机定子绕组匝间短路保护 4
2.4 发电机定子接地保护 6
2.5 发电机失磁保护 7
2.6 发电机失步保护 10
2.7 发电机转子回路接地保护 11
2.8 转子表层负序过负荷保护 12
2.9 发变组后备保护 14
2.10 发电机逆功率保护 15
2.11 定子对称过负荷保护，励磁过负荷保护 16
3 发变组整定计算 17
3.1参数确定 17
3.2发电机纵差动保护整定计算 25
3.3 发变组差动和主变纵差动保护整定计算 27
3.4发电机匝间短路保护整定计算 30
3.5 发电机定子绕组接地保护整定计算 31
3.6 转子接地保护整定 32
3.7 定子绕组对称过负荷保护整定计算 32
3.8 励磁过负荷保护整定计算 33
3.9转子表层负序过负荷保护整定计算 34
3.10发电机失磁保护整定计算 35
3.11发电机失步保护整定计算 37
3.12 发电机逆功率保护整定计算 39
3.13发电机定子过电压保护整定计算 40
3.14 发变组复合电压过流保护整定计算 41
3.15 主变压器过负荷保护整定计算 42
3.16 主变零序后备保护整定计算 43
3.17高压厂主变压器差动保护整定计算 44
3.18高压厂用变压器高压侧复合电压过流保护整定计算 46
3.19高压厂用变压器零序过流保护整定计算 47
3.20励磁变差动保护整定计算 47
4 毕业设计总结 50
谢辞 51
参考文献 51
附录1：英语翻译原文及译文 52
（1）翻译 52
（2）翻译原文 58
附录2 相关短路电流计算书 65
短路电流使用到的阻抗标幺值说明 65
1 K1点三相短路(归算为230kV侧) 66
2 K2发生三相短路短路电流（归算至20kV侧） 67
3 K3点发生三相短路(归算至6.3kV) 70
4 K1发生接地短路流向主变压器中性点的零序电流计算 72
5 K4点接地短路流过线路SL的零序电流计算 78
6 发生在高压厂用变低压侧一300米出线末端接地短路（K5点） 85
7 K6点发生三相短路（归算励磁变低压侧） 86

绪论
大机组发变组的保护装置是电力系统最重要的电力装置之一。发变组的选型，配置，设备状况整定，校验等关系到电厂机组的安全稳定运行，其责任重大，技术性强，要求极为严格。
300MW机组恰好属于大容量机组，在配置和整定300MW机组的保护时，在考虑大容量发电机—变压器组的继电保护整体配置时，应强调最大限度地保证机组安全和最大限度地缩小故障破坏范围，尽可能避免不必要的突然停机，对某些异常工况采用自动处理装置，特别要避免保护装置误动和拒动。所以不仅要求有可靠性高、灵敏性和选择性强、快速性好的保护继电器，还要求在继电保护的整体配置上尽量做到完善、合理，并力求避免繁琐、复杂。
发电机变压器继电保护整定计算的主要任务是：在工程设计阶段保护装置选型时，通过整定计算，确定保护装置的技术规范；对现场实际应用的保护装置，通过整定计算，确定其运行参数(给出定值)。从而使继电保护装置正确地发挥作用，保障电气设备的安全，维持电力系统的稳定运行。所以在整定计算过程中尽量规范保护的选型，严格进行短路电流计算，校验保护，缩短保护死区。
随着微机技术的发展，微机保护也在发变组保护中占据了统治地位。本设计书是针对一部300MW发电机-变压器组的主设备，即发变组，利用南瑞公司的RCS-985进行保护的配置和整定计算。RCS－985 微机发电机变压器组成套保护装置是根据国家电力公司科学技术项目合同研制的一套发变组微机型保护装置。由于RCS-985微机保护装置还包括高厂变及励磁变保护，故整定计算包括高厂变及励磁变保护。而非电量保护则由RCS974来完成。
