電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規範GB

2021-03-04 01:37:19 字數 4935 閱讀 7023

中華人民共和國國家標準

gb 50062-92

條文說明

前言根據國家計委計綜[1986] 2630號文的要求,由能源部東北電力設計院對《工業與民用電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規範》gbj62-83進行了修訂,經建設部建標[1992] 425號文批准發布。名稱改為《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規範》gb 500062-92。

為便於廣大設計、施工、科研、學校等有關人員在使用本規範時能正確理解和執行條文規定,規範編訂組根據國家計委關於編制規範條文說明的統一要求,按規範的章、節、條順序編制了條文說明,供有關人員參考。在使用中如遇有問題,請將意見和有關材料寄交能源部電力規劃設計總院和東北電力設計院《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規範》修訂組。

本條文說明僅供國內有關部門和單位執行本規範時使用,不得翻印。

2023年7月

第一章總則

第二章一般規定

第三章發電機的保護

第四章電力變壓器的保護

第五章 3~63kv中性點非直接接地電力網中線路的保護

第六章 110kv中性點直接接地電力網中線路的保護

第七章母線的保護

第八章電力電容器的保護

第九章 3kv及以上電動機的保護

第十章自動重合閘

第十一章備用電源和備用裝置的自動投入裝置

第十二章自動低頻減載裝置

第十三章同步並列及解列

第十四章二次迴路

第一章總則

第1.0.1條說明制定本規範的目的。本規範作為國家標準, 是全國各地區、各部門共同遵守的準則和依據。制定本規範的目的在於貫徹執行國家的技術經濟政策,使繼電保護和自動裝置的設計,做到安全可靠、技術先進和經濟合理。

就其內容來講是關於設計要求方面的一些原則規定,考慮到實用的需要,一些條款規定的比較具體、比較詳細。

第1.0.2條原規範適用於3-35kv電力裝置和線路的繼電保護和自動裝置。

考慮到國民經濟和電力建設的發展,許多任務業企業及民用電力裝置的電壓等級已超過35kv,工礦企業自備電站也有很大發展。因此要求規範提高電壓適用的範圍,增加發電機和變壓器的有關內容。這次規範修訂包括3-110kv電力線路和裝置,單機容量為25mw及以下的發電機,63mva 及以下電力變壓器的繼電保護和自動裝置。

第1.0.3條本條說明工程設計不得選用未經過按國家規定鑑定合格的繼電保護和自動裝置產品。這應當看作是保證繼電保護和安全自動裝置工程設計質量的重要環節,所以作此明確規定。

第1.0.4條這一條的規定是必要的。 繼電保護和自動裝置設計也涉及到其它專業的標準,如各種繼電器的國家標準,因此也應當符合這些國家標準。

第二章一般規定

第2.0.1條本條規定了電力網中的電力裝置和線路裝設繼電保護和安全自動裝置的必要性和主要作用。作用是應能盡快地動作切除短路故障;故障切除後靠自動裝置來盡快地恢復供電,以保證電力網安全執行;限制故障裝置損壞程度和減少停電範圍。

第2.0 4條本條規定校驗保護裝置的靈敏係數,應根據不利正常執行方式和不利故障型別進行計算。

不利正常執行方式,係指正常情況下的不利執行方式和正常檢修方式。

正常不利執行方式,通常指在非故障和檢修方式下,電廠中因機組開啟與停運等,引起繼電保護裝置靈敏係數降低的不利執行方式。

例如:夏季豐水期水電大發,水電廠盡量多開機,而火電廠相應地減少開機。

這種方式下,安裝在火電廠側的保護裝置的靈敏係數可能降低。校驗火電廠側保護裝置的靈敏係數應取這種不利的執行方式。反之,在冬季枯水期,水電廠減少開機,火電廠相應地少留備用多開機。

