继电保护和安全自动装置技术规程(3)
时间:2009-11-09 阅读:3004
非全相运行故障及转移故障等),均能无时限动作切除故障;
d. 每套主保护应有独立选相功能,实现分相跳闸和三相跳闸;
e. 断路器有两组跳闸线圈,每套主保护分别起动一组跳闸线圈;
f. 两套主保护分别使用独立的远方信号传输设备。
若保护采用收发信机,其中至少有一个通道*独立,另一个可与通信复用。如采
用复用载波机,两套主保护应分别采用两台不同的载波机。
2.7.3 330 ~ 500kV 线路的后备保护应按下列原则配置:
2.7.3.1 线路保护采用近后备方式。
2.7.3.2 每条线路都应配置能反应线路各种类型故障的后备保护。当双重化的每套主保护
都有完善的后备保护时,可不再另设后备保护。只要其中一套主保护无后备,则应再设一套
完整的独立的后备保护。
2.7.3.3 对相间短路,后备保护宜采用阶段式距离保护。
2.7.3.4 对接地短路,应装设接地距离保护并辅以阶段式或反时限零序电流保护;对中长线
路,若零序电流保护能满足要求时,也可只装设阶段式零序电流保护。接地后备保护应保证
在接地电阻不大于 300 Ω时,能可靠地有选择性地切除故障。
2.7.3.5 正常运行方式下,保护安装处短路,电流速断保护的灵敏系数在 1.2 以上时,还可装
设电流速断保护作为辅助保护。
2.7.4 根据一次系统过电压的要求装设过电压保护。
2.7.5 对各类双断路器接线方式的线路,其保护应符合 2.6.9 条的有关规定。
2.8 母线保护和断路器失灵保护
2.8.1 对发电厂和变电所的 35 ~ 110kV 电压的母线,在下列情况下应装设的母线保
护:
a. 110kV 双母线;
b. 110kV 单母线,重要发电厂或 110kV 以上重要变电所的 35 ~ 66kV 母线,需要快速
切除母线上的故障时;
c. 35 ~ 66KV 电力网中,主要变电所的 35 ~ 66kV 双母线或分段单母线需快速而有
选择地切除一段或一组母线上故障,以保证系统安全稳定运行和可靠供电时。
2.8.2 对 220 ~ 500kV 母线,应装设能快速有选择地切除故障的母线保护,对 1 个半断路器
接线,每组母线宜装设两套母线保护。
2.8.3 对于发电厂和主要变电所的 3 ~ 10kV分段母线及并列运行的双母线,一般可由发电
机和变压器的后备保护实现对母线的保护。在下列情况下,应装设母线保护:
a. 须快速而有选择地切除一段或一组母线上的故障,以保证发电厂及电力网安全运
行和重要负荷的可靠供电时;
b. 当线路断路器不允许切除线路电抗器前的短路时。
2.8.4 母线保护应考虑以下同题;
a. 对于双母线并联运行的发电厂或变电所,当线路保护在某些情况下可能失去选择
性时,母线保护应保证先跳开母联断路器,但不能影响系统稳定运行;
b. 为防止误动作,其出口回路应经闭锁触点控制(1 个半断路器接线的母线保护除外);
c. 母线保护动作后,(1 个半断路器接线除外)对不带分支的线路,应采取措施,促使对
侧全线速动保护跳闸;
d. 应采取措施,减少外部短路产生的不平衡电流的影响,并装设电流回路的断线闭锁
装置;
e. 在一组母线或某一段母线充电合闸时,应能快速而有选择地断开有故障的母线。在
母线倒闸操作时,必须快速切除母线上的故障,同时又能保证外部故障时不误动作;
f. 双母线情况下,母线保护动作时,应闭锁可能误动的横联保护;
g. 当实现母线自动重合闸时,必要时应装设灵敏元件;
h. 对构成环路的各类母线方式(如 1 个半断路器方式和双母线双分段方式等),当母线
