GBT电力装置的继电保护和自动装置设计规范文档格式.docx
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本规范主编单位和主要起草人：
主编单位：
中国电力工程顾问集团东北电力设计院
主要起草人：
李岩山王颖张福生刘钢安力群
目次
1总则…………………………………………………
（1）
2一般规定…………………………………………………
（2）
3发电机保护………………………………………………（3）
4电力变压器保护…………………………………………（8）
53～66kV电力线路保护…………………………………（13）
6110kV电力线路保护……………………………………（17）
7母线保护…………………………………………………（19）
8电力电容器和电抗器保护………………………………（21）
8.1电力电容器保护…………………………………………（21）
8.2并联电抗器保护……………………………………（22）
93kV及以上电动机保护…………………………………（24）
10自动重合闸………………………………………………（27）
11备用电源和备用设备的自动投入装置…………………（29）
12自动低频低压减负荷装置………………………………（30）
13同步并列…………………………………………………（31）
14自动调节励磁及自动灭磁………………………………（32）
14.1自动调节励磁…………………………………………（32）
14.2自动灭磁………………………………………………（33）
15二次回路及相关设备……………………………………（35）
15.1二次回路………………………………………………（35）
15.2电流互感器和电压互感器………………………………（36）
15.3直流电源………………………………………………（37）
15.4抗干扰措施……………………………………………（38）
附录A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………………………………（40）
附录B继电保护的最小灵敏系数…………………………（41）
本规范用词说明……………………………………………（43）
附：
条文说明………………………………………………（45）
1总则
2一般规定
1继电保护和自动装置应具有自动在线检测、闭锁和装置异常或故障报警功能。
2对相邻设备和线路有配合要求时，上下两级之间的灵敏系数和动作时间应相互配合。
3当被保护设备和线路在保护范围内发生故障时，应具有必要的灵敏系数。
4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和备用设备的自动投入装置缩小停电范围。
3发电机保护
1定子绕组相间短路。
2定子绕组接地。
3定子绕组匝间短路。
4发电机外部短路。
5定子绕组过负荷。
6定子绕组过电压。
7转子表层（负序）过负荷。
8励磁回路接地。
9励磁电流异常下降或消失。
10逆功率。
1停机：
断开发电机（或发电机变压器）断路器、灭磁。
对汽轮发电机，关闭主汽门；
对水轮发电机，关闭导水叶。
2解列灭磁：
断开发电机（或发电机变压器）断路器、灭磁，汽（水）轮机甩负荷。
3解列：
断开发电机（或发电机变压器）断路器。
4缩小故障影响范围。
5信号：
发出声光信号。
11MW及以下单独运行的发电机，如中性点侧有引出线，应在中性点侧装设过电流保护；
如中性点侧无引出线，应在发电机端装设低电压保护。
21MW及以下与其他发电机或与电力系统并列运行的发电机，应在发电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，可装设低电压闭锁过流保护。
3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，发电机与变压器应单独装设纵联差动保护；
当发电机与变压器之间没有断路器时，可装设发电机变压器组共用的纵联差动保护。
发电机额定电压（kv）
发电机额定容量（MW）
接地电流允许值（A）
6.3
