5.5.2 所用电源及操作电源
第1款 重要或规模较大的配变电所,设所用变压器可提高供电可靠性。所用变压器的容量30-50kVA一般已能满足所用电的要求。当有两路所用电源时,为了在故障时能尽快投入备用所用电源,所以规定宜装设自动投入装置。
第4款 采用电磁操动机构,由于进线开关合闸需要电源,因此所用变压器要接在进线开关的进线端。
第5款 民用建筑对环境质量的要求较高,对于重要的配变电所,宜采用体积小、重量轻、占地面积小、安装方便、成套性强、在运行中不散发有害气体的免维护蓄电池组作为操作电源。
第6款 交流操作投资较低,建设周期较短,二次接线简单,运行维护方便。但采用交流操作保护装置时,电流互感器二次负荷增加,有时不能满足要求,同时弹簧机构一般比电磁机构成本高,因此推荐用于能满足继电保护要求、出线回路少的一般小型配变电所。
分类:5 继电保护及电气测量
5.5 控制方式、所用电源及操作电源
5.5.1 控制方式应符合下列规定:
1 对于10(6)kV电源线路及母线分段断路器等,可根据工程具体情况在控制室内集中控制或在配电装置室内就地控制;
2 对于10(6)kV配出回路的断路器,当出线数量在15回路及以上时,可在控制室内集中控制;当出线数量在15回路以下时,可在配电装置室内就地控制。
5.5.2 所用电源及操作电源,应符合下列规定:
1 配变电所220/380V所用电源可引自就近的配电变压器。当配变电所规模较大时,宜另设所用变压器,其容量不宜超过50kVA。当有两路所用电源时,宜装设备用电源自动投入装置。
2 在采用交流操作的配变电所中,当有两路10(6)kV电源进线时,宜分别装设两台所用变压器。当能从配变所外引入一个可靠的备用所用电源时,可只装设一台所用变压器。当能引入两个可靠的所用电源时,可不装设所用变压器。当配变电所只有一路10(6)kV电源进线时,可只在电源进线上装设一台所用变压器。
3 采用交流操作且容量能满足时,供操作、控制、保护、信号等的所用电源宜引自电压互感器。
4 采用电磁操动机构且仅有一路所用电源时,应专设所用变压器作为所用电源,并应接在电源进线开关的进线端。
5 重要的配变电所宜采用220V或110V免维护蓄电池组作为合、分闸直流操作电源。
6 小型配变电所宜采用弹簧储能操动机构合闸和去分流分闸的全交流操作。
5.4 二次回路及中央信号装置
5.4.1 继电保护的二次回路应符合下列规定:
1 二次回路的工作电压不应超过500V。
2 互感器二次回路连接的负荷,不应超过继电保护和自动装置工作准确等级所规定的负荷范围。
3 配变电所及其他重要的或有专门规定的二次回路,应采用铜芯控制电缆或绝缘电线。在绝缘可能受到油侵蚀的场所,应采用耐油的绝缘电线或电缆。
4 计量单元的电流回路铜芯导线截面不应小于4mm2;电压回路铜芯导线截面不应小于2.5mm2;辅助单元的控制、信号等导线截面不应小于1.5mm2。电缆及电线截面的选择尚应符合下列要求:
1)对于电流回路,电流互感器的工作准确等级应符合本规范第5.2.1条第5款的规定;当无可靠根据时,可按断路器的断流容量确定最大短路电流;
2)对于电压回路,当全部保护装置和安全自动装置动作时,电压互感器至保护和自动装置屏的电缆压降不应超过标称电压的3%;
3)对于操作回路,在最大负荷下,操作母线至设备的电压降不应超过10%标称电压;
4)数字化仪表回路的电缆、电线截面应满足回路传导要求。
5 屏(台)内与屏(台)外回路的连接、某些同名回路的连接、同一屏(台)内各安装单位的连接,均应经过端子排连接。
屏(台)内同一安装单位各设备之间的连接,电缆与互感器、单独设备的连接,可不经过端子排。
对于电流回路,需要接入试验设备的回路、试验时需要断开的电压和操作电源回路以及在运行中需要停用或投入的保护装置,应装设必要的试验端子、试验端钮(或试验盒)、连接片或切换片,其安装位置应便于操作。
属于不同安装单位或装置的端子,宜分别组成单独的端子排。
6 在安装各种设备、断路器和隔离开关的连锁接点、端子排和接地导体时,应在不断开一次线路的情况下,保证在二次回路端子排上安全工作。