短路,该母线上所接元件的电流可能自母线流出时,母线保护不应因此而拒动;
i. 在各种类型区外短路时,母线保护不应由于电流互感器饱和以及短路电流中的暂
态分量而引起误动作;
j. 母线保护宜适应一次各种运行方式,并能满足双母线同时故障及先后故障的动作
要求。
2.8.5 对 3 ~ 10kV 分段母线,宜采用不*电流差动式母线保护,保护仅接入有电源支路
的电流。保护由两段组成:其*段采用无时限或带时限的电流速断保护,当灵敏系数不符
合要求时,可采用电流闭锁电压速断保护;第二段采用过电流保护,当灵敏系数不符合要求
时,可将一部分负荷较大的配电线路接入差动回路,以降低保护的起动电流。
当有电源的支路,经常接在不同的母线上运行时,宜在所有有电源的支路上(发电机除
外)装设单独的电流闭锁电压速断保护。
2.8.6 在 220 ~ 500KV电力网中,以及 110kV电力网的个别重要部分,可按下列规定装设断
路器失灵保护:
a. 线路保护采用近后备方式,对 220 ~ 500kV 分相操作的断路器,可只考虑断路器单
相拒动的情况;
b. 线路保护采用远后备方式,如果由其他线路或变压器的后备保护切除故障将扩大
停电范围(例如采用多角形接线,双母线或分段单母线等)并引起严重后果时;
c. 如断路器与电流互感器之间发生故障不能由该回路主保护切除,而由其他线路和
变压器后备保护切除又将扩大停电范围,并引起严重后果时。
2.8.7 断路器失灵保护应符合下列要求:
2.8.7.1 为提高动作可靠性,必须同时具备下列条件,断路器失灵保护方可起动:
a. 故障线路或设备的保护能瞬时复归的出口继电器动作后不返回;
b. 断路器未断开的判别元件,可采用能够快速复归的相电流元件。相电流判别元件的
定值,应在保证线路末端故障有足够灵敏度的前提下,尽量按大于负荷电流整定。
2.8.7.2 一般不考虑由变压器保护起动断路器失灵保护。如变压器保护起动断路器失灵保
护时,也必须设有相电流元件,并不允许由瓦斯保护动作起动失灵保护。
2.8.7.3 发电机变压器组的保护,宜起动断路器失灵保护。考虑到发电机故障时,发电机保
护可能延时返回,为了提高安全性,断路器未断开的判别元件宜采用双重化构成和回路的方
式。
2.8.7.4 断路器失灵保护动作时间,应按下述原则整定:
a. 宜无时限再次动作于本断路器跳闸;
b. 对双母线(或分段单母线)接线,以较短时限(大于故障线路或电力设备跳闸时间及
保护装置返回时间之和)动作于断开母联或分段断路器;
c. 再经一时限动作于断开与拒动断路器连接在同一母线上的所有有电源支路的断
路器。
2.8.7.5 断路器失灵保护出口回路应经闭锁触点控制,以减少较多一次元件被误切除的可
能性。
断路器失灵保护的出口回路可与母差保护共用,也可单独设置。当与母差保护共用时,
闭锁元件的灵敏度应按失灵保护的要求整定。
2.8.7.6 断路器失灵保护动作时,应对有关断路器的自动重合闸装置进行闭锁。
2.8.7.7 1 个半断路器接线方式的断路器失灵保护中,反映断路器动作状态的相电流判别元
件,应分别检查每台断路器的电流,以判别那台断路器拒动。当—串中的中间断路器拒动时,
则应采取使对侧断路器跳闸的措施,并闭锁重合闸。
多角形接线方式的断路器可按上述原则处理。
2.8.8 旁路断路器和兼作旁路的母联断路器或分段断路器上,应装设可代替线路保护的保
护。
在旁路断路器代替线路断路器期间,如必须保持线路纵联保护运行,可将该线路的一套
纵联保护切换到旁路断路器上,或者采用其他措施,使纵联保护继续运行。