≤50
4
10.5
汽轮发电机
50
3
水轮发电机
10～50
13.8
40～50
2
注：
对额定电压为13.8kV的氢冷发电机，发电机定子绕组单相接地故障电流允许值应为2.5A。
2对直接接于母线的发电机，当定子绕组单相接地故障电流（不计消弧线圈的补偿作用）大于允许值时，应装设有选择性的接地保护装置，其出口应动作于信号。
但当消弧线圈退出运行或其他原因导致上述故障电流大于允许值时，应动作于停机。
保护装置应接于机端的零序电流互感器。
其整定值应躲过不平衡电流和外部单相接地时发电机稳态电容电流，并宜设置外部未装设接地保护时，应在发电机电压母线卜葬诗耪啪监拥狴
置，其出口应动作于信号。
保护装置或接地监视装置应能监视发电机零序电压值。
3发电机变压器组应装设保护区不小于90％的定子接地保护。
保护装置应带时限动作于信号，也可根据系统情况和发电机绝缘状态作用于停机。
保护装置应能监视发电机零序电压值。
1对定子绕组星形接线，每相有并联分支，且中性点有分支引出端子的发电机，应装设零序电流型横差保护或裂相横差保护。
横差保护或裂相横差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。
2对50MW的发电机，当定子绕组为星形接线，中性点只有三个引出端子时，也可装设匝间短路保护。
匝间短路保护应瞬时动作于停机。
1对1MW及以下且与其他发电机或与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，动作电流应按躲过最大负荷电流整定；
对中性点没有引出线的发电机，保护装置应配置在发电机端。
2对1MW以上的发电机，宜装设低压启动或复合电压启动的过电流保护。
电流元件的动作电流，可取发电机额定值的1.3～1.4倍；
低电压元件接线电压的动作电压，汽轮发电机可取额定电压值的0.6倍，水轮发电机可取额定电压值的0.7倍。
负序电压元件的动作电压，可取额定电压值的0.06～0.12倍。
3对50MW的发电机，可装设负序过电流保护和低压启动过电流保护。
负序电流元件的动作电流可取发电机额定电流值的0.5～0.6倍；
电流元件的动作电流和低电压元件的动作电压可按本条第2款规定取值。
5对自并励发电机，宜采用带电流保持的低电压过流保护。
6发电机后备保护宜带有二段时限。
3·
0·
7对发电机定子绕组过负荷，应装设过负荷保护。
保护宜带时限动作于信号。
0.8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1.3～1.5倍，动作时限可取0.5s。
过电压保护宜动作于解列灭磁。
0.9对不对称负荷、非全相运行以及不对称短路引起的转子表层过负荷，且容量为50MW、A值大于10的发电机，应装设定时限负序过负荷保护。
保护装置的动作电流应按发电机长期允许的负序电流和躲过最大负N：
-F~序电流滤过器的不平衡电流值整定，并应延时动作于信号。
11MW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，并应延时动作于信号，有条件时也可动作于停机。
2对汽轮发电机一点接地故障，应装设接地检测装置。
装置可设二段定值。
装置宜采用连续检测。
0.11对励磁电流异常下降或完全消失的失磁故障，应装设失磁保护，并应符合下列规定：
1不允许失磁运行的发电机或失磁对系统有重大影响的发电机，应装设专用的失磁保护。
2汽轮发电机的失磁保护宜瞬时动作于信号。
失磁后发电机电压低于允许值时，宜带时限动作于解列。
3水轮发电机的失磁保护宜带时限动作于解列。
4电力变压器保护
4·
1电压为3～110kV，容量为63MV·
A及以下的电力变压器，对下列故障及异常运行方式，应装设相应的保护装置：
1绕组及其引出线的相间短路和在中性点直接接地或经小电阻接地侧的单相接地短路。
2绕组的匝间短路。
3外部相间短路引起的过电流。
4中性点直接接地或经小电阻接地的电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压。
5过负荷。
6油面降低。