通过本次毕业设计，可以全面运用所学的电力方面的理论基础、专业知识和基本技能，对300MW发电机组保护装置整定计算及验证进行综合性的训练，可以深入了解各套微机保护的各种实现原理，可以以培养自己运用所学知识解决实际问题的能力和创新精神，增强工作观念，以便更好地适应工作以后的需要。当然，由于时间有限，本次设计内容难免存在错漏和不足之处，敬请各位老师给予指正。
1 发变组保护概述
1.1 发变组保护的发展过程
继电保护方式的发展经历了方向比较式、相位比较式、电流差动式等阶段，所使用的继电器从电磁式到模拟静止式，进而发展到数字静止式，随着数字技术的发展、微型计算机和微处理器的出现，为继电保护数字化开辟了广阔前景，出现了以微机和光传输技术为基础的全数字控制保护系统。现在，微机型发变组保护已经在全国各大中小电厂里普及化。
1.2 300MW发变组保护有何特点
300MW机组为大容量机组，有其独特的特点。大容量机组往往按发电机—变压器组单元接线与高压或超高压电网直接相连，在电力系统中占有十分重要的地位。由于它结构复杂、造价昂贵，一旦因故障而遭到破坏，在经济上必然会受到很大损失，因此在考虑大容量发电机—变压器组的继电保护整体配置时，应强调最大限度地保证机组安全和最大限度地缩小故障破坏范围，尽可能避免不必要的突然停机，对某些异常工况采用自动处理装置，特别要避免保护装置误动和拒动。所以不仅要求有可靠性高、灵敏性和选择性强、快速性好的保护继电器，还要求在继电保护的整体配置上尽量做到完善、合理，并力求避免繁琐、复杂。同时应考虑主保护双重化，简化后备保护。 为此，原国家电力公司还在2002年138号文《防止电力生产重大事故的二十五条重点要求继电保护实施细则》 (以下简称《反措实施细则》中针对大中型发变组保护的配置,在2.11总条款和6.3条款中提出了许多规定及要求。
根据这些规程，对于大机组继电保护的配置原则是：加强主保护，简化后备保护。加强主保护是指实现主保护的双重化，而简化后备保护则是指不装设过于复杂的后备保护。
1.3 保护双重化的理解
1.3.1 保护装置双重化
在王梅义《电网继电保护应用》里提及到：“保护的双重化，指的应当是配置两套独立、完整的保护装置”，“近年来，微机式变压器保护逐渐得到应用。一般这种保护应具有主保护与后备保护的全部功能。因此，比较合理的配置方式是实现这种保护的双重化，即采用完全相同的两套微机式保护，分别由不同直流母线段来的熔断器供电。这种保护方式，可以获得很好的运行效果。上述的微机保护双重化方案，也应当实用于发电机组的保护。”
可见，这种双重化是指应用于机组保护的双重化配置方案的含义，应该是配置两套独立、完整的发变组保护装置。
1.3.2 保护范围双重化
美国EBASCO和S&L公司对发电机变压器组保护双重化的主要原则
（1）对所有主要的电气故障，应设置2套主保护，构成双重化，其相应的直流供电回路也应分开。
（2）双重的继电器应由分开的电压互感器和电流互感器供电，并装在分开的屏上，其相应的接线和电缆，相互之间应最大限度的分开布置。
（3）由于次要电气故障而要切除发电机的继电器接线，或其他装置动作于第三个跳闸通道（指程序跳闸）出口继电器，这些回路设有相应的双重回路。
（4）一般来说，所有的电气故障，除极少数外，应动作于锅炉、汽轮机、发电机和励磁机同时跳闸。机械故障和次要电气故障，应首先切除汽轮机，只有在经汽轮机阀门的限位开关和逆功率继电器证实已经没有蒸汽流经汽轮机时，再切除发电机和励磁机。
十分明显，上述双重化的含义主要指保护范围的双重化，典型就是发电机匝间短路故障可以同时反应分支开焊故障。
反措对于双重化的要求
《反措》中明确保护双重化配置的电气主设备有：
