電氣保護設(shè)計規(guī)定

一般規(guī)定⑴電力網(wǎng)中的電力設(shè)備和線路，應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)短路故障和異常運行的繼電保護和自動裝置繼電保護和自動裝置應(yīng)能盡快地切除短路故障和恢復(fù)供電。電力設(shè)備和線路應(yīng)有主保護、后備保護和異常運行保護，必要時可增設(shè)輔助保護。繼電保護和自動裝置應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求，并應(yīng)符合下列規(guī)定：繼電保護和自動裝置應(yīng)簡單可靠，使用的元件和接點應(yīng)盡量少，接線回路簡單，運行維護方便，在能夠滿足要求的前提下宜采用最簡單的保護。對相鄰設(shè)備和線路有配合要求的保護，前后兩級之間的靈敏性和動作時間應(yīng)相互配合。當被保護設(shè)備或線路范圍內(nèi)發(fā)生故障時，應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)。保護裝置應(yīng)能盡快地切除短路故障。當需要加速切除短路故障時，可允許保護裝置無選擇性地動作，但應(yīng)利用自動重合閘或備用電源自動投入裝置，縮小停電范圍。保護裝置的靈敏系數(shù)，應(yīng)根據(jù)不利正常運行方式和不利故障類型進行計算，必要時，應(yīng)計及短路電流衰減的影響。一般電流電壓繼電保護的最小靈敏系數(shù)，主保護為1.5，后備保護為1.2⑸裝有管型避雷器的線路，保護裝置的動作時間不應(yīng)大于0.08s；保護裝置起動元件的返回時間不應(yīng)小于0.02s。在正常運行情況下，當電壓互感器二次回路斷線或其他故障能使保護裝置誤動作時，應(yīng)裝設(shè)斷線閉鎖裝置；當保護裝置不致誤動作時，應(yīng)裝設(shè)電壓回路斷線信號裝置。在保護裝置內(nèi)應(yīng)設(shè)置由信號繼電器或其他元件等構(gòu)成的指示信號。指示信號應(yīng)符合下列要求：在直流電壓消失時不自動復(fù)歸，或在直流恢復(fù)時仍能維持原動作狀態(tài)。能分別顯示各保護裝置的動作情況。對復(fù)雜保護裝置，能分別顯示各部分及各段的動作情況。根據(jù)裝置具體情況，可設(shè)置能反應(yīng)裝置內(nèi)部異常的信號。⑻保護裝置采用的電流互感器及中間電流互感器的穩(wěn)態(tài)比誤差，不應(yīng)大于10%對35kV及以下的線路和設(shè)備，當技術(shù)上難以滿足要求,且不致使保護裝置誤動作時，可允許有較大的誤差。2.6-35kV變壓器的保護2.1電力變壓器的保護要求(1)對電力變壓器的下列故障及異常運行方式，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護裝置：繞組及其引出線的相間短路和在中性點直接接地側(cè)的單相接地短路；2） 繞組的匝間短路；3） 外部相間短路引起的過電流；4） 中性點直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過電流及中性點過電壓；5） 過負荷；6） 油面降低；7） 變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障（2）0.8MVA及以上的油浸式變壓器和0.4MVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護。當殼內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，應(yīng)瞬時動作于信號；當產(chǎn)生大量瓦斯時，應(yīng)動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。當變壓器安裝處電源側(cè)無斷路器或短路開關(guān)時，可作用于信號。⑶對變壓器引出線、套管及內(nèi)部的短路故障，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護裝置，并應(yīng)符合下列規(guī)定：1） 10MVA及以上的單獨運行變壓器和6.3MVA及以上的并列運行變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護。