500kV站用变压器保护技术规范

PAGEII电网500kV站用变压器电网500kV站用变压器保护技术规范PAGEI目次TOC\o"1-1"\h\z\u1 范围 32 规范性引用文件 33 术语和定义 34 总则 35 保护配置 46 保护功能 57 技术要求 78 二次回路 109 配合要求 1010 组屏原则 11附录A站用变变、母差保护CT配置示意图 15附录B动作报告的内容和打印格式要求 16附录C500kV站用变压器硬压板配置表 17附录D保护屏面布置示意图 18附录E保护屏压板配置示意图 20PAGE11电网500kV站用变压器保护技术规范范围本规范中变压器适用于高压侧采用3/2等多断路器接线方式、低压侧采用单分支、单母线接线方式，且低压侧配有断路器的500kV站用变压器，其它接线方式可参照执行。本规范与《XX电网继电保护通用技术规范》一起，构成500kV站用变压器保护的全部技术要求。规范性引用文件下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单或修订版均不适用于本规范。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。GB/T14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程GB/T14598.6-1993电气继电器第十八部分:有或无通用继电器的尺寸GB/T14598.8-2008电气继电器第20部分:保护系统GB14598.27-2008量度继电器和保护装置第27部分：产品安全要求GB/T14598.300-2008微机变压器保护装置通用技术条件GB18657-2002远动设备及系统第5部分:传输规约GB/T191-2008包装储运图示标志DL/T478-2001静态继电保护及安全自动装置通用技术条件DL/T769-2001电力系统微机继电保护技术导则DL/T5218-2005220kV～500kV变电所设计技术规程DL/T5136-2001火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程DL/T720-2000电力系统继电保护柜、屏通用技术条件DL/T667远动设备及系统第5部分：传输规约第103篇：继电保护设备信息接口配套标准（idtIEC60870-5-103）DL/T860变电站通信网络和系统Q/CSG10011-2005中国XX电网220kV～500kV变电站电气技术导则术语和定义500kV站用变压器连接在500kV电压等级上，用于提供站内电源或无功补偿的双绕组小容量三相变压器，简称500kV站用变压器。500kV站用变压器的高压侧中性点接地,低压侧接入10kV或35kV电压等级。总则本规范旨在规范500kV站用变压器保护配置原则、功能要求、技术性能、组屏（柜）方案、端子排设计、压板设置和二次回路设计要求，提高继电保护设备的标准化水平，为继电保护的制造、设计、管理和运行维护工作提供有利条件，提升继电保护运行管理水平。优先通过继电保护装置自身实现相关保护功能，尽可能减少外部输入量，以降低对相关回路和设备的依赖。优化回路设计，在确保可靠实现继电保护功能的前提下，尽可能减少屏（柜）内装置间以及屏（柜）间的连线。保护配置500kV站用变压器保护配置双重化主后一体的电气量保护和一套本体非电量保护。当500kV站用变压器发生故障，高压侧断路器失灵保护灵敏度不足时，应配一套500kV站用变断路器保护，采集变压器高压侧套管CT电流，用于失灵保护。保留原高压侧断路器保护。主保护配置配置纵联差动保护，高压侧采用套管CT。动作后跳开变压器各侧断路器。两套纵联差动宜采用不同原理的励磁涌流判据，其中一套应包含二次谐波制动原理。配置差动电流速断保护，高压侧采用套管CT。动作后跳开变压器各侧断路器。配置Ⅰ段一时限过流速断保护，动作时间可整定，采用高压侧断路器CT。高压侧（500kV侧）后备保护配置高压侧后备保护除过流保护采用高压侧断路器CT，其他均采用套管CT。