发电机、主变压器、启动变压器保护宜采用保护完全双重化配置。但是，对高压厂用变压器和励磁变压器保护是否采用双重化配置，没有明确规定。
小结：
对于发变组保护双重化的理解为：装设两部独立判剧的主保护装置，每种保护应该尽可能具备保护范围的双重化，同时简化后备保护。
1.4 微机型发变组保护装置
1.4.1 微机保护的发展和现状
随着计算机技术的不断发展，微机技术也更多地应用到电力自动化方面，微机保护也逐渐在全国范围内普及开来，取代电磁式和集成电路等老式继电保护装置。
1.4.2 本次设计所使用的两种微机型发变组成套保护简介
1.4.2.1 RCS-985简介
RCS－985 微机发电机变压器组成套保护装置是根据国家电力公司科学技术项目合同SPKJ010-02，于1999 年1月开始研制。 它采用了高性能数字信号处理器 DSP 芯片为基础的硬件系统，并配以 32 位CPU用作辅助功能处理。是真正的数字式发电机变压器保护装置。 RCS－985为数字式发电机变压器保护装置，适用于大型汽轮发电机、水轮发电机、燃汽轮发电机、抽水蓄能机组等类型的发电机变压器组单元接线及其他机组接线方式，
并能满足发电厂电气监控自动化系统的要求。 RCS－985还提供了一个发电机变压器单元所需要的全部电量保护，其保护范围包括有：主变压器、发电机、高厂变、励磁变（励磁机）。根据实际工程需要，配置相应的保护功能。 对于一个大型发变组单元或一台大型发电机，配置两套RCS-985保护装置，可以实现主保护、异常运行保护、后备保护的全套双重化，操作回路和非电量保护装置独立组屏。两套 RCS-985 取不同组 TA，主保护、后备保护共用一组 TA，出口对应不同的跳闸线圈，因此，具有以下优点：
（1）设计简洁，二次回路清晰；
（2）运行方便，安全可靠，符合反措要求；
（3）整定、调试和维护方便。
RCS-985 装置充分考虑大型发电机变压器组保护最大配置要求。包括了主变、发电机、高厂变、励磁变（励磁机）的全部保护功能。
1.4.2.2 RCS-974微机型发变组成套保护简介
（一）RCS-974保护的简介：
RCS-974装置可以完成变压器的非电量保护（如变压器轻重瓦斯保护）、非全相保护及断路器失灵起动等功能，用于220kV 及以上电压等级的不分相式变压器
1.5本次设计构思
综合上述的理论以及微机保护的发展情况，本次设计决定使用两套独立TA和TV的RCS-985和一套RCS-974来实现保护双重化，符合大型机组保护双重化的标准。
1.5.1 本次设计里关于保护配置的构思及依据
在具体各种保护配置方面 ，根据概述以及以上的原理以及《大型发变组整定导则》,国标GB14285-2006分析，本次设计所配备的发变组保护如下：
（1）定子绕组相间短路故障。会引起巨大的短路电流，严重烧损发电机。需要装设瞬时动作的纵联差动保护。
（2）定子绕组匝间短路故障。又可分为一分支匝间短路和同相异分支间短路，故障时同样也会引起巨大短路电流而烧毁发电机。要求装设瞬时动作的专用匝间短路保护。
（3）定子绕组单相接地故障。这是发电机最常见的故障之一，通常因绝缘破坏使得绕组对铁心短路而引起，故障时的接地电流引起的电弧一方面灼伤铁心，另一方面会进一步破坏绝缘，导致严重的定子绕组两点接地，造成匝间或相间短路。因此对于大型发电机，规定装设能灵敏地反应全部绕组接地故障的100％定子绕组接地保护。
（4）发电机转子励磁绕组接地故障。又分一点接地和两点接地。转子一点接地后可能诱发转子绕组两点接地，而两点接地会因磁场不平衡而引起机组剧烈震动，造成灾难性后果。因此大型汽轮发电机要求同时装设转子回路一点接地和两点接地保护。
（5）发电机失磁故障。发电机失磁或部分失磁是发电机常见故障之一，要求及时检测到失磁故障，并根据失磁过程的发展，采取不同的措施，来保证系统和发电机的安全，这就需要装设失磁保护。
