繼電保護及安全自動裝置反事故措施要點介紹

繼電保護及安全自動裝置反事故措施要點介紹第一頁，共六十一頁，2022年，8月28日總的說明部分著重強調(diào)以下幾個問題：無論是運行、基建、設計部門還是制造、科研部門；無論是新建、擴建還是改建工程、技改項目；無論是保護裝置本身還是涉及到其它相關(guān)專業(yè)的部分，均必須執(zhí)行“反措要點”?！胺创胍c”并不是繼電保護、安全自動裝置及其二次回路“反措”的全部內(nèi)容，而僅僅是“要點”，是多年來繼電保護專業(yè)在保證安全運行方面基本經(jīng)驗的匯總，同時也是事故教訓的總結(jié)。在“反措要點”下發(fā)以前制訂的各種規(guī)程、規(guī)定，凡與“反措要點”有沖突的部分，一律按“反措要點”執(zhí)行。第二頁，共六十一頁，2022年，8月28日直流熔斷器及相關(guān)回路配置本部分的基本要求有以下兩點：消除寄生回路，防止由于寄生回路的存在而造成保護裝置誤動。增強保護功能的冗余度，防止在系統(tǒng)發(fā)生故障時由于共用回路的異常而造成保護裝置的拒動。第三頁，共六十一頁，2022年，8月28日直流熔斷器的配置信號回路由專用的直流熔斷器（或小開關(guān)）供電；不得與其它回路混用。對于配有雙套縱聯(lián)保護的線路，每一套縱聯(lián)保護的直流回路應分別由專用的直流熔斷器供電；后備保護的直流回路，可由另一組專用直流熔斷器供電，也可適當?shù)胤峙涞角皟山M直流供電回路中。第四頁，共六十一頁，2022年，8月28日對于有兩組跳閘線圈的斷路器,要求其每一跳閘回路應分別由專用的直流熔斷器供電。當由一組保護裝置控制多組斷路器（如接線、各種橋接線、母差保護、斷路器失靈保護、發(fā)變組保護、變壓器保護以及線路的橫差保護等）時，要求每一組斷路器應分別由專用的直流熔斷器供電；保護裝置由另外的直流熔斷器供電。第五頁，共六十一頁，2022年，8月28日第六頁，共六十一頁，2022年，8月28日第七頁，共六十一頁，2022年，8月28日為保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，繼電保護系統(tǒng)的配置應滿足兩點基本要求：任何電力設備和線路，在任何時候不得處于無繼電保護的狀態(tài)下運行；任何電力設備和線路在運行中，必須在任何時候均由兩套完全獨立的繼電保護裝置分別控制兩臺完全獨立的斷路器實現(xiàn)保護。第八頁，共六十一頁，2022年，8月28日應特別注意所強調(diào)“完全獨立”的含義。利用有兩套保護裝置分別控制兩臺斷路器是為了可靠地實現(xiàn)備用，目的是為了當一套保護裝置或任意一臺斷路器拒絕動作時，能夠由另一套保護裝置或另一臺斷路器動作完全可靠地斷開故障。第九頁，共六十一頁，2022年，8月28日對于低電壓等級的電力網(wǎng)，繼電保護基本是上按照遠后備的原則進行配置，當最鄰近故障元件的斷路器上所配置的繼電保護拒絕動作或斷路器本身拒動時，可由上一級斷路器處的繼電保護裝置動作切除故障。由于兩個變電站的直流系統(tǒng)必定是相互獨立，此時可完全滿足“由兩套完全獨立的繼電保護裝置分別控制兩臺完全獨立的斷路器實現(xiàn)保護。第十頁，共六十一頁，2022年，8月28日對于220級kV以上電壓等級的復雜電力網(wǎng)，通常采用近后備保護為主、遠后備保護為輔的配置方案。即每一個電力元件都配置了兩套相互獨立的繼電保護裝置，當其中一套保護裝置由于某種原因拒動時，可由另一套保護裝置動作于斷路器切除故障；如果發(fā)生故障時繼電保護裝置正確動作，而斷路器拒動，由本站的斷路器失靈保護斷開同一母線上所有其它帶電源的元件，以切除故障點。