1、电 力 装 置 的 继 电 保 护 和 自 动 装 置 设 计 规 范 GB50062-92 条 文 说 明1电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB 50062-92条文说明第 一 章 总 则 . 1第 二 章 一 般 规 定 . 1第 三 章 发 电 机 的 保 护 . 2第 四 章 电 力 变 压 器 的 保 护 . 4第 五 章 3 63kV 中 性 点 非 直 接 接 地 电 力 网 中 张 路 的 保 护 7第 六 章 110kV 中 性 点 直 接 接 地 电 力 网 中 线 路 的 保 护 7第 七 章 母 线 的 保 护 . 7第 八 章 电 力 电 容 器 的 保 护 .
2、7第 九 章 3kV 及 以 上 电 动 机 的 保 护 . 8第 十 章 自 动 重 合 闸 . 9第 十 一 章 备 用 电 源 和 备 用 设 备 的 自 动 投 入 装 置 10第 十 二 章 自 动 低 频 减 载 装 置 . 10第 十 三 章 同 步 并 列 及 解 列 . 10第 十 四 章 二 次 回 路 . 10第 一 章 总 则第 1.0.1 条 说 明 制 定 本 规 范 的 目 的 。 本 规 范 作 为 国 家 标 准 ， 是 全 国 各 地 区 、 各 部 门 共同 遵 守的 准 则 和 依 据 。 制 定 本 规 范 的 目 的 在 于 贯 彻 执 行 国 家
3、的 技 术 经 济 政 策 ， 使 继 电 保 护 和 自动 装置 的 设 计 ， 做 到 安 全 可 靠 、 技 术 先 进 和 经 济 合 理 。 就 其 内 容 来 讲 是 关 于 设 计 要 求 方 面 的一 些原则规定，考虑到实用的需要，一些条款规定的比较具体、比较详细。第 1.0.2 条 原 规 范 适 用 3 35kV 电 力 设 备 和 线 路 的 继 电 保 护 和 自 动 装 置 。 考 虑 到国 民 经 济和 电 力 建 设 的 发 展 ， 许 多 工 业 企 业 及 民 用 装 置 的 电 压 等 级 已 超 过 35kV， 工 矿 企 业自 备 电 站也 有 很 大
4、发 展 ， 因 此 要 求 规 范 提 高 电 压 适 用 的 范 围 ， 增 加 发 电 机 和 变 压 器 的 有 关 内 容 。这 次规 范 修 订 包 括 3 110kV 电 力 线 路 和 设 备 ， 单 机 容 量 为 25MW 及 以 下 的 发 电 机 ，63MVA 及以下电力变压器的继电保护和自动装置。第 1.0.3 条 本 条 说 明 工 程 设 计 不 得 选 用 未 经 过 按 国 家 规 定 坚 定 合 格 的 继 电 保 护 和 自 动装 置产 品 。 这 应 当 看 作 是 保 证 继 电 保 护 和 安 全 自 动 装 置 工 程 设 计 质 量 的 重 要 环
5、 节 ， 所 以 作 此明 确规定。第 1.0.4 条 这 一 条 的 规 定 是 必 要 的 。 继 电 保 护 和 自 动 装 置 设 计 也 涉 及 到 其 它 专 业 的 标准 ， 如各种继电器的国家标准，因此也应当符合这些国家标准。第 二 章 一 般 规 定第 2.0.1 条 本 条 规 定 了 电 力 网 中 的 电 力 设 备 和 线 路 装 设 继 电 保 护 和 安 全 自 动 装 置 的 必要 性和 主 要 作 用 。 作 用 是 应 能 尽 快 地 动 作 切 除 短 路 故 障 ； 故 障 切 除 后 靠 自 动 装 置 来 尽 快 地 恢复 供电，以保证电力网安全运行
6、；限制故障设备损坏程度和减少停电范围。电 力 装 置 的 继 电 保 护 和 自 动 装 置 设 计 规 范 GB50062-92 条 文 说 明2第 2.0.4 条 本 条 规 定 校 验 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。不利正常运行方式，系指正常情况下的不利运行方式和正常检修方式。正 常 不 利 运 行 方 式 ， 通 常 指 在 非 故 障 和 检 修 方 式 下 ， 电 厂 中 因 机 组 开 启 与 停 运 等 ， 引 起继电保护装置灵敏系数降低的不利运行方式。例 如 ： 夏 季 丰 水 期 水