除此之外，各种系统异常工况或调节装置故障也可能使发电机处在异常运行状态，从而危及发电机安全，因此也需要装设相应的保护装置。如：
（1）负荷不对称出现的负序电流可能引起发电机转子表层过热。需装设定时限及反时限转子表层过负荷保护。
（2）对于对称过负荷，需装设定时限及反时限对称过负荷保护。
（3）对于励磁回路过负荷，要求装设反时限转子过负荷保护。
（4）与系统并列运行的发电机可能因机、炉保护动作等原因将汽门关闭而引起逆功率运行，为防止汽轮机叶片与残留尾汽剧烈磨擦过热而损坏汽轮机，应装设逆功率保护。
（5）其它异常运行状态还有：定子绕组过电压，低频运行、非全相运行、失步运行等，也应按规程要求装设相应的保护。另外还需装设发变组复合电压过流保护作为发变组的后备保护。

图1.2 保护配置图
1.5.2 计算短路电流时考虑到的情况
本设计的系统为一2300MW的电厂，用有两部300MW的机组，出线等效为一无穷大系统。无穷大系统含有其它电源，有最大和最小运行方式。在进行短路电流计算时，应该考虑以下几种运行情况：
一部机组并网运行。
两部机组并网运行。
一部机组不并网运行（出线线路保护动作跳开外部网络，另一机组检修）。
两部机组不并网运行（出线线路保护动作跳开外部网络，两部机组空载运行）。
以上各种情况均应考虑外部无穷大系统的最大及最小运行方式。
另外，计算出来的电流均先以归算到基准容量为100MW、基准电压为230KV下阻抗标幺值计算，然后计算结果再乘以电压比归算到短路点所在的电压等。

2 发变组的主要几种保护的原理及整定导则
结合文献，对本次设计所配置的保护的实现原理作出以下的分析。
2.1 发电机差动保护
（1）原理简述
发电机差动保护为定子绕组及其引出线相间短路的主保护，考虑300MW机组所以采用比率制动原理，动作逻辑为循环闭锁方式，保护范围是定子绕组及其引出线，一般0秒动作切除故障。
所谓比率制动原理，即是根据发电机正常运行时的不平衡电流曲线，作出一条躲过不平衡电流的动作边界曲线，这条曲线叫做比率制动曲线，在短路电流小于起始制动电流时，保护装置处于无制动状态，其动作电流很小（小于额定电流），保护具有较高的灵敏度。当外部短路电流增大时，保护的动作电流又自动提高，使其可靠不动作。它反应了保护的比率制动特性，发电机差动方程即是以此为依据写出来的。

图2.1 比率差动动作特性曲线
比率差动动作方程如下：

(2.1）
(2)整定导则
1）差动电流起动定值的整定
为差动保护最小动作电流值，应按躲过正常发电机额定负载时的最大不平衡电流
实际工程可取
(2.2)
为可靠系数，可取1.5；
为外部短路时产生的最大不平衡电流。
不平衡电流计算式：
(2.3)
式中： ----互感器同型系数，根据导则，取0.5；
----互感器比误差系数，根据导则，取0.1；
----非同期系数，依照文献[1]，取2（P型互感器）；
----为电流TA。
2）制动系数整定
最小制动系数：
= (2.4)
在工程实际上可取=0.05~0.1
最大制动系数：
= (2.5)
可先取=0.5
若灵敏度或躲不平衡电流能力不合要求，再改动两系数至合乎要求。
3）最大制动斜率时的最小制动电流倍数n
RCS—985装置内已设定n=4
4) 制动系数增量
△= (2.6)
5）校验(灵敏度，躲不平衡电流的能力)
灵敏度校验以最小短路电流校验，躲不平衡电流能力以最大短路电流校验
（a）制动电流标幺值
（区内） (2.7)

（区外） (2.8)
(b)动作电流标幺值
若
=+(+△) 4+ (Ires -4) (2.9)
若
=+（ (2.10)
(c)灵敏度：
