5.8.3.1 分散式故障记录装置应由故障录波主站和数字数据采集单元(DAU)组成。DAU应将故障记录传送给故障录波主站。 5.8.3.2 故障记录装置应具备外部起动的接入回路,每一DAU应能将起动信息传送给其它DAU。 5.8.3.3 分散式故障记录装置的录波主站容量应能适应该厂站远期扩建的DAU的接入及故障分析处理。 5.8.3.4 故障记录装置应有必要的信号指示灯及告警信号输出接点。 5.8.3.5 故障记录装置应具有软件分析、输出电流、电压、有功、无功、频率、波形和故障测距的数据。 5.8.3.6 故障记录装置与调度端主站的通信宜采用专用数据网传送。 5.8.3.7 故障记录装置的远传功能除应满足数据传送要求外,还应满足: a.能以主动及被动方式、自动及人工方式传送数据。 b.能实现远方起动录波。
c.能实现远方修改定值及有关参数。 5.8.3.8 故障记录装置应能接收外部同步时钟信号(如GPS的IRIG-B时钟同步信号)进行同步的功能,全网故障录波系统的时钟误差应不大于1ms,装置内部时钟24小时误差应不大于±5s。 5.8.3.9 故障记录装置记录的数据输出格式应符合IEC 60255-24标准。
5.8.4 为使调度端能全面、准确、实时地了解系统事故过程中继电保护装置的动作行为,应逐步建立继电保护及故障信息管理系统。 5.8.4.1 继电保护及故障信息管理系统功能要求:
a. 系统能自动直接接收直调厂、站的故障录波信息和继电保护运行信息;
b. 能对直调厂、站的保护装置、故障录波装置进行分类查询、管理和报告提取等操作; c. 能够进行波形分析、相序相量分析、谐波分析、测距、参数修改等; d. 利用双端测距软件准确判断故障点,给出巡线范围;
e. 利用录波信息分析电网运行状态及继电保护装置动作行为,提出分析报告; f. 子站端系统主要是完成数据收集和分类检出等工作,以提供调度端对数据分析的原始数据和事件记录量。 5.8.4.2 故障信息传送原则要求:
a. 全网的故障信息,必须在时间上同步。在每一事件报告中应标定事件发生的时间; b. 传送的所有信息,均应采用标准规约; 6 对相关回路及设备的要求 6.1 二次回路
6.1.1 本节适用于与继电保护和安全自动装置有关的二次回路。 6.1.2 二次回路的工作电压不宜超过250V,最高不应超过500V。 6.1.3 互感器二次回路连接的负荷,不应超过继电保护和安全自动装置工作准确等级所规定的负荷范围。
6.1.4 发电厂和变电所,应采用铜芯的控制电缆和绝缘导线。在绝缘可能受到油浸蚀的地方,应采用耐油绝缘导线。 6.1.5 按机械强度要求,控制电缆或绝缘导线的芯线最小截面,强电控制回路,不应小于1.5mm2,屏、柜内导线的芯线截面应不小于1.0mm2;弱电控制回路,不应小于0.5mm2。 电缆芯线截面的选择还应符合下列要求:
a.电流回路:应使电流互感器的工作准确等级符合继电保护和安全自动装置的要求。无可靠依据时,可按断路器的断流容量确定最大短路电流;
b.电压回路:当全部继电保护和安全自动装置动作时(考虑到电网发展,电压互感器的负荷最大时),电压互感器到继电保护和安全自动装置屏的电缆压降不应超过额定电压的3%; c.操作回路:在最大负荷下,电源引出端到断路器分、合闸线圈的电压降,不应超过额定电压的10%。
6.1.6 安装在干燥房间里的保护屏、柜、开关柜的二次回路,可采用无护层的绝缘导线,在表面经防腐处理的金属屏上直敷布线。
6.1.7 当控制电缆的敷设长度超过制造长度,或由于屏、柜的搬迁而使原有电缆长度不够时,或更换电缆的故障段时,可用焊接法连接电缆(通过大电流的应紧固连接,在连接处应设连接盒),也可经屏上的端子排连接。
6.1.8 控制电缆宜采用多芯电缆,应尽可能减少电缆根数。 在同一根电缆中不宜有不同安装单位的电缆芯。
对双重化保护的电流回路、电压回路、直流电源回路、双跳闸绕组的控制回路等,两套系统不应合用一根多芯电缆。
6.1.9 保护和控制设备的直流电源、交流电流、电压及信号引入回路应采用屏蔽电缆。 6.1.10 在安装各种设备、断路器和隔离开关的连锁接点、端子排和接地线时,应能在不断开3kV及以上一次线的情况下,保证在二次回路端子排上安全地工作。 6.1.11 发电厂和变电所中重要设备和线路的继电保护和自动装置,应有经常监视操作电源的装置。各断路器的跳闸回路,重要设备和线路的断路器合闸回路,以及装有自动重合装置的断路器合闸回路,应装设回路完整性的监视装置。