配置Ⅰ段一时限过流保护，动作时间可整定。配置两段相间及接地方向阻抗保护，Ⅰ段一时限，Ⅱ段一时限。相间、接地及每段阻抗保护可独立投退，固定带3%—5%偏移特性,方向指向变压器。相间阻抗灵敏角固定取85°，接地阻抗灵敏角固定取75°。PT断线闭锁阻抗保护。a)Ⅰ段：跳开变压器各侧断路器，经振荡闭锁；b)Ⅱ段：跳开变压器各侧断路器，是否经振荡闭锁可投退。配置一段一时限复压过流保护。复压过流保护不带方向，经长延时跳开变压器各侧断路器。复压闭锁元件可投退。配置一段一时限定时限零序过流保护,保护不带方向。保护动作后跳开变压器各侧断路器。装置自产零序电流。配置一段不带方向的零序反时限过流保护。采用IEC标准反时限特性，动作后跳开变压器各侧断路器。装置自产零序电流。过励磁保护a)配置一段定时限过励磁保护。基准电压采用高压侧额定相/线电压，保护动作于信号。b)配置一段反时限过励磁保护。基准电压采用高压侧额定相/线电压，与变压器过励磁特性相配合。配置一段一时限过负荷保护。取三相电流，固定延时8s发告警信号。配置一段过负荷启动风冷保护，一时限启动风冷。配置一段过负荷闭锁调压保护，一时限闭锁调压。低压侧（10kV或35kV侧）后备保护a）配置两段二时限过流保护，保护不带方向。I段不经复压闭锁。II段可经复压闭锁，复压闭锁可投退。b）配置一段零序过压保护。外接零序电压大于保护定值时发告警信号。c)配置一段一时限过负荷保护。取三相电流，固定延时8s发告警信号。保护功能500kV站用变压器电气量保护装置功能配置差动电流速断保护；纵联差动保护；高压侧过流速断及过流保护；过励磁保护；高压侧阻抗保护；高压侧过流保护（包括复压过流和零序过流）；零序反时限过流保护；高压侧过负荷保护；低压侧过流保护；低压侧过负荷保护。低压侧零序过压保护；模拟量输入交流电流回路高压侧边断路器电流Iha1、Ihb1、Ihc1；高压侧中断路器电流Iha2、Ihb2、Ihc2；（用于3/2接线）高压侧套管电流Iha、Ihb、Ihc；低压侧断路器电流Ila1、Ilb1、Ilc1；交流电压回路高压侧电压Uha、Uhb、Uhc；低压侧电压Ula1、Ulb1、Ulc1、3Ul01；开关量输入保护功能投入差动保护投入；高压侧过流速断及过流保护投入高压侧后备保护投入（相间、接地阻抗和复压过流）；高压侧零序保护投入；过励磁保护投入；高压侧电压投入；低压侧后备保护投入(过流)；低压侧电压投入；保护检修投入。其他开关量输入高压侧断路器跳位（判PT断线用，边、中断路器跳闸位置接点TWJ串联，检修转换开关与断路器位置接点并联）；信号复归；启动打印（可选）。开关量输出保护跳闸出口跳高压侧边断路器（1组）；跳高压侧中断路器（1组）；跳低压侧断路器（2组）联跳低压侧补偿装置（2组）启动500kV站用变断路器失灵（1组）闭锁低压备自投（2组）；过负荷闭锁有载调压（2组：1常开、1常闭）；过负荷启动风冷（1组）；备用出口：跳闸备用（4组）。信号接点输出保护动作（3组：1组保持，2组不保持）；过负荷（2组：2组不保持）；保护运行异常信号（含过激磁、CT断线、PT断线等，2组不保持）；保护装置故障告警（2组不保持）。注：a)～e)项应配置出口压板。500kV站用变压器非电量保护装置功能配置非电量保护。开关量输入非电量非电量延时跳闸开入；本体重瓦斯；有载调压重瓦斯（可选）；本体压力释放；本体油压突变；高压侧边断路器失灵联跳各侧；高压侧中断路器失灵联跳各侧；高压侧套管失灵联跳各侧本体油面温度高值1（高值）；本体绕组温度高值1（高值）；本体轻瓦斯；有载调压轻瓦斯（可选）；本体油位异常；有载调压油位异常（可选）；本体油面温度高值2（低值）；本体绕组温度高值2（低值）；油流停止（可选）冷却器全停；有载调压压力释放（可选）；调压油面温度（可选）；调压绕组温度（可选）。其它开关量信号复归；跳闸型非电量1～10投入（配置压板）；保护检修投入；启动打印（可选）。开关量输出保护跳闸出口跳高压侧边断路器（2组）；跳高压侧中断路器（2组）；跳低压侧断路器（2组）；联跳低压侧补偿装置（2组）；跳闸备用（4组）。注：1)～4)项应配置出口压板。