GB-继电保护设计规范简介.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,*,*,*,单击此处编辑母版文本样式,*,*,*,GBT 50062-2008,电力装置的继电保护和自动装置设计规范,简介,2014.5,1,目录,一、标准概况,二、一般规定,三、电力变压器保护,四、366kV电力线路保护,五、3kV及以上电动机保护,2,目录,一、标准概况,3,一、标准概况,适用：3110kV电力线路和设备、单机容量为50MW及以下发电机、63MVA及以下电力变压器等电力装置的继电保护和自动装置的,设计,。,电力装置的继电保护和自动装置的设计，除应符合本规范外，尚应符合,国家现行,有关标准、规范的规定。,电力装置的继电保护和自动装置设计规范,4,一、标准概况,适用：3kV 及以上电力系统中电力设备和线路的继电保护和安全自动装置。,范围：规定了电力系统继电保护和安全自动装置的科研、设计、制造、试验、施工和运行等有关部门,共同遵守,的基本准则。,继电保护和安全自动装置技术规程,5,一、标准概况,范围：规定了110kV（66kV）及以上电压等级的新建、改（扩）建,智能变电站,继电保护及相关设备技术原则与要求。,适用:110kV（66kV）及以上电压等级的新建、改（扩）建智能变电站。智能变电站继电保护及相关设备应采用本标准的全部或与技术选用相对应的部分。,智能变电站继电保护技术规范,6,一、标准概况,标准名称,标准编号,主编单位,批准部门,发布单位,电力装置的继电保护和自动装置设计规范,GB/T50062-2008,中国电力企 业联合会（东北电力设计院),中华人民共和国住房和城乡建设部,中华人民共和国住房和城乡建设部,继电保护和安全自动装置技术规程,GB/T14285-2006,中国电力企 业联合会(设计院、电网公司、设备制造商）,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中华人民共和国国家标准化委员会,智能变电站继电保护技术规范,Q/GDW4412010,部分电力院、调度中心及设备制造商,国家电网公司,国家电网公司科技部,7,目录,一、标准概况,二、一般规定,8,二、一般规定,（一）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及时反应设备和线路的故障和异常运行状态，并应尽快切除故障和恢复供电。,1、电气设备的三种状态：,故障状态；,不正常运行状态；,正常状态。,9,二、一般规定,2、电力系统的特点：,短路故障时变化速度快；,电能不能大量存储，为实时平衡系统。,继电保护的正确动作是确保,大电网,安全、稳定的关键。,10,二、一般规定,3、继电保护基本任务：,当电力系统发生,故障,时，自动、迅速、有选择地将故障设备从电力系统中,切除,，保证系统其余部分迅速恢复正常运行，防止故障进一步扩大。,当发生,不正常,工作情况时，能自动、及时地选择,信号上传,给运行人员进行处理。,11,二、一般规定,（二）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,。,近后备保护,后备保护,主保护是满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护线路和设备的保护。,远后备保护,主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现后备保护。,主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护实现的后备保护。,主保护是满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护线路和设备的保护。,主保护,主保护是满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护线路和设备的保护。,辅助保护,是为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。,12,二、一般规定,可靠性,快速性,灵敏性,保护范围内发生故障，保护装置可靠,动作,，而在任何不应动作的情况下，保护装置,不应误动,。,保护装置应,尽快,将故障设备从系统中切除，目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围。,保护装置在其保护范围内发生故障或不正常运行时的,反应能力,。,保 护,四 性,选择性,保护装置动作时,仅将,故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽可能缩小，以保证系统中无故障部分继续运行。,（三）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,。