电力设备保护规范

电力设备保护规范一、概述

电力设备保护规范是确保电力系统安全稳定运行的重要技术文件，旨在通过科学的设计、合理的配置和有效的管理，防止设备因过载、短路、过电压等故障而损坏，保障电力供应的连续性和可靠性。本规范涵盖电力设备保护的基本原则、保护装置配置、运行维护及故障处理等方面，适用于各类发电、输电、配电及用电场所的电力设备保护工作。

二、电力设备保护的基本原则

（一）可靠性原则

1.保护装置应能在规定的故障条件下正确动作，避免误动和拒动。

2.选择高可靠性元件和器件，确保长期稳定运行。

3.定期进行检测和试验，验证保护装置的性能。

（二）选择性原则

1.故障发生时，保护装置应优先切除故障点，减少对非故障区域的影响。

2.设置多级保护，确保故障定位的准确性。

3.避免相邻保护装置动作范围重叠，防止扩大停电范围。

（三）灵敏性原则

1.保护装置应能检测到微小故障电流或电压，确保快速响应。

2.根据设备特性调整保护定值，提高故障识别能力。

3.在最小故障电流下仍能可靠动作。

（四）速动性原则

1.保护装置应尽快切除故障，减少设备损坏和系统冲击。

2.优化保护装置的响应时间，控制在毫秒级范围内。

3.避免因保护动作延迟导致的设备过热或进一步损坏。

三、保护装置配置

（一）发电设备保护配置

1.主保护：配置差动保护，用于检测发电机内部短路故障。

(1)差动电流互感器变比选择应匹配发电机额定电流。

(2)设置比率制动特性，防止区外故障误动。

2.后备保护：配置过流保护和零序保护，用于外部故障时的后备切除。

(1)过流保护定值应大于正常负荷电流。

(2)零序保护用于检测接地故障。

（二）输电线路保护配置

1.主保护：配置距离保护，用于检测线路相间短路。

(1)距离保护分段设置，确保选择性。

(2)采用方向性判别，防止反方向故障误动。

2.后备保护：配置过流保护和重合闸功能，用于故障切除后的快速恢复。

(1)过流保护定值应考虑线路末端故障电流。

(2)重合闸应设置防跳功能，避免多次重合。

（三）配电设备保护配置

1.箱式变电站保护：配置过流、短路保护及漏电保护。

(1)过流保护采用定时限或反时限特性。

(2)漏电保护用于人身安全防护。

2.电缆线路保护：配置差动保护和过流保护。

(1)差动保护适用于长距离电缆。

(2)过流保护定值应考虑电缆载流量。

四、运行维护及故障处理

（一）运行维护

1.定期检查保护装置的运行状态，包括信号灯、显示屏及仪表指示。

(1)检查交流电源电压是否正常。

(2)测试出口继电器动作是否可靠。

2.每年进行一次保护装置的校验，确保定值准确。

(1)使用标准校验仪器进行测试。

(2)记录校验数据并存档。

（二）故障处理

1.故障诊断步骤：

(1)观察保护装置动作信号及系统告警信息。

(2)检查故障录波数据，分析故障类型。

(3)测试保护装置的输入输出信号，判断是否为装置故障。

2.常见故障处理方法：

(1)误动：检查定值配置是否错误，调整后重新整定。

(2)拒动：检查电源及信号回路，排除接触不良或接线错误。

(3)动作延迟：优化保护算法或更换响应速度更快的元件。

五、总结

电力设备保护规范的实施需结合实际运行环境和技术要求，通过科学的配置和严格的维护，确保电力系统的安全稳定。在日常管理中，应加强人员培训，提高故障处理能力，以应对突发故障，降低设备损坏风险。

一、概述

电力设备保护规范是确保电力系统安全稳定运行的重要技术文件，旨在通过科学的设计、合理的配置和有效的管理，防止设备因过载、短路、过电压、欠电压、接地故障等异常或故障状态而损坏，保障电力供应的连续性和可靠性，同时保护人身安全。本规范涵盖电力设备保护的基本原则、保护装置配置、运行维护、故障处理及安全注意事项等方面，适用于各类发电、输电、配电及用电场所的电力设备保护工作。其核心目标是实现快速、准确、可靠地切除故障或抑制异常，使系统尽快恢复正常或进入安全状态。

二、电力设备保护的基本原则

（一）可靠性原则

1.高可靠性要求：保护装置本身及其所依赖的硬件（如继电器、传感器、通信模块）和软件（如逻辑算法、定值整定）必须具有高可靠性，能够在规定的使用环境和时间范围内稳定工作。应选用经过验证、具有良好声誉制造商的产品。