7、电 大 发 ， 水 电 厂 尽 量 多 开 机 ， 而 火 电 厂 相 应 地 减 少 开 机 。 这 种 方 式下 ， 安 装 在 火 电 厂 侧 的 保 护 装 置 的 灵 敏 系 数 可 能 降 低 。 校 验 火 电 厂 侧 保 护 装 置 的 灵 敏 系数 应取 这 种 不 利 的 运 行 方 式 。 反 之 ， 在 冬 季 枯 水 期 ， 水 电 厂 减 少 开 机 ， 火 电 厂 相 应 地 少 留 备用 多开 机 。 这 种 情 况 下 ， 安 装 在 水 电 厂 侧 的 保 护 装 置 的 灵 敏 系 数 降 低 。 校 验 水 电 厂 侧 保 护 装置 的灵敏系数应取这种不
8、利的运行方式。正 常 检 修 方 式 ， 系 指 一 条 线 路 或 一 台 电 力 设 备 检 修 的 运 行 方 式 。 继 电 保 护 的 整 定 计 算 中 ，可不考虑两个及两个以上电力设备或线路同时检修的情况。本 条 文 又 规 定 ， 校 验 保 护 装 置 灵 敏 系 数 ， 当 必 要 时 ， 应 计 及 短 路 电 流 衰 减 的 影 响 。 对 低压 电 网 ， 尤 其 是 安 装 在 发 电 厂 附 近 的 低 压 线 路 或 电 力 设 备 的 继 电 保 护 装 置 ， 如 果 保 护 动作 时间 长 ， 在 保 护 动 作 时 ， 短 路 电 流 已 经 衰 减 ，
9、 将 会 影 响 保 护 装 置 的 灵 敏 系 数 。 对 此 ， 需 要考 虑短路电流衰减的影响。第 三 章 发 电 机 的 保 护第 3.0.1 条 本 条 说 明 对 发 电 机 的 哪 些 故 障 及 异 常 运 行 方 式 应 装 设 相 应 的 保 护 。对 于 发 电 机 定 子 绕 组 相 间 短 路 ， 字 子 绕 组 匝 间 短 路 和 发 电 机 外 部 的 短 路 故 障 ， 应 分 别 装设 主 保 护 和 后 备 保 护 ， 对 于 定 子 绕 组 接 地 、 过 电 压 、 过 负 荷 ， 发 电 机 失 磁 和 励 磁 回 路 一点 二点接地应装设异常运行保护
10、，必要时还可以装设辅助保护。对 于 发 电 机 匝 间 短 路 按 本 规 范 第 3.0.5 条 规 定 ， 在 有 条 件 装 设 横 联 差 动 保 护 的 发 电 机应装 设 横 联 差 动 保 护 ， 以 保 护 匝 间 短 路 ， 对 于 没 有 条 件 装 设 横 联 差 动 保 护 的 发 电 机 不 要 求装 设专 用 匝 间 短 路 保 护 。 按 目 前 国 产 发 电 机 设 计 情 况 ， 定 子 绕 组 为 星 形 接 线 ， 有 并 联 分 支 ，在 中性 点 有 分 支 引 出 端 子 发 电 机 有 QF-3-2、 QFK-3-2、 QFG-3-2、 TOC-
11、6075/2、 QF-25-2、 QF-25-2、TQG-25-2 等 多 种 机 型 ， 有 装 设 横 联 差 动 保 护 的 条 件 。 另 外 ， 匝 间 短 路 危 害 严 重 ， 统 计表 明在 中 小 机 组 上 发 生 匝 间 短 路 的 频 次 也 多 ， 而 横 联 差 动 保 护 构 成 简 单 ， 保 护 动 作 的 安 全 可靠 性好 ， 可 有 效 地 保 护 发 电 机 匝 间 短 路 和 定 子 绕 组 断 线 故 障 ， 故 规 定 在 有 条 件 时 应 装 设 横 联差 动保护。本 条 之 八 ， 对 励 磁 电 流 异 常 下 降 或 消 失 称 为 失
12、 磁 故 障 ， 符 合 习 惯 叫 法 ， 其 保 护 继 电 器 国内 外 部 称 作 失 磁 保 护 ， 即 要 求 失 磁 保 护 既 保 护 发 电 机 完 全 失 去 励 磁 ， 又 保 护 部 分 失 去 励磁 的故障。关 于 逆 功 率 保 护 ， 对 于 大 型 机 组 需 要 装 设 逆 功 率 保 护 ， 而 对 于 小 型 机 组 我 国 多 年 来 的 作法 是 ， 当 主 汽 门 关 闭 时 ， 在 主 控 制 室 给 出 声 光 信 号 ， 由 运 行 值 班 员 根 据 实 际 情 况 ， 做 出判 断处 理 ， 或 重 新 挂 闸 送 汽 恢 复 运 行 ，