主保護雙重化和斷路器失靈保護是實現(xiàn)“近后備”原則的必要配置。第十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日在實現(xiàn)近后備的原則下，強調(diào)“完全獨立”便有了十分重要意義。所謂“完全獨立”是指兩者之間不能存在任何公用環(huán)節(jié)，如果存在公用環(huán)節(jié)，哪怕只有一個，則當這個公用環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題時，其后備或稱之為“冗余”的作用便隨之失去。第十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日近后備原則下，兩套保護裝置“完全獨立”的要求：兩套保護裝置本身相互獨立；兩套保護裝置應使用不同的CT二次繞組；兩套保護裝置應使用PT二次繞組（當采用不同的PT二次繞組有困難時，可在PT端子箱處利用保險或小開關(guān)將接到不同保護設備的交流電壓回路分開）；要求（或希望）斷路器配置兩個跳閘線圈，以期互為備用；兩套互為備用的保護裝置電源回路必須分開。第十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日控制電源要分開；保護電電源也要分開；還不能與信號電源共用，控制屏后面哪有那么多的地方裝保險呀?嗨，裝分電屏呀！第十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日華北電力集團公司文件華北電集生[1999]22號關(guān)于印發(fā)110kV及以上變電所直流系統(tǒng)配置和接線方案的通知生部[2000]5號華北電力集團公司部室文件第十五頁，共六十一頁，2022年，8月28日樞紐變電站直流系統(tǒng)應采用兩組蓄電池、三臺充電機的方案每組蓄電池和充電機應分別接于一段直流母線上，第三臺充電裝置（備用充電裝置）可在兩段母線之間切換，任一工作充電裝置退出運行時，手動投入第三臺充電裝置；每組蓄電池的容量按帶全站負荷考慮，兩組直流母線所帶負荷相互獨立；兩段直流母線之間設置聯(lián)絡開關(guān)，直流母線應采用分段運行的方式，正常運行時開關(guān)在斷開位置。當一組蓄電池出現(xiàn)異常或檢修時，合上聯(lián)絡開關(guān)。第十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日控制與保護的直流電源分開方案有兩組跳閘線圈的斷路器，其兩組控制電源應分別接至由不同的直流母線段引下的兩組直流熔斷器或小開關(guān)；兩套主保護裝置的電源也分別接至由不同直流母線段引下的兩組直流熔斷器或小開關(guān)；基本原則：保證在失去一組直流母線時，能由本站可靠地切除故障第十七頁，共六十一頁，2022年，8月28日當斷路器只有一組跳閘線圈時，應按以下原則處理：1）兩套主保護裝置的電源應分別接至由不同直流母線段引下的兩組直流熔斷器或（小開關(guān)）；2）第一套獨立完整的線路保護和斷路器失靈保護及交流電壓切換的直流電源，引自第一段直流母線；3）斷路器的操作電源和第二套獨立完整的線路保護，引自第二段直流母線。信號接至專用的直流熔斷器或小開關(guān)。第十八頁，共六十一頁，2022年，8月28日徹底解決寄生回路的辦法：一、在設計、安裝調(diào)試、改造及現(xiàn)場其它需要改接線的工作中，必須嚴格執(zhí)行反措要點中1.2及1.3條的有關(guān)規(guī)定：

