(高清版)GB∕T 37549-2019 大型核电发电机变压器组继电保护技术规范

ICS29.240GB/T37549—2019大型核电发电机变压器组继电保护技术规范国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会GB/T37549—2019 1 13术语和定义 24保护配置原则 25保护技术条件 8 7检验规则 9产品随行文件 IⅢGB/T37549—2019本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国电力企业联合会提出并归口。本标准起草单位：南京南瑞继保电气有限公司、中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公1GB/T37549—2019大型核电发电机变压器组继电保护技术规范本标准规定了单机容量在600MW及以上的核电发电机变压器组继电保护装置(以下简称保护装本标准适用于大型核电厂所用的发电机变压器组(以下简称发变组)保护装置，并作为该装置的设本标准也适用于大型核电厂下列保护装置：——发电机保护装置；——主变压器保护装置；——高压厂用变压器保护装置；——辅助变压器保护装置；——励磁变压器保护装置。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文GB/T2900.1电工术语基本术语GB/T2900.17电工术语量度继电器GB/T7261—2016继电保护和安全自动装置基本试验方法GB/T9361—2011计算机场地安全要求GB/T11287—2000电气继电器第21部分：量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震试验第1篇：振动试验(正弦)GB/T14285—2006继电保护和安全自动装置技术规程GB/T14598.24—2017量度继电器和保护装置第24部分：电力系统暂态数据交换(COMTRADE)通用格式GB/T19520.12电子设备机械结构482.6mm(19in)系列机械结构尺寸第3-101部分：插箱及其插件GB/T20840.7—2007互感器第7部分：电子式电压互感器GB/T20840.8—2007互感器第8部分：电子式电流互感器GB/T26864—2011电力系统继电保护产品动模试验GB/T50958—2013核电厂常规岛设计规范DL/T478—2013继电保护和安全自动装置通用技术条件DL/T667—1999远动设备及系统第5部分：传输规约第103篇：继电保护设备信息接口配套标准DL/T671—2010发电机变压器组保护装置通用技术条件2GB/T37549—20193术语和定义GB/T2900.1、GB/T2900.17、GB/T14285—2006、GB/T50958—2013和DL/T671—2010界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.13.3用于给核电厂厂用电提供辅助电源的变压器。孤岛运行house-hold/islandoperation4保护配置原则4.1.1核电厂的发电机变压器单元，应装设短路故障和异常运行的保护。发变组电气设备的短路故障护外，应双重化配置。当断路器具有两组跳闸线圈时，两套保护应分别动作于断路器的不同组跳闸4.1.4保护装置电流互感器配置，应考虑到既要消除保护死区，同时又要尽可能减轻电流互感器本身4.1.7使用于220kV及以上电压等级的电力设备非电量保护应设置独立的电源回路和出口跳闸回圈。非电量保护不应启动失灵保护。4.1.8继电器和保护装置的直流工作电压，应保证在外部电源为80%～115%额定电压条件下可靠3GB/T37549—2019g)信号：发声光信号至机组分散控制系统(简称DCS)、事件顺序记录系统(简称SOE)、故障录波系统(简称FR)等。a)定子绕组相间短路；b)定子绕组接地；c)定子绕组匝间短路；d)发电机外部相间短路；e)定子绕组过电压；f)定子绕组过负荷；g)转子表层(负序)过负荷；h)励磁绕组过负荷；i)励磁回路接地；j)励磁电流异常下降或消失；l)发电机逆功率；n)失步；p)其他故障和异常运行。b)纵联差动保护应具备电流回路断线监视功能，断线后动作于信号。电流回路断线允许差动保护跳闸。c)纵联差动保护应动作于全停Ⅱ。4.2.3发电机定子绕组的单相接地故障的保护应符合以下要求：a)发电机定子绕组单相接地故障电流允许值按制造厂的规定值，如无则应符合附录A中表A.2b)应装设保护区为100%的定子接地保护：1)为检查发电机定子绕组和发电机回路的绝缘状况，保护装置应能监视定子绕组对地零序2)为在静止、发电、启停等各种工况下提供保护区为100%的定子接地保护及监视定子绕组3)基波零序电压原理和注入式原理定子接地保护动作于全停Ⅱ,三次谐波原理定子接地保4GB/T37549—2019c)本条中规定装设的保护应动作于全停Ⅱ。