13、或 跳 开 发 电 机 主 开 关 。 也 有 一 些 工 程 采 用 主 汽 门 掉 闸联 跳发 电 机 主 开 关 的 作 法 。 中 小 型 机 组 这 样 处 理 方 式 一 般 说 是 合 适 的 ， 并 未 发 现 造 成 某 种 严重 后果 ， 因 此 不 必 规 定 装 设 逆 功 率 保 护 。 另 外 应 当 说 明 ， 按 规 范 的 编 写 方 式 ， 对 于 有 特 殊 要求 的发电机，并未排除，即不禁止装设诸如逆功率或其它保护装置。自然，如无“特殊” 可言，则应当按标准办事。第 3.0.2 条 本 条 说 明 保 护 出 口 动 作 方 式 。 其 中 ， “解 列
14、 ”适 用 于 发 电 机 外 部 短 路 故 障保 护 和某 些 异 常 运 行 方 式 如 失 磁 保 护 ， 保 护 出 口 动 作 于 发 电 机 断 路 器 或 母 联 (分 段 )断 路 器 ，不 动 作于 灭 磁 开 关 ， 这 样 汽 轮 发 电 机 组 在 运 行 中 甩 掉 了 基 本 负 荷 ， 但 还 可 以 带 厂 用 电 在 定 频 率 、额定 电 压 下 稳 定 运 行 ， 如 果 需 要 可 以 随 时 并 网 恢 复 供 电 。 而 “停 机 ”不 仅 要 断 开 发 电 机断 路 器 ，电 力 装 置 的 继 电 保 护 和 自 动 装 置 设 计 规 范
15、GB50062-92 条 文 说 明3并 且 要 动 作 于 灭 磁 开 关 ， 还 要 停 原 动 机 。 在 发 电 机 内 部 发 生 短 路 故 障 时 ， 保 护 应 动 作 于停 机 。在实际工程设计中，有时两种保护出口方式并存，有时只用一种，本章条文中有具体规定。第 3.0.3 条 本 条 说 明 对 发 电 机 定 子 绕 组 及 其 引 出 线 的 相 间 短 路 故 障 应 装 设 的 保 护 装 置 。作 为 发 电 机 的 主 保 护 ， 对 不 同 类 型 和 特 点 的 发 电 机 应 配 置 相 应 的 保 护 装 置 。 对 于 1MW以 上 的 发 电 机 ，
16、 规 定 应 装 设 纵 联 差 动 保 护 ； 对 于 1MW 及 以 下 的 发 电 机 ， 根 据 不 同情 况 选 择下列保护中的一种：过电流、低电压、电流速断、低压过流、纵联差动保护等。第 3.0.4 条 关 于 发 电 机 定 子 绕 组 单 相 接 地 的 条 文 。关 于 发 电 机 定 子 绕 组 单 相 接 地 故 障 接 地 电 流 允 许 值 ， 本 规 范 定 为 4A。 如 果 电 机 制造 厂家 给 出 了 这 个 数 值 ， 则 以 制 造 厂 数 据 为 准 ， 鉴 于 一 般 情 况 下 ， 制 造 厂 未 规 定 发 电 机 定 子绕 组单 相 接 地 故
17、 障 接 地 电 流 允 许 值 ， 所 以 参 照 原 不 电 部 标 准 继 电 保 护 和 安 全 自 动 装 置规 程 SDJ6-83 表 2.2.4， 按 发 电 机 额 定 电 压 为 6kV 考 虑 接 地 电 流 允 许 值 为 4A。发 电 机 中 性 点 有 不 接 地 、 经 消 弧 线 圈 接 地 或 经 电 阻 接 地 等 接 地 方 式 ， 讨 论 发 电 机 是 否 装设 有 选 择 性 的 接 地 保 护 ， 不 考 虑 消 弧 线 圈 的 补 偿 作 用 ， 因 为 消 弧 线 圈 有 退 出 运 行 的 可 能 ，应按实际运行可能出现的单相接地电流值是否大于
18、允许值确定。“对 于 发 电 机 变 压 器 组 应 装 设 保 护 区 不 小 于 90%的 定 子 接 地 保 护 ”的 规 定 ， 电 力 系 统各部门多年来都是按此执行的。第 3.0.5 条 关 于 发 电 机 匝 间 短 路 装 设 横 联 差 动 保 护 的 规 定 。如 第 3.0.1 条 的 说 明 所 述 ， 发 电 机 横 联 差 动 保 护 构 成 简 单 ， 动 作 安 全 可 靠 ， 在 有 条 件 的时 候 应 装 设 横 联 差 动 保 护 。 当 没 有 条 件 装 设 横 联 差 动 保 护 时 ， 主 要 是 指 发 电 机 中 性 点 侧没 有并联分支引出
19、线，规范不要求装设其它专用发电机匝间短路保护。第 3.0.6 条 对 发 电 机 后 备 保 护 配 置 和 定 值 整 定 作 了 规 定 。所 提 出 的 三 个 后 备 保 护 方 案 ， 一 般 说 满 足 了 小 型 发 电 机 各 种 接 线 方 式 或 系 统 参 数 情 况 下对 后 备 保 护 的 要 求 ， 不 需 要 装 设 距 离 保 护 作 为 后 备 保 护 。 具 体 工 程 设 计 选 择 方 案 时 ， 应首 先考 虑 相 对 地 最 简 单 的 过 电 流 保 护 ， 其 次 是 低 电 压 起 动 的 过 电 流 保 护 ， 或 者 复 合 电 压 起 动