二、在新設備投入、改造等工程的驗收工作中，必須嚴格執(zhí)行反措要點中12.2條的有關(guān)規(guī)定：

第十九頁，共六十一頁，2022年，8月28日反措要點1.2及1.3條中的有關(guān)規(guī)定：每一套獨立的保護裝置，均應有專用于接到直流熔斷器正負極電源的專用端子對，這一套保護的全部直流回路包括跳閘出口繼電器的線圈回路，都必須且只能從這一對專用端子取得直流的正、負電源。不允許一套獨立保護的任一回路（包括跳閘繼電器），接到由另一套獨立保護的專用端子對引入的直流正負電源。如果一套獨立保護的繼電器及回路分裝在不同的保護屏上，同樣也必須只能由同一專用端子對取得直流正、負電源。由不同熔斷器供電或不同專用端子對供電的兩套保護裝置的直流邏輯回路之間不允許有任何電的聯(lián)系，如有需要，必須經(jīng)空接點輸出。

第二十頁，共六十一頁，2022年，8月28日反措要點中12.2條的有關(guān)規(guī)定：在可靠停用相關(guān)運行保護的前提下，對新安裝設備進行各種插拔直流熔斷器的試驗，以確證沒有寄生回路存在。為了防止在回路中存在遺留的寄生回路，在查找直流接地時，仍應斷開直流熔斷器或斷開由專用端子對到直流熔斷器的聯(lián)結(jié)，并在操作前，先停用由該直流熔斷器或由該專用端子對控制的所有保護裝置；在直流回路恢復良好后再恢復保護裝置的運行。第二十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日第二十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日第二十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日儀用互感器及其二次回路

第二十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日交流電流回路、交流電壓回路設置接地點是為了保證人身和設備的安全

第二十五頁，共六十一頁，2022年，8月28日有電氣聯(lián)系的交流電流回路、交流電壓回路只能有一個接地點

反措要點中規(guī)定：8.1電流互感器及電壓互感器的二次回路必須分別有且只能有一點接地。8.3經(jīng)控制室零相小母線(N600)聯(lián)通的幾組電壓互感器二次回路，只應在控制室將N600一點接地，各電壓互感器二次中性點在開關(guān)場的接地點應斷開；為保證接地可靠，各電壓互感器的中性線不得接有可能斷開的開關(guān)或接觸器等。《火力發(fā)電廠、變電所二次接線設計技術(shù)規(guī)定》（NDGJ8—89）中規(guī)定：

電流互感器的二次回路應有一個接地點，宜在配電裝置處經(jīng)端子接地。差動保護裝置與幾組電流互感器連接時，宜在保護屏上經(jīng)端子接地。第二十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日聽說ＣＴ回路兩點接地會導致保護誤動，真有那么懸嗎？第二十七頁，共六十一頁，2022年，8月28日第二十八頁，共六十一頁，2022年，8月28日小伙子：ＰＴ回路兩點接地，是會惹大麻煩的！第二十九頁，共六十一頁，2022年，8月28日第三十頁，共六十一頁，2022年，8月28日第三十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日氧化鋅避雷器“反措要點”中提出：已在控制室一點接地的電壓互感器二次線圈，如認為必要，可以在開關(guān)場將二次線圈中性點經(jīng)放電間隙或氧化鋅閥片接地，其擊穿電壓峰值應大于30Imax伏，Imax為電網(wǎng)接地故障時通過變電所的可能最大接地電流有效值，單位為千安。華北電網(wǎng)貫徹部頒《電力系統(tǒng)繼電保護及安全自動裝置反事故措施要點》實施細則中規(guī)定：“經(jīng)控制室零相小母線(N600)聯(lián)通的幾組電壓互感器二次回路，只能在控制室將N600一點接地，但需要在開關(guān)場將電壓互感器中性點與地之間加裝氧化鋅避雷器”

第三十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日氧化鋅避雷器擊穿電壓的選擇必須同時滿足下述兩個要求：1）足以充任PT二次回路的絕緣保護，即低于對PT二次回路規(guī)定的相應耐壓水平。2）為確保在關(guān)鍵時刻不出現(xiàn)PT二次回路兩點接地，擊穿電壓應大于電網(wǎng)發(fā)生接地故障時可能出現(xiàn)的開關(guān)場兩點地電位差的最大值。第三十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日電壓互感器的二次回路和三次回路必須分開

