1059电力装置的继电保护和自动装置设计规范.docx
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1、电力装置的继电保护和自动装置设计标准GB50062-92主编部门:中华人民共和国能源部批准部门:中华人民共和国建设部施行日期:1992 年 12 月 1 日第一章总则 .1其次章一般规定 .2第三章发电机的保护.3第四章电力变压器的保护.5第五章363KV 中性点非直接接地电力网中线路的保护.7第六章110KV 中性点直接接地电力网中线路的保护.8第七章母线的保护 .9第八章电力电容器的保护.9第九章 3KV 及以上电动机的保护10第十章 自动重合闸11第十一章 备用电源和备用设备的自动投入装置12第十二章 自动低频减载装置12第十三章 同步并列及解列12第十四章 二次回路13附录一 名词解释
2、14附录二 同步电机和变压器在自同步和非同步合闸时允许的冲击电流倍数15附录三 本标准用词说明15第一章 总则第1.0.1条 为了在电力装置的继电保护和自动装置的设计中,贯彻执行国家的技术经济政策,做到安全牢靠、技术先进和经济合理,制定本标准。第1.0.2条 本标准适用于各行业 3110kV 电力线路和设备,单机容量为 25MW 及以下发电机,63MVA 及以下电力变压器等电力装置的继电保护和自动装置的设计。第1.0.3条 继电保护和自动装置的设计应选用按国家规定鉴定合格的产品。第1.0.4条 电力装置的继电保护和自动装置设计,除应执行本标准外,尚应符合国家现行的有关标准和标准的规定。10其次
3、章 一般规定第2.0.1条 电力网中的电力设备和线路,应装设反响短路故障和特别运行的继电保护和自动装置。继电保护和自动装置应能尽快地切除短路故障和恢复供电。第2.0.2条 电力设备和线路应有主保护、后备保护和特别运行保护,必要时可增设关心保护。第2.0.3条 继电保护和自动装置应满足牢靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求,并应符合以下规定:一、继电保护和自动装置应简洁牢靠,使用的元件和接点应尽量少,接线回路简洁,运行维护便利,在能够满足要求的前提下宜承受最简洁的保护。二、对相邻设备和线路有协作要求的保护,前后两级之间的灵敏性和动作时间应相互协作。三、当被保护设备或线路范围内发生故障时,应具有必要
4、的灵敏系数。四、保护装置应能尽快地切除短路故障。当需要加速切除短路故障时,可允许保护装置无选择性地动作,但应利用自动重合闸或备用电源自动投入装置,缩小停电范围。第2.0.4条 保护装置的灵敏系数,应依据不利正常运行方式和不利故障类型进展计算,必 要时,应计及短路电流衰减的影响。各类继电保护的最小灵敏系数,应符合表 2.0.4 的要求。第2.0.5条 装有管型避雷器的线路,保护装置的动作时间不应大于0.08s;保护装置起动元件的返回时间不应小于 0.02s。第2.0.6条 在正常运行状况下,当电压互感器二次回路断线或其它故障能使保护装置误动作时,应装设断线闭锁装置;当保护装置不致误动作时,应装设
5、电压回路断线信号装置。保护分类保护类型组成元件计算条件带方向的电流或电压保护发电机、变压器、线路及电动机纵联差动保护平行线路横差方向和电流平衡保护母线完全差动保护零序、负序方向元件按被保护区末端金属性短路计算最小灵敏系数2差电流元件按被保护区末端金属性短路计算2主保护距离保护电压或电流启动元件差电流元件 距离启动元件距离测量元件电流和电压元件差电流元件线路两侧均未断开前,其中一侧保护按线路中性点金属性短路计算按金属性短路计算2按被保护区末端金属性短路计算电流保护和电压保护母线不完全差动保护平行线路横差方向和电流平衡保护中性点非直接接地保护21.51.31.51.5电流元件按被保护区末端金属性短
