注册电气考试系列讲座-继电保护和自动装置设计 注册电气考试系列讲座-继电保护和自动装置设计 （一）一般规定 1）电力网中的电力设备和线路，应装设反应短路故障和异常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。 2）电力设备和线路应有主保护、后备保护和异常运行保护，必要时可增设辅助保护。 3）继电保护和自动装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求，并应符合下列规定： 1、继电保护和自动装置应简单可靠，使用的元件和接点应尽量少，接线回路简单，运行维护方便，在能够满足要求的前提下宜采用最简单的保护。 2、对相邻设备和线路有配合要求的保护，前后两级之间的灵敏性和动作时间应相互配合。 3、当被保护设备或线路范围内发生故障时，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自动投入装置，缩小停电范围。 4）保护装置的灵敏系数，应根据不利正常运行方式和不利故障类型进行计算，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，应符合下表的要求。 表 继电保护的最小灵敏系数 保护分类 保护类型 组成元件 计算条件 最小灵敏系数 主 保 护 带方向的电流或电压保护 零序、负序方向元件 按被保护区末端金属性短路计算 2 发电机、变压器、线路及电动机纵联差动保护 差电流元件 按被保护区末端金属性短路计算 2 距离保护 距离启动元件 按被保护区末端金属性短路计算 1.5 距离测量元件 1.3 电流保护和电压保护 电流和电压元件 按被保护区末端金属性短路计算 1.5 母线不完全差动保护 差电流元件 按金属性短路计算 1.5 平行线路横差方向和电流平衡保护 电流元件 线路一侧断开后，按另一侧对端金属性短路计算 1.5 主保护的个别元件 中性点非直接接地保护 电流元件 按被保护区末端金属性短路计算 1.5 距离保护 负序或零序增量（或实变量）启动元件 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 线路一侧断开后，另一侧保护按对侧金属性短路计算 2.5 后备保护 电流保护和电压保护 电流、电压元件 按相邻电力设备和线路末端金属性短路计算 1.2 5）当采用蓄电池组作直流电源时，由浮充电设备引起的波纹系数不应大于5%；电压允许波动应控制在额定电压的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%。 6）交流整流电源作为继电保护直流电源时，应符合下列要求： 1、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%。并应采取稳压、限幅和滤波的措施。电压允许波动应控制在额定电压的5%范围内；波纹系数不应大于5%。 2、当采用复式整流时，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，保护装置均能可靠动作。 3、对采用电容储能电源的变电所和水电厂，电力设备和线路应具有可靠的远后备保护；在失去交流电源情况下，当有几套保护同时动作时，或在其它情况下消耗直流能量最大时，应保证保护与断路器可靠动作；同一场所的电源储能电容的组数应与保护的级数相适应。 7）当采用交流操作的保护装置时,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。 （二）电力变压器的保护 1）对电力变压器的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、变压器温度升高或油箱压力升高或冷却系统故障。 2）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。当壳内故障产生轻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。 3）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，并应符合下列规定： 1、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，亦可装设纵联差动保护。 2、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。 3、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，可采用两相三继电器式的过流保护。 4、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。 4）变压器的纵联差动保护应符合下列要求： 1、应能躲过励磁涌流和外部短路产生的不平衡电流。 2、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所和分支变电所，以及具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，引出线可不再采取快速切除故障的辅助措施。 5）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，并应符合下列规定： 1、过电流保护宜用于降压变压器。 2、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。 6）外部相间短路保护应符合下列规定： 1、双线圈变压器，应装于主电源侧。根据主接线情况，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，以较长的时限动作于断开变压器各侧断路器。 2、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，可在所有各侧装设保护装置。各侧保护装置应根据选择性的要求装设方向元件。 7）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，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。 2、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。 8）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升高，应装设相应的保护装置，并应符合下列规定： 全绝缘变压器应按本规范第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。当电力网单相接地且失去接地中性点时，零序过电压保护宜经0.3～0.5s时限动作于断开变压器各侧断路器。 9）高压侧为单电源，低压侧无电源的降压变压器，不宜装设专门的零序保护。 10）0.4MVA及以上，线圈为星形－星形联结低压侧中性点直接接地的变压器,对低压侧单相接地短路应选择下列保护方式，保护装置应带时限动作于跳闸。 1、利用高压侧的过电流保护时，保护装置宜采用三相式。 2、接于低压侧中性线上的零序电流保护。 3、接于低压侧的三相电流保护。 11）0.4MVA及以上，一次电压为10KV及以下，线圈为三角－星形联结,低压侧中性点直接接地的变压器，对低压侧单相接地短路，当灵敏性符合要求时，可利用高压侧的过电流保护。保护装置带时限动作于跳闸。 12）0.4MVA及以上变压器，当数台并列运行或单独运行并作为其它负荷的备用电源时,应根据可能过负荷的情况装设过负荷保护。对三线圈变压器，保护装置应能反应各侧过负荷的情况。过负荷保护采用单相式，带时限动作于信号。在无经常值班人员的变电所，过负荷保护可动作于跳闸或断开部分负荷。 13）对变压器温度升高和冷却系统故障，应按现行电力变压器标准的要求，装设可作用于信号或动作于跳闸的装置。 ----------------------------------------------