第三十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日第三十五頁，共六十一頁，2022年，8月28日第三十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日第三十七頁，共六十一頁，2022年，8月28日電壓切換回路為防止繼電保護裝置在二次電壓切換過程中誤動作，對電壓切換回路有如下要求：a．用隔離刀閘輔助接點控制的電壓切換繼電器，應有一付電壓切換繼電器接點作監(jiān)視用；不得在運行中維護刀閘輔助接點。b．檢查并保證在切換過程中，不會產(chǎn)生電壓互感器二次反充電。c．手動進行電壓切換的，應有專用的運行規(guī)程，由運行人員執(zhí)行。d.用隔離刀閘輔助接點控制的切換繼電器，應同時控制可能誤動作的保護的正電源；有處理切換繼電器同時動作與同時不動作等異常情況的專用運行規(guī)程。

第三十八頁，共六十一頁，2022年，8月28日電力系統(tǒng)二次設備的抗干擾問題高壓變電所是一個具有高強度電磁場環(huán)境的特殊地域，安裝在高壓變電所內(nèi)的繼電保護和安全自動裝置不斷受到正常運行情況和某些特殊偶然情況下產(chǎn)生的強電磁場的干擾。在繼電保護和安全自動裝置主要是由具有很高抗電磁干擾能力的電磁型元件組成時，變電所的電磁干擾問題并沒有引起人們的足夠重視。第三十九頁，共六十一頁，2022年，8月28日隨著科學技術(shù)的發(fā)展，半導體元器件越來越多的應用于電力系統(tǒng)繼電保護裝置和安全自動裝置中，以及在電力系統(tǒng)的一些廠站，無屏蔽的塑料電纜替代了原來的鎧裝鉛包電纜，二次回路設備的電磁干擾問題開始暴露，而且在一段時間內(nèi)甚至日趨嚴重，引起了人們的重視，并開始對其進行研究。第四十頁，共六十一頁，2022年，8月28日變電所一次回路強電磁干擾和二次回路本身的電磁干擾，通過感應、傳導和輻射的方式引入到半導體元器件上，當干擾水平超過了裝置邏輯回路和邏輯元件允許的干擾水平時，將引起裝置邏輯回路的紊亂，從而使得整個裝置的工作不正常。特別是繼電保護和安全自動裝置，它們的工作不正常對于電力系統(tǒng)很可能是災難性的。如果引入的干擾電壓較大程度地超過了元器件的耐受能力，則可能造成其損壞。最輕也會迫使裝置退出運行。

第四十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日高壓變電所內(nèi)能夠?qū)^電保護和安全自動裝置構(gòu)成威脅的干擾很多，諸如雷擊、電力系統(tǒng)的短路事故、隔離開關(guān)的操作、高壓設備的投切以及高壓電器設備、母線的電磁輻射等；也包括二次回路本身的干擾，例如斷開二次回路中的電磁線圈、直流電源的異常開斷、相鄰其它設備的干擾等；同時還包括人身上所帶的靜電放電時的干擾和無線通信設備的輻射電磁場干擾等等。

第四十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日干擾的分類

電力系統(tǒng)的干擾多種多樣，一般可按以下幾種進行分類：

按頻率分類：干擾可分為低頻干擾和高頻干擾，其中低頻干擾信號的頻率低于幾千赫茲，包括工頻、工頻的諧波以及低頻振蕩等，低頻干擾信號的電磁輻射通常可以忽略。

第四十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日按干擾的形態(tài)分類，可以分為差模干擾和共模干擾：

a.