,13,二、一般规定,选择性问题分析：,1、以保护5为例。当本线路末端K2点短路时，希望速断保护5 能够瞬时动作切除故障；,2、而当相邻线路CD 的始端K1点短路时，按照选择性的要求，速断保护5就不应该动作，该处的故障应由速断保护6动作切除。,3、实际上，K1点和K2点短路时，从保护5安装处所流过短路电流的数值几乎是一样的。因此，依靠电流保护完成K2点短路时速断保护5能动作，而K1点短路时又不动作的要求不可能同时得到满足。,14,目录,一、标准概况,二、一般规定,三、电力变压器保护,15,三、电力变压器保护,（一）,故障、非正常运行状态,电压为3110kV，容量为63MVA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。,16,三、电力变压器保护,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。,17,三、电力变压器保护,（二）,速断保护：,电压为,10kV,及以下、容量为,10MVA,以下单独运行的变压器，应采用电流,速断,保护。,容量为,0.4MVA,及以上、一次电压为,10kV,及以下，且绕组为三角,-,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。,18,三、电力变压器保护,(三）,纵差保护,电压为,10kV,以上、容量为,10MVA,及以上单独运行的变压器，以及容量为,6.3MVA,及以上并列运行的变压器，应采用,纵联差动,保护,;,容量为,10MVA,以下单独运行的,重要变压器,，可装设,纵联差动,保护。,电压为,10kV,的重要变压器或容景为,2MVA,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。,。,19,三、电力变压器保护,20,三、电力变压器保护,(三）,变压器过电流保护,外部相间短路引起的过电流；对由外部相间短路引起的变压器过电流，应装设过电流保护保护。,作为后备保护，并应带时限动作于断开相应的断路器。,21,三、电力变压器保护,（四）、,变压器低电压闭锁过电流保护,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。,22,三、电力变压器保护,（五）、,变压器复压闭锁过电流保护,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。,23,三、电力变压器保护,（六）、,低压侧零序电流保护（二次接地）,当变压器中性点经消弧线圈接地时，应在中性点设置零序过电流或过电压保护，并应动作于信号。,24,三、电力变压器保护,配电变压器二次接地保护,容量在0.4MVA及以上、一次电压为10kV及以下、绕组为三角一星形接线，且低压侧中性点直接接地的变压器，对低压侧单相接地短路，可利用高压侧的过电流保护，当灵敏度符合要求时，保护装置应带时限动作于跳闸；当灵敏度不符合要求时，可装设零序电流保护装置，并应带时限动作于跳闸。,25,三、电力变压器保护,（七）,过负荷,容量在0.4MVA及以上并列运行的变压器或作为其他负荷备用电源的单独运行的变压器，应装设过负荷保护。对多绕组变压器，保护装置应能反应变压器各侧的过负荷。过负荷保护应带时限动作于信号。,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。,(八）,非电量保护,变压器油温度过高、绕组温度过高、油而过低、油箱内压力过高、产生瓦斯和冷却系统故障，应装设可作用于信号或动作于跳闸的装置。,26,三、电力变压器保护,配电变压器,（10/6kV）,1、速断保护,2、过流保护,3、一次接地,4、二次接地保护,5、过负荷保护,6、本体轻瓦斯保护,7、本地重瓦斯保护,8、油面温度保护,电力变压器保护,（66/35kV）,1、纵联差动保护,2、过流保护,3、复压过流保护,4、方向过流保护,5、过负荷保护,6、启动风机,7、本体轻瓦斯保护,8、本体重瓦斯保护,9、温度保护,10、压力释放,27,三、电力变压器保护,二、变压器不正常运行及保护,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,跳闸,绕组的匝间短路；,瓦斯保护,过电流保护,跳闸,外部相间短路引起的过电流,过电流保护,跳闸,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,零序保护,间隙保护,跳闸,过负荷,过负荷保护,信号或跳闸,纵联差动保护,过电流速断,零序保护,油面降低,；,瓦斯保护,信号或跳闸,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。