20、的 过电流保护。后 备 保 护 宜 带 二 段 时 限 ， 首 先 跳 母 联 或 分 段 断 路 器 ， 之 后 以 第 二 个 时 限 动 作 于 停 机 。 这个 保 护 出 口 跳 闸 方 案 在 小 型 电 厂 或 变 电 所 是 适 用 的 ， 首 先 将 母 线 解 列 ， 使 没 有 故 障 的 系统 立即恢复正常运行，可以有效地避免跳开所有的发电机。对 于 自 并 励 发 电 机 ， 考 虑 到 发 电 机 及 引 出 线 上 的 短 路 故 障 在 持 续 一 段 时 间 如 一 秒 钟 左右 ， 发 电 机 短 路 电 流 会 有 不 同 程 度 的 下 降 ， 不 宜
21、用 一 般 的 过 电 流 保 护 作 为 后 备 ， 可 采 用低 电压保护的过电流保护作为后备保护。第 3.0.7 条 本 条 规 定 发 电 机 应 装 设 定 子 绕 组 过 负 荷 保 护 。关 于 过 负 荷 ， 发 电 机 有 几 种 情 况 ， 有 词 应 予 以 区 别 、 习 惯 上 称 发 电 机 过 负 荷 系 指 发 电 机出 力 超 额 定 值 ； 发 电 机 定 子 绕 组 对 称 过 负 荷 系 指 发 电 机 正 序 电 流 值 超 过 额 定 值 ； 发 电 机转 子表 层 过 负 荷 系 指 发 电 机 定 子 绕 组 负 序 电 流 超 过 允 许 值
22、； 还 有 发 电 机 励 磁 绕 组 过 负 荷 。 应当 说明 的 是 发 电 机 过 负 荷 可 能 是 由 于 发 电 机 定 子 绕 组 过 电 流 产 生 的 ， 也 可 能 不 完 全 是 由 过 电流 引起 的 ， 而 是 由 于 电 流 、 电 压 或 功 率 因 数 升 高 综 合 作 用 的 结 果 。 本 条 所 谓 发 电 机 定 子 绕 组过 负荷 系 指 发 电 机 定 子 绕 组 电 流 超 过 额 定 值 的 情 况 。 从 继 电 保 护 方 面 看 ， 为 保 护 定 子 绕 组 对称 过负 荷 ， 保 护 装 置 接 一 相 电 流 即 可 。 各 相
23、电 流 的 不 对 称 性 用 负 序 电 流 的 大 小 来 衡 量 ， 容 量较 大的发电机才需单独装设负序过负荷保护。第 3.0.8 条 本 条 规 定 对 水 轮 发 电 机 应 装 设 定 子 绕 组 过 电 压 保 护 。 而 对 汽 轮 发 电 机 规 范不 规 定电 力 装 置 的 继 电 保 护 和 自 动 装 置 设 计 规 范 GB50062-92 条 文 说 明4装设定子绕组过电压保护。第 3.0.9 条 对 发 电 机 励 磁 回 路 接 地 故 障 ， 规 范 规 定 根 据 不 同 情 况 应 装 设 一 点 或 二 点 接地 故 障保护装置或定期检测装置。励磁回
24、路保护，对于汽轮发电机和水轮发电机的要求是不一样的。汽 轮 发 电 机 可 装 设 绝 缘 检 查 电 压 表 ， 作 为 一 点 接 地 故 障 定 期 检 测 装 置 ； 对 两 点 接 地 故 障应 装 设 二 点 接 地 保 护 装 置 。 而 对 于 水 轮 发 电 机 ， 由 于 水 轮 发 电 机 都 是 多 级 机 ， 一 旦 励 磁回 路发 生 二 点 接 地 故 障 ， 除 了 励 磁 绕 组 被 短 路 将 产 生 很 大 的 短 路 电 流 之 外 ， 还 有 一 个 更 为 严重 的问 题 就 是 产 生 强 烈 的 振 动 。 因 此 一 般 只 装 设 一 点 接
25、 地 保 护 ， 保 护 动 作 于 信 号 。 发 生 励 磁回 路一 点 接 地 后 ， 值 班 员 应 尽 快 安 排 停 机 ， 避 免 发 生 第 二 点 接 地 短 路 。 对 于 1MW 及以 下 的 水 轮发电机可只装设一点接地故障定期检测装置。第 3.0.10 条 对 发 电 机 的 失 磁 故 障 应 装 设 失 磁 保 护 的 规 定 。所 谓 失 磁 故 障 一 般 理 解 为 励 磁 电 流 异 常 下 降 或 完 全 消 失 的 故 障 。 规 定 当 采 用 自 并 激 式 半导 体 励 磁 系 统 时 ， 而 且 发 电 机 是 不 允 许 失 磁 运 行 或