(2.11)
式中，为最小短路电流。
(d)躲不平衡电流可用不平衡电流比动作电流。
2.2 主变差动保护或发变组差动保护
(1)原理简述
主变差动保护范围包括发电机封母、厂变高压侧封母、主变及主变高压侧出线等，一般0秒动作切除故障。变压器差动与发电机差动的最大区别就在于它存在励磁涌流的影响，空载合闸状态下或外部短路切除后，励磁涌流约为2Ie，但负荷状态下，励磁电流只有约0.2%Ie。而且低压绕组贴近铁芯，高压绕组远离铁芯（漏抗大），故在低压侧空载合闸涌流大，在高压侧空载合闸涌流小，这也是大机组采用单元式接线的一个重要原因。采用二次谐波制动原理虽然能在一定程度上防止空载合闸时的保护误动，但也存在二次谐波制动比大及内部故障时由自由电流造成保护拒动的可能。
(2)具体整定导则：
1）最小动作电流：
(2.12)
工程实际可取
=0.5 (2.13)
高厂变的纵差与此一样，但是励磁变应该取
=0.8 (2.14)
2）最小制动系数和最大制动系数计算
先取， =0.7
若校验不过关，再调整两系数以至合乎要求。
3）最大制动斜率时最小制动电流倍数n
一般取n=6。
4）校验：
校验过程与发电机纵差动流程一样，只是应注意不平衡电流的计算，
(2.15)
式中：----可靠系数，文献[1]，取1.3~~1.5；
----电流互感器比误差；
△U----变压器调压误差，根据导则取5%；
△m----由于电流互感器变比未完全匹配产生的误差，根据文献[1]，取0.05。
2.3 发电机定子绕组匝间短路保护
(1)原理简述：
电机定子绕组匝间短路故障的保护有高灵敏度式横差保护和纵向零序匝间保护两种，考虑到双重化配置的原则，所以两种判据的保护均配置。
1）横差保护
发电机高灵敏横差保护是装设在发电机两个中性点连线上的横差保护, 用作发电机定子绕组的匝间短路、分支开焊故障以及相间短路的主保护。由于保护采用了频率跟踪、数字滤波及全周傅氏算法, 使得横差保护对三次谐波的滤除比在频率跟踪范围内达100以上, 保护只反应基波分量。对于其他正常运行情况下横差不平衡电流的增大，横差电流保护动作值具有浮动门槛的功能。
2）纵向零序电压保护
该保护是装设在发电机出口专用TV开口三角上的纵向零序电压, 用作发电机定子绕组的匝间短路的保护。由于保护采用了频率跟踪、数字滤波及全周傅氏算法, 使得零序电压对三次谐波的滤除比达100以上, 保护只反应基波分量。
(2)具体整定导则：
发电机定子绕组匝间短路故障保护整定如下：
1）高定值段横差保护
相当于传统单元件横差保护，动作电流按躲过外部短路最大不平衡电
流整定：
= (2.16)
式中：----发电机一次额定电流；
----发电机横差零序电流TA变比，
= 0.25
一般默认为5（A）。
2）高灵敏横差保护
动作电流按躲过发电机正常运行时最大不平衡电流整定，
= (2.17)
式中：为发电机一次额定电流，为发电机横差零序电流TA变比；
3）纵向零序电压匝间保护
（a）纵向零序电压匝间保护高定值段
动作电压按躲过外部短路最大不平衡电压整定，一般可取：
(2.18)
（b）纵向零序电压匝间保护灵敏段
动作电压按躲过发电机正常运行时最大不平衡电压整定，一般可取：
(2.19)
建议按2～3V整定，在经过区外故障波形分析后，适当降低定值，以提高灵敏度。
相电流比率制动系数定值推荐取 1.0。
2.4 发电机定子接地保护
(1)原理简述
对于100MW及以上的发电机，应装设无动作死区(100%动作区)单相接地保护。保护方案是基波零序过电压保护与三次谐波电压保护共同组成100%单相接地保护。
1）基波零序电压保护
基波零序电压保护保护发电机85～95％的定子绕组单相接地，反应发电机零序电压大小，一般设两段定值：一段为灵敏段，另一段为高定值段。具体整定请阅下面的整定导则。
