南方电网220kV变压器保护技术规范正本Word文档格式.docx

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1范围

本规范适用于高、中压侧采用双母线、双母线双分段或双母线带旁路接线、低压侧采用双分支单母分段接线等接线形式的三相三绕组变压器，其他接线方式形式接线的三相三绕组变压器或自耦变压器可参照执行。

2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/T14598.300-2008

微机变压器保护装置通用技术条件

DL/T478-2010

继电保护和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/T5136-2001

火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程

DL/T5218-2005

220kV～220kV变电所设计技术规程

Q/CSG10011-2005

中国南方电网220kV~500kV变电站电气技术导则

3总则

3.1本标准旨在规范220kV变压器保护配置原则、功能要求、技术要求、组屏（柜）方案和二次回路设计要求，提高继电保护设备制造及设计的标准化，为继电保护的管理和运行维护创造有利条件，提升继电保护运行管理水平。

3.2220kV变压器保护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。

3.3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。

4保护配置

4.1配置原则

4.1.1双重化配置两套主、后一体的电气量保护,根据变压器的技术条件配置一套本体非电量保护。

4.1.2220kV断路器的失灵电流判别及三相不一致须由独立的断路器辅助保护完成时，配置一套220kV断路器辅助保护。

4.2主保护配置

4.2.1配置纵联差动保护，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。

4.2.2配置差电流速断保护，动作后跳开变压器各侧断路器。

4.3高压侧后备保护配置

4.3.1配置二段复压过流保护，复合电压元件应采集各侧电压按“或门”开放。

a）I段带一时限，方向元件可投退，带方向时方向指向变压器，动作后跳开变压器各侧断路器；

b）II段带一时限，不带方向，动作后跳开变压器各侧断路器。

4.3.2配置一段相间和接地阻抗保护，带一时限，方向指向变压器，是否经振荡闭锁可投退，动作后跳开变压器各侧断路器。

4.3.3配置二段定时限零序过流保护。

a）Ⅰ段带二时限，方向元件可投退、方向指向可整定。

b）Ⅱ段带一时限，不带方向，动作后跳开变压器各侧断路器。

4.3.4配置中性点间隙零序过流和零序过电压保护，动作后延时跳开变压器各侧断路器。

4.3.5配置高压侧定时限过负荷保护，一时限动作于信号。

4.3.6配置一段过负荷启动风冷保护，一时限启动风冷。

4.3.7配置高压侧断路器辅助保护（可选）

a）失灵电流判别须在间隔内完成时，配置断路器失灵启动功能。

b）采用非三相机械联动断路器时，配置断路器三相不一致保护，保护动作延时跳开变压器高压侧断路器。

4.4中压侧后备保护配置

4.4.1配置二段复合电压启动的过电流保护。

a）Ⅰ段带三时限，方向元件可投退、方向指向可整定。

b）Ⅱ段带三时限，不带方向。

4.4.2配置一段相间和接地阻抗保护，带三时限，方向指向中压侧母线。

4.4.3配置二段零序过流保护。

a）Ⅰ段带三时限，方向可投退，带方向时方向指向中压侧母线。

b）Ⅱ段带三个时限，不带方向。

4.4.4配置中性点间隙零序电流和零序过电压保护，动作后延时跳开变压器各侧断路器。

4.4.5配置中压侧定时限过负荷保护，一时限动作于信号。

4.5低压侧后备保护

4.5.1配置两段复合电压启动（可投退）的过电流保护，每段三个时限。

4.5.2可选配电流闭锁式10kV简易母线快速保护段，设一段一时限。

4.5.3配置过负荷保护，双分支接线应判和电流，延时动作于信号。

4.5.4配置零序过电压保护，延时动作于信号。

零序过电压保护宜采用外接零序电压，也可采用自产零序电压，但此时须经PT断线闭锁。

5保护功能

5.1变压器电气量保护

5.1.1功能配置

a）纵联差动保护；

b）差动电流速断保护；

c）高压侧阻抗后备保护；

d）高压侧过流保护（包括复压过流和零序过流）；

e）高压侧中性点间隙零序过流、零序过电压保护；

f）高压侧过负荷保护；

g）中压侧阻抗后备保护；

h）中压侧过流保护（包括复压过流和零序过流）；

i）中压侧中性点间隙零序电流、零序过电压保护；

j）中压侧过负荷保护；

k）低压侧复压过流保护；

l）低压侧过负荷保护。

5.1.2模拟量输入

5.1.2.1交流电流回路

1）高压侧电流Iha、Ihb、Ihc；

2）高压侧零序电流Ih0；