7 电压互感器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。
8 电流互感器的二次回路应有一个接地点,并应在配电装置附近经端子排接地。
9 电压互感器的二次侧中性点或线圈引出端之一应接地,且二次回路只允许有一处接地,接地点宜设在控制室内,并应牢固焊接在接地小母线上。
10 在电压互感器二次回路中,除开口三角绕组和有专门规定者外,应装设熔断器或低压断路器。
在接地导体上不应装设开关电器。当采用一相接地时,熔断器或低压断路器应装在绕组引出端与接地点之间。
电压互感器开口三角绕组的试验用引出线上,应装设熔断器或低压断路器。
11 各独立安装单位二次回路的操作电源,应经过专用的熔断器或低压断路器。
在变电所中,每一安装单位的保护回路和断路器控制回路,可合用一组单独的熔断器或低压断路器。
12 配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。断路器的分闸回路、重要设备和线路断路器的合闸回路,应装设监视回路完整性的监视装置。
13 二次回路中的继电器可根据需要采用组合式继电器。
5.4.2 中央信号装置的设置应符合下列规定:
1 宜在配变电所控制(值班)室内设中央信号装置。中央信号装置应由事故信号和预告信号组成。预告信号可分为瞬时和延时两种。
2 中央信号接线应简单、可靠。中央信号装置应具备下列功能:
1)对音响监视接线能实现亮屏或暗屏运行;
2)断路器事故跳闸时,能瞬时发出音响信号,同时相应的位置指示灯闪光;
3)发生故障时,能瞬时或延时发出预告音响,并以光字牌显示故障性质;
4)能进行事故和预告信号及光字牌完好性的试验;
5)能手动或自动复归音响,而保留光字牌信号;
6)试验遥信事故信号时,能解除遥信回路。
3 配变电所的中央事故及预告信号装置,宜能重复动作、延时自动或手动复归音响。当主接线简单时,中央事故信号可不重复动作。
4 配电装置就地控制的元件,应按各母线段、组别,分别发送总的事故和预告音响及光字牌信号。
5 宜设“信号未复归”小母线,并发送光字牌信号。
6 中央事故信号的所有设备宜集中装设在信号屏上。
7 小型配变电所可设简易中央信号装置,并应具备发生故障时能发出总的事故和预告音响及灯光信号的功能。
8 可根据需求采用智能化保护装置或变电所综合自动化系统,由具有数字显示的电子声光集中报警装置组成中央信号装置。
9 当采用智能化保护装置或变电所综合自动化系统时,可不设置或适当简化中央信号模拟屏。
5.3 电气测量
5.3.1 测量仪表的设置应符合下列规定:
1 本条适用于固定安装的指示仪表、记录仪表、数字仪表、仪表配用的互感器及采用与计算机监控和管理系统相配套的自动化仪表等器件。
2 测量仪表应符合下列要求:
1)应能正确反映被测量回路的运行参数;
2)应能随时监测被监测回路的绝缘状况。
3 测量仪表的准确度等级选择应符合下列规定:
1)除谐波测量仪表外,交流回路的仪表准确度等级不应低于2.5级;
2)直流回路的仪表准确度等级不应低于1.5级;
3)电量变送器输出侧的仪表准确度等级不应低于1.0级。
4 测量仪表配用的互感器准确度等级选择,应符合下列规定:
1)1.5级及2.5级的测量仪表,应配用不低于1.0级的互感器;
2)电量变送器应配用不低于0.5级的电流互感器。
5 直流仪表配用的外附分流器准确度等级不应低于0.5级。
6 电量变送器准确度等级不应低于0.5级。
7 仪表的测量范围和电流互感器变比的选择,宜满足当被测量回路以额定值的条件运行时,仪表的指示在满量程的70%。
8 对多个同类型回路参数的测量,宜采用以电量变送器组成的选测系统。选测参数的种类及数量,可根据运行监测的需要确定。
9 下列电力装置回路应测量交流电流:
1)配电变压器回路;
2)无功补偿装置;
3)10(6)kV和1kV及以下的供配电干线;
4)母线联络和母线分段断路器回路;
5)55kW及以上的电动机;
6)根据使用要求,需监测交流电流的其他回路。