7变压器油温过高、绕组温度过高、油箱压力过高、产生瓦斯或冷却系统故障。
瓦斯保护应采取防止因震动、瓦斯继电器的引线故障等引起瓦斯保护误动作的措施。
当变压器安装处电源侧无断路器或短路开关时，保护动作后应作用于信号并发出远跳命令，同时应断开线路对侧断路器。
1电压为10kV及以下、容量为10MV·
A以下单独运行的变压器，应采用电流速断保护。
2电压为10kV以上、容量为10MV·
A及以上单独运行的变压器，以及容量为6.3MV·
A及以上并列运行的变压器，应采用纵联差动保护。
3容量为10MV·
A以下单独运行的重要变压器，可装设纵联差动保护。
4电压为10kV的重要变压器或容量为2MV·
A及以上的变压器，当电流速断保护灵敏度不符合要求时，宜采用纵联差动保护。
5容量为0.4MV·
A及以上、一次电压为10kV及以下，且绕组为三角一星形连接的变压器，可采用两相三继电器式的电流速断保护。
1应能躲过励磁涌流和外部短路产生的不平衡电流。
2应具有电流回路断线的判别功能，并应能选择报警或允许差动保护动作跳闸。
3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，应采取快速切除故障的辅助措施。
但在63kV或110kV电压等级的终端变电站和分支变电站，以及具有旁路母线的变电站在变压器断路器退出工作由旁路断路器代替时，纵联差动保护可短时利用变压器套管内的电流互感器，此时套管和引线故障可由后备保护动作切除；
如电网安全稳定运行有要求时，应将纵联差动保护切至旁路断路器的电流互感器。
1过电流保护宜用于降压变压器。
2复合电压启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保护不符合灵敏性要求的降压变压器。
1单侧电源双绕组变压器和三绕组变压器，相间短路后备保护宜装于各侧；
非电源侧保护可带两段或三段时限；
电源侧保护可带一段时限。
2两侧或三侧有电源的双绕组变压器和三绕组变压器，相间短路应根据选择性的要求装设方向元件，方向宜指向本侧母线，但断开变压器各侧断路器的后备保护不应带方向。
3低压侧有分支，且接至分开运行母线段的降压变压器，应在每个分支装设相间短路后备保护。
4当变压器低压侧无专用母线保护，高压侧相间短路后备保护对低压侧母线相间短路灵敏度不够时，应在低压侧配置相间短路后备保护。
1除主电源侧外，其他各侧保护可仅作本侧相邻电力设备和线路的后备保护。
2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。
地的nokV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，对外部单相接地引起的过电流，应装设零序电流保护，并应符合下列规定：
1零序电流保护可由两段组成，其动作电流与相关线路零序过电流保护相配合，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，或动作于断开本侧断路器，同时应以较长的时限动作于断开变压器各侧断路器。
2双绕组及三绕组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。
4.0.9110kV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，以及对因失去中性点接地引起的电压升高，应装设后备保护，并应符合下列规定：
1利用高压侧的过申.流保护时，保护装置宜采用三相式。
2在低压侧中性线上装设零序电流保护。
3在低压侧装设三相过电流保护。
在无经常值班人员的变电站，过负荷保护可动作于跳闸或断开部分负荷。
53～66kV电力线路保护
5.0.13～66kV线路的下列故障或异常运行，应装设相应的保护装置：
1相间短路。
2单相接地。
3过负荷。
5.0.23～10kV线路装设相间短路保护装置，宜符合下列要求：
1电流保护装置应接于两相电流互感器上，同一网络的保护装置应装在相同的两相上。
2后备保护应采用远后备方式。
3下列情况应快速切除故障：