26、根 据 电 力 系 统 稳 定 条 件 不 允 许 异 步 运行 时则 应 装 设 专 用 的 失 磁 保 护 。 规 范 不 要 求 对 采 用 自 复 激 式 、 谐 波 励 磁 方 式 等 励 磁 系 统 装 设专 用的 失 磁 保 护 。 当 发 电 机 采 用 直 流 励 磁 机 励 磁 时 ， 应 有 灭 磁 开 关 联 跳 发 电 机 断 路 器 的 接 线 ，不要求装设专用的失磁保护。第 四 章 电 力 变 压 器 的 保 护第 4.0.1 条 本 条 列 举 电 力 变 压 器 的 故 障 类 型 及 运 行 方 式 ， 以 便 装 设 相 应 的 保 护 。第 4.0.4
27、条 本 条 对 变 压 器 的 纵 联 差 动 保 护 提 出 了 具 体 要 求 。一 、 关 于 差 动 保 护 的 整 定 值 问 题 。 过 去 变 压 器 采 用 带 速 饱 和 差 动 保 护 装 置 ， 整 定 值 要 躲开 电 流 互 感 器 二 次 回 路 断 线 、 励 磁 涌 流 和 外 部 故 障 不 平 衡 电 流 值 ， 一 般 灵 敏 系 数 较 低 。特 别是 变 压 器 匝 间 短 路 (这 是 常 见 的 故 障 )时 灵 敏 系 数 更 低 。 目 前 晶 体 管 纵 联 差 动 保 护 对 变压 器 各侧 均 有 制 动 ， 如 不 考 虑 电 流 互
28、感 器 二 次 回 路 断 线 情 况 ， 整 定 值 可 以 降 低 ， 以 提 高 灵 敏 性 。但当 整 定 值 小 于 额 定 电 流 时 ， 应 尽 量 不 在 差 动 回 路 内 连 接 其 它 元 件 ， 以 减 少 或 防 止 电 流 互感 器二次回路故障的可能性。二 、 关 于 差 动 保 护 使 用 变 压 器 套 管 电 流 互 感 器 的 问 题 。 变 压 器 高 压 侧 使 用 套 管 电 流 互 感器 而 不 另 装 互 感 器 ， 具 有 很 大 的 经 济 价 值 ， 按 电 力 变 压 器 国 家 标 准 规 定 ， 在 63kV 和 110kV级 容 量
29、分 别 为 8000kVA 和 6000kVA 及 以 上 的 变 压 器 才 供 给 套 管 型 电 流 互 感 器 。 但当 差 动 保护 使 用 变 压 器 套 管 电 流 互 感 器 时 ， 则 变 压 器 该 侧 套 管 或 引 线 故 障 相 当 于 母 线 故 障 ， 将 切除 较多 的 系 统 元 件 或 使 切 断 的 时 间 过 长 。 而 目 前 国 内 变 压 器 高 压 侧 套 管 引 线 的 故 障 ， 在 变 压器 总故障次数中所占比例还是不少的；另外，套管电流互感器的组数是三组，安排起来比较紧：差 动 保 护 用 一 组 ， 母 线 保 护 用 一 组 ， 后
30、备 保 护 就 要 和 仪 表 共 用 一 组 。 一 组 互 感 器 上 连 接元 件过 多 ， 不 仅 负 担 可 能 过 大 而 且 降 低 了 可 靠 性 。 此 外 变 压 器 电 流 互 感 器 试 验 时 也 存 在 一 些困 难 ，例如无法通入大电流做变比试验。根 据 上 述 情 况 ， 条 文 规 定 差 动 保 护 范 围 一 般 包 括 套 管 及 其 引 出 线 ， 即 一 般 不 使 用 变 压 器套 管 电 流 互 感 器 构 成 差 动 保 护 。 仅 在 某 些 情 况 下 ， 例 如 63kV 和 110kV 电 压 等 级的 终 端 变 电所 和 分 支 变
31、 电 所 ； 63kV 和 110kV 变 压 器 高 压 侧 未 装 断 路 器 的 线 路 变 压 器 组 ， 其 变压 器 容 量分 别 为 8000kVA 和 16000kVA 及 以 上 时 ， 才 利 用 变 压 器 套 管 电 流 互 感 器 构 成 差 动 保护 。此 外 ， 当 变 压 器 回 路 一 次 设 备 由 于 检 修 或 其 它 原 因 退 出 运 行 而 用 旁 路 回 路 代 替 时 ， 作 为临时性措施，差动保护亦可利用变压器套管电流互感器。第 4.0.5 条 本 条 对 由 外 部 相 间 短 路 引 起 的 变 压 器 过 电 流 应 装 设 的 保 护