信号接点输出各项非电量保护动作（2组）；保护运行异常信号（2组不保持）；保护装置故障告警（2组不保持）。500kV站用变断路器保护（基本功能，装置本身可配置其他功能）功能配置失灵保护；模拟量输入：：Ia、Ib、Ic；（高压侧套管CT电流）Ua、Ub、Uc；开关量输入：a)保护检修投入；b)保护动作启动失灵开入（三相跳闸输入）；d)信号复归；e)启动打印（可选）。开关量输出：保护分相跳闸4组；失灵保护出口13组＋1组备用；保护动作信号3组：1组保持（可选），2组不保持；失灵动作信号3组：1组保持（可选），2组不保持；保护运行异常告警（含PT、CT断线等）2组不保持；保护装置故障告警信号2组不保持。注：a)～b)项应配置出口压板。技术要求基本要求保护装置在电压互感器二次回路一相、两相或三相同时断线、失压时，应发出告警信号，并闭锁可能误动的保护。在电流互感器暂态过程中以及饱和情况下,保护应能正确动作。变压器保护在保护范围内，各种运行方式下发生金属性和非金属性的各种故障时，应能正确动作；保护范围外发生故障时不应误动作。500kV站用变压器保护技术要求差动保护技术要求具有差动速断功能，且不经CT断线闭锁；具有励磁涌流判别功能，变压器出现励磁涌流时应能可靠闭锁差动保护；在变压器过励磁时不应误动作；具有可整定的电流门槛和防止保护误动的比率制动特性；保护装置接入的各侧电流采用星形接线，各侧星—角矢量变换和电流平衡系数的折算由保护装置软件自动实现，并具有自动校正因各侧CT变比不匹配引起的不平衡电流的功能。具有CT断线告警功能，并能通过控制字选择是否闭锁差动保护。该控制字选择不闭锁时，开放差动保护；控制字选择闭锁时，差电流大于等于1.2倍额定电流时开放差动保护，小于1.2倍额定电流时闭锁差动保护。具有差流越限告警功能。CT饱和检测时间应不大于5ms。保护整组动作时间（含出口继电器时间）：差动速断大于等于2倍定值动作时间不大于20ms；比率差动保护大于等于2倍整定值时应不大于30ms。过励磁保护技术要求三相均过励磁时出口；可通过控制字选择是否跳闸。阻抗保护技术要求具有PT断线闭锁功能，并发出PT断线告警信号，电压切换时不应误动；应设置独立的电流启动元件；采用方向阻抗继电器。（复压）过流保护技术要求复压元件（负序相电压和相间电压）由各侧电压经“或门”构成；低压侧复压元件取本侧（或本分支）电压。具有PT断线告警功能。高压侧PT断线或电压退出后，该侧复压过流保护受低压侧复压元件控制；当高、低压侧电压均PT断线或电压退出后，高压侧复压过流保护不经复压元件控制；低压侧PT断线或电压退出后，本侧复压过流保护不经复压元件控制。零序电流保护反时限特性采用IEC标准反时限特性曲线。t(3I0)=（Ip为电流基准值，对应“零序反时限电流”定值；TP为时间常数，对应“零序反时限时间”定值；3I0为短路时实际零序电流)。保护启动计时门槛为零序电流大于1.1倍基准值（即3I0>1.1IP），启动延时不超过5ms，当累计时间大于90s时，只告警不跳闸，并闭锁保护该项功能。保护出口经1.1倍基准值电流把关。保护采用瞬时返回特性，返回电流不低于0.95IP，返回延时不超过10ms。零序电流发生变化时，保护装置应能根据电流的变化采用积分算法调整保护动作时间。零序反时限动作时间应按反时限曲线计算，不应截取或设置其它动作时间。过流速断及过流保护技术要求设置一段相电流过流速断保护，过流速断保护延时可整定。设置一段相电流过流保护，过流保护延时可整定。过流速断和过流保护经压板和控制字投退。非电量保护技术要求非电量保护动作应有动作报告；非电量应有一路经非电量保护装置延时出口，其余跳闸型非电量保护和失灵联跳均采用直跳。作用于跳闸的非电量保护采用大功率继电器，启动功率应大于5W，动作电压在额定直流电源电压的55%～70%范围内，额定直流电源电压下动作时间为20ms～35ms，应具有抗220V工频干扰电压的能力；单相变压器的非电量应按相输入，作用于跳闸的非电量保护三相共用一个功能压板；单相变压器的非电量保护装置的开入量每相不少于18路，其中用于跳闸的开入量不少于10路。