6.3MVA及以下單獨運行的重要變壓器，亦可裝設(shè)縱聯(lián)差動保護。2） 10MVA以下的變壓器可裝設(shè)電流速斷保護和過電流保護。2MVA及以上的變壓器，當電流速斷靈敏系數(shù)不符合要求時，宜裝設(shè)縱聯(lián)差動保護。3） 0.4MVA及以上，一次電壓為10kV及以下，線圈為三角一星形連接的變壓器，可采用兩相三繼電器式的過流保護。4） 本條規(guī)定的各項保護裝置，應(yīng)動作于斷開變壓器的各側(cè)斷路器。（4）變壓器的縱聯(lián)差動保護應(yīng)符合下列要求：1） 應(yīng)能躲過勵磁涌流和外部短路產(chǎn)生的不平衡電流。2） 差動保護范圍應(yīng)包括變壓器套管及其引出線。如不能包括引出線時，應(yīng)采取快速切除故障的輔助措施。但在63kV或110kV電壓等級的終端變電所和分支變電所以及具有旁路母線的電氣主接線，在變壓器斷路器退出工作由旁路斷路器代替時，縱聯(lián)差動保護可利用變壓器套管內(nèi)的電流互感器，引出線可不再采取快速切除故障的輔助措施。⑸對由外部相間短路引起的變壓器過電流，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護裝置。保護裝置動作后，應(yīng)帶時限動作于跳閘,并應(yīng)符合下列規(guī)定：1） 過電流保護宜用于降壓變壓器。2） 復(fù)合電壓起動的過電流保護或低電壓閉鎖的過電流保護，宜用于升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器和過電流不符合靈敏性要求的降壓變壓器。（6） 外部相間短路保護應(yīng)符合下列規(guī)定：1） 雙繞組變壓器，應(yīng)裝于主電源側(cè)。根據(jù)主接線情況，保護裝置可帶一段或兩段時限，以較短的時限動作于縮小故障影響范圍，以較長的時限動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。2） 三繞組變壓器，宜裝于主電源側(cè)及主負荷側(cè)。主電源側(cè)的保護應(yīng)帶兩段時限，以較短的時限斷開未裝保護側(cè)的斷路器。當不符合靈敏性要求時，可在所有各側(cè)裝設(shè)保護裝置。各側(cè)保護裝置應(yīng)根據(jù)選擇性的要求裝設(shè)方向元件。（7） 三繞組變壓器的外部相間短路保護，可按下列原則進行簡化：1） 除主電源側(cè)外，其他各側(cè)保護可僅作本側(cè)相鄰電力設(shè)備和線路的后備保護；2） 保護裝置作為本側(cè)相鄰電力設(shè)備和線路保護的后備時，靈敏系數(shù)可適當降低，但對本側(cè)母線上的各類短路應(yīng)符合靈敏性要求。（8）高壓側(cè)為單電源，低壓側(cè)無電源的降壓變壓器，不宜裝設(shè)專門的零序保護。（9） 0.4MVA及以上，繞組為星形-星形連接低壓側(cè)中性點直接接地的變壓器，對低壓側(cè)單相接地短路應(yīng)選擇下列保護方式，保護裝置應(yīng)帶時限動作于跳閘。1） 利用高壓側(cè)的過電流保護時，保護裝置宜采用三相式。2） 接于低壓側(cè)中性線上的零序電流保護。3） 接于低壓側(cè)的三相電流保護。（10） 0.4MVA及以上，一次電壓為10kV及以下，繞組為三角一星形連接，低壓側(cè)中性點直接接地的變壓器，對低壓側(cè)單相接地短路，當靈敏性符合要求時，可利用高壓側(cè)的過電流保護。保護裝置帶時限動作于跳閘。（11） 0.4MVA及以上變壓器，當數(shù)臺并列運行或單獨運行并作為其他負荷的備用電源時，應(yīng)根據(jù)可能過負荷的情況裝設(shè)過負荷保護。對三繞組變壓器，保護裝置應(yīng)能反應(yīng)各側(cè)過負荷的情況。過負荷保護采用單相式，帶時限動作于信號。在無經(jīng)常值班人員的變電所，過負荷保護可動作于跳閘或斷開部分負荷。（12） 對變壓器溫度升高和冷卻系統(tǒng)故障，應(yīng)按現(xiàn)行電力變壓器標準的要求，裝設(shè)可作用于信號或動作于跳閘的裝置。2.26-35kV變壓器的保護配置電力變壓器的繼電保護配置400kVA以下一般用高壓熔斷器。