4.2.5对发电机外部相间短路故障和作为发电机主保护的后备，应按下列规定配置相应的保护，保护用电流互感器宜配置在发电机的中性点侧：a)宜装设复合电压(包括负序电压及线电压)启动的过电流保护。灵敏度不满足要求时可增设负序过电流保护。作于全停Ⅱ。b)定子绕组为直接冷却且过负荷能力较低(例如低于1.5倍、60s),过负荷保护由定时限和反时1)定时限部分：动作电流按在发电机长期允许的负荷电流下能可靠返回的条件整定，带时限电流变化时定子绕组的热积累过程。不考虑在灵敏系数和时限方面与其他相间短路保护4.2.8针对不对称负荷、非全相运行及外部不对称短路引起的负序电流，应装设由定时限和反时限组a)定时限部分：动作电流按发电机长期允许的负序电流值和躲过最大负荷下负序不平衡电流值电流变化时发电机转子的热积累过程。不考虑在灵敏系数和时限方面与其他相间短路保护相a)其励磁绕组过负荷保护可由定时限和反时限两部分组成。和降低励磁电流。护应能反应电流变化时励磁绕组的热积累过程。于程序跳闸。对旋转励磁的发电机宜装设一点接地故障定期检测装置。4.2.12应装设过励磁保护。保护装置可装设由低定值和高定值组成的定时限过励磁保护或反时限过5GB/T37549—2019b)反时限的保护特性曲线应与发电机的允许过励磁能力相配合。4.2.13对发电机变电动机运行的异常运行方式，应装设逆功率保护。保护装置由灵敏的功率元件构动作于全停Ⅱ;并可累积各频段异常运行时间。动作。通常保护动作于信号。当振荡中心在发电机变压器组内部，失步运行时间超过整定值或电流振4.2.17核电机组应装设发电机出口断路器失灵保护，当保护动作于跳开发电机出口断路器但断路器失灵时，经延时断开发变组高压侧断路器并启动厂用电切换。失灵保护CT宜采用5P级。a)绕组及其引出线的相间短路和中性点直接接地侧的接地短路；b)绕组的匝间短路；c)外部相间短路引起的过电流；d)中性点直接接地电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压；g)中性点非有效接地侧的单相接地故障；h)油面降低；4.3.2应装设瓦斯保护。当壳内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，应瞬时动作于信号；当壳内故障产停I。a)应具有防止区外故障误动的制动特性；b)应具有防止励磁涌流引起误动的功能；c)在变压器过励磁时不应误动作；d)在电流回路断线时应发出断线信号，电流回路断线允许差e)在正常情况下，纵联差动保护的保护范围应包括变压器套管和引出线，如不能包括引出线时，应采取快速切除故障的辅助措施。在设备检修等特殊情况下，允许差动保护短时利用变压器6GB/T37549—20194.3.5对主变压器高压绕组及引出线的单相接地故障，应装设分相差动或者零序差动保护作为主保对于由三台单相变压器构成的主变压器，分相差动或零序差动保护由接地的各相绕组两端电流互感器构成。零序差动保护也可由接地绕组各相引出端的电流互感器和中性点侧外接零序电流互感器构4.3.6对外部相间短路引起的变压器过电流，变压器应装设相间短路后备保护。保护带延时跳开相应的断路器。相间短路后备保护宜选用复合电压(负序电压和线电压)启动的过电流保护。4.3.7对于主变压器，根据各侧接线、连接的系统和电源情况的不同，应配置不同的相间短路后备保b)相间后备保护对母线故障灵敏度应符合要求。为简化保护，当保护作为相邻线路的远后备时，可适当降低对保护灵敏度的要求。4.3.8与220kV及以上中性点直接接地电网连接的主变压器，对外部单相接地短路引起的过电流，应a)在中性点直接接地的电网中，如变压器中性点直接接地运行，对单相接地引起的变压器过电压器各侧断路器。b)对500kV及以上变压器，为降低零序过电流保护的动作时间和简化保护，高压侧零序一段只流保护宜接到高压侧三相电流互感器的零序回路。4.3.9当低压侧有电源的主变压器中性点可能接地运行或不接地运行时，对外部单相接地短路引起的断开变压器各侧断路器。动作于全停I。4.3.11根据实际可能出现过负荷情况，应装设过负荷保护。过负荷保护具有定时限或反时限的动作4.3.12330kV及以上主变，为防止由于频率降低和/或电压升高引起变压器磁密过高而损坏主变压器，应装设过励磁保护。保护应具有定时限或反时限特性并与被保护变压器的过励磁特性相配合。定或跳闸的装置。7GB/T37549—20194.4.2应装设瓦斯保护。带负荷调压变压器充油调压开关，亦应装设瓦斯保护。其他技术要求应符合4.4.5对外部相间短路引起的变压器过电流，变压器应装设相间短路后备保护。