1）当线路短路使发电厂厂用母线或重要用户母线电压低于额定电压的60%时；
2）线路导线截面过小，线路的热稳定不允许带时限切除短路时。
4当过电流保护的时限不大于0.5～0.7s时，且无本条第3款所列的情况，或无配合上的要求时，可不装设瞬动的电流速断保护。
5.0.33--~lOkV线路装设相间短路保护装置，应符合下列规定：
1对单侧电源线路可装设两段电流保护，第一段应为不带时限的电流速断保护，第二段应为带时限的电流速断保护。
两段保护均可采用定时限或反时限特性的继电器。
对单侧电源带电抗器的线路，当其断路器不能切断电抗器前的短路时，不应装设电流速断保护，此时，应由母线保护或其他保护切除电抗器前的故障。
保护装置应仅在线路的电源侧装设。
2对双侧电源线路，可装设带方向或不带方向的电流速断和过电流保护。
当采用带方向或不带方向的电流速断和过电流保护不能满足选择性、灵敏性或速动性的要求时，应采用光纤纵联差动保护作主保护，并应装设带方向或不带方向的电流保护作后备保护。
对并列运行的平行线路可装设横联差动作主保护，并应以接于两回线路电流之和的电流保护作为两回线路同时运行的后备保护及一回线路断开后的主保护及后备保护。
5.0.43～10kV经低电阻接地单侧电源线路，除应配置相问故障保护外，还应配置零序电流保护。
零序电流保护应设二段，第一段应为零序电流速断保护，时限应与相间速断保护相同；
第二段应为零序过电流保护，时限应与相间过电流保护相同。
当零序电流速断保护不能满足选择性要求时，也可配置两套零序过电流保护。
零序电流可取白三相电流互感器组成的零序电流滤过器，也可取自加装的独立零序电流互感器，应根据接地电阻阻值、接地电流和整定值大小确定。
5.0.535～66kV线路装设相间短路保护装置，应符合下列要求：
2）线路导线截面过小，线路的热稳定不允许带时限切除短路时；
3）切除故障时间长，可能导致高压电网产生电力系统稳定问题时。
4）为保证供电质量需要时。
5.0.635～66kV线路装设相间短路保护装置，应符合下列要求：
1对单侧电源线路可采用一段或两段电流速断或电压闭锁过电流保护作主保护，并应以带时限的过电流保护作后备保护。
当线路发生短路时，使发电厂厂用母线或重要用户母线电压低于额定电压的60％时，应快速切除故障。
2对双侧电源线路，可装设带方向或不带方向的电流电压保护。
当采用电流电压保护不能满足选择性、灵敏性或速动性的要求时，可采用距离保护或光纤纵联差动保护装置作主保护，应装设带方向或不带方向的电流电压保护作后备保护。
3对并列运行的平行线路可装设横联差动作主保护，并应以接于两回线路电流之和的电流保护作为两回线路同时运行的后备保护及一回线路断开后的主保护及后备保护。
4经低电阻接地单侧电源线路，可装设一段或两段三相式电流保护；
装设一段或两段零序电流保护，作为接地故障的主保护和后备保护。
1在发电厂和变电所母线上，应装设接地监视装置，并应动作于信号。
2线路上宜装设有选择性的接地保护，并应动作于信号。
当危及人身和设备安全时，保护装置应动作于跳闸。
3在出线回路数不多，或难以装设选择性单相接地保护时，可采用依次断开线路的方法寻找故障线路。
4经低电阻接地单侧电源线路，应装设一段或两段零序电流保护。
6110kV电力线路保护
6.0.1110kV线路的下列故障，应装设相应的保护装置：
1单相接地短路。
2相间短路。
6.0.2110kV线路后备保护配置宜采用远后备方式。
1宜装设带方向或不带方向的阶段式零序电流保护。
2对零序电流保护不能满足要求的线路，可装设接地距离保护，并应装设一段或二段零序电流保护作后备保护。
1单侧电源线路，应装设三相多段式电流或电流电压保护，当不能满足要求时，可装设相间距离保护。
2双侧电源线路，应装设阶段式相间距离保护。
1系统安全稳定有要求时。
2线路发生三相短路，使发电厂厂用母线或重要用户母线电压低于额定电压的60%，且其他保护不能无时限和有选择性地切除短路时。
3当线路采用全线速动保护，不仅改善本线路保护性能，且能改善电网保护性能时。
7母线保护
1、需要快速且选择性切除一段或一组母线上的故障，保证发电.厂及电力系统安全运行和重要负荷的可靠供电时。
.