這種情況下,安裝在水電廠側的保護裝置的靈敏係數降低。校驗水電廠側保護裝置的靈敏係數應取這種不利的執行方式。

正常檢修方式,係指一條線路或一台電力裝置檢修的執行方式。繼電保護的整定計算中,可不考慮兩個及兩個以上電力裝置或線路同時檢修的情況。

本條文又規定,校驗保護裝置靈敏係數,當必要時,應計及短路電流衰減的影響。對低壓電網,尤其是安裝在發電廠附近的低壓線路或電力裝置的繼電保護裝置,如果保護動作時間長,在保護動作時,短路電流已經衰減,將會影響保護裝置的靈敏係數。對此,需要考慮短路電流衰減的影響。

第三章發電機的保護

第3.0.1條本條說明對發電機的哪些故障及異常執行方式應裝設相應的保護。

對於發電機定子繞組相間短路,定子繞組匝間短路和發電機外部的短路故障,應分別裝設主保護和後備保護,對於定子繞組接地、過電壓、過負荷,發電機失磁和勵磁迴路一點及二點接地應裝設異常執行保護,必要時還可以裝設輔助保護。

對於發電機匝間短路按本規範第 3.0.5條規定,在有條件裝設橫聯差動保護的發電機應裝設橫聯差動保護,以保護匝間短路,對於沒有條件裝設橫聯差動保護的發電機不要求裝設專用匝間短路保護。按目前國產發電機設計情況,定子繞組為星形接線,有併聯分支,在中性點有分支引出端子發電機有qf-3-2、 qfk-3-2、qfg-3-2,toc-6075/2、qfz-25-2、qf-25-2、tog-25-2 等多種機型,有裝設橫聯差動保護的條件。另外,匝間短路危害嚴重,統計表明在中小機組上發生匝間短路的頻次也多,而橫聯差動保護構成簡單,保護動作的安全可靠性好,可有效地保護發電機匝間短路和定子繞組斷線故障,故規定在有條件時應裝設橫聯差動保護。

本條之八,對勵滋電流異常下降或消失稱為失磁故障,符合習慣叫法,其保護繼電器國內外都稱作失磁保護,即要求失磁保護既保護發電機完全失去勵磁,又保護部分失去勵磁的故障。

關於逆功率保護。對於大型機組需要裝設逆功率保護,而對於小型機組我國多年來的作法是,當主汽門關閉時,在主控制室給出聲光訊號。由執行值班員根據實際情況,做出判斷處理,或重新掛閘送汽恢復執行,或跳開發電機主開關。

也有一些工程採用主汽門掉閘聯跳發電機主開關的作法。中小型機組這樣處理方式一般說是合適的,並未發現造成某種嚴重後果,因此不必規定裝設逆功率保護。

另外應當說明。按規範的編寫方式,對於有特殊要求的發電機。並未排除,即不禁止裝設諸如逆功率或其它保護裝置。自然,如無「特殊」可言,則應當按標準辦事。

第3.0.2條本條說明保護出口動作方式。其中, 「解列」適用於發電機外部短路故障保護和某些異常執行方式如失磁保護,保護出口動作於發電機斷路器或母聯(分段)斷路器,不動作於滅磁開關,這樣汽輪發電機組在執行中甩掉了基本負荷,但還可以帶廠用電在額定頻率、額定電壓下穩定執行,如果需要可以隨時併網恢復供電。而「停機」不僅要斷開發電機斷路器,並且要動作於滅磁開關,還要停原動機。

在發電機內部發生短路故障時,保護應動作於停機。在實際工程設計中,有時兩種保護出口方式並存,有時只用一種。本章條文中有具體規定。

第3.0.3條本條說明對發電機定子繞組及其引出線的相間短路故障應裝設的保護裝置。

作為發電機的主保護,對不同型別和特點的發電機應配置相應的保護裝置。對於1mw以上的發電機,規定應裝設縱聯差動保護;對於1mw及以下的發電機,根據不同情況選擇下列保護中的一種:過電流、低電壓、電流速斷、低壓過流、縱聯差動保護等。

第3.0.4條關於發電機定子繞組單相接地的條文。

關於發電機定子繞組單相接地故障接地電流允許值,本規範定為4a。如果電機製造廠家給出了這個數值,則以製造廠資料為準,鑑於一般情況下,製造廠未規定發電機定子繞組單相接地故障接地電流允許值,所以參照原水電部標準《繼電保護和安全自動裝置規程》sdj6-s3表2.2.4,按發電機額定電壓力6kv考慮接地電流允許值為4a。