瓦斯保護：車間變315kVA及以上，主、配變800kVA及以上，縱差保護：10000kVA或電流速斷靈敏度不滿足要求的2000-8000kVA配變過電流及速斷保護、低壓側(cè)接地保護：400-1600kVA溫度保護：1000kVA及以上過負荷保護：400kVA及以上的并列運行的變壓器二.判斷題（每題1分，共40分）電流互感器的二次側(cè)只允許有一個接地點，對于多組電流互感器相互聯(lián)系的二次回路接地點應(yīng)設(shè)在保護屏上。（V）變壓器瓦斯保護是防御變壓器油箱內(nèi)各種短路故障和油面降低的保護。（V）電流繼電器的整定值，在彈簧力矩不變的情況下，兩線圈并聯(lián)時比串聯(lián)時大一倍，這是因為并聯(lián)時流入線圈中的電流比串聯(lián)時大一倍。（X）BCH-1型差動繼電器中，制動線圈的作用是躲勵磁涌流。（X）為防止電壓二次回路短路燒壞電壓互感器，發(fā)電機電壓互感器的二次回路均應(yīng)裝設(shè)熔斷器。（X）零序電流保護逐級配合是指零序電流定值的靈敏度和時間都要相互配合。（V）相差高頻保護的基本工作原理是比較被保護線路兩端短路電流的相位。（V）在中性點接地系統(tǒng)中，對變壓器進行沖擊試驗時，其中性點不能接地。（X）發(fā)電機滅磁開關(guān)MK的觸頭的動作順序是：在MK合閘時，常開主觸頭先接通勵磁回路，常閉觸頭后斷開滅磁電阻；在MK分閘時，常閉觸頭先接通滅磁電阻，常開主觸頭后斷開勵磁回路。（V）”12點接線”的變壓器，其高壓側(cè)線電壓和低壓側(cè)線電壓同相；"11點接線”的變壓器，其高壓側(cè)線電壓滯后低壓側(cè)線電壓30°。（V）繼電保護裝置試驗所用儀表的的精確度為1級。（X）查找直流接地時，所用儀表內(nèi)阻不應(yīng)低于2000Q/V。（V）同型號、同變比的電流互感器，二次繞組結(jié)成三角形比結(jié)成星形所允許的二次負荷要小。（V）電力系統(tǒng)繼電保護有四項基本性能要求，分別是可靠性、選擇性、速動性、后備性。（X）變壓器勵磁涌流含有大量的高次諧波成分，并以5次諧波為主。（X）母線充電保護是指母線故障的后備保護。（X）當負荷阻抗等于600Q時，功率電平與電壓電平相等。（V）母線電流差動保護采用電壓閉鎖元件，主要是為了防止由于誤碰出口中間繼電器而造成母線電流差動保護誤動。（V）19.100MW及以上發(fā)電機定子繞組單相接地后，只要接地電流不超過，可以繼續(xù)運行。（X）新安裝的變壓器差動保護在變壓器充電時，應(yīng)將差動保護停用，瓦斯保護投入運行，待測試差動保護極性正確后再投入運行。（X）零序電流保護能反應(yīng)各種不對稱短路，但不反應(yīng)三相對稱短路。（V）發(fā)電機失步保護動作后一般作用于全停。（X）過電流保護在系統(tǒng)運行方式變小時，保護范圍也將變小。（”）采用檢無壓、檢同期重合閘方式的線路，投檢無壓的一側(cè)，還要投檢同期。（X）變壓器的瓦斯保護范圍在差動保護范圍內(nèi)，這兩種保護均為瞬動保護，所以可用差動保護來代替瓦斯保護。（X）雙母線接線的系統(tǒng)中，電壓切換的作用之一是為了保證二次電壓與一次電壓的對應(yīng)。（”）零序電流保護可以作為所有類型故障的后備保護。（X）為了使用戶停電時間盡可能短，備用電源自動投入裝置可以不帶時限。（X）發(fā)電機解列的含義是斷開發(fā)電機斷路器、滅磁。（X）30.100MW以下發(fā)電機過流保護的電流繼電器，接在發(fā)電機中性點側(cè)三相星形連接的電流互感器上。（”）發(fā)電機裝設(shè)縱聯(lián)差動保護，它是作為定子繞組及其引出線的相間短路保護.（V）繼電保護裝置是保證電力元件安全運行的基本裝備任何電力元件不得在無保護的狀態(tài)下運行.（V）當電流互感器10%誤差超過時，可用兩種同變比的電流互感器并接,以減小電流互感器的負擔(dān).（X）為了保證在電流互感器與斷路器之間發(fā)生故障時，母線保護跳開本側(cè)斷路器后對側(cè)高頻保護能快速動作，應(yīng)采取的措施是母線保護動作停信.（V）對采用單相重合閘的線路，當發(fā)生永久性單相接地故障時，保護及重合閘的動作順序是:先跳故障相，重合單相，后加速跳單相.（X）在發(fā)電機中性點附近，不可能發(fā)生絕緣降低，因為發(fā)電機運行時中性點對地電壓近似為零.