,温度保护,压力释放,瓦斯保护,冷却器故障,信号或跳闸,28,目录,一、标准概况,二、一般规定,三、电力变压器保护,四、366kV电力线路保护,29,四、,366kV电力线路保护,对363kV线路的下列故障或异常运行，应装设相应的保护装置：,相间短路,单相接地,过负荷,（一）,3110kV线路的保护,30,四、,366kV电力线路保护,（二）,电流速断保护,1.无时限电流速断保护,无时限电流速断保护又称为段电流保护或瞬时电流速断保护。,三相短路电流可表示为：,310kV线路装设相间短路保护装置，应符合下列规定：,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。,31,四、,366kV电力线路保护,1、以保护5为例。当本线路末端K2点短路时，希望速断保护5 能够瞬时动作切除故障；,2、而当相邻线路CD 的始端K1点短路时，按照选择性的要求，速断保护5就不应该动作，该处的故障应由速断保护6动作切除。,3、实际上，K1点和K2点短路时，从保护5安装处所流过短路电流的数值几乎是一样的。因此，依靠电流保护完成K2点短路时速断保护5能动作，而K1点短路时又不动作的要求不可能同时得到满足。,32,四、,366kV电力线路保护,以保护2为例说明,1,33,四、,366kV电力线路保护,2、限时电流速断保护,定义,能以较小的时限快速切除全线路范围内故障的保护。,作用,（1）切除本线路上速断保护范围以外的故障，保护线路全长。,保护范围必然要延伸到下条线路中。,（2）作为电流速断保护的后备。,具有定的动作时限，但力求最短。,整定原则,为了保证选择性，本线路的限时电流速断保护必须与下一条线路的电流速断保护相配合。,34,四、,366kV电力线路保护,对于保护2,整定原则,保护范围不超出下一条线路速断保护的范围。,大于系统最大运行方式下被保护线路末端发生三相短路时的电流。,=0.5s,35,四、,366kV电力线路保护,定时限过电流保护（后备保护）,1 定义,起动电流按躲开最大负荷电流来整定的一种保护装置。,2 特点,正常时不起动，故障时动作；,保护本线路的全长，起近后备保护的作用。,保护相邻线路的全长，起远后备保护的作用。,3 整定原则,起动电流大于最大负荷电流。I,dz,I,f.max,36,四、,366kV电力线路保护,4 定时限过电流保护的时限特性,各保护装置的起动电流都按躲开最大负荷电流来整定,选择性,是靠各保护装置带有,不同的时限,来满足的。,动作时限的整定原则：,任一过电流保护的动作时限，应选择得比相邻各元件保护的动作时限均高出至少一个时段。,例如,37,四、,366kV电力线路保护,总结,电流速断（电流I段）,限时电流速断（电流II段）构成阶段式(三段式)电流保护,定时限过电流（电流III段）,特点,简单、可靠、能满足快速性的要求；,受电网接线或系统运行方式变化的影响。须按最大运行方式整定，按最小运行方式校验，往往不能满足灵敏性的要求。,适用场所：,35KV及以下电网。,38,四、,366kV电力线路保护,1保护段,保护,范围,1保护段,保护,范围,2保护I段保护范围,1保护,段范围,三段式电流保护保护范围示意图,39,四、,366kV电力线路保护,（三）,线路纵联动保护,3kV,10kV线路保护,单侧电源线路中，,必要时，可配置光纤电流差动保护作为主保护,双侧电源线路,中,短线路、电缆线路、并联连接的电缆线路宜采用光纤电流差动保护作为主保护,。,35kV,66kV,线路保护,电缆及架空短线路，如采用电流电压保护不能满足选择性、灵敏性和速动性要求时，宜采用光纤电流差动保护作为主保护,。,40,四、,366kV电力线路保护,（四）,线路方向过电流,保护,41,四、,366kV电力线路保护,（五）,线路距离保护,1、35-66kV线路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。,42,四、,366kV电力线路保护,（六）,小电流接地/（不接地）接地保护,1无选择性绝缘监视装置,2电缆零序保护,43,四、,366kV电力线路保护,（七）,橫联差动保护,并列运行的平行线路，可装设相间横联差动及零序横联差动保护作主保护。,44,四、,366kV电力线路保护,（八）,线路过负荷保护,电缆线路或电缆架空混合线路应装设过负荷保护。保护装置宜动作于信号。当危及设备安全时，可动作于跳闸。,（九）,线路远后备保护方式配置,线路规定线路后备保护配置宜采用远后备方式，主要基于以下理由：,1、简化保护。,2、-般llOkV及以下线路断路器不专门设置断路器失灵保护，也需要线路保护实现远后备方式。,3、-般电网中的llOkV及以下线路，其远后备保护装置具有足够的灵敏度，实现远后备方式亦能满足要求。