保护带延时跳开相应的断路器。相间短路后备保护宜选用复合电压(负序电压和线电压)启动的过电流保护。a)高压厂用变压器的相间短路后备保护宜装于高压侧，保护动作于全停I。作于断开对应分支断路器。4.4.7根据实际可能出现过负荷情况，应装设过负荷保护。过负荷保护具有定时限或反时限的动作特4.4.8为防止出现核岛厂用辅助设备电压过低，影响RCP主泵安全运行的异常工况，可配置高厂变低4.4.9为防止出现核岛厂用辅助设备频率过低，影响RCP主泵安全运行的异常工况，可配置高厂变低则经第二时限动作于全停Ⅱ并切换厂用。4.5.2应装设瓦斯保护。其他技术要求应符合4.4.2的规定。变压器的各侧断路器。4.5.4纵联差动保护技术要求应符合4.3.4的规定。4.5.5对外部相间短路引起的变压器过电流，变压器应装设相间短路后备保护。保护带延时跳开相应的断路器。相间短路后备保护宜选用复合电压(负序电压和线电压)启动的过电流保护。设相间短路后备保护。4.5.6与110kV及以上中性点直接接地电网连接的辅助变压器，对外部单相接地短路引起的过电流，应按4.3.8的要求装设接地短路后备保护。4.5.7在110kV、220kV中性点直接接地的电力网中，当变压器中性点可能接地运行或不接地运行下列规定装设后备保护：a)对于中性点直接接地运行的变压器，应装设零序过电流保护，以较短时限动作于缩小故障范限动作于断开变压器各侧断路器。4.5.8根据实际可能出现过负荷情况，应装设过负荷保护。过负荷保护具有定时限或反时限的动作特8GB/T37549—20194.5.9对辅助变压器油温、绕组温度及油箱内压力升高超过允许值和冷却系统故障，应按4.3.13的规定装设保护。4.6.2纵联差动保护技术要求应符合4.3.4的规定。4.6.3对外部相间短路引起的变压器过电流，应装设相间短路后备保护。保护带延时动作于全停Ⅱ。相间短路后备保护宜选用过电流保护。4.6.4一般在励磁变低压侧配置励磁绕组过负荷保护，采用定时限和反时限，反时限的特性依据制造厂提供的发电机转子绕组允许过载能力。5保护技术条件a)环境温度：—10℃~+55℃;b)相对湿度：5%～95%(装置内部既无凝露，也不应结冰);贮存环境温度为—20℃~+55℃,相对湿度不大于85%。运输环境温度为一40℃~+70℃,相对湿度不大于85%。对周围环境的要求如下：b)电磁环境应符合DL/T478—2013中7.4的规定；c)场地应符合GB/T9361—2011中B类安全要求的规定；d)使用地点不出现超过GB/T11287—2000规定的严酷等级为1级的振动；f)安装地应铺设有首尾相连、横截面不小于100mm²的专用接地铜排，且该铜排一点与安装地接地网接地点可靠搭接。a)特别寒冷地区：—25℃~+55℃;b)特别炎热地区：—10℃~+70℃。9GB/T37549—2019直流电源技术参数指标应满足：b)允许偏差：—20%～+15%;交流回路激励量应满足：对来自电子式互感器的激励量，宜采用数字量输入，其额定值应符合GB/T20840.7—2007中5.2的规定和GB/T20840.8—2007中表5的规定。装置所采用的插箱及其插件的尺寸应符合GB/T19520.12的规定。装置的外壳防护要求应满足DL/T478—2013中4.10.2的规定。装置中测量元件的准确度和变差要求应满足DL/T478—2013中4.3的规定。装置中各回路的过载能力应符合DL/T478—2013中4.6的规定。装置各回路的功率消耗应符合DL/T478—2013中4.7的规定。应符合DL/T478—2013中7.5的规定。GB/T37549—2019中所含的各保护功能应达到5.10的性能指标。5.9.2装置应能反映大型核电发电机变压器组各种故障及异常状态。5.9.3装置中不同种类保护应设置方便的投入和退出功能。5.9.7装置应按GB/T14285—2006中6.5.3的要求设置对电磁干扰的防护措施。5.9.8装置的开关量输入和输出当采用硬接点时应符合DL/T478—2013中4.5.1及4.5.2的要求。5.9.9装置中央信号的接点在直流电源消失后应能自保持，装置所记录信息，在失去直流电源的情况的动作行为。通信接口的通信数据格式应遵循统一的规约，符合DL/T667—1999的规定。5.9.12装置应具有与外部标准授时源的对时接口。5.9.14装置应具有故障记录功能并满足以下要求：b)装置记录的所有数据应能转换为GB/T14598.24—2017规定的格式输出；保护动作行为的记录。装置的保护配置和被保护设备有关，但所选择的单个保护应能达到下面的性能指标。装置应能满注入式定子接地保护应满足如下要求：a)通常适用于中性点经接地变压器接地的发电机的定子接地保护；b)应能用于具备发电机中性点和主变低压侧两个接地点的系统；c)保护范围为100%的发电机定子绕组；d)装置具有注入信号回路监视功能，可反应注入源及注入回路的电压消失、过载及其他故障e)注入源功率不应过大，注入电压不超过2%U。