监视装置可发出光信号或声光信号,或通过自动化系统向远方传送信号。 6.1.12 在可能出现操作过电压的二次回路中,应采取降低操作过电压的措施,例如对电感大的线圈并联消弧回路。 6.1.13 在有振动的地方,应采取防止导线接头松脱和继电器、装置误动作的措施。 6.1.14 屏、柜和屏、柜上设备的前面和后面,应有必要的标志,标明其所属安装单位及用途。屏、柜上的设备,在布置上应使各安装单位分开,不应互相交叉。 6.1.15 试验部件、连接片、切换片,安装中心线离地面不宜低于300mm。 6.1.16 电流互感器的二次回路不宜进行切换。当需要切换时,应采取防止开路的措施。 6.1.17 保护和自动装置均宜采用柜式结构。 6.2 电流互感器及电压互感器 6.2.1 保护用电流互感器的要求 6.2.1.1 保护用电流互感器的准确性能应符合DL/T 866-2004标准的有关规定。 6.2.1.2 电流互感器带实际二次负荷在稳态短路电流下的准确限值系数或励磁特性(含饱和拐点)应能满足所接保护装置动作可靠性的要求。 6.2.1.3 电流互感器在短路电流含有非周期分量的暂态过程中和存在剩磁的条件下,可能使其严重饱和而导致很大的暂态误差。在选择保护用电流互感器时,应根据所用保护装置的特性和暂态饱和可能引起的后果等因素,慎重确定互感器暂态影响的对策。必要时应选择能适应暂态要求的TP类电流互感器,其特性应符合GB 16847标准的要求。如保护装置具有减轻互感器暂态饱和影响的功能,可按保护装置的要求选用适当的电流互感器。
a.330kV及以上系统保护、高压侧为330kV及以上的变压器和300MW及以上的发电机变压器组差动保护用电流互感器宜采用TPY电流互感器。互感器在短路暂态过程中误差应不超过规定值。
b.220kV系统保护、高压侧为220kV的变压器和100MW级~200MW级的发电机变压器组差动保护用电流互感器可采用P类、PR类或PX类电流互感器。互感器可按稳态短路条件进行计算选择,为减轻可能发生的暂态饱和影响宜具有适当暂态系数。220kV系统的暂态系数不宜低于2,100MW级~200MW级机组外部故障的暂态系数不宜低于10。 c.110kV及以下系统保护用电流互感器可采用P类电流互感器。
d.母线保护用电流互感器可按保护装置的要求或按稳态短路条件选用。 6.2.1.4 保护用电流互感器的配置及二次绕组的分配应尽量避免主保护出现死区。按近后备原则配置的两套主保护应分别接入互感器的不同二次绕组。 6.2.2 保护用电压互感器的要求
6.2.2.1 保护用电压互感器应能在电力系统故障时将一次电压准确传变至二次侧,传变误差及暂态响应应符合DL/T 866-2004标准的有关规定。电磁式电压互感器应避免出现铁磁谐振。 6.2.2.2 电压互感器的二次输出额定容量及实际负荷应在保证互感器准确等级的范围内。 6.2.2.3 双断路器接线按近后备原则配备的两套主保护,应分别接入电压互感器的不同二次绕组;对双母线接线按近后备原则配置的两套主保护,可以合用电压互感器的同一二次绕组。 6.2.2.4 电压互感器的一次侧隔离开关断开后,其二次回路应有防止电压反馈的措施。对电压及功率调节装置的交流电压回路,应采取措施,防止电压互感器一次或二次侧断线时,发生误强励或误调节。 6.2.2.5 在电压互感器二次回路中,除开口三角线圈和另有规定者(例如自动调整励磁装置)外,应装设自动开关或熔断器。接有距离保护时,宜装设自动开关。 6.2.3 互感器的安全接地 6.2.3.1 电流互感器的二次回路必须有且只能有一点接地,一般在端子箱经端子排接地。但对于有几组电流互感器连接在一起的保护装置,如母差保护、各种双断路器主接线的保护等,则应在保护屏上经端子排接地。 6.2.3.2 电压互感器的二次回路只允许有一点接地,接地点宜设在控制室内。独立的、与其它互感器无电联系的电压互感器也可在开关场实现一点接地。为保证接地可靠,各电压互感器的中性线不得接有可能断开的开关或熔断器等。 6.2.3.3 已在控制室一点接地的电压互感器二次线圈,必要时,可在开关场将二次线圈中性点经放电间隙或氧化锌阀片接地,应经常维护检查防止出现两点接地的情况。 6.2.3.4 来自电压互感器二次的四根开关场引出线中的零线和电压互感器三次的两根开关场引出线中的N线必须分开,不得共用。 6.2.4 电子式互感器 6.2.4.1 数字式保护可采用低电平输出的电子式互感器,如采用磁-光效应、空心线圈或带铁心线圈等低电平输出的电子式电流互感器,采用电-光效应或分压原理等低电平输出的电子式电压互感器。电子式互感器的额定参数、准确等级和有关性能应符合IEC 60044-7和IEC 60044-8标准的要求。 6.2.4.2 电子式互感器一般采用数字量输出。数字量输出的格式及通信协议应符合有关国际标准。
