220kV变压器保护.docx
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220kV变压器保护
微机型220kV变压器保护装置技术规范书
中国电力工程顾问有限公司
2001年2月北京
微机型220kV变压器保护装置技术规范书
主编单位：
华北电力设计院
批准部门：
中国电力工程顾问有限公司
施行日期：
2001年2月
2001年2月北京
关于印发发电机变压器组保护、
交流不停电电源、直流设备、计算机监控系统
等十二本设备技术规范书的通知
各有关单位：
根据中国电力工程顾问有限公司电力勘测设计标准化任务的安排，由华北电力设计院编制的《微机型发电机-变压器组保护装置技术规范书》、《微机型启动/备用变压器保护装置技术规范书》、《微机型500kV变压器保护装置技术规范书》、《微机型220kV变压器保护装置技术规范书》；中国电力建设工程咨询公司编制的《发电机变压器故障录波装置技术规范书》；西北电力设计院编制的《直流柜及充电装置（相控电源）技术规范书》；河南省电力勘测设计院编制的《直流柜及充电装置（高频开关电源）技术规范书》、《阀控式密封铅酸蓄电池技术规范书》；东北电力设计院编制的《交流不停电电源（UPS）装置技术规范书》；中南电力设计院编制的《发电厂网络计算机监控系统技术规范书》；西南电力设计院编制的《500kV（330kV）变电所计算机监控系统技术规范书》、《220kV变电所计算机监控系统技术规范书》等十二本技术规范书已完成报批稿并经专家评审。
现批准印发。
上述设备技术规范书由中国电力工程顾问有限公司负责解释和管理。
以上设备技术规范书是根据我国现行有关标准编制的，是发电厂、变电所设备招（议）标用技术规范书典型范本和指导性文件，可在具体工程设备招（议）标中参照使用。
各单位在使用设备技术规范书的过程中要注意积累资料，及时总结经验，如发现不妥和需要补充修改之处请及时函告中国电力工程顾问有限公司。
中国电力工程顾问有限公司
2001年2月12日
工程编号_____________
工程
微机型220kV变压器保护装置技术规范书
签署__________________
__________________
__________________
__________________
编制单位：
_______________________
年月
前言
为了加强设备管理和规范，指导设备招（议）标工作，国家电力公司电力规划设计总院以电规自（1999）66号文下达编制以下二次线设备技术规范书的任务：
1.微机型发电机-变压器组保护装置技术规范书
2.微机型启动/备用变压器保护装置技术规范书
3.微机型500kV变压器保护装置技术规范书
4.微机型220kV变压器保护装置技术规范书
5.发电机变压器故障录波装置技术规范书
6.直流柜及充电装置（相控电源）技术规范书
7.直流柜及充电装置（高频开关电源）技术规范书
8.阀控式密封铅酸蓄电池技术规范书
9.交流不停电电源（UPS）装置技术规范书
10.发电厂网络计算机监控系统技术规范书
11.500kV（330kV）变电所计算机监控系统技术规范书
12.220kV变电所计算机监控系统技术规范书
本设备技术规范书是上述设备技术规范书中的一本。
这本设备技术规范书由中国电力工程顾问有限公司以电顾发字[2001]1号文发布使用。
本设备技术规范书编制单位为华北电力设计院，主编人：
刘百震，校核人：
孙茗，审核人：
盛和乐。
中国电力工程顾问有限公司先后组织召开了本设备技术规范书的编制大纲审查会和送审稿审查会。
并由中国电力工程顾问有限公司卓乐友、李京、陈志蓉完成最终的校审及统稿工作。
本设备技术规范书是根据现行的有关标准编制的。
适用于变电所220kV变压器微机型继电保护装置的招（议）标和订货工作，根据工程具体情况，参照本设备技术规范书附录对规范书进行修改填写后，便可作为投标书。
经买卖双方协商一致后即成为技术协议书，并做为订货经济合同的主要附件。
本设备技术规范书按目前国产微机型继电保护装置编写，列举了有关技术参数作为推荐值，具体工程可根据实际情况直接更改和填写使用。
各单位在使用中发现有不妥和需要补充之处，请随时函告中国电力工程顾问有限公司。
目次
1、总则
2、技术要求
3、设备规范
4、供货范围
5、技术服务
6、买方工作
7、工作安排
8、备品备件及专用工具
9、质量保证和试验
10、包装、运输和储存
附录A：