2当线路断路器不允许切除线路电抗器前的短路时。
1110kV双母线。
2110kv单母线、重要的发电厂和变电所35～66kV母线，根据系统稳定或为保证重要用户最低允许电压要求，需快速切除母线上的故障时。
1双母线的母线保护宜先跳开母联及分段断路器。
2应具有简单可靠的闭锁装置或采用两个以上元件同时动3对于母线差动保护应采取减少外部短路产生的不平衡电流影响的措施，并应装设电流回路断线闭锁装置。
当交流电流回路断线时，应闭锁母线保护，并应发出告警信号。
4在一组母线或某一段母线充电合闸时，应能快速且有选择性地断开有故障的母线。
5双母线情况下母线保护动作时，应闭锁平行双回线路的横
7.0.43～10kV分段母线宜采用不完全电流差动保护，保护装置应接人有电源支路的电流。
保护装置应由两段组成，第一段可采用无时限或带时限的电流速断，当灵敏系数不符合要求时，可采用电压闭锁电流速断；
第二段可采用过电流保护。
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。
8电力电容器和电抗器保护
8.1电力电容器保护
8.1.13kV及以上的并联补偿电容器组的下列故障及异常运行状态，应装设相应的保护：
1电容器内部故障及其引出线短路。
2电容器组和断路器之间连接线短路。
3电容器组中某一故障电容器切除后所引起的剩余电容器
的过电压。
4电容器组的单相接地故障。
5电容器组过电压。
6电容器组所连接的母线失压。
7中性点不接地的电容器组，各相对中性点的单相短路。
1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电流保护，并应动作于跳闸。
速断保护的动作电流，应按最小运行方式下，电容器端部引线发生两相短路时有足够的灵敏度，保护的动作时限应确保电容器充电产生涌流时不误动。
过电流保护装置的动作电流，应按躲过电容器组长期允许的最大工作电流整定。
2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专用的熔断器。
熔丝的额定电流可为电容器额定电流的1.5～2.0倍。
3当电容器组中的故障电容器切除到一定数量后，引起剩余电容器组端电压超过105％额定电压时，保护应带时限动作于信号；
过电压超过110％额定电压时，保护应将整组电容器断开，对不同接线的电容器组，可采用下列保护之一：
1）中性点不接地单星形接线的电容器组，可装设中性点电压不平衡保护；
2）中性点接地单星形接线的电容器组，可装设中性点电流不平衡保护；
3）中性点不接地双星形接线的电容器组，可装设中性点间电流或电压不平衡保护；
4）中性点接地双星形接线的电容器组，可装设中性点回路电流差的不平衡保护；
5）多段串联单星形接线的电容器组，可装设段间电压差动或桥式差电流保护；
6）三角形接线的电容器组，可装设零序电流保护；
4不平衡保护应带有短延时的防误动的措施。
8.2并联电抗器保护
8.2.13～1l0kV的并联电抗器的下列故障及异常运行状态，应装设相应的保护：
1绕组的单相接地和匝问短路。
2绕组及其引出线的相间短路和单相接地短路。
4油面过低（油浸式）。
5油温过高（油浸式）或冷却系统故障。
8。
2.3油浸式或干式并联电抗器应装设电流速断保护，并应动作于跳闸。
8.2。
7双星形接线的低压干式空心并联电抗器可装设中性点不平衡电流保护。
保护应设两段，第一段应动作于信号，第二段应带时限跳开并联电抗器的断路器。
93kV及以上电动机保护
2定子绕组单相接地。
3定子绕组过负荷。
4定子绕组低电压。
5同步电动机失步。
6同步电动机失磁。
7同步电动机出现非同步冲击电流。
8相电流不平衡及断相。
12MW以下的电动机，宜采用电流速断保护；
2MW及以上的电动机，或电流速断保护灵敏系数不符合要求的2MW以下的电动机，应装设纵联差动保护。
保护装置可采用两相或三相式接线，并应瞬时动作于跳闸。
具有自动灭磁装置的同步电动机，保护装置尚应瞬时动作于灭磁。
2作为纵联差动保护的后备，宜装设过电流保护。
保护装置可采用两相或三相式接线，并应延时动作于跳闸。
具有自动灭磁装置的同步电动机，保护装置尚应延时动作于灭磁。
单相接地电流为10A及以上时，保护装置应动作于跳闸；
单相接地电流为10A以下时，保护装置宜动作于信号。
1生产过程中易发生过负荷的电动机应装设过负荷保护。
保护装置应
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