3）高压侧间隙电流Ihj；

4）中压侧电流Ima、Imb、Imc；

5）中压侧零序电流Im0；

6）中压侧间隙电流Imj；

7）低压1分支电流Ila1、Ilb1、Ilc1；

8）低压2分支电流Ila2、Ilb2、Ilc2；

5.1.2.2交流电压回路

1）高压侧电压Uha、Uhb、Uhc、Uh0；

2）中压侧电压Uma、Umb、Umc、Um0；

3）低压1分支电压Ula1、Ulb1、Ulc1、3Ul01；

4）低压2分支电压Ula2、Ulb2、Ulc2、3Ul02。

5.1.3开关量输入

a）保护功能投入

1）差动保护投入；

2）高压侧阻抗保护投入；

3）高压侧复压过流保护投入；

4）高压侧间隙保护投入；

（该功能压板同时投退间隙零序电流和零序过电压）

5）高压侧电压投入；

6）中压侧阻抗保护投入；

7）中压侧复压过流保护投入；

8）中压侧间隙保护投入；

9）中压侧电压投入；

10）低压分支1后备保护投入；

11）低压分支1电压投入；

12）低压分支1简易母线保护投入

13）低压分支2后备保护投入；

14）低压分支2电压投入；

15）低压分支2简易母线保护投入；

16）保护检修投入。

b）其他开关量输入

1）闭锁低压侧分支1简易母线保护开入；

2）闭锁低压侧分支2简易母线保护开入；

3）分段1断路器合位开入（取自断路器辅助接点）；

4）分段2断路器合位开入（取自断路器辅助接点）；

5）信号复归；

6）启动打印（可选）。

5.1.4开关量输出

a）保护跳闸出口

1）跳高压侧断路器（2组）；

2）跳高压侧母联（1组）；

3）跳高压侧分段（2组）；

4）跳高压侧旁路（2组，可选）

5）跳中压侧断路器（2组）；

6）跳中压侧母联（1组）；

7）跳中压侧分段1（1组）；

8）跳中压侧分段2（1组）；

9）跳中压侧旁路（1组，可选）

10）闭锁中压侧母联（分段）自投（3组）；

11）跳低压分支1（1组）；

12）跳低压分支1分段（1组）；

13）跳低压分支2（1组）；

14）跳低压分支2分段（1组）；

15）闭锁低压分支1备自投（1组）；

16）闭锁低压分支2备自投（1组）。

b）启动高压侧失灵保护

1）启动失灵保护（2组）；

2）解除失灵保护电压闭锁（2组）；

c）过负荷闭锁有载调压（2组：

一常开、一常闭）；

d）过负荷启动风冷（3组：

按相分别开出一副接点）；

e）备用出口：

跳闸备用（4组）。

f）信号接点输出

1）保护动作（3组：

1组保持，2组不保持）；

2）过负荷（2组不保持）；

3）保护运行异常信号（含CT断线、PT断线等，2组不保持）；

4）保护装置故障告警（2组不保持）。

注：

a）～b）项应配置出口压板。

5.2非电量保护

非电量保护

5.2.1开关量输入

a）本体保护

1）非电量延时跳闸开入

2）本体重瓦斯；

3）有载调压重瓦斯；

（可选）

4）本体压力释放；

5）本体油压突变；

6）高压侧断路器失灵联跳三侧；

7）本体油面温度高（高值）；

8）本体绕组温度高（高值）；

9）本体轻瓦斯；

10）有载调压轻瓦斯（可选）；

11）本体油位异常；

12）有载调压油位异常（可选）；

13）本体油面温度高（低值）；

14）本体绕组温度高（低值）；

15）油流停止（可选）；

16）冷却器全停；

17）有载调压压力释放（可选）；

18）调压油面温度（可选）；

19）调压绕组温度（可选）。

b）其他开关量

1）信号复归；

2）跳闸型非电量1～8投入；

（配置压板）

3）保护检修投入；

4）启动打印（可选）。

5.2.2开关量输出

1）跳高压侧断路器（4组）；

2）跳中压侧断路器（2组）；

3）跳低压侧分支1断路器（1组）；

4）跳低压侧分支2断路器（1组）；

5）跳闸备用（4组）。

1）～4）项应配置出口压板。

b）信号接点输出

1）各项非电量保护动作（2组）；

2）保护运行异常信号（2组不保持）；

3）保护装置故障告警（2组不保持）。

5.3220kV断路器辅助保护（可选）

5.3.1功能配置

a）失灵启动；

b）三相不一致保护。

5.3.2模拟量输入：

Ia、Ib、Ic。

5.3.3开关量输入：

a）保护检修投入；

b）保护动作启动失灵开入；

c）断路器三相不一致组合位置开入；

d）信号复归；

e）启动打印（可选）。

5.3.4开关量输出：

a）三相不一致保护跳闸（2组）；

b）失灵启动接点（2组）；

c）失灵联切三侧接点（1组）；

d）解除电压闭锁接点（2组）；

e）保护动作信号（3组：

f）保护运行异常告警（含CT断线等，2组不保持）；

g）保护装置故障告警信号（2组不保持）。

a）～c）项应配置出口压板。

6技术要求

6.1基本要求

6.1.1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，并闭锁可能误动作的保护。