微机型220kV变压器保护装置保护配置图
附录B：
微机型220kV变压器保护装置保护出口配置
附录C：
微机型220kV变压器保护装置主要技术参数及技术特点（参考）
1总则
1.0.1本设备技术规范书适用于220kV变电所变压器微机型继电保护装置，它提出了装置的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。
1.0.2本设备技术规范书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，卖方应提供符合本规范书和工业标准的优质产品。
1.0.3如果卖方没有以书面形式对本规范书的条文提出异议，则意味着卖方提供的设备（或系统）完全符合本规范书的要求。
如有异议，不管是多么微小，都应在报价书中以“对规范书的意见和同规范书的差异”为标题的专门章节中加以详细描述。
1.0.4本设备技术规范书所使用的标准如遇与卖方所执行的标准不一致时，按较高标准执行。
1.0.5本设备技术规范书经买、卖双方确认后作为订货合同的技术附件，与合同正文具有同等法律效力。
1.1.6本设备规范书未尽事宜，由买卖双方协商确定。
2技术要求
2.1应遵循的主要现行标准
下列标准所包含的条文，通过本标准中引用而构成本标准的条文，在标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB2423电工电子产品基本环境试验规程
GB/T13926工业过程测量和控制装置的电磁兼容性
GB6162-85静态继电器和保护装置的电气干扰试验
GB7261-87继电器及继电保护装置基本试验方法
GB-2887-89计算机场地技术条件
GB50171-92电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范
GB/14537-93量度继电器和保护装置的冲击和碰撞试验
GB14285-93继电保护和安全自动装置技术规程
GB50065-1994交流电气装置的接地设计规范
GB/T14598.9-1995辐射静电试验
GB/T14598.10-1996快速瞬变干扰试验
GB/T14598.13-19981兆赫脉冲群干扰试验
GB/T14598.14-1998静电放电试验
DL/T671-1999微机发电机变压器组保护装置通用技术条件
DL/T667-1999继电保护设备信息接口配套标准
DL-99力发电厂、变电所二次接线设计技术规程
2.2环境条件
2.2.1周围空气温度:
最高温度:
℃；
最低温度:
℃。
2.2.2环境相对湿度:
日平均值:
％；
月平均值:
％。
2.2.3地震烈度:
度；
水平加速度:
g；
垂直加速度:
g。
2.2.4海拔高度:
m。
2.2.5防护等级:
IP级。
2.3工程条件
2.3.1工程概况
1系统接线:
2系统电压:
高压侧:
kV；
3中压侧:
kV；
低压侧:
kV；
变压器容量:
MVA；
4变压器接地方式:
高压侧:
中压侧:
5变压器接线组别:
6最大短路电流:
高压侧:
kA；
中压侧:
kA；
低压侧:
kA。
2.3.2其他要求
2.4基本技术条件
2.4.1型式：
微机型。
2.4.2交流电源
1额定电压：
220V；
2允许偏差：
－15％～＋10％；
3波形：
正弦，波形畸变不大于5％；
4频率：
50Hz±0.5％。
2.4.3直流电源
1额定电压:
V；
2允许偏差:
－20％～＋10％；
3波纹系数:
不大于5％。
2.5主要设备技术参数
2.5.1额定数据
1CT变比：
高压侧/A；
中压侧/A；
低压侧/A；
2PT二次电压:
V；
3频率:
Hz。
2.5.2高压侧断路器参数:
：
控制电压:
V；
合闸电流:
A；
跳闸电流:
A。
2.5.3中压侧断路器参数:
：
控制电压:
V；
合闸电流:
A；
跳闸电流:
A。
2.5.4低压侧断路器参数：
控制电压:
V；
合闸电流:
A;
跳闸电流:
A。
2.6整套装置的主要功能
2.6.1装置应具有独立性、完整性、成套性。
被保护设备包括主变压器本体及其引出线。
在成套装置内应具有被保护设备所必需的保护功能。
2.6.2装置的保护模块配置应合理。
当装置出现单一硬件故障退出运行时，被保护设备应能允许继续运行。
2.6.3非电量保护可经装置触点转换出口或经装置延时后出口，装置应反映其信号。
2.6.4装置中不同类型的保护，应设有方便的投退功能。