2.正确动作保证：在规定的故障条件下（如预期最大故障电流、故障类型、发生位置），保护装置必须能够可靠地发出跳闸或信号命令；同时，在非故障条件下（如正常负荷、区外故障、操作过电压等），必须可靠地不动作（防止误动）。

3.长期稳定性：保护装置应能在各种环境因素（如温度、湿度、电磁干扰）影响下保持性能稳定，避免因环境变化导致误动或拒动。

4.定期检测与维护：建立完善的定期检测制度，包括外观检查、功能测试、定值核对等，确保保护装置始终处于良好状态。

（二）选择性原则

1.故障隔离：当故障发生时，保护装置应能准确地判断故障位置，并优先切除故障点，将故障影响限制在最小范围内，尽量减少对非故障区域和系统其他部分的影响。

2.多级保护配合：在分层分布的保护体系中（如发电机保护、变压器保护、线路保护），应合理设置各级保护的动作逻辑和定值，确保上一级保护在下一级保护拒动或整定值不够时能够可靠动作，实现后备保护功能。

3.避免越级动作：通过合理的定值整定和方向判别（如适用），防止相邻或上级保护在区外故障时错误动作，导致不必要的停电。

（三）灵敏性原则

1.故障检测能力：保护装置必须能够对其保护范围内可能发生的最轻微故障（通常是设备能承受的最低故障电流或最灵敏的故障类型）做出反应，并可靠地动作。

2.定值优化：根据被保护设备的特性、系统运行方式的变化以及经验数据，合理整定保护装置的启动值、动作时限等参数，确保在最小故障条件下也能被有效检测。

3.输入信号精度：确保电流互感器（CT）、电压互感器（PT）的精度级合适，并能准确传输故障信号给保护装置，避免因信号衰减或误差导致保护装置无法正确判断。

（四）速动性原则

1.快速切除故障：保护装置应尽可能快地检测到故障并发出跳闸命令，以减少短路电流通过设备的时间，从而限制设备的发热和电动力损伤，降低事故扩大的风险。

2.缩短故障持续时间：快速的故障切除有助于尽快恢复系统的稳定运行，减少停电造成的损失。对于某些设备（如发电机、变压器），过长的故障时间可能导致设备永久性损坏。

3.响应时间控制：保护装置的固有动作时间（从故障发生到发出跳闸命令的时间）应尽可能短，通常要求在毫秒级，具体时间取决于保护类型、系统电压等级和设备重要性。

三、保护装置配置

（一）发电设备保护配置

1.主保护：

发电机差动保护：

(1)配置目的：主要用于检测发电机内部（如定子绕组、转子绕组）的相间短路故障，动作速度快，是发电机最基本、最重要的保护。

(2)原理说明：比较发电机两侧（或某相区内）的电流大小和相位，正常时基本平衡，故障时出现差值。

(3)配置要点：

a.选用合适的电流互感器变比，确保正常运行和区内故障时差动电流在制动绕组和差动绕组的额定范围内。

b.设置差动电流速断保护作为差动保护的后备，用于区外故障或差动保护自身故障时的快速切除（通常按躲过外部最大故障电流整定）。

c.考虑设置比率制动特性，以防止区外故障时由于CT饱和或励磁电流变化引起的差动电流误动。制动系数的选择需经过计算和校验。

d.定期进行差动保护试验，包括差动电流测试、制动电流测试、CT极性检查等。

发电机匝间保护（横差保护）：

(1)配置目的：用于检测发电机定子绕组的单相匝间短路故障。

(2)原理说明：利用发电机中性点或引出线的电流互感器检测匝间故障产生的零序或负序分量电流。

(3)配置要点：

a.根据发电机结构（星形接法是否有中性点引出）选择合适的配置方式。

b.定值整定需考虑正常运行的励磁电流和负荷电流影响。

c.可采用基于电压差或电流差的原理实现。

2.后备保护：

发电机过流保护：

(1)配置目的：作为主保护的后备，用于检测发电机外部短路或内部故障经主保护拒动后的过电流。

(2)原理说明：检测发电机相电流或三相不平衡电流是否超过预设定值。

(3)配置要点：

a.采用反时限特性，正常负荷时不应动作，故障电流越大，动作时间越短。

b.定值应大于发电机额定电流，并考虑外部短路时的最大预期电流。

c.可配合低电压启动，以提高在系统失压情况下的动作可靠性。

发电机接地保护：

(1)配置目的：用于检测发电机外壳或绕组对地（外壳接地或中性点接地）的绝缘故障。

(2)原理说明：检测发电机中性点或机壳处的零序电流或零序电压。

(3)配置要点：

a.对于大容量发电机，通常采用零序电流保护（经零序CT或零序电压互感器检测）。