32、 装 置 作 了 规 定 。过 电 流电 力 装 置 的 继 电 保 护 和 自 动 装 置 设 计 规 范 GB50062-92 条 文 说 明5保 护 装 置 的 整 定 值 应 考 虑 变 压 器 区 外 故 障 时 可 能 出 现 的 过 负 荷 ， 而 不 能 按 避 越 变 压 器 的额 定电流来整定。第 4.0.6 条 第 4.0.7 条 目 前 运 行 的 双 线 圈 变 压 器 和 三 线 圈 变 压 器 的 外 部 短 路 过 电 流保 护 一般 比 较 复 杂 ， 设 计 和 运 行 单 位 普 遍 提 出 应 该 驾 简 化 。 但 在 具 体 工 程 设 计 时 ，
33、由 于 对 一 些很 少机 会 出 现 的 故 障 情 况 考 虑 过 多 ， 往 往 还 是 得 不 到 简 化 。 因 此 条 文 中 集 中 各 地 的 意 见 和 经验 提出了简化原则和保护的具体配置原则。第 4.0.8 条 本 条 是 直 接 接 地 电 力 网 中 关 于 中 性 点 直 接 接 地 变 压 器 零 序 电 流 保 护 的 规 定 。指 出双 线 圈 及 三 线 圈 变 压 器 的 零 序 电 流 保 护 应 接 于 中 性 点 引 出 线 的 电 流 互 感 器 止 ， 这 种 方 式在 变压器外部和内部发生单相接地短路时均能起保护作用。第 4.0.9 条 本 条
34、 对 经 常 不 接 地 运 行 的 变 压 器 采 取 的 特 殊 保 护 措 施 作 了 明 确 规 定 。110kV 直 接 接 地 电 力 网 中 低 压 侧 有 电 源 的 变 压 器 ， 中 性 点 可 能 直 接 接 地 运 行 ， 也 可 能 不接 地 运 行 。 对 这 类 变 压 器 ， 应 当 装 设 反 应 单 相 接 地 的 零 序 电 流 保 护 ， 用 以 在 中 性 点 接 地运 行时切除故障；还应当装设专门的零序电流电压保护，用以在中性点不接地运行时切除故障。保护方式对不同类型的变压器又有所不同，下面分别予以说明。一、全绝缘的变压器。当变压器低压侧有电源且中性
35、点可能不接地运行时，还应增设零序过电压保护。全 绝 缘 变 压 器 为 什 么 还 要 装 设 零 序 过 电 压 保 护 ?根 据 电 力 设 备 过 电 压 保 护 设 计 技 术规程 SDJ 7-79， 对 于 直 接 接 地 系 统 的 全 绝 缘 变 压 器 ， 内 过 电 压 计 算 一 般 为 3(最高 运 行 相电 压 )。 当 电 力 网 中 失 去 接 地 中 性 点 并 且 发 生 弧 光 接 地 时 ， 过 电 压 值 可 达 到 3.0， 因此 一 般 不会 使 变 压 器 中 性 点 绝 缘 受 到 损 害 ； 但 在 个 别 情 况 下 ， 弧 光 接 地 过 电
36、 压 值 可 达 到 3.5， 如 持 续时 间 过 长 ， 仍 有 损 坏 变 压 器 的 危 险 。 由 于 一 分 钟 工 频 耐 压 大 于 等 于 3.0， 所 以 在 3.5电 压 下仍 允 许 一 定 时 间 ， 装 设 零 序 过 电 压 保 护 经 0.5s 延 时 切 除 变 压 器 ， 可 以 防 止 变 压 器 遭受 弧 光接 地 过 电 压 的 损 害 。 其 次 ， 在 非 直 接 接 地 电 力 网 中 ， 切 除 单 相 接 地 空 载 线 路 产 生 的 操 作过 电压 ， 可 能 达 到 4.0 及 以 上 。 电 力 网 中 失 去 接 地 中 性 点 且
37、 单 相 接 地 时 ， 以 0.5s 延 时迅 速 切 除 低压 侧 有 电 源 的 变 压 器 ， 还 可 以 在 某 些 情 况 下 避 免 电 力 设 备 遭 受 上 述 操 作 过 电 压 的 袭 击 。此 外 ，当 电 力 网 中 电 容 电 流 较 大 时 ， 如 不 及 时 切 除 单 相 接 地 故 障 ， 有 发 展 成 相 间 短 路 的 可 能 ，因 此 ，装设零序过电压保护也是需要的。在 电 力 网 存 在 接 地 中 性 点 且 发 生 单 相 接 地 时 ， 零 序 过 电 压 保 护 不 应 动 作 。 动 作 值 应 按 这一 条 件 整 定 。 当 接 地