2.6.5装置应具有必要的参数监视功能。
2.6.6装置应具有必要的自动检测功能。
当装置自检出元器件损坏时，应能发出装置异常信号，而装置不应误动。
2.6.7装置应具有自复位功能，当软件工作不正常时应能通过自复位电路自动恢复正常工作。
2.6.8装置各保护软件在任何情况下都不得相互影响。
2.6.9装置每一个独立逆变稳压电源的输入应具有独立的保险功能，并设有失电报警。
2.6.10装置应记录必要的信息（如故障波形数据），并通过接口送出；信息且不应丢失，并可重复输出，信息内容及输出方式由企业标准规定。
2.6.11保护屏柜端子不允许与装置弱电系统（指CPU的电源系统）有直接电气上的联系。
针对不同回路，应分别采用光电耦合、继电器转接、带屏蔽的变压器磁耦合等隔离措施、
2.6.12装置应有独立的内部时钟，其误差每24h不应超过±5s，宜提供外部时钟同步接口。
2.7各种保护功能的主要技术要求
2.7.1差动保护
变压器应装设差动保护作为主保护，以保护变压器绕组及其引出线的相间短路故障。
其保护功能和技术要求如下：
1应具有防止区外故障误动的制动特性；
2应具有电流互感器（TA）断线判别功能，并能闭锁差动或报警，当电流大于额定电流时应自动解除闭锁并可动作出口跳闸，同时发出断线信号；
3在同一相上出现两点接地故障（一点区内、一点区外）时，可动作出口；
4应具有差动电流速断功能；
5由于各侧电流互感器的变比可能不同，应有平衡差动保护各侧电流的措施；
6应有防止励磁涌流引起误动的功能；
7动作电流的整定范围应为0.1-1.0额定电流，整定值允许误差±5%；
8动作时间（2倍整定电流时）不大于30ms。
2.7.2相间短路后备保护
作为变压器主保护相间短路故障和相邻元件的后备保护，在高压侧和中压侧可装设复合电压闭锁过流保护装置，在低压侧装设电流速断和复合电压闭锁过流保护装置等。
其主要功能和技术要求如下：
1保护应与差动保护及线路相间保护的后备保护相配合，保证动作的选择性；第一段过流保护可设方向元件；
2应能防止电压互感器（TV）断线和电压切换时的误动；
3电流和电压整定值允许误差±2.5%；负序电压整定值允许误差±5%；
4方向元件动作范围边界允许误差±50；起动功率不大于5VA；
5电流和负序电压元件返回系数不小于0.9；低电压元件返回系数不大于1.1；
6固有延时不大于70ms。
2.7.3单相接地保护
在变压器的高压侧和中压侧均应装设单相接地保护装置，以保护变压器高压绕组和中压绕组的单相接地故障，可装设零序电流、零序电压和间隙零序电流等保护装置。
其主要功能和技术要求如下：
1应保证变压器绕组绝缘不受损坏；
2保护装置可以由接地刀闸的辅助触点闭锁；
3装置应设有多个时限，当发生接地故障时，能有选择性切除故障的变压器；
4零序电压应取自电压互感器的开口三角绕组电压，输入回路额定电压为300V；
5整定值允许误差±2.5%；返回系数不小于0.9；
6固有延时（1.2倍整定值时）不大于70ms。
2.7.4断路器失灵保护
当保护装置出口动作发出跳闸脉冲而断路器拒动时，以较短的时限断开相邻元件的断路器，以及相邻元件的断路器失灵时，变压器各侧断路器的保护装置。
其主要功能和技术要求如下：
1采用判别变压器本侧电流（三相）来检测断路器是否失灵，当电流大于定值时作为启动失灵的一个条件，并由保护装置总出口的触点和断路器辅助触点闭锁；
2电流整定值允许误差±2.5%；
3返回系数不小于0.9；
4固有延时不大于70ms。
2.7.5断路器非全相保护
当发生非全相合闸或跳闸时，由于造成三相负荷不平衡，保护变压器铁芯不致发热损坏的保护装置。
其主要功能和技术要求如下：
1采用负序电流和断路器三相位置不对应辅助触点组作为判据；
2负序电流整定范围：
0~0.8额定电流；整定值允许误差±5%；
3装置返回系数不小于0.9；
4装置应有0.2~0.5s的延时；固有延时不大于70ms。
2.7.6变压器本体保护
变压器本体内部的瓦斯、温度以及冷却系统故障等，均应设有信号和保护装置。
其主要功能和技术要求如下：
1变压器冷却器的电流起动元件，应设单独的电流继电器，但是，该继电器可装设在变压器附近的端子箱内；电流整定值允许误差±2.5%；返回系数不小于0.9；固有延时（1.2倍整定值时）不大于70ms；
2变压器和调压开关重瓦斯应动作于“全停”出口，但也应能切换到“信号”；变压器和调压开关轻瓦斯可只动作于“信号”；