b.对于小容量发电机，可采用零序电压保护（检测机壳相对地电压）。

c.定值需根据发电机接地方式（工作接地、保护接地）和允许的接地电流确定。

3.其他保护：根据发电机类型和容量，可能还需配置：

(1)失磁保护：检测发电机失去励磁电流的情况，防止发电机失步或过速。

(2)过负荷保护：检测发电机长时间过负荷情况，发出告警或跳闸（通常跳主断路器）。

(3)逆功率保护：检测发电机运行在电动机状态（如调相运行时），防止原动机（如汽轮机）超速。

（二）输电线路保护配置

1.主保护：

距离保护（阻抗保护）：

(1)配置目的：用于检测输电线路的相间短路故障，并根据故障点到保护安装点的距离（阻抗）自动调整动作时限，实现有选择性的跳闸。

(2)原理说明：根据故障时线路上的电压和电流计算故障点的阻抗，与整定的阻抗范围进行比较。距离越远，故障阻抗越大，保护动作时限越长。

(3)配置要点：

a.通常采用分段的原理，将线路划分为若干区段，每个区段设置对应距离保护。

b.设置方向元件，防止反方向故障误动。

c.需要精确的线路参数（电阻、电抗）和系统阻抗图进行整定计算。

d.考虑系统运行方式变化（如并列运行、解列运行）对保护整定值的影响，进行校验。

e.应设置整定切换逻辑，确保在不同运行方式下保护定值正确。

f.对于架空线路，需考虑电晕的影响；对于电缆线路，需考虑电容电流的影响。

(4)常见类型：

i.阻抗继电器：基于向量比较原理，有方向性。

ii.距离继电器：采用滤波器等手段区分故障分量，提高抗干扰能力。

2.后备保护：

过流保护：

(1)配置目的：作为距离保护的后备，用于检测区外故障时的过电流，或作为距离保护拒动时的后备。

(2)原理说明：检测线路电流是否超过预设定值。

(3)配置要点：

a.通常采用带时限的反时限特性，动作时限比距离保护长。

b.定值应大于正常最大负荷电流，并考虑区外故障时的最大预期电流。

c.可采用瞬时或短时限过流保护作为辅助后备。

零序保护：

(1)配置目的：用于检测输电线路的接地故障（单相接地或两相接地）。

(2)原理说明：检测线路零序电流或零序电压。

(3)配置要点：

a.在中性点直接接地系统中，主要用于切除单相接地故障（瞬时或带时限）。

b.在中性点不接地或经消弧线圈接地的系统中，用于检测接地故障，并根据情况决定是否跳闸或只发告警。

c.零序电流保护通常采用带时限的反时限特性。

3.辅助保护：

(1)重合闸装置：

(1)配置目的：用于在输电线路因瞬时性故障（如雷击、鸟害）跳闸后，自动进行一次或多次重合，恢复供电，提高供电可靠性。

(2)原理说明：在线路跳闸后，经过一段延时，检查线路是否已恢复正常，若恢复正常则合闸，否则再次跳闸或放弃。

(3)配置要点：

a.必须与线路保护相配合，在线路保护拒动或区外故障时不应重合。

b.应设置防止多次重合的逻辑（如“三次重合闸”）。

c.需考虑线路故障后的恢复时间（熄弧时间、去游离时间）。

d.应具备防止重合于永久性故障导致保护再次动作和设备损坏的闭锁措施。

e.应设置同期检查功能（对于需要电压同步的重合闸）。

(2)自动低电压退出重合闸：

(1)配置目的：防止在系统电压严重下降时重合闸，避免对系统造成冲击或导致重合失败。

(2)原理说明：当系统电压低于设定低电压定值时，闭锁重合闸装置。

（三）配电设备保护配置

1.箱式变电站（箱变）保护：

进线断路器保护：

(1)配置目的：保护箱变进线侧的电缆、开关设备免受过电流、短路的损坏。

(2)原理说明：通常采用综合保护装置，集成了过流、短路、漏电等功能。

(3)配置要点：

a.过流保护：可采用瞬时、短时限（如0.5s或1s）或反时限特性，定值按躲过变压器额定电流或计算的最大负荷电流整定。

b.短路保护（速断）：用于快速切除近端短路故障，定值按躲过CT饱和电流整定。

c.漏电保护（RCD或GFCI）：用于检测相线对地的人身触电或设备漏电故障，提供人身电击防护，动作电流通常选用30mA或100mA等。

d.根据需要可配置接地故障保护（零序保护）。

内部设备保护（如变压器）：

(1)对于内置的变压器，通常配置：

i.瓦斯保护：检测变压器内部发生严重故障（如绕组烧毁、铁芯故障）产生的气体，发出告警或跳闸。

ii.温度保护：监测变压器油温或绕组温度，超限时发告警或跳闸。

2.电缆线路保护：