2）三次谐波电压单相接地保护
三次谐波电压比率判据只保护发电机中性点25％左右的定子接地，机端三次谐波电压取自机端开口三角零序电压，中性点侧三次谐波电压取自发电机中性点TV。
(2)具体整定导则
1）基波零序过电压保护
该保护的动作电压Uop应按躲过正常运行时中性点单相电压互感器或机端三相电压互感器开口三角绕组的最大不平衡电压Uunb.max整定。
Uop＝KrelUunb.max (2.20)
Uunb.max为实测不平衡电压，其中含有大量三次谐波。为了减小Uop，可以增设三次谐波阻波环节，使Uunb.max主要是很小的基波零序电压，大大提高灵敏度，此时Uop≥5V，保护死区≥5%。
在工程应用上，具体整定如下：
若采样电压取自发电机中性点接地变压器：
(2.21)
若采样电压取自发电机中性点接地变压器
(2.22)
2）三次谐波电压单相接地保护
设机端和中性点三次谐波电压各为 和 ，三次谐波电压单相接地保护可采用以下两种原理：
原理1：
（2.23）
实测发电机正常运行时的最大三次谐波电压比值设为a0，则取阈值a＝(1.05～1.15)a0。根据发电机定子绕组对地电容和中性点对地三次谐波阻抗的大小，可计算a0。a0可能小于或大于1.0。
原理2：
（2.24）
式中分子为动作量，调整系数 ，使发电机正常运行时动作量最小。然后调整系数β，使制动量在正常运行时恒大于动作量，一般取β≈0.2～0.3。 第一种动作判据的保护装置简单，但灵敏度较低。第二种动作判据较复杂，但灵敏度高。
2.5 发电机失磁保护
(1)原理简述
发电机失磁时，吸收无功，测量阻抗由第一象限向第三、四象限移动，转子电压下降，严重时会导致发电机异步运行，机端电流上升，甚至造成系统电压崩溃，表现为机端电压下降。根据这些特征，发电机失磁保护由发电机机端测量阻抗判据、转子低电压判据、变压器高压侧低电压判据、定子过流判据构成。一般阻抗圆整定为静稳边界圆，为躲过发电机进相运行和防止短路时误动，将静稳极限阻抗圆下移，避开一、二象限，按异步阻抗圆整定。失磁前有功越大，进入异步边界阻抗圆就越快。转子低电压判据满足时发失磁信号，此判据可以预测发电机是否因失磁而失去稳定，从而在发电机尚未失去稳定之前及早地采取措施（切换励磁等），防止事故的扩大。
对于无功储备不足的系统，当发电机失磁后，有可能在发电机失去静稳之前，高压侧电压就达到了系统崩溃值。所以转子低电压判据满足并且高压侧低电压判据满足时，说明发电机的失磁已造成了对电力系统安全运行的威胁，经“与2”电路发出跳闸命令，迅速切除发电机。
对于静稳阻抗继电器，特性如图2.2图中阴影部分为动作区，图中虚线为无功反向动作边界

图2.2 失磁保护阻抗图1
对于异步阻抗继电器，特性如图2.3

图2.3 失磁保护阻抗图2
转子低电压判据满足并且测量阻抗判据满足，经“与3”电路发出失稳信号。此信号表明发电机由失磁导致失去了静稳。当转子低电压判据在失磁中拒动（如转子电压检测点到转子绕组之间发生开路时），失稳信号由测量阻抗判据产生。
(2)具体整定导则
1）定子判据
异步边界圆
(2.25)
(2.26)
式中：， ----发电机暂态电抗和同步电抗标幺值，取不饱和值；
Ugn .Sg----发电机额定电压和额定视在功率；
----机端电流互感器TA和电压互感器TV变比。
静稳边界圆:
(2.27)
(2.28)
式中: Xs----发电机与系统的联系电抗(包括升压变压器阻抗)标幺值。
3)减出力判据:按机组额定容量的(40~50)%整定：
=50% (2.29)
4）低电压判据：
本判据取于发电机机端电压,一般按(0.85~0.9)Ugn整定。