6、路计算按金属性短路计算线路一侧断开后,按另一侧对端金属性短路计算按被保护区末端金属性短路计算1.5主保护的个别元件距离保护电流元件负序或零序增量或实变量启动元件1.5按被保护区末端金属性短路计算4平行线路横差方向保护零序方向元件线路两侧均未断开前,其中一侧按保护线路中间金属性短路计算4表 2.0.4 继电保护的最小灵敏系数电流保护和电压保护电流、电压元件线路一侧断开后,另一侧保护按对侧金属性短路计算按相邻电力设备和线路末端金属性短路计算2.5后备保护1.2第2.0.7条 在保护装置内应设置由信号继电器或其它元件等构成的指示信号。指示信号应符合以下要求:一、在直流电压消逝时不自动复归,或在直流恢
7、复时仍能维持原动作状态。二、能分别显示各保护装置的动作状况。三、对简单保护装置,能分别显示各局部及各段的动作状况。依据装置具体状况,可设置能反响装置内部特别的信号。第2.0.8条 保护装置承受的电流互感器及中间电流互感器的稳态比误差,不应大于 10%。对 35KV 及以下的线路和设备,当技术上难以满足要求且不致使保护装置误动作时,可允许有较大的误差。第2.0.9条 当承受蓄电池组作直流电源时,由浮充电设备引起的波浪系数不应大于5%;电压允许波动应掌握在额定电压的 5%范围内。放电末期直流母线电压下限不应低于额定电压的 85%,充电后期直流母线电压上限不应高于额定电压的115%。第2.0.10条
8、 沟通整流电源作为继电保护直流电源时,应符合以下要求:一、直流母线电压,在最大负荷时保护动作不应低于额定电压的 80%,最高电压不应超过额定电压的 115%。并应实行稳压、限幅和滤波的措施。电压允许波动应掌握在额定电压的5%范围内;波浪系数不应大于 5%。二、当承受复式整流时,应保证在各种运行方式下,在不同故障点和不同相别短路时,保护装置均能牢靠动作。三、对承受电容储能电源的变电所和水电厂,电力设备和线路应具有牢靠的远后备保护; 在失去沟通电源状况下,当有几套保护同时动作时,或在其它状况下消耗直流能量最大时, 应保证保护与断路器牢靠动作;同一场所的电源储能电容的组数应与保护的级数相适应。第2.
9、0.11条 当承受沟通操作的保护装置时,短路保护可由被保护元件的电流互感器取得操作电源。变压器的瓦斯保护和中性点非直接接地电力网的接地保护,可由电压互感器或变电所所用变压器取得操作电源,亦可增加电容储能电源作为跳闸的后备电源。第三章 发电机的保护第3.0.1条 电压在 3KV 及以上、容量在 25MW 及以下的发电机,对以下故障及特别运行方式应装设相应的保护装置:一、定子绕组相间短路; 二、定子绕组接地;三、定子绕组匝间短路; 四、发电机外部短路; 五、对称过负荷;六、定子绕组过电压;七、励磁回路一点及二点接地; 八、失磁故障。第3.0.2条 保护装置出口动作方式可分为停机、解列、缩小故障影响
10、范围和信号。第3.0.3条 对发电机定子绕组及引出线的相间短路故障,应装设相应的保护装置作为发电机的主保护,保护装置应动作于停机,并应符合以下规定:一、1MW 及以下单独运行的发电机,如中性点侧有引出线,应在中性点倒装设过电流保护;如中性点侧无引出线,应在发电机机端装设低电压保护。二、1MW 及以下与其它发电机或与电力系统并列运行的发电机,应在发电机机端装设电流速断保护。当电流速断保护灵敏,性不符合要求时,可装设纵联差动保护;对中性点侧没 有引出线的发电机,可装设低压闭锁过流保护。三、对1MW 以上的发电机,应装设纵联差动保护。对发电机变压器组,当发电机与变压器之间有断路器时,发电机应单独装设
11、纵联差动保护;当发电机与变压器之间没有断路器时, 应装设发电机变压器组共用的纵联差动保护。第3.0.4条 发电机定子接地保护应符合以下规定:一、对直接接于母线的发电机,不计入消弧线圈的补偿作用,当定子绕组单相接地故障电 流大于 4A 时,应装设有选择性的接地保护装置,其出口应动作于信号或停机。保护装置由装于机端的零序电流互感器和电流继电器构成。其整定值应躲过不平衡电流,带短时限动作, 并宜设置外部短路的闭锁装置。二、在发电机机端电压母线上应装设单相接地监视装置,其出口应动作于信号。三、在发电机机端应装设测量零序电压的电压表。四、对发电机变压器组应装设保护区不小于 90%的定子接地保护。保护装置