电缆线路过流保护：

(1)配置目的：保护电缆线路及其连接的设备免受过电流和短路的损坏。

(2)原理说明：检测电缆线路上的电流是否超过预设定值。

(3)配置要点：

a.通常采用反时限特性，以适应电缆载流量随温度变化的特性。

b.定值应大于电缆长期允许载流量，并考虑同时运行的电缆数量和系统可能出现的最大故障电流。

c.对于短距离、小容量的电缆，有时可采用熔断器作为保护。

差动保护（针对长距离或重要电缆）：

(1)配置目的：提高长距离电缆线路内部故障的检测速度和可靠性。

(2)原理说明：比较电缆首末端的电流，正常时基本平衡，故障时出现差值。

(3)配置要点：

a.需要两端CT和差动继电器配合。

b.需要考虑电缆线路的电容电流补偿。

3.电动机保护（通常作为配电系统的一部分）：

过负荷保护：

(1)配置目的：防止电动机因长时间过载而损坏。

(2)原理说明：检测电动机电流是否超过额定电流。

(3)配置要点：

a.通常采用反时限特性，动作时限应大于电动机允许的过载持续时间。

b.对于启动电流较大的电动机，需配合启动逻辑，避免在启动过程中误动。

短路保护（速断）：

(1)配置目的：快速切除电动机端部的短路故障。

(2)原理说明：检测电动机端部的短路电流。

(3)配置要点：

a.定值应按躲过电动机启动（冲击）电流整定，通常取电动机额定电流的6-8倍。

b.动作时限通常为0.1-0.2秒。

堵转保护（零序保护）：

(1)配置目的：检测电动机堵转情况（如负载卡死），此时电流很大，可能损坏电动机。

(2)原理说明：检测电动机的零序电流。

(3)配置要点：

a.定值较高，略大于额定电流。

b.动作时限较短，防止长时间堵转过热。

四、运行维护及故障处理

（一）运行维护

1.日常巡视检查：

项目清单：

(1)检查保护装置本体及二次回路接线是否牢固、有无松动或破损。

(2)观察保护装置面板指示灯、数码管或液晶屏显示是否正常，有无告警信号。

(3)检查保护装置的交流电源电压和直流电源电压是否在允许范围内。

(4)检查端子排是否有过热、变色现象。

(5)检查环境条件（温度、湿度、清洁度）是否符合要求，有无积水、灰尘或电磁干扰源。

2.定期检测与试验：

项目清单：

(1)外观与功能检查：每年至少一次，检查装置运行状态、指示灯、信号等。

(2)定值核对：每年至少一次，在停电或试验时，将保护装置的整定值与定值单进行核对，确认无误。

(3)动作试验：根据保护重要性和运行需要进行，可分部分或全部进行模拟试验（如直流跳闸试验、信号试验），验证跳闸回路和信号回路是否正常。

(4)交流回路检查：定期检查CT二次回路、PT二次回路，核对变比、极性，检查电压质量。

(5)辅助装置检查：检查同期装置、通信接口、打印机等辅助设备的运行情况。

(6)传动试验：在设备检修后或新装置投运前，进行保护装置与断路器、隔离开关的联动试验，确保传动机构灵活可靠。

3.记录与文档管理：

建立完善的保护装置运行维护记录，包括巡视记录、试验记录、定值变更记录、故障处理记录等。

保持定值单、试验报告、说明书等文档的完整性和准确性，并按规定归档。

（二）故障处理

1.故障诊断步骤：

(1)初步判断：接到故障报告后，首先查看保护装置动作信号、断路器跳闸位置、系统告警信息等，初步判断故障性质（如保护动作情况、跳闸相别、故障类型指示等）。

(2)信息收集：查阅相关运行记录、试验报告，了解设备近期运行状况和维护历史。如有条件，调阅故障录波报告，分析故障波形，判断故障类型、起始时间、发展过程和清除时间。

(3)现场检查：在确保安全的前提下，对保护装置本体、二次回路、CT/PT安装位置、电缆线路等进行外观检查，查找明显的故障点（如烧焦气味、冒烟、放电痕迹、接线松动等）。

(4)回路测试：使用万用表、兆欧表等工具，测试保护装置的电源、信号回路、跳闸回路，判断是否存在开路、短路或接触不良问题。

(5)模拟试验验证：对于怀疑保护装置本身故障的情况，可在检修时进行模拟量输入测试、定值传动试验，或使用专用测试仪器进行功能验证。

2.常见故障处理方法：

(1)保护误动：

原因分析：检查定值是否被误整定或误修改；检查CT/PT二次回路是否存在干扰或感应电压；检查保护装置本身是否存在故障或受外界干扰；检查系统是否存在非故障情况下的异常工况（如操作过电压）。