,45,四、,366kV电力线路保护,10kV中性点非直接接地电力网中线路的保护,相间短路,跳闸,电压闭锁过电流保护,跳闸,纵联差动保护,跳闸,单相接地（小电流接地）,接地检测保护,报警,过电流保护,过负荷,过负荷保护,报警或跳闸,方向过电流保护,跳闸,46,四、,366kV电力线路保护,66kV中性点非直接接地电力网中线路的保护,相间短路,跳闸,过电流保护,电压闭锁过电流,方向过电流,跳闸,距离保护,跳闸,单相接地（小电流接地）,接地检测保护,报警,纵联差动保护,过负荷,过负荷保护,报警或跳闸,47,目录,一、标准概况,二、一般规定,三、电力变压器保护,四、366kV电力线路保护,五、3kV及以上电动机保护,48,四、,3kV及以上电动机保护,（一）,高压电动机故障及异常运行方式,对电压为3kV及以上的异步电动机和同步电动机的下列故障及异常运行方式，应装设相应的保护装置：,1、定子绕组相间短路,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,49,四、,3kV及以上电动机保护,（二）,电流速断保护,对于电动机,定子绕组相间短路；2MW以下的电动机，宜采用电流速断保护，保护装置宜采用两相或三相式接线，并应瞬时动作与跳闸。,国内保护装置一般配置一段。,50,四、,3kV及以上电动机保护,(三）,纵联差动保护,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以下电动机，应装设纵联差动保护。,1、纵联差动保护 纵联差动保护应防止在电动机自启动过程中误动作。,2、磁平衡差动保护 防止拒动,51,四、,3kV及以上电动机保护,（四）,单相接地保护,一般在不接地系统中保护可以设置跳闸。,一般在谐振（高电阻）小电流接地系统中，需要装设接地检测装置。,一般在小电阻接地系统中，宜设置跳闸。,对单相接地故障，当接地电流大于5A时，应装设有选择性的单相接地保护；当接地电流小于5A时，可装设接地检测装置。单相接地电流为10A及以上时，保护装置动作于跳闸；单相接地电流为10A以下时，保护装置可动作于跳闸或信号。,52,四、,3kV及以上电动机保护,（五）,过负荷（过载）保护,1、,对电动机的过负荷应装设过负荷保护，并应符合下列规定：,1）生产过程中易发生过负荷的电动机应装设过负荷保护。保护装置应根据负荷特性，带时限作用于信号或跳闸。,2）启动或自启动困难、需要防止启动或自启动时间过长的电动机，应装设过负荷保护，并应动作于跳闸。,3）作为纵联差动保护的后备，宜装设过电流保护。,53,四、,3kV及以上电动机保护,2、热过载保护（49）（66）,一般装设过热保护，根据电动机发热时间常数整定。复杂的包括冷态和热态。,3、起动次数限定（66）,配合热保护间接引出过热报警、限制过热启动、限制启动次数、限制起动时间,4、堵转保护（14）,一般装设堵转保护，根据电动机起动时间整定。复杂的包括起动堵转和运行堵转。,起动堵转-防止起动时间过长,运行堵转-防止运行中堵转,（五）,过负荷（过载）保护,54,四、,3kV及以上电动机保护,（六）,低电压,对母线电压短时降低或中断，应装设电动机低电压保护，并应符合下列规定：,1）下列电动机应装设,0.5,秒时限的低电压保护，保护动作电压应为额定电压的65%-70%。,当电源电压短时降低或短时中断后又恢复时，需要断开的次要电动机,；,生产过程不允许或不需要自起动的电动机。,一般取自母线电压互感器二次电压，需要电压互感器断线闭锁。,55,四、,3kV及以上电动机保护,2）下列电动机应装设,9.0,秒时限的低电压保护，保护动作电压应为额定电压的45%-50%。,有备用自动投入机械的类负荷电动机。,在电源电压长时间消失后需自动断开的电动机。,3）保护装置应动作于跳闸,（六）,低电压,56,四、,3kV及以上电动机保护,（七）,相电流不平衡及断相,2MW及,以上重要电动机，可装设负序电流保护。保护装置应动作于跳闸或信号。,负序电流保护用以反应相电流不平衡及断湘，同时作为纵联差动保护的后备。,负序保护：一般使用相间不平衡和断相，但此保护设置必须考虑电网非对称故障造成电流不平衡。,（八）,同步电动机失步,失步保护宜带时限动作，对于重要电动机应动作于再同步控制回路；不能再同步或根据生产过程不需要再同步的电动机，应动作于跳闸。,57,四、,3kV及以上电动机保护,（九）,同步电动机失磁,同步电动机部分失磁或全部失去励磁的危害主要是：同步电动机失磁即失去同步转矩，电机将进入失步状态，一般电机的异步转矩不能与负载转矩相平衡；电机定子绕组将产生很大的脉振电流，电流幅值有可能超过允许值；失磁后的同步电动机将从电源吸取大量无功，在某些情况下有可能使机端母线电压严重降低。为此，有必要装设专用失磁保护。,当同步电动机失步保护能反应失励失步，且保护动作于跳闸的时间不是很大时，可不另外装设专用失磁保护。,对同步电动机失磁宜装设专用失磁保护。同步电动机的失磁保护应带时限动作于跳闸。,58,四、,3kV及以上电动机保护,电动机不正常运行及保护,定子绕组相间短路,跳闸,定子绕组单相接地,单相接地保护,报警或跳闸,定子绕组过负荷,过负荷(过载）保护,报警或跳闸,定子绕组低电压,低电压保护,跳闸,同步电动机失步,失步保护,再同步,差动、过电流保护,同步电动机失磁,失磁保护,跳闸,相电流不平衡及断相,负序电流保护,跳闸或信号,59,谢谢,60,