10 三相电流基本平衡的回路,可采用一只电流表测量其中一相电流。下列装置及回路应采用三只电流表分别测量三相电流:
1)无功补偿装置;
2)配电变压器低压侧总电流;
3)三相负荷不平衡幅度较大的1kV及以下的配电线路。
11 下列装置及回路应测量直流电流:
1)直流发电机;
2)直流电动机;
3)蓄电池组;
4)充电回路;
5)整流装置;
6)根据使用要求,需监测直流电流的其他装置及回路。
12 交流系统的各段母线,应测量交流电压。
13 下列装置及回路应测量直流电压:
1)直流发电机;
2)直流系统的各段母线;
3)蓄电池组;
4)充电回路;
5)整流装置;
6)发电机的励磁回路;
7)根据使用要求,需监测直流电压的其他装置及回路。
14 中性点不直接接地系统的各段母线,应监测交流系统的绝缘。
15 根据使用要求,需监测有功功率的装置及回路,应测量有功功率。
16 下列装置及回路应测量无功功率:
1)1kV及以上的无功补偿装置;
2)根据使用要求,需监测无功功率的其他装置及回路。
17 在谐波监测点,宜装设谐波电压、电流的测量仪表。
5.3.2 电能计量仪表的设置应负荷下列规定:
1 下列装置及回路应装设有功电能表:
1)10(6)kV供配电线路;
2)用电单位的有功电量计量点;
3)需要进行技术经济考核的电动机;
4)根据技术经济考核和节能管理的要求,需计量有功电量的其他装置及回路。
2 下列装置及回路,应装设无功电能表:
1)无功补偿装置;
2)用电单位的无功电量计量点;
3)根据技术经济考核和节能管理的要求,需计量无功电量的其他装置及回路。
3 计费用的专用电能计量装置,宜设置在供用电设施的产权分界处,并应按供电企业对不同计费方式的规定确定。
4 双向送、受电的回路,应分别计量送、受电的电量。当以两只电能表分别计量送、受电量时,应采用具有止逆器的电能表。
5.2 继电保护
5.2.1 继电保护设计应符合下列规定:
1 电力设备和线路应装设短路故障和异常运行保护装置。电力设备和线路短路故障的保护应有主保护和后备保护,必要时可增设辅助保护。
2 继电保护装置的接线应简单可靠,并应具有必要的检测、闭锁等措施。保护装置应便于整定、调试和运行维护。
3 为保证继电保护装置的选择性,对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件,其上下两级之间的灵敏性及动作时间应相互配合。
当必须加速切除短路时,可使保护装置无选择性动作,但应利用自动重合闸或备用电源自动投入装置,缩小停电范围。
4 保护装置应具有必要的灵敏性。各类短路保护装置的灵敏系数不低于表5.2.1的规定。
表5.2.1 短路保护的最小灵敏系数


注:灵敏系数应根据不利的正常运行方式(含正常检修)和不利的故障类型计算。
5 保护装置与测量仪表不宜共用电流互感器的二次线圈。保护用电流互感器(包括中间电流互感器)的稳态比误差不应大于10%。
6 在正常运行情况下,当电压互感器二次回路断线或其他故障能使保护装置误动作时,应装设断线闭锁或采取其他措施,将保护装置解除工作并发出信号;当保护装置不致误动作时,应设有电压回路断线信号。
7 在保护装置内应设置由信号继电器或其他元件等构成的指示信号,且应在直流电压消失时不自动复归,或在直流恢复时仍能维持原动作状态,并能分别显示各保护装置的动作情况。
8 为了便于分别校验保护装置和提高可靠性,主保护和后备保护宜做到回路彼此独立。
9 当用户10(6)kV断路器台数较多、负荷等级较高时,宜采用直流操作。
10 当采用蓄电池组作直流电源时,由浮充电设备引起的波纹系数不应大于5%,电压波动范围不应大于额定电压的±5%,放电末期直流母线电压下限不应低于额定电压的85%,充电后期直流母线电压上限不应高于额定电压的115%。
11 当采用交流操作的保护装置时,短路保护可由被保护电力设备或线路的电压互感器取得操作电源。变压器的瓦斯保护,可由电压互感器或变电所所用变压器取得操作电源。
12 交流整流电源作为继电保护直流电源时,应符合下列要求:
1)直流母线电压,在最大负荷时保护动作不应低于额定电压的80%,最高电压不应超过额定电压的115%,并应采取稳压、限幅和滤波的措施;电压允许波动应控制在额定电压的±5%范围内,波纹系数不应大于5%;
2)当采用复式整流时,应保证在各种运行方式下,在不同故障点和不同相别短路时,保护装置均能可靠动作。
13 交流操作继电保护应采用电流互感器二次侧去分流跳闸的间接动作方式。
14 10(6)kV系统采用中性点经小电阻接地方式时,应符合下列规定:
1)应设置零序速断保护;
2)零序保护装置动作于跳闸,其信号应接入事故信号回路。
5.2.2 变压器的保护应符合下列规定:
1 对变压器下列故障及异常运行方式,应装设相应的保护:
1)绕组及其引出线的相间短路和在中性点直接接地侧的单相接地短路;
2)绕组的匝间短路;
3)外部相间短路引起的过电流;
4)干式变压器防护外壳接地短路;
5)过负荷;
6)变压器温度升高;
7)油浸式变压器油面降低;
8)密闭油浸式变压器压力升高;
9)气体绝缘变压器气体压力升高;
10)气体绝缘变压器气体密度降低。
2 400kVA及以上的建筑物室内可燃性油浸式变压器均应装设瓦斯保护。当因壳内故障产生轻微瓦斯或油面下降时,应瞬时动作于信号;当产生大量瓦斯时,应动作于断开变压器各侧断路器;当变压器电源侧无断路器时,可作用于信号。
3 对于密闭油浸式变压器,当壳内故障压力偏高时应瞬时动作于信号;当压力过高时,应动作于断开变压器各侧断路器;当变压器电源侧无断路器时,可作用于信号。
4 变压器引出线及内部的短路故障应装设相应的保护装置。当过电流保护时限大于0.5s时,应装设电流速断保护,且应瞬时动作于断开变压器的各侧断路器。
5 由外部相间短路引起的变压器过电流,可采用过电流保护作为后备保护。保护装置的整定值应考虑事故时可能出现的过负荷,并应带时限动作于跳闸。
6 变压器高压侧过电流保护应与低压侧主断路器短延时保护相配合。
7 对于400kVA及以上、线圈为三角-星形联结、低压侧中性点直接接地的变压器,当低压侧单相接地短路且灵敏性符合要求时,可利用高压侧的过电流保护,保护装置应带时限动作于跳闸。
8 对于400kVA及以上,线圈为三角-星形联结的变压器,叫采用两相三继电器式的过电流保护。保护装置应动作于断开变压器的各侧断路器。
9 对于400kVA及以上变压器,当数台并列运行或单独运行并作为其他负荷的备用电源时,应根据可能过负荷的情况装设过负荷保护。
过负荷保护可采用单相式,且应带时限动作于信号。在无经常值班人员的变电所,过负荷保护可动作于跳闸或断开部分负荷。
10 对变压器温度及油压升高故障,应按现行电力变压器标准的要求,装设可作用于信号或动作于跳闸的保护装置。
11 对于气体绝缘变压器气体密度降低、压力升高,应装设可作用于信号或动作于跳闸的保护装置。
5.2.3 中性点非直接接地的供电线路保护,应符合下列规定:
1 线路的下列故障或异常运行,应装设相应的保护装置:
1)相间短路;
2)过负荷;
3)单相接地。
2 线路的相间短路保护,应符合下列规定:
1)当保护装置由电流继电器构成时,应接于两相电流互感器上;对于同一供配电系统的所有线路,电流互感器应接在相同的两相上;
2)当线路短路使配变电所母线电压低于标称系统电压的50%~60%,以及线路导线截面过小,不允许带时限切除短路时,应快速切除短路;
3)当过电流保护动作时限不大于0.5~0.7s,且没有本款第2项所列的情况或没有配合上的要求时,可不装设瞬动的电流速断保护。
3 对单侧电源线路可装设两段过电流保护,第一段应为不带时限的电流速断保护,第二段应为带时限的过电流保护,可采用定时限或反时限特性的继电器。保护装置应装在线路的电源侧。
4 对10(6)kV变电所的电源进线,可采用带时限的电流速断保护。
5 对单相接地故障,应装设接地保护装置,并应符合下列规定:
1)在配电所母线上应装设接地监视装置,并动作于信号;
2)对于有条件安装零序电流互感器的线路,当单相接地电流能满足保护的选择性和灵敏性要求时,应装设动作于信号的单相接地保护;