处理措施：核对并恢复正确的定值；检查并处理回路故障；退出或更换可疑保护装置；分析系统异常工况并采取措施。

(2)保护拒动：

原因分析：检查故障时保护装置的输入量（电流、电压）是否足够；检查保护装置本身是否存在故障（如元件损坏、软件错误）；检查定值是否整定不当或未投运；检查跳闸回路（断路器控制回路、闭锁回路）是否存在开路、短路或接触不良；检查直流电源是否正常。

处理措施：复核定值和投运状态；检查并处理保护装置故障；检查并修复跳闸回路；检查直流电源；必要时进行传动试验确认。

(3)保护装置异常告警：

原因分析：可能是交流电源异常、直流电源异常、通信中断、内部自检发现异常、插件松动或故障等。

处理措施：根据告警信息判断原因，检查相关电源、通信线路、插件等；对于非严重告警，可尝试复位或更换插件；对于无法自行恢复的告警，应立即处理或停用该装置。

3.安全注意事项：

(1)处理故障前，必须严格执行工作票制度和操作票制度，确认已获得授权并履行相应审批手续。

(2)必须使用合格的绝缘工具和防护用品，确保人身安全。

(3)在带电设备上进行工作时，必须采取可靠的绝缘隔离和防触电措施，必要时设专人监护。

(4)处理故障时，应首先确保设备安全，避免扩大事故。在条件允许时，尽量先隔离故障点，再进行详细检查和处理。

(5)故障处理完毕后，应认真总结经验教训，完善保护配置和运行维护措施。

五、总结

电力设备保护规范的实施是保障电力系统安全稳定运行的基础。科学合理的保护配置、严格的运行维护以及高效的故障处理能力是确保规范有效性的关键。在实际工作中，应结合具体设备和系统的特点，不断完善保护策略，加强人员培训，利用先进的检测手段和信息技术，提升保护系统的可靠性、灵敏性和速动性，为实现安全、可靠、高效的电力供应提供坚实的技术支撑。

一、概述

电力设备保护规范是确保电力系统安全稳定运行的重要技术文件，旨在通过科学的设计、合理的配置和有效的管理，防止设备因过载、短路、过电压等故障而损坏，保障电力供应的连续性和可靠性。本规范涵盖电力设备保护的基本原则、保护装置配置、运行维护及故障处理等方面，适用于各类发电、输电、配电及用电场所的电力设备保护工作。