用于三相变压器的非电量保护装置的开入量不少于15路，其中用于跳闸的开入量不少于8路。500kV站用变断路器保护技术要求失灵保护采用三相起动，设置一个三相跳闸开入。三相启动应由能瞬时返回的保护三相跳闸出口接点与相电流元件或零、负序电流元件和低功率因数元件串联组成。失灵保护起动回路的电流判别元件和低功率因数判别元件在故障切除后的返回时间应小于20ms。保护屏（柜）上不设失灵功能投退及失灵开入压板，需要投退保护的失灵启动回路时，通过投退相应保护屏（柜）上各自的启动失灵压板实现。三相跳闸接点开入后不经电流突变量或零序电流启动元件开放失灵保护出口正电源；失灵保护动作经母差保护出口时，应给每套母差保护分别提供两组输出接点。母差失灵出口宜经30ms延时，以提高失灵回路抗干扰的能力，防止母差失灵误动作。断路器失灵保护应远跳线路对侧或站用变其它侧断路器，远跳线路对侧时应采用两个独立的传输通道传送跳闸命令。断路器失灵保护应瞬时分相动作于高压侧断路器的两组跳闸线圈跳闸，经Ⅰ段延时三跳高压侧断路器，经Ⅱ段延时跳开相邻断路器。二次回路基本要求双重化配置的两套保护，每套完整、独立的保护装置应能处理可能发生的所有类型的故障。两套保护之间不应有任何电气联系，充分考虑到运行和检修时的安全性，当一套保护退出时不应影响另一套保护的运行。双重化配置的两套保护的电流回路、电压回路、直流电源和跳闸回路相互独立。双重化配置的每套保护电压应分别取自电压互感器的不同绕组。双重化配置的每套保护电流应分别取自电流互感器的不同绕组。双重化配置的每套保护应分别动作于断路器的一组跳闸线圈。单套配置的保护出口跳闸应同时作用于断路器的两组跳闸线圈。对于非三相机械联动的断路器，操作箱应采用分相合闸出口分别接入断路器机构的各相合闸回路。操作箱跳闸位置状态的监视，应串联断路器辅助动断触点后接入合闸回路，监视其完整性。当断路器操动机构本体配置了相应的压力闭锁回路时，应取消串接在操作箱跳合闸控制回路中的压力接点。优先使用断路器机构本体的防跳回路。对于装置间不经附加判据直接启动跳闸的开入量，应经抗干扰继电器重动后开入；抗干扰继电器的启动功率应大于5W，动作电压在额定直流电源电压的55%～70%范围内，额定直流电源电压下动作时间为20ms～35ms，应具有抗220V工频电压干扰的能力。500kV站用变压器保护非电量保护和断路器三相不一致保护动作不启动断路器失灵保护。500kV站用变压器高压侧过流速断和过流保护采用高压侧断路器CT，500kV站用变压器差动保护和后备保护采用高压侧套管CT。500kV站用变断路器保护对于线变串，断路器失灵保护动作后，应经双重化保护通道向线路对侧每套过电压及远跳保护发送远跳信号。断路器失灵保护动作后，应分别向两套母差保护各提供两副点，经母差保护跳开母线所连断路器。500kV站用变压器高压侧断路器失灵时，应向变压器非电量保护提供一副接点，经非电量保护跳开变压器各侧断路器。500kV站用变断路器保护采用高压侧套管CT，与500kV站用变压器保护不宜共用CT绕组。配合要求对电流互感器和电压互感器的要求对电流互感器的要求保护用电流互感器的配置及二次绕组的分配应避免出现保护死区，同时又要尽可能减轻电流互感器本身故障时所产生的影响。高压侧断路器CT宜采用TPY级CT。高、低压侧CT变比的选取应满足保护精确工作范围及准确度的要求。对电压互感器的要求新建或改造电压互感器时，应为双重化配置的两套保护提供不同的二次绕组。对断路器的要求500kV断路器应具备双跳闸线圈。断路器本体应配置防跳回路。非机械联动断路器本体应配置一套三相不一致保护，本体三相不一致保护动作时间应在0.5s~4.0s范围内可整定；三相不一致保护动作信号应自保持，并引至端子排；三相不一致保护动作后应由不同继电器的接点分别跳断路器的两个跳闸线圈。合闸回路采用第一路直流电源。断路器跳、合闸压力异常闭锁功能由断路器本体机构实现，应提供两套完整独立的压力低闭锁跳闸回路，其电源、继电器和二次回路应完全分开，且两组压力闭锁回路直流电源应分别与对应跳闸回路共用一组操作电源；应提供一套完整的压力低禁止合闸回路，应与合闸回路共同采用第一路直流电源。