= (2.30)
5)转子电压判据：
(a)励磁低电压判据：
(2.31)
式中：----靠系数取0.5；
----发电机空载额定励磁电压。
(b)变励磁电压判据：
(2.32)
式中 ：Kxs----转子电压判据系数定值；
Krel----靠系数取0.8；
Xd ,Xs----发电机同步电抗和系统的联络阻抗标幺值。
2.6 发电机失步保护
(1)原理简述
失步保护反应发电机失部振荡引起的异步运行保护采用三元件失步继电器动作特性, 如图2.4。
图2.4 三元件失步保护继电器特性
第一部分是透镜特性，图中①，它把阻抗平面分成透镜内的部分I和透镜外的部分O。第二部分是遮挡器特性，图中②，它把阻抗平面分成左半部分L和右半部分R。
两种特性的结合，把阻抗平面分成四个区OL、IL、IR、OR，阻抗轨迹顺序穿过四个区（OL→IL→IR→OR或OR→IR→IL→OL），并在每个区停留时间大于一时限，则保护判为发电机失步振荡。每顺序穿过一次，保护的滑极计数加1，到达整定次数，保护动作。
第三部分特性是电抗线，图中③，它把动作区一分为二，电抗线以上为I段（U），电抗线以下为II段（D）。阻抗轨迹顺序穿过四个区时位于电抗线以下，则认为振荡中心位于发变组内，位于电抗线以上，则认为振荡中心位于发变组外，两种情况下滑极次数可分别整定。
保护可动作于报警信号, 也可动作于跳闸。
(2)具体整定导则
1)遮挡器特性整定：
(2.33)
(2.34)
(2.35)
式中： ‘’ ----发电机暂态电抗.主变电抗.系统联系电抗标值；
----系统阻抗角；
Ugn .Sgn ----发电机额定电压和额定视在功率；
，----机端电流互感器TA，电压互感器TV变比。
2)a角的整定
(2.36)
3)电抗线Zc整定
电抗线是失步振荡中心的分界线,一般选取变压器阻抗Zt的0.9倍。
(2.37)
4)跳闸允许电流
装置自动选择在电流变小时作用于跳闸, 跳闸允许电流定值为辅助判据,根据断路器允许遮断容量选择 。
Iret = (2.38)
式中：----可靠系数，根据导则，取0.85；
----断路器允许电流，由厂商给出；
----主变高压侧电流互感器变比。
2.7 发电机转子回路接地保护
转子一点接地保护反应发电机转子对大轴绝缘电阻的下降。切换装置两开关，可以得到相应的回路方程。通过求解方程，可以得到转子接地电阻Rg，接地位置α。
一点接地设有两段动作值，灵敏段动作于报警，普通段可动作于信号也可动作于跳闸。
若转子一点接地保护动作于报警方式，当转子接地电阻 Rg 小于普通段整定值，转子一点接地保护动作后，经延时自动投入转子两点接地保护，当接地位置α改变达一定值时判为转子两点接地，动作于跳闸。
2.8 转子表层负序过负荷保护
(1)原理简述
三相负序电流在发电机钉子转子气隙间产生反向同步速旋转磁场，进而产生反向的两倍同步速的负序旋转磁场，感生倍频电流，造成灼伤转子的后果。所以有必要设置负序过负荷保护。转子表层过负荷保护有定时限和反时限两种，RCS-985的反时限负序过负荷需要和定时限反时限负序过负荷配合，而且为了体验双重化配置原则，所以两种判剧保护均应配置。
1)定时限负序过负荷保护。
负序过负荷定时限I段动作于跳闸，定时限II段设两段延时，分别动作于跳闸和信号。
2) 反时限负序过负荷保护
反时限保护由三部分组成：①下限启动，②反时限部分，③上限定时限部分。
上限定时限部分设最小动作时间定值。当负序电流超过下限整定值时，反时限部分起动, 并进行累积。反时限保护热积累值大于热积累定值保护发出跳闸信号。负序反时限保护能模拟转子的热积累过程，并能模拟散热。发电机发热后，若负序电流小于发电机长期运行允