二、电力设备保护的基本原则

（一）可靠性原则

1.保护装置应能在规定的故障条件下正确动作，避免误动和拒动。

2.选择高可靠性元件和器件，确保长期稳定运行。

3.定期进行检测和试验，验证保护装置的性能。

（二）选择性原则

1.故障发生时，保护装置应优先切除故障点，减少对非故障区域的影响。

2.设置多级保护，确保故障定位的准确性。

3.避免相邻保护装置动作范围重叠，防止扩大停电范围。

（三）灵敏性原则

1.保护装置应能检测到微小故障电流或电压，确保快速响应。

2.根据设备特性调整保护定值，提高故障识别能力。

3.在最小故障电流下仍能可靠动作。

（四）速动性原则

1.保护装置应尽快切除故障，减少设备损坏和系统冲击。

2.优化保护装置的响应时间，控制在毫秒级范围内。

3.避免因保护动作延迟导致的设备过热或进一步损坏。

三、保护装置配置

（一）发电设备保护配置

1.主保护：配置差动保护，用于检测发电机内部短路故障。

(1)差动电流互感器变比选择应匹配发电机额定电流。

(2)设置比率制动特性，防止区外故障误动。

2.后备保护：配置过流保护和零序保护，用于外部故障时的后备切除。

(1)过流保护定值应大于正常负荷电流。

(2)零序保护用于检测接地故障。

（二）输电线路保护配置

1.主保护：配置距离保护，用于检测线路相间短路。

(1)距离保护分段设置，确保选择性。

(2)采用方向性判别，防止反方向故障误动。

2.后备保护：配置过流保护和重合闸功能，用于故障切除后的快速恢复。

(1)过流保护定值应考虑线路末端故障电流。

(2)重合闸应设置防跳功能，避免多次重合。

（三）配电设备保护配置

1.箱式变电站保护：配置过流、短路保护及漏电保护。

(1)过流保护采用定时限或反时限特性。

(2)漏电保护用于人身安全防护。

2.电缆线路保护：配置差动保护和过流保护。

(1)差动保护适用于长距离电缆。

(2)过流保护定值应考虑电缆载流量。

四、运行维护及故障处理

（一）运行维护

1.定期检查保护装置的运行状态，包括信号灯、显示屏及仪表指示。

(1)检查交流电源电压是否正常。

(2)测试出口继电器动作是否可靠。

2.每年进行一次保护装置的校验，确保定值准确。

(1)使用标准校验仪器进行测试。

(2)记录校验数据并存档。

（二）故障处理

1.故障诊断步骤：

(1)观察保护装置动作信号及系统告警信息。

(2)检查故障录波数据，分析故障类型。

(3)测试保护装置的输入输出信号，判断是否为装置故障。

2.常见故障处理方法：

(1)误动：检查定值配置是否错误，调整后重新整定。

(2)拒动：检查电源及信号回路，排除接触不良或接线错误。

(3)动作延迟：优化保护算法或更换响应速度更快的元件。

五、总结

电力设备保护规范的实施需结合实际运行环境和技术要求，通过科学的配置和严格的维护，确保电力系统的安全稳定。在日常管理中，应加强人员培训，提高故障处理能力，以应对突发故障，降低设备损坏风险。

一、概述

电力设备保护规范是确保电力系统安全稳定运行的重要技术文件，旨在通过科学的设计、合理的配置和有效的管理，防止设备因过载、短路、过电压、欠电压、接地故障等异常或故障状态而损坏，保障电力供应的连续性和可靠性，同时保护人身安全。本规范涵盖电力设备保护的基本原则、保护装置配置、运行维护、故障处理及安全注意事项等方面，适用于各类发电、输电、配电及用电场所的电力设备保护工作。其核心目标是实现快速、准确、可靠地切除故障或抑制异常，使系统尽快恢复正常或进入安全状态。

二、电力设备保护的基本原则

（一）可靠性原则

1.高可靠性要求：保护装置本身及其所依赖的硬件（如继电器、传感器、通信模块）和软件（如逻辑算法、定值整定）必须具有高可靠性，能够在规定的使用环境和时间范围内稳定工作。应选用经过验证、具有良好声誉制造商的产品。

2.正确动作保证：在规定的故障条件下（如预期最大故障电流、故障类型、发生位置），保护装置必须能够可靠地发出跳闸或信号命令；同时，在非故障条件下（如正常负荷、区外故障、操作过电压等），必须可靠地不动作（防止误动）。

3.长期稳定性：保护装置应能在各种环境因素（如温度、湿度、电磁干扰）影响下保持性能稳定，避免因环境变化导致误动或拒动。

4.定期检测与维护：建立完善的定期检测制度，包括外观检查、功能测试、定值核对等，确保保护装置始终处于良好状态。

（二）选择性原则

1.故障隔离：当故障发生时，保护装置应能准确地判断故障位置，并优先切除故障点，将故障影响限制在最小范围内，尽量减少对非故障区域和系统其他部分的影响。

2.多级保护配合：在分层分布的保护体系中（如发电机保护、变压器保护、线路保护），应合理设置各级保护的动作逻辑和定值，确保上一级保护在下一级保护拒动或整定值不够时能够可靠动作，实现后备保护功能。