(Ue为发电机一次侧额定电压);h)电流整定值的误差：±5%或0.001A;i)电阻判据时间整定值的误差(0.5倍整定值时):±1%或150ms;GB/T37549—2019j)电流判据时间整定值的误差(1.5倍整定值时):±1%或70ms。b)返回系数不小于0.95;c)整定值的误差：±2.5%或0.01U,(U。为发电机机端PT二次额定电压);d)时间整定值的误差：±1%或40ms。发电机正向低功率保护应满足如下要求：a)有功测量原理应与无功大小无关；b)具有电压互感器断线闭锁功能；c)有功最小整定值应不大于0.3%P。(P。为发电机二次额定有功功率);d)返回系数不小于0.8;e)有功整定值的误差：±10%或0.002Pn;f)时间整定值的误差(0.5倍整定值时):±1%或40ms。发电机频率异常保护应满足如下要求：a)应具有按频率分段时间积累功能，低频时间积累在装置掉电时也能保持；b)在发电机停机过程和停机期间应自动闭锁低频保护；接点闭锁；e)频率测量范围40Hz～65Hz;g)时间积累的误差：±2.5%。厂用低压分支低电压保护应满足如下要求：a)为防止核岛厂用辅助设备电压过低而设此保护；b)为保证低电压保护的可靠性，应设置完善的TV断线闭锁；d)发生一次单相接地时不误闭锁低电压保护；e)返回系数不大于1.1;f)整定值的误差：±2.5%或0.01Un;g)时间整定值的误差：±1%或40ms。厂用低压分支低频保护应满足如下要求：a)为防止核岛厂用辅助设备频率过低而设此保护；b)频率计算宜采用相间电压，并GB/T37549—2019c)频率测量范围40Hz～65Hz;e)时间整定值的误差：±1%或70ms。主变低压侧接地保护应满足如下要求：a)作为主变压器低压引出线单相接地故障保护；b)具备主变低压侧TV一次断线闭锁功能；d)返回系数不小于0.9;f)时间整定值的误差：±1%或70ms。装置的安全性能应满足DL/T478—2013中第6章的要求。装置的绝缘性能应符合DL/T478—2013中4.9的规定。装置的抗扰度和电磁发射性能应符合DL/T478—2013中4.8的规定。装置的耐湿热性能应符合DL/T478—2013中7.3的规定。装置的机械性能应符合DL/T478—2013中4.10的规定。装置在完成调试后，应按DL/T478—2013中7.13的规定进行连续通电试验。6试验方法6.1.2被试验装置和测试仪表应良好接地。GB/T37549—2019通电操作应正常。按5.3及GB/T7261—2016中第5章的要求逐项进行检查。根据5.6要求，按GB/T7261—2016中第8章的规定和方法，对装置进行功率消耗试验。用继电保护试验设备检查装置测量元件的准确度和变差，应符合5.4的规定。用继电保护试验设备检查装置出口继电器的性能，应符合5.8的规定。5.10的规定。根据5.7要求，按DL/T478—2013中7.5的规定和方置不应误动作。根据5.11的要求，按DL/T478—2013中7.16的规定和方法，对装置进行安全要求试验。GB/T37549—2019根据5.12要求，按DL/T478—2013中7.7的规定和方法，对装置进行绝缘试验和绝缘测量。根据5.13要求，按DL/T478—2013中7.4的规定和方法，对装置进行电磁兼容性能试验。根据5.16要求，按DL/T478—2013中7.13的规定和方法，对装置进行连续通电试验。试验项目如下(以下项目仅供参考):a)定子绕组相间短路故障；b)定子绕组接地故障；c)定子绕组匝间短路故障；d)发电机外部相间短路；e)定子绕组过电压；f)定子绕组过负荷；g)转子表层(负序)过负荷；h)励磁绕组过负荷；i)励磁回路接地故障；j)励磁电流异常下降或消失；1)变压器绕组及其引出线的相间短路故障；m)变压器中性点直接接地侧的接地短路故障；n)变压器绕组的匝间短路；o)变压器外部相间短路；s)发电机突然加电；t)其他故障和异常运行。7检验规则产品检验分出厂检验和型式检验两种。GB/T37549—20197.2.1每台装置在出厂前应经制造商的质量检验部门进行出厂检验、确认合格后方能出厂。检验合格出厂的产品应具有证明装置合格的产品合格证书。序号项目名称“技术要求”的“试验方法”的出厂检验选项型式检验选项备注1温度试验√2温度贮存试验√3结构和外观检查√√4装置功能和性能试验5.9,5.10,5.17√√5电力系统模拟试验5.9,5.10,5.176测量元件准确度检查√√7过载能力试验√8功率消耗试验√9直流电源影响试验√出口中间继电器检查√安全要求试验√√绝缘性能试验√电磁兼容性能试验√耐湿热性能试验