12、带时限动作于信号,依据系统状况和发电机绝缘状态,亦可动作于停机。第3.0.5条 发电机的匝间短路保护应符合以下规定:一、定子绕组为星形接线,每相有并联分支,且中性点有分支引出端子的发电机,应装设单继电器式横联差动保护。二、横联差动保护应瞬时动作于停机。在汽轮发电机励磁回路一点接地后,可切换为带短时限动作于停机。第3.0.6条 对发电机外部相间短路故障和作为发电机主保护的后备,其装设的保护应符合以下规定:一、对于 1MW 及以下,且与其它发电机或电力系统并列运行的发电机,应装设过电流保护。保护装置宜配置在发电机的中性点侧,动作电流按躲过最大负荷电流整定;对中性点没有引出线的发电机,保护装置应配置
13、在发电机机端。二、1MW 以上的发电机,宜装设低压闭锁或复合电压起动的过电流保护。电流元件的动作电流,可取额定值的1.31.4 倍;低电压元件接线电压,其动作电压,对汽轮发电机可取额定值的 0.6 倍,对水轮发电机可取额定值的 0.7 倍。负序电压元件的动作电压,可取额定值的 0.060.12 倍。三、对发电机变压器组,应利用发电机反响外部短路的保护作为后备保护。在变压器低压侧不应另设保护装置,在厂用分支线上应装设单独的保护装置。四、自并励磁发电机,宜承受低电压保护的过电流保护。五、发电机后备保护宜带有二段时限,以较短的时限动作于断开母线联络断路器或分段断路器,以较长的时限动作于停机。第3.0
14、.7条 对发电机定子绕组过负荷应装设过负荷保护。保护装置接一相电流,带时限动作于信号。第3.0.8条 对水轮发电机定子绕组的过电压,应装设过电压保护。动作电压可取额定电压的 1.31.5 倍,动作时限可取 0.5s。过电压保护宜动作于解列并灭磁。第3.0.9条 对发电机励磁回路接地故障,应装设接地保护或接地检测装置,并应符合以下规定:一、1MW 及以下的水轮发电机,对一点接地故障,宜装设定期检测装置。1MW 以上的水轮发电机,应装设一点接地保护装置。二、汽轮发电机,对一点接地故障,可承受定期检测装置。对两点接地故障,应装设两点接地保护装置。三、一点接地保护应带时限动作于信号;两点接地保护应带时
15、限动作于停机。第3.0.10条 对励磁电流特别下降或完全消逝的失磁故障,应装设失磁保护装置,并应符合以下规定:一、不允许失磁运行的发电机,应装设专用的失磁保护。二、对装设专用失磁保护的汽轮发电机,当失磁后母线电压低于允许值时,宜带时限动作于解列;当失磁后母线电压不低于允许值时,宜动作于信号。水轮发电机,失磁保护宜带时限动作于解列。第四章 电力变压器的保护第4.0.1条 对电力变压器的以下故障及特别运行方式,应装设相应的保护装置: 一、绕组及其引出线的相间短路和在中性点直接接地侧的单相接地短路;二、绕组的匝间短路;三、外部相间短路引起的过电流;四、中性点直接接地电力网中外部接地短路引起的过电流及
16、中性点过电压; 五、过负荷;六、油面降低;七、变压器温度上升或油箱压力上升或冷却系统故障。第4.0.2条 0.8MVA 及以上的油浸式变压器和 0.4MVA 及以上的车间内油浸式变压器,均应装设瓦斯保护。当壳内故障产生稍微瓦斯或油面下降时,应瞬时动作于信号;当产生大量瓦斯时,应动作于断开变压器各侧断路器。当变压器安装处电源侧无断路器或短路开关时,可作用于信号。第4.0.3条 对变压器引出线、套管及内部的短路故障,应装设相应的保护装置,并应符合以下规定:一、10MVA 及以上的单独运行变压器和 6.3MVA 及以上的并列运行变压器,应装设纵联差动保护。6.3MVA 及以下单独运行的重要变压器,亦