38、系 数 3 时 ， 故 障 点 零 电 压 小 于 等 于 0.6， 因 此 ， 一 般 可 取 动 作电 压 为180V。 当 实 际 系 统 中 3 时 ， 也 可 取 与 实 际 值 相 对 应 的 低 于 180V 的 整 定 值 。二 、 分 级 绝 缘 的 变 压 器 。 对 于 中 性 点 可 能 接 地 或 不 接 地 运 行 的 变 压 器 ， 中 性 点 有 两 种 接地 方 式 ： 装 设 放 电 间 隙 和 不 装 设 放 电 间 隙 。 这 两 种 接 地 方 式 的 变 压 器 ， 其 零 序 保 护 也 有所 不同。1. 中 性 点 装 设 放 电 间 隙 。 放
39、 电 间 隙 的 选 择 条 件 是 ： 在 一 定 的 值 下 ， 躲 过 单 相 接 地 暂 态电 压 。 一 般 3， 此 时 ， 按 躲 过 单 相 接 地 暂 态 电 压 整 定 的 间 隙 值 ， 能 够 保 护 变 压 器 中 性 点绝缘免遭内过电压的损害，当电力网中失去接地中性点且单相接地时，间隙放电。对 于 中 性 点 装 设 放 电 间 隙 的 变 压 器 ， 要 按 本 规 范 4.0.9 条 的 规 定 装 设 零 序 电 流 保 护 ，用于在中性点接地运行时切除故障。此 外 ， 还 应 当 装 置 零 序 电 流 电 压 保 护 ， 用 于 在 间 隙 放 电 时 及
40、 时 切 除 变 压 器 ， 并 作 为 间 隙的后备，当间隙拒动时用以切除变压器。零 序 电 流 电 压 保 护 由 电 压 和 电 流 元 件 组 成 ， 当 间 隙 放 电 时 ， 电 流 元 件 动 作 ； 拒 动 放 电 时 ，电 压 元 件 动 作 。 电 流 或 电 压 元 件 动 作 后 ， 经 0.5s 时 限 切 除 变 压 器 。零序电压元件的动作值的整定与本条第一款零序过电压保护相同。电 力 装 置 的 继 电 保 护 和 自 动 装 置 设 计 规 范 GB50062-92 条 文 说 明6零 序 电 流 元 件 按 间 隙 放 电 最 小 电 流 整 定 ， 一 般
41、 取 一 次 动 作 电 流 为 100A。采 用 上 述 零 序 电 流 保 护 和 零 序 电 流 电 压 保 护 时 ， 首 先 切 除 中 性 点 接 地 变 压 器 ， 当 电 力 网中 失 去 接 地 中 性 点 时 ， 靠 间 隙 放 电 保 护 变 压 器 中 性 点 绝 缘 ， 经 0.5s 延 时 再 由 零 电流 电 压 保护 切 除 中 性 点 不 接 地 的 变 压 器 。 采 用 这 种 保 护 方 式 ， 好 处 是 比 较 简 单 ， 但 当 间 隙 拒 动 时 ，则靠 零 序 电 流 电 压 保 护 变 压 器 ， 在 0.5s 期 间 内 ， 变 压 器 要
42、 随 内 过 电 压 ， 如 系 间 歇 电 弧接 地 ，一 般 过 电 压 值 可 达 3.0， 个 别 情 况 下 可 达 3.5， 变 压 器 有 遭 受 损 害 的 可 能 性 。2. 中 性 点 不 装 设 放 电 间 隙 。 对 于 中 性 点 不 装 设 放 电 间 隙 的 变 压 器 ， 零 序 保 护 应 首 先 切除 中 性 点 不 接 地 变 压 器 。 此 时 ， 可 能 有 两 种 不 同 的 运 行 方 式 ： 一 是 任 一 组 母 线 上 至 少 有一 台中 性 点 接 地 变 压 器 ， 二 是 一 组 母 线 上 只 有 中 性 点 不 接 地 变 压 器
43、。 对 这 两 种 运 行 方 式 ， 保护 方式也有所不同。当 任 一 组 母 线 上 至 少 有 一 台 中 性 点 接 地 变 压 器 时 ， 零 序 电 流 保 护 也 是 由 两 段 组 成 ， 与 本规 范 4.0.8 条 的 不 同 之 处 ， 是 段 只 带 一 个 时 限 ， 仅 动 作 于 断 开 母 线 联 络 断 路 器 ； 段 设 置两 个 时 限 ， 较 短 者 动 作 于 断 开 母 线 联 络 断 路 器 ， 较 长 者 动 作 于 切 除 中 性 点 接 地 的 变 压 器 ，这点 仍 与 本 规 范 4.0.8 条 相 同 。 此 外 ， 还 要 装 设 零
44、 序 电 流 电 压 保 护 ， 它 在 中 性 点 接 地 变压 器 有零 序 电 流 、 中 性 点 不 接 地 变 压 器 电 压 保 护 ， 它 在 中 性 点 接 地 变 压 器 有 零 序 电 流 、 中 性 点不 接地 变 压 器 没 有 零 序 电 流 和 母 线 上 有 零 序 电 压 的 条 件 下 动 作 ， 经 延 时 动 作 于 切 除 中 性 点 不接 地的 变 压 器 。 零 序 电 流 电 压 保 护 的 时 限 与 零 序 电 流 保 护 段 的 两 个 时 限 相 配 合 ， 以 保 证先 切 除中 性 点 不 接 地 变 压 器 ， 后 切 除 中 性 点