3变压器的温度测量装置，应能自动起、停冷却系统；当温度过高时应发出信号。
2.8微机型变压器保护装置的保护配置
1．变压器故障及异常保护主保护：
差动保护：
保护动作跳开变压器各侧断路器。
2．220kV侧后备保护：
220kV复合电压闭锁过流保护：
方案一：
保护为二段式，第一段带方向，方向指向220kV母线，设两个时限，第一时限跳开220kV母联断路器，第二时限跳开本侧断路器。
第二段不带方向，保护动作跳开变压器各侧断路器。
方案二：
保护为二段式，第一段带方向，方向指向变压器，设两个时限，第一时限跳开110kV母联断路器，第二时限跳开110kV断路器。
第二段不带方向，保护动作跳开变压器各侧断路器。
220kV零序过流保护：
保护为二段式，第一段带方向，方向指向220kV母线，设两个时限，第一时限跳开220kV母联断路器，第二时限跳开本侧断路器。
第二段不带方向，保护动作跳开变压器各侧断路器。
220kV中性点间隙零序电流保护：
延时跳开变压器各侧断路器。
220kV中性点零序电压保护：
延时跳开变压器各侧断路器。
220kV非全相保护：
电流判别元件接于三相CT组成的零序（或负序）回路中，保护动作延时跳开220kV断路器。
过负荷保护：
保护为单相式延时动作于信号。
失灵保护电流判别：
采用三相式电流元件。
3．110kV侧后备保护
110kV复合电压闭锁过流保护：
方案一：
保护为二段式，第一段带方向，方向指向110kV母线，设两个时限，第一时限跳开110kV母联断路器，第二时限跳开本侧断路器。
第二段不带方向，保护动作跳开变压器各侧断路器。
方案二：
保护为二段式，第一段带方向，方向指向变压器，设两个时限，第一时限跳开220kV母联断路器，第二时限跳开220kV侧断路器。
第二段不带方向，保护动作跳开变压器各侧断路器。
110kV零序过流保护：
保护为二段式，第一段带方向，方向指向110kV母线，设两个时限，第一时限跳开110kV母联断路器，第二时限跳开本侧断路器。
第二段不带方向，保护动作跳开变压器各侧断路器。
110kV中性点间隙零序电流保护：
延时跳开变压器各侧断路器。
110kV中性点零序电压保护：
延时跳开变压器各侧断路器。
过负荷保护：
保护为单相式延时动作于信号。
4．10kV侧后备保护
10kV时限速断过流保护：
设两个时限，经短延时跳开10kV分段断路器，第二时限跳本侧断路器。
10kV复合电压闭锁过流保护：
设三个时限，第一时限跳开10kV分段断路器，第二时限跳开本侧断路器，第三时限跳开变压器各侧断路器。
过负荷保护：
保护为单相式延时动作于信号。
5．非电量保护：
按变压器厂的要求，跳闸型非电量瞬时或延时跳闸，信号型非电量瞬时发信号。
保护配置图见附录A
2.9保护出口配置及连接片配置
2.9.1保护柜设置的保护出口分别为：
1跳各侧断路器：
2母线解列：
2.9.2在每套保护装置的出口回路应设置有保护投、退的连接片。
2.10保护信息数量及输出方式
整套微机型220kV变压器保护装置，可设立专用的管理机，所有保护信号可通过管理机的RS485串行口与微机监控（监测）系统进行通信。
每套保护装置输出的三付信号接点，其中一付启动故障录波器，另二付可送至光字牌和其他用途。
保护装置具有GPS对时功能，用串行口接收GPS发出的时钟，并接收GPS定时发出的硬同步对时脉冲，刷新CPU系统的秒时钟，对时误差<1mS。
2.11CPU配置原则
2.11.1每个CPU系统可以完成1～2个主保护和2～5个后备保护的功能；保护输入模拟量不超过15路，输入开关量不超过4路，保护输出出口回路不超过8路，信号回路不超过16路。
1CPU保护系统各自独立，并具有自己单独的电源和自动开关。
2主保护应布置在不同的CPU系统内，同一元件的主保护和后备保护也尽量布置在不同的CPU系统内。
2.12交直流电源配置
2.12.1保护柜应引接二路V直流电源；
2.12.2保护柜的进线电源可不装设自动开关，直接供电给各CPU系统和非电量系统的用电；
2.12.3每个CPU系统电源和非电量系统电源应分别设有小型直流自动开关；
2.12.4管理机和打印机电源采用～220VUPS电源，另设有小型交流自动开关；
2.12.5除打印机电源外，各自动开关均应设有监视，并可发出断电信号。
2.13CT、PT配置
见附录A保护配置图
2.14电气干扰
2.14.1脉冲群干扰
装置应能承受GB/T14598.13－1998中3.1.1规定的严酷等级为3级的1MHz和100kHz脉冲群干扰试验，试验期间及试验后装置的性能应符合该标准3.4规定的要求。