17、可装设纵联差动保护。二、10MVA 以下的变压器可装设电流速断保护和过电流保护。2MVA 及以上的变压器,当电流速断灵敏系数不符合要求时,宜装设纵联差动保护。三、0.4MVA 及以上,一次电压为 10KV 及以下,线圈为三角星形连接的变压器,可承受两相三继电器式的过流保护。四、本条规定的各项保护装置,应动作于断开变压器的各侧断路器。第4.0.4条 变压器的纵联差动保护应符合以下要求:一、应能躲过励磁涌流和外部短路产生的不平衡电流。二、差动保护范围应包括变压器套管及其引出线。如不能包括引出线时,应实行快速切除故障的关心措施。但在 63KV 或 110KV 电压等级的终端变电所和分支变电所,以及具
18、有旁路母线的电气主结线在变压器断路器退出工作由旁路断路器代替时,纵联差动保护可利用变压器套管内的电流互感器,引出线可不再实行快速切除故障的关心措施。第4.0.5条 对由外部相间短路引起的变压器过电流,应装设相应的保护装置。保护装置动作后,应带时限动作于跳闸,并应符合以下规定:一、过电流保护宜用于降压变压器。二、复合电压起动的过电流保护或低电压闭锁的过电流保护,宜用于升压变压器、系统联络变压器和过电流不符合灵敏性要求的降压变压器。第4.0.6条 外部相间短路保护应符合以下规定:一、双线圈变压器,应装于主电源侧。依据主接线状况,保护装置可带一段或两段时限, 以较短的时限动作于缩小故障影响范围,以较
19、长的时限动作于断开变压器各侧断路器。二、三线圈变压器,宜装于主电源侧及主负荷侧。主电源侧的保护应带两段时限,以较短的时限断开未装保护侧的断路器。当不符合灵敏性要求时,可在全部各侧装设保护装置。各 侧保护装置应依据选择性的要求装设方向元件。第4.0.7条 三线圈变压器的外部相间短路保护,可按以下原则进展简化:一、除主电源侧外,其它各侧保护可仅作本侧相邻电力设备和线路的后备保护;二、保护装置作为本侧相邻电力设备和线路保护的后备时,灵敏系数可适当降低,但对本侧母线上的各类短路应符合灵敏性要求。第4.0.8条 中性点直接接地的 110KV 电力网中,当低压侧有电源的变压器中性点直接接地运行时,对外部单
20、相接地引起的过电流,应装设零序电流保护,并应符合以下规定:一、零序电流保护可由两段组成,每段应各带两个时限,并均应以较短的时限动作于缩小故障影响范围;以较长的时限有选择性地动作于断开变压器各侧断路器。二、双线圈及三线圈变压器的零序电流保护应接到中性点引出线上的电流互感器上。第4.0.9条 110KV 中性点直接接地的电力网中,当低压侧有电源的变压器中性点可能接地运行或不接地运行时,对外部单相接地引起的过电流,以及对因失去接地中性点引起的电压 上升,应装设相应的保护装置,并应符合以下规定:一、全绝缘变压器应按本标准第 4.0.8 条中的规定装设零序电流保护,并应装设零序过电压保护。当电力网单相接
21、地且失去接地中性点时,零序过电压保护宜经 0.30.5s 时限动作于断开变压器各侧断路器。二、分级绝缘变压器的零序保护,应符合以下要求:1、中性点装设放电间隙时,应按本标准第4.0.8 条的规定装设零序电流保护,并增设反响间隙回路的零序电压和间隙放电电流的零序电流电压保护。当电力网单相接地且失去接地中性点时,零序电流电压保护宜经 0.30.5s 时限动作于断开变压器各侧断路器;2、中性点不装设放电间隙时,可装设两段零序电流保护和一套零序电流电压保护。零序 电流保护第一段宜设置一个时限,其次段宜设置两个时限;当每组母线上至少有一台中性点 接地变压器时,第一段和其次段的较短时限宜动作于缩小故障影响
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- 1059 电力 装置 保护 自动装置 设计规范
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