断路器辅助触点与主触头的动作时间差不大于10ms。组屏原则变压器保护两套电气量保护各组一面屏（柜），站用变断路器保护组在第一面屏（柜），非电气量组在第二面屏（柜）。变压器电气量保护组屏方案（A、B屏）：变压器保护A屏：主、后一体化变压器保护1+站用变断路器保护+低压侧操作箱+打印机1。变压器保护B屏：主、后一体化变压器保护2+非电量保护+打印机2。变压器保护屏各装置在屏上的安装位置从上至下依次为：电气量保护（A屏）低压侧三相（单/双跳）操作箱4n；主后一体变压器保护（1n）；站用变断路器保护（3n）；打印机1台。非电气量保护（B屏）主后一体变压器保护（1n）；变压器非电量保护装置5n；打印机1台。编号原则保护装置编号原则编号以同屏内保护装置编号不重复为原则，其定义见表1、2。表1500kV站用变压器保护装置编号原则序号装置类型装置编号屏端子编号1电气量保护1n1D2低压侧操作箱4n4D3非电量保护5n5D4站用变断路器保护3n3D保护端子编号原则端子排编号采用装置编号+回路编号，其定义见表3；表3500kV站用变压器保护柜端子排分段编号原则回路名称端子排编号回路名称端子排编号回路名称端子排编号交流电压*UnD出口回路正端*CD录波信号*LD交流电流*ID出口回路负端*KD监控通信TD直流电源ZD非电量输入*FD交流电源JD强电开入*QD中央信号*XD备用端子BD弱电开入*RD遥信信号*YD注：a）“*”表示与装置编号对应的序号；b）QD含空开下口，对于双跳闸线圈的断路器，Q1D、Q2D分别表示第一组跳闸线圈和第二组跳闸线圈的开入；c）因厂家装置存在差异，对于无对外引接电缆的端子段不做统一要求，例如可以不设置RD段端子。d）出口负端仅用于保护装置出口；操作箱出口不分正端与负端，其CD段跳闸出口按组排列，出口正端与负端之间以空端子隔离。e)*UnD段包含空开前和空开后，即交流电压空开前和空开后都应上端子。端子排的布置变压器电气量保护A屏端子排布置背面左侧自上而下依次排列如下：a)直流电源段ZD；b)低压侧操作箱区1）低压侧操作相关段4QD2）低压侧出口相关段4CD3）低压侧操作箱与保护配合段4PD4）低压侧操作箱信号段4XD5）低压侧操作箱录波段4LDc)失灵保护装置区1）空开前电压段UD；2）交流电压段3UD；3）交流电流段3ID；4）强电开入段3QD；5）弱电开入段3RD；6）出口正端段3CD；7）出口负端段3KD；8）信号段3XD；9）遥信段3YD；10）录波段3LD。d)备用段1BD背面右侧自上而下依次排列如下：a)变压器保护装置区1）交流电压段1U1D（高压侧交流电压空开前和空开后）；2）交流电压段1U3D（低压侧交流电压空开前和空开后）；3）交流电流段1I1D；4）交流电流段1I3D；5）强电开入段1QD；6）弱电开入段1RD；6）出口正端段1CD；7）出口负端段1KD；8）信号段1XD；9）遥信段1YD；10）录波段1LD；b)监控通信段TD。c）交流电源段JD；d)备用段2BD。变压器非电气量保护B屏端子排布置背面左侧自上而下依次排列如下a)直流电源段ZDb)非电量保护装置区非电量强电开入段5FD；非电量强电开入段5QD；非电量弱电开入段5RD；非电量出口正端段5CD；非电量出口负端段5KD；非电量信号段5XD；非电量遥信段5YD；非电量录波段5LD。c)备用段1BD背面右侧自上而下依次排列如下a)变压器保护装置区1）交流电压段1U1D（高压侧交流电压空开前和空开后）；2）交流电压段1U3D（低压侧交流电压空开前和空开后）；3）交流电流段1I1D；4）交流电流段1I3D；5）强电开入段1QD；6）出口正端段1CD；7）出口负端段1KD；8）信号段1XD；9）遥信段1YD；10）录波段1LD；b)监控通信段TD。c）交流电源段JD；d)备用段2BD。保护压板、转换开关及按钮的设置保护压板设置变压器压板布置a)变压器电气量保护屏（A屏）压板布置参见附图E.1。b)变压器非电气量保护屏（B屏）压板布置参见附图E.2。按钮设置变压器按钮设置a)变压器电气量保护屏（A屏）