差模干擾是發(fā)生在電路導線之間的干擾，差模干擾信號的傳輸途徑相同，對保護裝置的動作行為較大。b.共模干擾是發(fā)生與保護裝置某點兩根以上的導線對大地和裝置外殼之間的干擾，共模干擾可能會導致裝置內(nèi)元件（如半導體元件、電容等）損壞，嚴重的共模干擾在導線上的縱向不平衡電壓會間接地導致差模干擾。

第四十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日按危害性分類:一類為能引起保護裝置不正確動作的干擾—通常是差模干擾，特別是低頻差模干擾；另一類為可導致設備損壞的干擾—通常是共模干擾，常見的是雷電過電壓和操作過電壓，一般造成設備損壞的干擾的幅值都較高。

第四十五頁，共六十一頁，2022年，8月28日干擾的侵入途徑

干擾的侵入途徑有很多，常見的有以下幾種：1．

由導線直接侵入，如不同類型的信號混接、2．

輻射，如無線通信設備的輻射干擾、3．

耦合，包括電感耦合（同一回路的兩根電纜芯置于不同的電纜中）電容耦合及傳導耦合（一、二次共接地點）4.同一電纜內(nèi)的電磁感應（利用電纜芯線兩端接地代替屏蔽層接地）5．地電位不同造成的干擾第四十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日抗干擾的主要措施

降低干擾源的能量、電壓加強防護，減少干擾信號的侵入吸收干擾信號提高設備自身成受干擾的能力以上四項措施相互結(jié)合，共同作用。第四十七頁，共六十一頁，2022年，8月28日降低干擾的影響直流電壓在110V及以上的中間繼電器一般應有符合下列要求的消弧回路：(1)不得在它的控制接點上并以電容電阻回路實現(xiàn)消弧。(2)不論是用電容或反向二級管并在中間繼電器線圈上作消弧回路，在電容及二級管上都必須串入數(shù)百歐的低值電阻，以防止電容或二級管短路時將中間繼電器線圈回路短接。消弧回路應直接并在繼電器線圈的端子上。(3)選用的消弧回路用反向二級管，其反向擊穿電壓不宜低于1000V，絕不允許低于600V.(4)注意因并聯(lián)消弧回路而引起中間繼電器返回延時對相關(guān)控制回路的影響。第四十八頁，共六十一頁，2022年，8月28日減少地電位差；（銅地網(wǎng)、銅導線）合理安排電纜走向；互感器的接地；構(gòu)置等電位面；控制電纜采用屏蔽電纜，且屏蔽層兩端接地；高頻電纜屏蔽層兩端接地；保護屏的接地；開關(guān)場進保護盤的電纜芯線經(jīng)電容接地；保護裝置直流電源采用逆變電源，并采取一定抗干擾措施；

保護裝置內(nèi)部的抗干擾措施第四十九頁，共六十一頁，2022年，8月28日100mm2銅電纜的作用開關(guān)場至控制室的100mm2銅電纜可以有效地降低發(fā)生接地故障時兩點之間的地電位差，防止地電流燒毀電纜屏蔽層，同時還可以降低變電站母線對與其平行排列電纜的干擾

第五十頁，共六十一頁，2022年，8月28日第五十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日第五十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日第五十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日繼電保護的抗干擾試驗標準

繼電保護的抗干擾試驗的典型試驗標準，國際上主要有兩大系列：IEC（國際電工委員會）推薦標準系列和ANSI/IEEE（美國國家標準/電工及電子學會）標準系列，內(nèi)容大同小異，我國國家標準全面套用IEC標準。

第五十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日沖擊電壓試驗

試驗對象：需做型式試驗的變電所和發(fā)電廠二次設備。試驗方法：對被試裝置施加標準雷電沖擊波，一般選用的沖擊電壓峰值為5kV，要求被試裝置在試驗后仍應符合相應的性能要求。

第五十五頁，共六十一頁，2022年，8月28日1MHz脈沖群干擾試驗

試驗對應于開關(guān)動作時傳入的干擾，試驗對象為變電所和發(fā)電廠的二次設備。試驗標準：IEC225—22—1第一部分1MHz脈沖干擾試驗試驗波形：在第3到第6個周期時的包洛線值降到峰值的50%；第一峰值上升時間（從10%到90%峰值）為75納秒。每一工頻周期產(chǎn)生6~10個脈沖，試驗時間連續(xù)2秒。

第五十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日靜電放電試驗

試驗對應于人