（X）距離保護受系統(tǒng)振蕩影響且與保護的安裝位置有關(guān)當振蕩中心在保護范圍外或位于保護的反方向時，距離保護就不會因系統(tǒng)振蕩而誤動作.（V）采用檢無壓，同期重合閘方式的線路，檢無壓側(cè)不用重合閘后加速回路.（X）對于終端站具有小水電或自備發(fā)電機的線路，當主供電源線路故障時，為保證主供電源能重合成功，應(yīng)將它們解列.（V）40.220kV系統(tǒng)時間常數(shù)較小,500kV系統(tǒng)時間常數(shù)較大，后者短路電流非周期分量的衰減較慢.（V）三.填空題（每題2分，共100分）高壓少油斷路器有主觸頭和滅弧觸頭，當進行合閘操作時，先合滅弧觸頭后合主觸頭。電壓互感器的二次線圈，在運行中一點接地屬于保護接地；運行中的互感器，二次線圈不許短路。3.200MW以上的發(fā)電機定子繞組的冷卻方式一般采用水冷，變壓器運行中，繞組中電流的熱效應(yīng)所引起的損耗通常稱為銅損。調(diào)節(jié)汽輪機的調(diào)速氣門開度用于調(diào)節(jié)發(fā)電機的有功功率，調(diào)節(jié)發(fā)電機的勵磁電流用于調(diào)節(jié)發(fā)電機的無功功率。一臺正常運行中的三相異步電動機，用鉗型電流表測得一相的電流為，同時測量兩相的電流為，同時測量三相的電流為。準同期并列的條件是：并列斷路器兩側(cè)電壓的幅值相等，頻率相同，相位相同。運行中的發(fā)電機與系統(tǒng)突然解列，其端電壓將突然升高，其轉(zhuǎn)速也將突然增加。相差高頻保護的動作原理，是用高頻信號來比較被保護線路兩端的電流相位。當加入相間功率方向繼電器的電壓和電流一定時，在電壓與電流的夾角為j=-a（繼電器內(nèi)角）時,繼電器的轉(zhuǎn)矩為最大，繼電器動作最靈敏，此時的j值叫做繼電器的最大靈敏角。在變壓器差動保護中，由于電流互感器的變比不能選得完全合適所產(chǎn)生的不平衡電流，一般用差動繼電器中的平衡線圈解決，該線圈應(yīng)接于差動保護臂電流較小的一側(cè)。發(fā)電機縱聯(lián)差動保護的動作電流大于發(fā)電機的額定電流時，應(yīng)裝設(shè)電流回路斷線監(jiān)視裝置，動作于信號。電網(wǎng)繼電保護的整定不能兼顧速動性，選擇性或靈敏性時按下列原則取舍：局部電網(wǎng)服從整個電網(wǎng)；下一級電網(wǎng)服從上一級電網(wǎng)；局部問題自行消化；盡量照顧局部電網(wǎng)和下級電網(wǎng)的需要，保證重要用戶用電。保護裝置整組試驗時，通入保護屏的直流電源電壓應(yīng)為額定電壓的80% 。一條線路兩端的同一型號微機高頻保護程序版本應(yīng)相同。繼電保護的三誤指誤整定、誤碰、誤接線。斷路器跳閘線圈動作電壓，不低于30%額定電壓，且不打于65%額定電壓。變壓器短路故障后備保護，主要是作為相鄰元件及變壓器內(nèi)部故障的后備保護。一次接線為1個半斷路器接線時，每組母線宜裝設(shè)2套母線保護，且該母線保護不應(yīng) 裝設(shè)電壓閉鎖元件。繼電保護所用的電流互感器穩(wěn)態(tài)變比誤差不應(yīng)大于10%，而角誤差不應(yīng)超過7度。阻抗保護采用電流啟動和電壓斷線閉鎖共同來防止失壓誤動。電壓表的測量范圍擴大100倍,倍率器的電阻應(yīng)是表內(nèi)阻的99倍。測量6kV交流電動機的吸收比，其數(shù)值不應(yīng)低于1.2。電壓互感器的二次線圈，在運行中一點接地屬于保護接地。目前，我國電力系統(tǒng)常見的中性點運行方式有三種：不接地、經(jīng)消弧線圈接地和直接接地。熱電式電流表，測定的是電流的有效值。有3只電流互感器組成的零序電流濾過器接線，在負荷電流對稱的情況下如果有一相互感器二次側(cè)斷線，流過零序電流繼電器的電流是1倍負荷電流。微機型保護裝置運行環(huán)境溫度為5?。用萬用表測量有鐵芯的電感線圈的直流電阻時測量人員不得用手觸及線圈接頭。干簧繼電器（觸點直接接于110V、220V直流電壓回路）以500V搖表測量觸點（繼電器未動作的動合觸點及動作后的動斷觸點）間的絕緣電阻。電流互感器的二次繞組額定電流均為5安，當兩個二次繞組串聯(lián)（極性端與非極性端相連）時，二次回路的額定電流為5安。兩臺同型號的電流互感器二次側(cè)并聯(lián)使用時，互感器總電流比減小一半，二次電流增加一倍，容量增大一倍。功率方向繼電器反映的是電流與電壓的相位差。綜合重合閘裝置置于單相重合