2.14.2静电放电
装置应能承受GB/T14598.14－1998中4.2规定的严酷等级为3级的静电放电试验，试验期间及试验后装置的性能应符合该标准4.6规定的要求。
2.14.3辐射电磁场干扰
装置应能承受GB/T14598.9－1998中4.1.1规定的严酷等级为3级的辐射电磁场干扰试验，试验期间及试验后装置的性能应符合该标准4.5规定的要求。
2.14.4快速瞬变干扰
装置应能承受GB/T14598.10－1998中4.1规定的严酷等级为3级的快速瞬变干扰试验，试验期间及试验后装置的性能应符合该标准4.6规定的要求。
2.15电源影响
2.15.1交流电源影响
在试验的标准大气条件下，改变2.4.2条件中的各参数中任一项为选定的极限条件（其余为额定值），装置应可靠工作，性能及参数符合2.5、2.6、2.7的规定。
2.15.2直流电源影响
1在试验的标准大气条件下，改变2.4.3条件中的各参数中任一项为选定的极限条件（其余为额定值），装置应可靠工作，性能及参数符合2.5、2.6、2.7的规定。
2将输入直流电源正负极性颠倒，装置应无损坏，并在恢复极性后能正常工作，性能及参数符合2.5、2.6、2.7的规定。
3装置突然加上电源、突然断电、电源电压缓慢上升或缓慢下降，装置均不应误动作和误发信号。
4按GB/T7261－87第15章的规定，进行辅助激励量直流电源中断影响试验，试验期间装置应正常工作。
（中断时间由企业标准规定）
2.16连续通电
装置完成调试后，出厂前应进行不少于100h或72h连续通电试验。
各项参数和性能应符合2.5、2.6、2.7的规定。
2.17结构、外观及其他
2.17.1装置应有金属机箱，机箱前面应有透明面罩。
2.17.2装置机箱应采取必要的防静电及电磁辐射干扰的防护措施。
机箱的不带电金属部分应在电气上连成一体，并可靠接地。
2.17.3机箱应满足发热元件的通风散热要求。
2.17.4柜内导线截面；电流回路不应小于2.5mm2；其它回路不应小于1.5mm2。
绝缘电压水平均不应低于500V。
2.17.5柜内端子排的额定电压不应低于500V，应具有隔板、编号等，对外电缆联线均应通过端子排。
2.17.6柜体尺寸为：
高2260mm、宽800mm、深600mm。
2.17.7防护等级不低于IP30。
2.17.8柜体颜色为：
。
3设备规范
本工程订购的设备规范和数量见表3.1。
表3.1设备规范和数量
序号
名称
型号
单位
数量
备注
1
2
3
4
5
6
4供货范围
4.1微机型220kV变压器保护装置及附件
4.2备品备件及专用工具
4.3柜间通信电缆
5技术服务
5.1项目管理
合同签定后，卖方应指定负责本工程的项目经理，负责协调卖方在工程全过程的各项工作，如工程进度、设计制造、图纸文件、制造确认、包装运输、现场安装、调试验收等。
5.2技术文件
5.2.1卖方在订货前向买方提供一般性资料如：
鉴定证书、报价书、典型说明书、屏布置图、系统原理图和主要技术参数。
5.2.2在合同签定个月内，卖方向买方提供下列技术文件
1屏面布置图：
应表示外型尺寸、设备布置及总重量、运输尺寸和重量及其它附件。
2基础图：
应注明屏的尺寸、基础螺栓的位置和尺寸等。
3电气原理图：
应包括装置的原理框图、系统接线图、内部接线图，端子排等。
如有多张电气原理图，还应注明各图之间的有关线圈与触点的相互对应编号，必要时，应提供所有特殊装置或程序的概要操作说明。
5.2.3设备供货时提供下列资料：
设备的开箱资料，除5.2.2所述图纸外还应包括安装、运行、维护、修理说明书、保护整定计算资料、部件清单资料、工厂试验报告、产品合格证等。
6买方工作
6.1买方应向卖方提供有特殊要求的设备技术文件。
6.2设备安装过程中，买方为卖方现场派员提供工作和生活的便利条件。
6.3设备制造过程中，买方可派员到卖方进行监造和检验，卖方应积极配合。
7工作安排
7.1卖方收到技术规范书后如有异议，在周内书面通知买方。
7.2根据工程需要可以召开设计联络会或其他形式解决设计制造中的问题。
7.3文件交接要有记录，设计联络会议应有纪要。
7.4卖方提供的设备及附件规格、重量或接线有变化时，应及时书面通知买方。
7.5卖方应向买方提供保
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