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 電氣設(shè)備繼電保護配置、整定計算

1.一般規(guī)定

(1)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。

(2)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。

(3)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：

1)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。

2)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。

3)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)。

4)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。

(4)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1.2

(5)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。

(6)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。

(7)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：

1)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)。

2)能分別顯示各保護裝置的動作情況。

3)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。

(8)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：

1)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。

(3)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。

(5)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。

2.2 6-35kV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

4 3-10kV電動機的保護

4.1電動機的保護要求

(1)對電壓為3kV及以上的異步電動機和同步電動機的下列故障應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護裝置：

1)定子繞組相間短路;

2)定子繞組單相接地;

3)定子繞組過負荷;

4)定子繞組低電壓;

5)同步電動機失步;

6)同步電動機失磁;

7)同步電動機出現(xiàn)非同步?jīng)_擊電流。

(2)對電動機繞組及引出線的相間短路，裝設(shè)相應(yīng)的保護裝置，應(yīng)符合下列規(guī)定：

1)2MW以下的電動機，宜采用電流速斷保護，保護裝置宜采用兩相式。

2)2MW及以上的電動機，或電流速斷保護靈敏系數(shù)不符合要求的2MW以下電動機,應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護。

3)保護裝置應(yīng)動作于跳閘。對于具有自動滅磁裝置的同步電動機，保護裝置尚應(yīng)動作于滅磁。

(3)對單相接地故障，當接地電流大于5A時，應(yīng)裝設(shè)有選擇性的單相接地保護;當接地電流小于5A時,可裝設(shè)接地檢測裝置;單相接地電流為10A及以上時,保護裝置動作于跳閘;單相接地電流為10A以下時,保護裝置可動作于跳閘或信號。

(4)對電動機的過負荷應(yīng)裝設(shè)過負荷保護，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

1)對生產(chǎn)過程中易發(fā)生過負荷的電動機應(yīng)裝設(shè)過負荷保護。保護裝置應(yīng)根據(jù)負荷特性,帶時限作用于信號或跳閘。

2)起動或自起動困難,需要防止起動或自起動時間過長的電動機,應(yīng)裝設(shè)過負荷保護,保護裝置應(yīng)動作于跳閘。

(5)對母線電壓短時降低或中斷，應(yīng)裝設(shè)電動機低電壓保護，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

1)當電源電壓短時降低或短時中斷后又恢復(fù)時，需要斷開的次要電動機和有備用自動投入機械的電動機，應(yīng)裝設(shè)低電壓保護。

2)根據(jù)生產(chǎn)過程不允許或不需要自起動的電動機，應(yīng)裝設(shè)低電壓保護。

3)在電源電壓長時間消失后須從電力網(wǎng)中自動斷開的電動機，應(yīng)裝設(shè)低電壓保護。

4)保護裝置應(yīng)動作于跳閘。

(6)對同步電動機失步，應(yīng)裝設(shè)失步保護。失步保護帶時限動作，對于重要電動機，動作于再同步控制回路;不能再同步或根據(jù)生產(chǎn)過程不需要再同步的電動機，應(yīng)動作于跳閘。

(7)對同步電動機失磁可引起母線電壓嚴重降低，宜裝設(shè)專用失磁保護。失磁保護應(yīng)帶時限動作于跳閘。

(8)2MW及以上以及不允許非同步?jīng)_擊的同步電動機，應(yīng)裝設(shè)防止電源短時中斷再恢復(fù)時造成非同步?jīng)_擊的保護。

保護裝置應(yīng)確保在電源恢復(fù)前動作。重要電動機的保護裝置，應(yīng)作用于再同步控制回路;不能再同步或根據(jù)生產(chǎn)過程不需要再同步的電動機，保護裝置應(yīng)動作于跳閘

4.2 3-10kV電動機的保護配置

(1)異步電動機：電流速斷保護、過負荷、低電壓保護;2000kW及以上異步電動機設(shè)縱差保護

(2)同步電動機失步保護：

1)同步電動機在運行過程中不可避免地會遇到以下三種失步事故：

a.由于供電電源或與電網(wǎng)的聯(lián)系短暫中斷而導(dǎo)致的"斷電失步"。其危害主要是使同步電動機遭受非同期沖擊。

b.由于供電系統(tǒng)或電網(wǎng)內(nèi)近處短路、振蕩或電動機負荷的大幅度突變，導(dǎo)致電動機失去動態(tài)穩(wěn)定而失步，稱為"帶勵失步"。其危害主要使電動機遭受強烈脈振，產(chǎn)生疲勞效應(yīng)而損壞，甚至引起電氣或機械共振而擴大事故。

c.由于電動機勵磁系統(tǒng)或勵磁電源故障以及某些不正常狀態(tài)，導(dǎo)致電動機失勵或嚴重欠勵，失去靜態(tài)穩(wěn)定而滑出同步，稱為"失勵失步"。其危害主要是導(dǎo)致電動機繞組，尤其是起動繞組的損傷、損壞。

2)當同步電動機不允許非同期沖擊時，宜裝設(shè)防止電源短時中斷再恢復(fù)時造成非同期沖擊的斷電失步保護裝置(每段母線裝一套)。保護裝置可反應(yīng)功率方向、頻率降低、兩段母線同名相電壓相量之間相位比較。保護裝置應(yīng)確保在電源恢復(fù)前動作c重要同步電動機的保護裝置宜作用于再整步控制回路;不能再整步或根據(jù)生產(chǎn)過程不需要再整步的電動機，保護裝置應(yīng)動作于跳閘

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（責任編輯：xy）

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