母线或母线分段断路器上,可装设相电流或零序电流保护,作为母线充电合闸的保护。
2.8.9 对 220 ~ 500kV 的母线及变压器断路器,当非全相运行可能引起电力网中其他保护
越级跳闸,因而造成严重事故时,应在该断路器上装设非全相运行保护。
2.9 同步调相机保护
2.9.1 同步调相机的保护可参照 2.2 条对同容量、同类型的发电机保护的规定装设保护,
但尚应考虑下列特点:
a. 当启动时,如过负荷保护可能动作,应使它暂时退出运行;
b. 可不装设反应外部短路的过电流保护,但应装设反应内部短路的后备保护。反应内
部短路的后备保护,可采用方向过电流保护,带时限动作于断开调相机;
c. 调相机失磁保护,可由无功方向元件和低电压元件组成。当无功反向,且电压低于
允许值时,动作于断开调相机,当无功反向,而电压高于允许值时,动作于信号。调相机失磁保
护,应设置必要的闭锁元件,以防止振荡、短路或电压回路断线等异常情况下,保护误动作;
d. 根据调相机的具体情况,可参照 2.2.5 条,装设匝间短路保护。
2.9.2 当调相机供电电源因故断开后,在变电所装设的低频减载装置可能因调相机的反馈
而误动作,或电源侧的自动重合闸动作,将造成非同步合闸,而调相机又不允许非同步合闸
时,应装设调相机的解列保护。
解列保护可选用下列方式:
a. 低频闭锁的功率方向保护;
b. 反应频率变化率的保护。
保护应在自动低频减载装置和自动重合闸装置动作前将调相机断开。如调相机须在电
源恢复后再起动,可仅动作于灭磁,在电源恢复后,再投入励磁,实现再同步。
2.10 电力电容器保护
2.10.1 对 3kV 及以上的并联补偿电容器组的下列故障及异常运行方式,应按本条规定装
设相应的保护:
a. 电容器组和断路器之间连接线短路;
b. 电容器内部故障及其引出线短路;
c. 电容器组中,某一故障电容器切除后所引起的过电压;
d. 电容器组的单相接地故障;
e. 电容器组过电压;
f. 所联接的母线失压。
2.10.2 对电容器组和断路器之间连接线的短路,可装设带有短时限的电流速断和过流保
护,动作于跳闸。速断保护的动作电流,按zui小运行方式下,电容器端部引线发生两相短路时
有足够灵敏系数整定。过流保护的动作电流,按电容器组长期允许的zui大工作电流整定。
2.10.3 对电容器内部故障及其引出线的短路,宜对每台电容器分别装设的熔断器,熔
丝的额定电流可为电容器额定电流的 1.5 ~ 2.0 倍。
2.10.4 当电容器组中,故障电容器切除到一定数量,引起电容器端电压超过 110%额定电压
时,保护应将整组电容器断开。为此,可采用下列保护之一。
a. 单星形接线电容器组的零序电压保护,电压差动保护或利用电桥原理的电流平衡
保护等;
b. 双星形接线电容器组的中性点电压或电流不平衡保护。
2.10.5 对电容器组的单相接地故障,可参照本标准 2.4.4 条的规定装设保护,但安装在绝缘
支架上的电容器组,可不再装设单相接地保护。
2.10.6 对电容器组,应装设过电压保护,带时限动作于信号或跳闸。
2.10.7 电容器装置应设置失压保护,当母线失压时,带时限动作于跳闸。
2.10.8 串联补偿电容器组,应装设反应下列故障及异常情况的保护:
2.10.8.1 对电容器内部故障及其引出线上的短路,应装设平衡保护,保护应在一个电容器
组内,部分熔丝熔断时,带时限动作于信号。
2.10.8.2 对有可能发生过负荷的串联电容器组可装设反应线路电流的过负荷保护,带时限
动作于信号。
2.11 并联电抗器保护
2.11.1 对并联电抗器的下列故障及异常运行方式,应装设相应的保护:
a. 线圈的单相接地和匝间短路及其引出线的相间短路和单相接地短路;
b. 油面降低;
c. 温度升高和冷却系统故障;
d. 过负荷。
2.11.2 并联电抗器(干式电抗器除外)应装设瓦斯保护。当并联电抗器内部产生大量瓦斯时,
保护动作跳闸,当产生轻微瓦斯或油面下降时,保护动作于信号。
2.11.3 对并联电抗器内部及其引出线的相间和单相接地短路,应按下列规定装设相应的
保护:
2.11.3.1 63kV 及以下并联电抗器,应装设电流速断保护,保护瞬时动作于跳闸。
2.11.3.2 330 ~ 500kV 并联电抗器,应装设纵联差动保护,保护瞬时动作于跳闸。
2.11.3.3 作为速断保护和差动保护的后备,尚应装设过电流保护,保护整定值按躲过zui大
负荷电流整定,保护带时限动作于跳闸。
2.11.3.4 双星形接线的并联电抗器组,可装设中性点差流保护,作为电抗器内部匝间短路
的主保护,保护按两段式配置,一段动作于信号,另一段带时限动作于跳闸。
2.11.3.5 330 ~ 500kV 并联电抗器,应装设匝间短路保护,保护带时限动作于跳闸。
2.11.4 对 330 ~ 500kV 并联电抗器,当电源电压可能升高并引起并联电抗器过负荷时,应
装设过负荷保护,保护带时限动作于信号。
2.11.5 对于并联电抗器温度升高和冷却系统故障,应装设动作于信号或带时限动作于跳
闸的装置。
2.11.6 接于并联电抗器中性点的接地电抗器,应装设瓦斯保护。当产生大量瓦斯时,保护动
作于跳闸,当产生轻微瓦斯或油面下降时,保护动作于信号。
对三相不对称等原因引起的接地电抗器过负荷,宜装设过负荷保护,保护带时限动作于
信号。
2.11.7 330 ~ 500kV线路并联电抗器无断路器时,其动作于跳闸的保护,应采取使对侧
断路器跳闸的措施。
2.12 异步电动机和同步电动机保护
2.12.1 电压为 3kV 以上的异步电动机和同步电动机,对下列故障及异常运行方式,应装设
相应的保护:
a. 定子绕组相间短路;
b. 定子绕组单相接地;
c. 定于绕组过负荷;
d. 定子绕组低电压;
e. 同步电动机失步;
f. 同步电动机失磁;
g. 同步电动机出现非同步冲击电流;
h. 相电流不平衡。
2.12.2 对电动机的定子绕组及其引出线的相间短路故障,应按下列规定装设相应的保护:
2.12.2.1 2MW 以下的电动机,装设电流速断保护,保护宜采用两相式。
2.12.2.2 2MW 以上的电动机,或 2MW 以下,但电流速断保护灵敏系数不符合要求的电动
机,装设纵联差动保护。
2.12.2.3 上述保护应动作于跳闸,对于有自动灭磁装置的同步电动机保护还应动作于灭
磁。
2.12.3 对单相接地,当接地电流大于 时,应装设单相接地保护。
单相接地电流为 10A 及以上时,保护带时限动作于跳闸;单相接地电流为 10A 以下时,
保护可动作于跳闸,也可动作于信号。
2.12.4 下列电动机应装设过负荷保护:
a. 生产过程中易发生过负荷的电动机。保护应根据负荷特性,带时限动作于信号或跳
闸;
b. 起动或自起动困难,需要防止起动或自起动时间过长的电动机,保护动作于跳闸。
2.12.5 下列电动机应装设低电压保护,保护应动作于跳闸:
a. 当电源电压短时降低或短时中断后又恢复时,为保证重要电动机自起动而需要断
开的次要电动机;
b. 当电源电压短时降低或短时中断后,不允许或不需要自起动的电动机;
c. 需要自起动,但为保证人身和设备安全,在电源电压长时间消失后,须从电力网中自
动断开的电动机;
d. 属Ⅰ类负荷并装有自动投入装置的备用机械的电动机。