6.1.2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。

6.1.3变压器保护应能在保护范围内，各种运行方式下发生金属性和非金属性的各种故障时，都能正确动作，保护范围外发生故障时不应误动作。

6.2差动保护技术要求

a）具有防止励磁涌流引起保护误动的功能，应能躲过励磁涌流和外部短路产生的不平衡电流，在变压器过励磁时不应误动；

b）具有防止区外故障保护误动的制动特性；

c）具有差动速断功能，且不经CT断线闭锁；

d）电流采用“Y形接线”接入保护装置，其相位和电流补偿应由保护装置软件实现；

e）各组交流电流回路的输入应相互独立并与CT一一对应。

f）具有CT断线告警功能，应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；

该控制字选择闭锁时，差电流大于等于1.2倍额定电流开放差动保护，小于1.2倍闭锁差动保护。

g）具有差流越限告警功能。

h）CT饱和检测时间应不大于5ms。

i）具有自动校正各侧电压等级不同和CT变比不同带来的幅值不平衡。

6.3阻抗保护技术要求

a）具有PT断线闭锁功能，并发出PT断线告警信号，电压切换时不误动；

b）阻抗保护应设置独立的电流启动元件。

c）采用方向阻抗继电器。

6.4（复压闭锁）过流保护技术要求

a）高（中）压侧复压元件（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。

b）具有PT断线告警功能。

本侧PT断线或者本侧电压退出后，该侧复压闭锁过流保护受其他侧复压元件控制；

低压侧PT断线或者本侧电压退出后，本侧（或本分支）复压闭锁过流保护不经复压元件控制。

6.5零序过流（方向）保护技术要求

a）高、中压侧零序方向过流保护方向元件采用本侧自产零序电压、自产零序电流；

b）自耦变压器的高、中压侧零序过流保护测量元件采用本侧自产零序电流，其他变压器采用中性点零序电流；

c）自耦变压器公共绕组零序电流保护测量元件宜采用自产零序电流；

d）具有PT断线告警功能，PT断线后，本侧零序方向过流保护退出方向。

6.6中性点间隙零序电流保护和零序过电压保护技术要求

a）零序电压应取PT开口三角电压；

b）间隙零序电流取中性点间隙专用CT；

c）间隙零序电流和零序过电压的时间元件分别设置，间隙零序过电压元件单独经较短延时T1出口；

变压器间隙零序过流和零序过电压元件组成“或门”逻辑，经较长延时T2出口。

6.710kV简易母线保护技术要求

a）配置一段过电流保护，电流和时间定值可整定；

b）经本段母线上10kV出线保护动作闭锁；

c）分段断路器在合位时，退出简易母线保护；

d）可通过独立的功能压板投退此保护。

6.8非电量保护技术要求

a）非电量保护动作应有动作报告；

b）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；

c）用于三相变压器的非电量保护装置的输入量不少于15路，其中用于跳闸的输入量不少于8路。

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采用直跳。

6.9220kV断路器辅助保护技术要求

6.9.1失灵启动技术要求

a）失灵电流判别元件采用相电流、零序电流和负序电流按“或”逻辑构成；

b）外部保护跳闸接点动作，且失灵电流判别元件动作，启动失灵；

c）失灵启动出口设两时限，一时限动作于启动失灵和解除复合电压闭锁，二时限动作于失灵联跳三侧（仅用于独立220kV断路器失灵屏不能按间隔区分失灵的情况）。

6.9.2三相不一致保护技术要求

a）当断路器某相断开，出现非全相运行时，经设定的延时跳开三相；

b）三相不一致由断路器位置组合接点启动，并经独立的、可整定的零序、负序电流元件闭锁。

零序和负序电流按“或”逻辑组成闭锁元件。

c）三相不一致保护动作不起动失灵保护。

6.10对操作箱的相关技术要求如下

6.10.1两组操作电源的直流空气开关应设在操作箱所在屏（柜）内，不设两组操作电源切换回路。

6.10.2操作箱应设有断路器合闸位置、跳闸位置和电源指示灯。

6.10.3操作箱的防跳功能应方便利用端子接线取消。

6.10.4合闸回路与跳闸位置监视的连接应便于断开，端子按合闸回路与跳闸位置监视依次排列；

跳闸回路与合闸位置监视应固定连接，端子按跳闸回路与合闸位置监视依次排列。

6.10.5操作箱串接在跳、合闸回路中的断路器机构压力接点前后应引上端子，方便取消。

6.10.6应具有合后接点和手跳接点提供给备自投装置。

6.10.7出口继电器TJR（启动失灵不启动重合）、TJQ（启动失灵启动重合）、TJF（不启动失灵不启动重合）、STJ（手跳）及SHJ（手合）的起动电压不宜低于直流额定电压的55%，不高于70%，启动功率不小于5W。

6.10.8启动TJR、TJQ、TJF的跳闸回路不应启动STJ。

6.10.9位置继电器监视分合闸回路，满足分合闸线圈正常运行时端电压不大于额定值的5%。