6.3 直流电源
6.3.1 继电保护和安全自动装置的直流电源,电压纹波系数应不大于2%,最低电压不低于额定电压的85%,最高电压不高于额定电压的110%。
6.3.2 对装置的直流熔断器或自动开关及相关回路配置的基本要求应不出现寄生回路,并增强保护功能的冗余度。 6.3.2.1 装置电源的直流熔断器或自动开关的配置应满足如下要求:
a.采用近后备原则,装置双重化配置时,两套装置应有不同的电源供电,并分别设有专用的直流熔断器或自动开关。
b.由一套装置控制多组断路器(例如母线保护、变压器差动保护、发电机差动保护、各种双断路器接线方式的线路保护等)时,保护装置与每一断路器的操作回路应分别由专用的直流熔断器或自动开关供电。
c.有两组跳闸线圈的断路器,其每一跳闸回路应分别由专用的直流熔断器或自动开关供电。 d.单断路器接线的线路保护装置可与断路器操作回路合用直流熔断器或自动开关,也可分别使用独立的直流熔断器或自动开关。
e.采用远后备原则配置保护时,其所有保护装置,以及断路器操作回路等,可仅由一组直流熔断器或自动开关供电。 6.3.2.2 信号回路应由专用的直流熔断器或自动开关供电,不得与其他回路混用。
6.3.3 由不同熔断器或自动开关供电的两套保护装置的直流逻辑回路间不允许有任何电的联系。 6.3.4 每一套独立的保护装置应设有直流电源消失的报警回路。
6.3.5 上、下级直流熔断器或自动开关之间应有选择性。 6.4 保护与厂站自动化系统的配合及接口
6.4.1 应用于厂站自动化系统中的数字式保护装置功能应相对独立,并应具有数字通信接口能与厂站自动化系统通信,具体要求如下:
a.数字式保护装置及其出口回路应不依赖于厂、站自动化系统能独立运行;
b.数字式保护装置逻辑判断回路所需的各种输入量应直接接入保护装置,不宜经厂、站自动化系统及其通信网转接;
6.4.2 与厂、站自动化系统通信的数字式保护装置应能送出或接收以下类型的信息: a.装置的识别信息、安装位置信息;
b.开关量输入(例如断路器位置、保护投入压板等); c.异常信号(包括装置本身的异常和外部回路的异常); d.故障信息(故障记录、内部逻辑量的事件顺序记录); e.模拟量测量值;
f.装置的定值及定值区号;
g.自动化系统的有关控制信息和断路器跳合闸命令、时钟对时命令等。
6.4.3 数字式保护装置与厂、站自动化系统的通信协议应符合DL/T 667标准的规定。
厂站内的继电保护信息应能传送至调度端。可在厂、站自动化系统站控层设置继电保护工作站,实现对保护装置信息管理的功能。 6.5 电磁兼容
6.5.1 发电厂和变电所的电磁环境
继电保护和安全自动装置应满足有关电磁兼容标准,使其能承受所在发电厂和变电所内下列电磁干扰引起的后果:
a) 高压电路开、合操作或绝缘击穿、闪络引起的高频暂态电流和电压; b) 故障电流引起的地电位升高和高频暂态; c) 雷击脉冲引起的地电位升高和高频暂态; d) 工频磁场对电子设备的干扰;
e) 低压电路开、合操作引起的电快速瞬变; f) 静电放电;
g) 无线电发射装置产生的电磁场。
上述各项干扰电平与变电所电压等级、发射源与感受设备的相对位置、接地网特性、外壳和电缆屏蔽特性及接地方式等因素有关,应根据干扰的具体特点和数值适当确定设备的抗扰度要求和采取必要的减缓措施。 6.5.2 装置的抗扰度要求
保护和安全自动装置与外部电磁环境的特定界面接口称为端口,见图1,含电源端口、输入端口、输出端口、通信端口、外壳端口和功能接地端口。装置各端口对有关的电磁干扰如射频电磁场及其引起的传导干扰、快速瞬变、1MHz脉冲群、浪涌、静电放电、直流中断和工频干扰等的抗扰度要求,应符合IEC 60255-26标准及有关国家标准的要求,装置对各类电磁干扰的抗扰度试验标准参见附录B表B.1~B.5。 6.5.3 电磁干扰的减缓措施 6.5.3.1 应根据电磁环境的具体情况,采用接地、屏蔽、限幅、隔离及适当布线等措施,以减缓电磁干扰,满足保护设备的抗扰度要求。 6.5.3.2 为人身和设备安全及电磁兼容要求,在发电厂和变电所的开关场内及建筑物外,应设置符合有关标准要求的直接接地网。对继电保护及有关设备,为减缓高频电磁干扰的耦合,应在有关场所设置符合下列要求的等电位接地网。 a)装设静态保护和控制装置的屏柜地面下宜用截面不小于100mm2的接地铜排直接连接构成等电位接地母线。接地母线应首末可靠连接成环网,并用截面不小于50mm2、不少于4根铜排与厂、站的接地网直接连接。
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