3.避免越级动作：通过合理的定值整定和方向判别（如适用），防止相邻或上级保护在区外故障时错误动作，导致不必要的停电。

（三）灵敏性原则

1.故障检测能力：保护装置必须能够对其保护范围内可能发生的最轻微故障（通常是设备能承受的最低故障电流或最灵敏的故障类型）做出反应，并可靠地动作。

2.定值优化：根据被保护设备的特性、系统运行方式的变化以及经验数据，合理整定保护装置的启动值、动作时限等参数，确保在最小故障条件下也能被有效检测。

3.输入信号精度：确保电流互感器（CT）、电压互感器（PT）的精度级合适，并能准确传输故障信号给保护装置，避免因信号衰减或误差导致保护装置无法正确判断。

（四）速动性原则

1.快速切除故障：保护装置应尽可能快地检测到故障并发出跳闸命令，以减少短路电流通过设备的时间，从而限制设备的发热和电动力损伤，降低事故扩大的风险。

2.缩短故障持续时间：快速的故障切除有助于尽快恢复系统的稳定运行，减少停电造成的损失。对于某些设备（如发电机、变压器），过长的故障时间可能导致设备永久性损坏。

3.响应时间控制：保护装置的固有动作时间（从故障发生到发出跳闸命令的时间）应尽可能短，通常要求在毫秒级，具体时间取决于保护类型、系统电压等级和设备重要性。

三、保护装置配置

（一）发电设备保护配置

1.主保护：

发电机差动保护：

(1)配置目的：主要用于检测发电机内部（如定子绕组、转子绕组）的相间短路故障，动作速度快，是发电机最基本、最重要的保护。

(2)原理说明：比较发电机两侧（或某相区内）的电流大小和相位，正常时基本平衡，故障时出现差值。

(3)配置要点：

a.选用合适的电流互感器变比，确保正常运行和区内故障时差动电流在制动绕组和差动绕组的额定范围内。

b.设置差动电流速断保护作为差动保护的后备，用于区外故障或差动保护自身故障时的快速切除（通常按躲过外部最大故障电流整定）。

c.考虑设置比率制动特性，以防止区外故障时由于CT饱和或励磁电流变化引起的差动电流误动。制动系数的选择需经过计算和校验。

d.定期进行差动保护试验，包括差动电流测试、制动电流测试、CT极性检查等。

发电机匝间保护（横差保护）：

(1)配置目的：用于检测发电机定子绕组的单相匝间短路故障。

(2)原理说明：利用发电机中性点或引出线的电流互感器检测匝间故障产生的零序或负序分量电流。

(3)配置要点：

a.根据发电机结构（星形接法是否有中性点引出）选择合适的配置方式。

b.定值整定需考虑正常运行的励磁电流和负荷电流影响。

c.可采用基于电压差或电流差的原理实现。

2.后备保护：

发电机过流保护：

(1)配置目的：作为主保护的后备，用于检测发电机外部短路或内部故障经主保护拒动后的过电流。

(2)原理说明：检测发电机相电流或三相不平衡电流是否超过预设定值。

(3)配置要点：

a.采用反时限特性，正常负荷时不应动作，故障电流越大，动作时间越短。

b.定值应大于发电机额定电流，并考虑外部短路时的最大预期电流。

c.可配合低电压启动，以提高在系统失压情况下的动作可靠性。

发电机接地保护：

(1)配置目的：用于检测发电机外壳或绕组对地（外壳接地或中性点接地）的绝缘故障。

(2)原理说明：检测发电机中性点或机壳处的零序电流或零序电压。

(3)配置要点：

a.对于大容量发电机，通常采用零序电流保护（经零序CT或零序电压互感器检测）。

b.对于小容量发电机，可采用零序电压保护（检测机壳相对地电压）。

c.定值需根据发电机接地方式（工作接地、保护接地）和允许的接地电流确定。

3.其他保护：根据发电机类型和容量，可能还需配置：

(1)失磁保护：检测发电机失去励磁电流的情况，防止发电机失步或过速。

(2)过负荷保护：检测发电机长时间过负荷情况，发出告警或跳闸（通常跳主断路器）。

(3)逆功率保护：检测发电机运行在电动机状态（如调相运行时），防止原动机（如汽轮机）超速。

（二）输电线路保护配置

1.主保护：

距离保护（阻抗保护）：

(1)配置目的：用于检测输电线路的相间短路故障，并根据故障点到保护安装点的距离（阻抗）自动调整动作时限，实现有选择性的跳闸。

(2)原理说明：根据故障时线路上的电压和电流计算故障点的阻抗，与整定的阻抗范围进行比较。距离越远，故障阻抗越大，保护动作时限越长。

(3)配置要点：

a.通常采用分段的原理，将线路划分为若干区段，每个区段设置对应距离保护。

b.设置方向元件，防止反方向故障误动。

c.需要精确的线路参数（电阻、电抗）和系统阻抗图进行整定计算。

d.考虑系统运行方式变化（如并列运行、解列运行）对保护整定值的影响，进行校验。

e.应设置整定切换逻辑，确保在不同运行方式下保护定值正确。

f.对于架空线路，需考虑电晕的影响；对于电缆线路，需考虑电容电流的影响。

(4)常见类型：

i.阻抗继电器：基于向量比较原理，有方向性。

ii.距离继电器：采用滤波器等手段区分故障分量，提高抗干扰能力。

2.后备保护：

过流保护：

(1)配置目的：作为距离保护的后备，用于检测区外故障时的过电流，或作为距离保护拒动时的后备。