6.10.10断路器跳（合）闸线圈的出口触点控制回路，必须设有串连自保持的继电器回路，保证跳（合）闸出口继电器的触点不断弧及断路器可靠跳、合闸。

6.10.11对于单出口继电器，可以在出口继电器跳（合）闸触点回路串入电流自保持线圈，并满足如下要求：

a）自保持电流不应大于额定跳（合）闸电流的50%，线圈压降小于额定值的5%；

b）出口继电器的电压起动线圈与电流自保持线圈的相互极性关系正确；

c）电流与电压线圈间的耐压水平不低于交流1000V、1min的试验标准（出厂试验应为交流2000V、1min）；

d）电流自保持线圈接在出口触点与断路器控制回路之间。

6.10.12操作箱应具备以下回路：

a）与测控配合；

b）手合、手跳；

c）至合闸线圈；

（当用于分相操作断路器时为分相至合闸线圈）

d）至第一组跳闸线圈；

（当用于分相操作断路器时为分相至第一组跳闸线圈）

e）至第二组跳闸线圈；

（当用于分相操作断路器时为分相至第二组跳闸线圈）

f）跳闸位置监视回路（1组）；

（当用于分相操作断路器时为分相跳闸位置监视回路）

g）合闸位置监视回路（2组）（当用于分相操作断路器时为分相合闸位置监视回路）

h）保护三相跳闸输入（2组：

启动失灵TJR）；

i）保护三相跳闸输入（2组：

不启动失灵TJF）；

j）压力闭锁回路；

k）防跳回路；

l）保护三跳启动失灵接点输出（配出口压板）；

m）与安全自动装置配合的断路器位置接点；

n）手跳、永跳（TJR、TJF）至故障录波接点；

o）手跳至安全自动装置接点；

p）合后至安全自动装置接点；

q）事故跳闸接点；

r）断路器三相位置不一致接点；

（仅用于分相操作断路器）

s）跳合闸位置接点；

t）一、二组控制回路断线信号；

u）一、二组电源消失信号；

v）直流电源监视；

w）备用中间继电器；

x）电压切换回路。

6.11 对电压切换装置的技术要求

6.11.1 电压切换回路采用保持继电器的接点。

6.11.2 切换继电器同时动作信号，应采用保持继电器接点；

切换继电器回路断线或直流消失信号，应采用隔离开关常开接点启动的不保持继电器接点。

6.11.3 电压切换回路应有运行方式指示灯。

6.11.4电压切换箱应具有以下回路：

a）隔离开关位置开入；

b）切换继电器同时动作信号；

c）切换继电器回路断线信号。

7二次回路要求

7.1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。

7.2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。

7.3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。

对于双母线接线的两套保护还应分别使用各自的电压切换回路。

对于电压互感器绕组不满足的情况，两套保护共用同一绕组时，仍应分别使用各自的电压切换回路。

7.4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。

7.5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。

7.6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。

7.7每套电气量保护跳闸启动高压侧失灵出口宜对应启动一套断路器失灵保护。

7.8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。

7.9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。

7.10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。

7.11优先使用断路器机构本体的防跳回路。

7.12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。

8对相关设备及回路的要求

8.1对电流互感器和电压互感器的要求

8.1.1对电流互感器的要求

8.1.1.1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。

8.1.1.2220kV变压器保护宜采用5P级电流互感器。

8.1.2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。

8.2对断路器的要求

8.2.1220kV断路器应具备双跳闸线圈。

8.2.2新建变电站采用敞开式配电装置时，主变220kV进线、母联、分段应选用三相机械联动的断路器。

8.2.3非机械联动断路器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。

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