3)当不能安装零序电流互感器,而单相接地保护能够躲过电流回路中不平衡电流的影响时,也可将保护装置接于三相电流互感器构成的零序回路中。
6 对可能过负荷的电缆线路,应装设过负荷保护。保护装置宜带时限动作于信号,当危及设备安全时可动作于跳闸。
5.2.4 并联电容器的保护应符合下列规定:
1 对10(6)kV的并联补偿电容器组的下列故障及异常运行方式,应装设相应的保护装置:
1)电容器内部故障及其引出线短路;
2)电容器组和断路器之间连接线短路;
3)电容器组中某一故障电容器切除后所引起的过电压;
4)电容器组的单相接地;
5)电容器组过电压;
6)所连接的母线失电压。
2 对电容器组和断路器之间连接线的短路,可装设带有短时限的电流速断和过电流保护,并动作于跳闸。速断保护的动作电流,应按最小运行方式下,电容器端部引线发生两相短路时,有足够灵敏系数整定。过电流保护装置的动作电流,应按躲过电容器组长期允许的最大工作电流整定。
3 对电容器内部故障及其引出线的短路,宜对每台电容器分别装设专用的熔断器。熔体的额定电流可为电容器额定电流的1.5~2.0倍。
4 当电容器组中故障电容器切除到一定数量,引起电容器端电压超过110%额定电压时,保护应将整组电容器断开。对不同接线的电容器组可采用下列保护:
1)单星形接线的电容器组可采用中性导体对地电压不平衡保护;
2)多段串联单星形接线的电容器组,可采用段间电压差动或桥式差电流保护;
3)双星形接线的电容器组,可采用中性导体不平衡电压或不平衡电流保护。
5 对电容器组的单相接地故障,可按本规范第5.2.3条第3款的规定装设保护,但安装在绝缘支架上的电容器组,可不再装设单相接地保护。
6 电容器组应装设过电压保护,带时限动作于信号或跳闸。
7 电容器装置应设置失电压保护,当母线失电压时,应带时限动作于信号或跳闸。
8 当供配电系统有高次谐波,并可能使电容器过负荷时,电容器组宜装设过负荷保护,并应带时限动作于信号或跳闸。
5.2.5 10(6)kV分段母线保护应符合下列规定:
1 配变电所分段母线宜在分段断路器处装设下列保护装置:
1)电流速断保护;
2)过电流保护。
2 分段断路器电流速断保护仅在合闸瞬间投入,并应在合闸后自动解除。
3 分段断路器过电流保护应比出线回路的过电流保护增大一级时限。
5.2.6 备用电源和备用设备的自动投入装置,应符合下列规定:
1 备用电源或备用设备的自动投入装置,可在下列情况之一时装设:
1)由双电源供电的变电所和配电所,其中一个电源经常断开作为备用;
2)变电所和配电所内有互为备用的母线段;
3)变电所内有备用变压器;
4)变电所内有两台所用变压器;
5)运行过程中某些重要机组有备用机组。
2 自动投入装置应符合下列要求:
1)应能保证在工作电源或设备断开后才投入备用电源或设备;
2)工作电源或设备上的电压消失时,自动投入装置应延时动作;
3)自动投入装置保证只动作一次;
4)当备用电源或设备投入到故障上时,自动投入装置应使其保护加速动作;
5)手动断开工作电源或设备时,自动投入装置不应启动;
6)备用电源自动投入装置中,可设置工作电源的电流闭锁回路。
3 民用建筑中备用电源自动投入装置多级设置时,上下级之间的动作应相互配合。
5.2.7 继电保护可根据需要采用智能化保护装置或采用变电所综合自动化系统,并宜采用开放式和分布式系统。
5.2.8 当所在的建筑物设有建筑设备监控(BA)系统时,继电保护装置应设置与BA系统相匹配的通信接口。
5.1 一般规定
5.1.1 本章适用于民用建筑中10(6)kV电力设备和线路的继电保护及电气测量。
5.1.2 继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。
5.1.3 重要的配变电所可根据需求采用智能化保护装置或变电所综合自动化系统。
5.1.4 继电保护及电气测量的设计除符合本规范外,尚应符合现行国家标准《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB 50062和《电力装置的电气测量仪表装置设计规范》GB 50063的有关规定。