(2)原理说明：检测线路电流是否超过预设定值。

(3)配置要点：

a.通常采用带时限的反时限特性，动作时限比距离保护长。

b.定值应大于正常最大负荷电流，并考虑区外故障时的最大预期电流。

c.可采用瞬时或短时限过流保护作为辅助后备。

零序保护：

(1)配置目的：用于检测输电线路的接地故障（单相接地或两相接地）。

(2)原理说明：检测线路零序电流或零序电压。

(3)配置要点：

a.在中性点直接接地系统中，主要用于切除单相接地故障（瞬时或带时限）。

b.在中性点不接地或经消弧线圈接地的系统中，用于检测接地故障，并根据情况决定是否跳闸或只发告警。

c.零序电流保护通常采用带时限的反时限特性。

3.辅助保护：

(1)重合闸装置：

(1)配置目的：用于在输电线路因瞬时性故障（如雷击、鸟害）跳闸后，自动进行一次或多次重合，恢复供电，提高供电可靠性。

(2)原理说明：在线路跳闸后，经过一段延时，检查线路是否已恢复正常，若恢复正常则合闸，否则再次跳闸或放弃。

(3)配置要点：

a.必须与线路保护相配合，在线路保护拒动或区外故障时不应重合。

b.应设置防止多次重合的逻辑（如“三次重合闸”）。

c.需考虑线路故障后的恢复时间（熄弧时间、去游离时间）。

d.应具备防止重合于永久性故障导致保护再次动作和设备损坏的闭锁措施。

e.应设置同期检查功能（对于需要电压同步的重合闸）。

(2)自动低电压退出重合闸：

(1)配置目的：防止在系统电压严重下降时重合闸，避免对系统造成冲击或导致重合失败。

(2)原理说明：当系统电压低于设定低电压定值时，闭锁重合闸装置。

（三）配电设备保护配置

1.箱式变电站（箱变）保护：

进线断路器保护：

(1)配置目的：保护箱变进线侧的电缆、开关设备免受过电流、短路的损坏。

(2)原理说明：通常采用综合保护装置，集成了过流、短路、漏电等功能。

(3)配置要点：

a.过流保护：可采用瞬时、短时限（如0.5s或1s）或反时限特性，定值按躲过变压器额定电流或计算的最大负荷电流整定。

b.短路保护（速断）：用于快速切除近端短路故障，定值按躲过CT饱和电流整定。

c.漏电保护（RCD或GFCI）：用于检测相线对地的人身触电或设备漏电故障，提供人身电击防护，动作电流通常选用30mA或100mA等。

d.根据需要可配置接地故障保护（零序保护）。

内部设备保护（如变压器）：

(1)对于内置的变压器，通常配置：

i.瓦斯保护：检测变压器内部发生严重故障（如绕组烧毁、铁芯故障）产生的气体，发出告警或跳闸。

ii.温度保护：监测变压器油温或绕组温度，超限时发告警或跳闸。

2.电缆线路保护：

电缆线路过流保护：

(1)配置目的：保护电缆线路及其连接的设备免受过电流和短路的损坏。

(2)原理说明：检测电缆线路上的电流是否超过预设定值。

(3)配置要点：

a.通常采用反时限特性，以适应电缆载流量随温度变化的特性。

b.定值应大于电缆长期允许载流量，并考虑同时运行的电缆数量和系统可能出现的最大故障电流。

c.对于短距离、小容量的电缆，有时可采用熔断器作为保护。

差动保护（针对长距离或重要电缆）：

(1)配置目的：提高长距离电缆线路内部故障的检测速度和可靠性。

(2)原理说明：比较电缆首末端的电流，正常时基本平衡，故障时出现差值。

(3)配置要点：

a.需要两端CT和差动继电器配合。

b.需要考虑电缆线路的电容电流补偿。

3.电动机保护（通常作为配电系统的一部分）：

过负荷保护：

(1)配置目的：防止电动机因长时间过载而损坏。

(2)原理说明：检测电动机电流是否超过额定电流。

(3)配置要点：

a.通常采用反时限特性，动作时限应大于电动机允许的过载持续时间。

b.对于启动电流较大的电动机，需配合启动逻辑，避免在启动过程中误动。

短路保护（速断）：

(1)配置目的：快速切除电动机端部的短路故障。

(2)原理说明：检测电动机端部的短路电流。

(3)配置要点：

a.定值应按躲过电动机启动（冲击）电流整定，通常取电动机额定电流的6-8倍。

b.动作时限通常为0.1-0.2秒。

堵转保护（零序保护）：

(1)配置目的：检测电动机堵转情况（如负载卡死），此时电流很大，可能损坏电动机。

(2)原理说明：检测电动机的零序电流。

(3)配置要点：

a.定值较高，略大于额定电流。

b.动作时限较短，防止长时间堵转过热。

四、运行维护及故障处理

（一）运行维护

1.日常巡视检查：

项目清单：

(1)检查保护装置本体及二次回路接线是否牢固、有无松动或破损。

(2)观察保护装置面板指示灯、数码管或液晶屏显示是否正常，有无告警信号。

(3)检查保护装置的交流电源电压和直流电源电压是否在允许范围内。

(4)检查端子排是否有过热、变色现象。

(5)检查环境条件（温度、湿度、清洁度）是否符合要求，有无积水、灰尘或电磁干扰源。

2.定期检测与试验：

项目清单：

(1)外观与功能检查：每年至少一次，检查装置运行状态、指示灯、信号等。

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