45、 接 地 变 压 器 。 零 序 电 流 段 只 设 置 一 个 时 限 ，而 不 设 置两个时限，是为了避免与零序电流电压保护的时限配合使接线复杂化。当 一 组 母 线 上 只 有 中 性 点 不 接 地 变 压 器 时 ， 为 保 护 首 先 切 除 中 性 点 不 接 地 运 行 的 变 压器，则不能用上述首先断开母线联络断路器的方法。在条文中规定，采用比较简单的办法：反 应 中 性 点 接 地 变 压 器 有 零 序 电 流 ； 中 性 点 不 接 地 变 压 器 没 有 零 序 电 流 和 母 线 上 有 零 序电 压的 零 序 电 流 电 压 保 护 ， 其 动 作 时 限 与 相
46、 邻 元 件 单 相 接 地 保 护 配 合 ； 零 序 电 流 保 护 只 设 置一 段 ，带一个时限，时限与零序电流电压保护配合，以保证首先切除中性点不接地变压器。当 一 组 母 线 上 只 有 中 性 点 不 接 地 变 压 器 时 ， 为 了 尽 快 缩 小 故 障 影 响 范 围 ， 减 少 全 停 的 机会 ， 若 也 采 用 首 先 断 开 母 线 联 络 断 路 器 的 保 护 方 式 ， 则 将 在 约 0.5s 的 时 间 内 ， 使中 性 点 不接 地 变 压 器 遭 受 内 过 电 压 袭 击 ， 这 与 中 性 点 装 设 放 电 间 隙 而 间 隙 拒 动 的 情
47、况 类 似(只 是 后 者机 率 小 一 些 )。 为 设 备 安 全 计 ， 在 条 文 中 没 有 推 荐 采 用 这 种 保 护 方 式 。测 量 母 线 零 序 电 压 的 电 压 元 件 ， 一 般 应 比 零 序 电 流 元 件 灵 敏 ， 但 应 躲 过 可 能 出 现 的 最 大不 平 衡 电 压 ， 一 般 可 取 5V。为 了 测 量 中 性 点 接 地 变 压 器 的 零 序 电 流 ， 各 变 压 器 的 零 序 电 流 电 压 保 护 之 间 有 横 向 联系 ， 这 降 低 了 可 靠 性 ， 已 有 导 致 误 动 作 的 事 例 。 为 消 除 这 一 横 向
48、联 系 ， 可 以 测 量 不 接 地变 压器 负 序 电 流 的 负 序 元 件 ， 代 替 测 量 接 地 变 压 器 零 序 电 流 的 方 式 ， 但 这 种 方 式 尚 无 采 用 者 ，故在修改条文中没有列入。第 4.0.14 条 按 电 力 变 压 器 国 家 标 准 GB 1094-71 第 20 条 “强 迫 油 循 环 风 冷 ， 强 迫油 循 环 水冷 的 变 压 器 ， 当 发 生 事 故 切 除 冷 却 系 统 时 (对 强 油 循 环 风 冷 的 ， 指 停 止 风 扇 及 油 泵 ，强 油 循环 水 冷 的 ， 指 停 止 水 及 油 循 环 )， 在 额 定 负
49、 荷 下 允 许 的 运 行 时 间 ： 当 容 量 为 125MVA 及 以 下时 为 20 分 钟 ， 以 上 时 为 10 分 钟 。 ”按 上 述 规 定 ， 油 面 温 度 尚 未 到 达 75 时 ， 允许 上 升 到 75 ， 在 允 许 的 时 间 内 保 护 装 置 动 作 应 作 用 于 信 号 ； 当 超 过 允 许 的 时 间 时 ， 保 护 装 置 动 作应 作用于跳闸，将变压器断开。按 电 力 变 压 器 国 家 标 准 GB 6541-86 规 定 ， 800kVA 及 以 上 的 变 压 器 ， 应 装 有 压 力释 放 装置 ， 当 内 部 压 力 达 到 0.5 标 准 大 气 压 时 ， 应 可 靠 释 放 压 力 。 当 厂 家 配 套 供 应 压 力 释 放装 置 并有接点引出时，应增加压释放装置作用于信号或动作于跳闸的保护。电 力 装 置 的 继 电 保 护 和 自 动 装 置 设 计 规 范 GB50062-92 条 文 说 明7第 五 章 3 63kV 中 性 点 非 直 接 接 地 电 力 网 中 张 路 的 保 护第 5.0.5 条 本 条 系 对 3 63kV 中 性 点 非 直 接 接 地 电 力 网 中 的 单 相 接 地 故 障 ， 继 电 保护 配 置