發電機中性點有不接地、經消孤線圈接地或經電阻接地等接地方式,討論發電機是否裝設有選擇性的接地保護,不考慮消弧線圈的補償作用,因為消弧線圈有退出執行的可能,應按實際執行可能出現的單相接地電流值是否大於允許值確定。

「對發電機變壓器組應裝設保護區不小於90%的定子接地保擴」的規定,電力系統各部門多年來都是按此執行的。

第3.0.5條關於發電機匝間短路裝設橫聯差動保護的規定。

如第3.0.1條的說明所述,發電機橫聯差動保護構成簡單,動作安全可靠,在有條件的時候應裝設橫聯差動保護。當沒有條件裝設橫聯差動保護時,主要是指發電機中性點側沒有併聯分支引出線,規範不要求裝設其它專用發電機匝間短路保護。

第3.0.6條對發電機後備保護配置和定值整定作了規定。

所提出的三個後備保護方案,一般說滿足了小型發電機各種接線方式或系統引數情況下對後備保護的要求,不需要裝設距離保護作為後備保護。具體工程設計選擇方案時,應首先考慮相對地最簡單的過電流保護,其次是低電壓起動的過電流保護,或者復合電壓起動的過電流保護。

後備保護宜帶二段時限,首先跳母聯或分段斷路器,之後以第二個時限動作於停機。這個保護出口跳閘方案在小型電廠或變電所是適用的,首先將母線解列,使沒有故障的系統立即恢復正常執行,可以有效地避免跳開所有的發電機。

對於自並勵發電機,考慮到發電機及引出線上的短路故障在持續一段時間如一秒鐘左右,發電機短路電流會有不同程度的下降,不宜用一般的過電流保護作為後備,可採用低電壓保護的過電流保護作為後備保護。

第3.0.7條本條規定發電機應裝設定子繞組過負荷保護。

關於過負荷,發電機有幾種情況,用詞應予以區別。習慣上稱發電機過負荷係指發電機出力超過額定值;發電機定子繞組對稱過負荷係指發電機正序電流值超過額定值;發電機定子表層過負荷係指發電機定子繞組負序電流超過允許值;還有發電機勵磁繞組過負荷。應當說明的是發電機過負荷可能是由於發電機定子繞組過電流產生的,也可能不完全是由過電流引起的,而是由於電流、電壓或功率因數公升高綜合作用的結果。

本條所謂發電機定子繞組過負荷係指發電機定子繞組電流超過額定值的情況。從繼電保護方面看,為保護定子繞組對稱過負荷,保護裝置接一相電流即可。各相電流的不對稱性用負序電流的大小來衡量,容量較大的發電機才需單獨裝設負序過負荷保護。

第3. 0. 8條本條規定對水輪發電機應裝設定子繞組過電壓保護。 而對汽輪發電機規範不規定裝設定子繞組過電壓保護。

第3. 0. 9條對發電機勵磁迴路接地故障, 規範規定根據不同情況應裝設一點或二點接地故障保護裝置或定期檢測裝置。

勵磁迴路保護,對於汽輪發電機和水輪發電機的要求是不一樣的。

汽輪發電機可裝設絕緣檢查電壓表,作為一點接地故障定期檢測裝置;對兩點接地故障應裝設二點接地保護裝置。而對於水輪發電機,由於水輪發電機都是多極機,一旦勵磁迴路發生二點接地故障,除了勵磁繞組被短路將產生很大的短路電流之外,還有乙個更為嚴重的問題就是產生強烈的振動,因此一般只裝設一點接地保護,保護動作於訊號。發生勵磁迴路一點接地後,值班員應盡快安排停機,避免發生第二點接地短路。

對於1mw 及以下的水輪發電機可只裝設一點接地故障定期檢測裝置。

第3. 0.10條對發電機的失磁故障應裝設失磁保護的規定。

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