2.12.6 2MW及以上电动机,为反应电动机相电流的不平衡,也作为短路主保护的后备保护,
可装设负序过流保护。保护动作于信号或跳闸。
2.12.7 对同步电动机失步,应装设失步保护,保护带时限动作。对于重要电动机,动作于再
同步控制回路,不能再同步,或不需要再同步的电动机,则应动作于跳闸。
失步保护可按下列原理构成:
a. 反应转子回路出现的交流分量;
b. 反应定子电压与电流间相角的变化;
c. 反应定子过负荷,这种方法用于短路比在 0.8 及以上。且负荷平衡的电动机。
2.12.8 对于负荷变动大的同步电动机,当用反应定子过负荷的失步保护时,应增设失磁保
护。失磁保护带时限动作于跳闸。
2.12.9 对不允许非同步冲击的同步电动机,应装设防止电源中断再恢复时造成非同步冲
击的保护。
保护可反应功率方向、频率降低、频率下降速度或由有关保护和自动装置联锁动作。
保护应确保在电源恢复前动作。重要电动机的保护,宜动作于再同步控制回路。不能
再同步或不需要再同步的电动机,保护应动作于跳闸。
3 安全自动装置
3.1 一般规定
3.1.1 在电力系统中,应装设安全自动装置,以防止系统稳定破坏或事故扩大,造成大面积
停电,或对重要用户的供电长时间中断。
3.1.2 电力系统安全自动装置,是指在电力网中发生故障或异常运行时,起控制作用的自动
装置。如自动重合闸、备用电源和备用设备自动投入、自动切负荷、自动低频减载、水电
厂事故减出力、水电厂事故切机、电气制动、水轮发电机自动起动和调相改发电,抽水蓄
能机组由抽水改发电自动解列及自动调节励磁等。
3.1.3 安全自动装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。
3.1.3.1 可靠性是指装置该动作时,应可靠动作,不该动作时,应可靠不动作的性能。为保证
可靠性,装置应简单可靠,具备必要的检测和监视措施,并应便于运行维护。
3.1.3.2 选择性是指安全自动装置应根据故障和异常运行的特点,按预期的要求实现其控
制作用。
3.1.3.3 灵敏性是指安全自动装置的起动元件和测量元件,在故障和异常运行时能可靠起
动和进行正确判断的性能。
3.1.3.4 速动性是指维持系统稳定的自动装置要尽快动作;限制事故影响的自动装置,应在
保证选择性前提下尽快动作的性能。
3.2 自动重合闸
3.2.1 自动重合闸装置应按下列规定装设:
a. 3kV 及以上的架空线路和电缆与架空混合线路,在具有断路器的条件下,如用电设
备允许且无备用电源自动投人时,应装设自动重合闸装置;
b. 旁路断路器和兼作旁路的母线联络断路器或分段断路器,应装设自动重合闸装置;
c. 低压侧不带电源的降压变压器,可装设自动重合闸装置;
d. 必要时母线故障可采用母线自动重合闸装置。
3.2.2 自动重合闸装置应符合下列基本要求:
a. 自动重合闸装置可按控制开关位置与断路器位置不对应的原理起动,对综合重合
闸装置,尚宜实现由保护同时起动的方式;
b. 用控制开关或通过遥控装置将断路器断开,或将断路器投于故障线路上,而随即由
保护将其断开时,自动重合闸装置均不应动作;
c. 在任何情况下(包括装置本身的元件损坏,以及继电器触点粘住或拒动),自动重合
闸装置的动作次数应符合预先的规定(如一次重合闸只应动作一次);
d. 自动重合闸装置动作后,应自动复归;
e. 自动重合闸装置,应能在重合闸后加速继电保护的动作。必要时,可在重合闸前加
速其动作;
f. 自动重合闸装置应具有接收外来闭锁信号的功能。
3.2.3 自动重合闸装置的动作时限应符合下列要求:
3.2.3.1 对单侧电源线路上的三相重合闸装置,其时限应大于下列时间:
a. 故障点灭弧时间(计及负荷侧电动机反馈对灭弧时间的影响)及周围介质去游离时
间;
b. 断路器及操作机构复归原状,准备好再次动作的时间。
3.2.3.2 对双侧电源的三相和单相重合闸装置或单侧电源的单相重合闸装置,其时限除应
考虑 3.2.3.1 条要求外,还应考虑线路两侧继电保护以不同时限切除故障的可能性,及潜供电
流对灭弧的影响。
3.2.3.3 电力系统稳定的要求。
3.2.4 110kV 及以下单侧电源线路的自动重合闸装置,按下列规定装设:
3.2.4.1 采用三相一次重合闸方式。
3.2.4.2 当断路器断流容量允许时,下列线路可采用两次重合闸方式:
a. 无经常值班人员变电所引出的无遥控的单回线;
b. 给重要负荷供电,且无备用电源的单回线。
3.2.4.3 由几段串联线路构成的电力网,为了补救电流速断等速动保护的无选择性动作,可
采用带前加速的重合闸或顺序重合闸方式。
3.2.5 110kV 及以下双侧电源线路的自动重合闸装置,按下列规定装设:
3.2.5.1 并列运行的发电厂或电力系统之间,具有四条及以上的线路或 3 条紧密
的线路,可采用不检查同步的三相自动重合闸方式。
3.2.5.2 并列运行的发电厂或电力系统之间,具有两条的线路或三条不紧密的线
路,可采用下列重合闸方式:
a. 同步检定和无电压检定的三相重合闸方式;
b. 并列运行双回线路,也可采用检查另一回线路有电流的自动重合闸方式。
3.2.5.3 双侧电源的单回线路,可采用下列重合闸方式:
a. 解列重合闸方式,即将一侧电源解列,另一侧装设线路无电压检定的重合闸方式;
b. 当水电厂条件许可时,可采用自同步重合闸方式;
c. 为避免非同步重合及两侧电源均重合于故障线路上,可采用一侧无电压检定,另一
侧采用同步检定的重合闸方式。
3.2.5.4 当符合下列条件,且认为有必要时,可采用非同步重合闸方式:
a. 流过发电机、同步调相机或电力变压器的冲击电流不超过规定值时;
b. 在非同步重合闸所产生的振荡过程中,对重要负荷的影响较小,或者可以采取措施
减小其影响(例如尽量使电动机在电压恢复后,能自动起动,使同步电动机失步后,实现再同
步等)时;
c. 重合后,电力系统可以迅速恢复同步运行时。
3.2.6 当采用非同步重合闸方式时,应根据实际情况采取措施,以防止本线路或其他线路的
保护不正确动作。
3.2.7 220 ~ 500kV 线路应根据电力网结构和线路的特点确定重合闸方式。对 220kV 线路,
满足本标准 3.2.5.1,3.2.5.2,3.2.5.3 条有关采用三相重合闸方式的规定时,可装设三相重合闸
装置,否则装设综合重合闸装置;对 330 ~ 500kV 线路,一般情况下应装设综合重合闸装置。
3.2.8 在带有分支的线路上使用单相重合闸装置时,分支侧的自动重合闸装置采用下列方
式:
3.2.8.1 分支处无电源方式
a. 分支处变压器中性点接地时,装设零序电流起动的低电压选相的单相重合闸装置。
重合后,不再跳闸;
b. 分支处变压器中性点不接地,但所带负荷较大时,装设零序电压起动的低电压选相
的单相重合闸装置,重合后,不再跳闸。当负荷较小时,不装设重合闸装置,也不跳闸。
如分支处无高压电压互感器,也可在变压器(中性点不接地)中性点处装设一个电压互
感器,当线路接地时,由零序电压保护起动,跳开变压器低压侧三相断路器,然后重合闸,重合
后,不再跳闸。
3.2.8.2 分支处有电源方式
a. 如分支处电源不大,可用简