电力系统保护技术规范

电力系统保护技术规范第一章总则1.1编制依据本规范依据以下法规、标准及规范性文件编制：《中华人民共和国电力法》《电力系统继电保护技术规程》（DL/T52222005）《电力系统安全稳定导则》（GB/T263992011）《电力系统继电保护设备通用技术条件》（GB/T142852006）《电力系统继电保护配置原则》（GB/T142842006）国内外相关电力行业标准和规范。1.2适用范围本规范适用于以下电力系统保护技术：电力系统故障保护电力系统保护装置电力系统保护配置电力系统保护试验与验收电力系统保护运行维护本规范不适用于其他非电力系统保护技术。1.3定义和缩略语定义电力系统：由发电、输电、变电、配电、用电等环节组成的能源系统。继电保护：利用继电器或电子装置实现电力系统故障检测、隔离和保护的电气装置。保护装置：实现继电保护功能的设备，包括继电器、控制器、执行器等。保护配置：在电力系统中合理配置继电保护的技术措施。保护试验与验收：对继电保护装置进行功能测试、功能评估和合格评定。保护运行维护：对继电保护装置进行日常检查、故障处理和技术更新。缩略语缩略语全称PT电力系统BP继电保护PD保护装置PC保护配置PT&R保护试验与验收PM保护运行维护1.4基本原则电力系统保护技术规范的编制，应遵循以下基本原则：安全性：保证电力系统的安全稳定运行，防止扩大。可靠性：保证继电保护装置的可靠动作和正确切除故障。经济性：合理配置保护装置，降低保护装置的维护成本。先进性：采用先进技术，提高电力系统保护水平。标准化：遵循国家标准和行业标准，提高电力系统保护技术的整体水平。第二章系统安全要求2.1系统安全等级安全等级等级描述一级安全适用于核电站等极其重要的电力系统，要求极高的安全防护措施和冗余设计。二级安全适用于大型工业用户、重要基础设施等，要求综合的安全防护措施和冗余设计。三级安全适用于一般商业和居民用户，要求基本的安全防护措施。四级安全适用于偏远地区或临时用电点，要求简易的安全防护措施。2.2防护目标和原则防护目标具体要求防止设备故障对电力系统设备进行定期检查和维护，保证其正常运行。防止外部干扰对电力系统进行电磁兼容性设计，降低外部干扰风险。防止内部故障扩展建立完善的故障检测和隔离系统，及时处理内部故障。保证电力供应连续性实施合理的电源分配和故障切换策略，保证电力供应的连续性。原则说明全面性防护措施应覆盖所有可能的故障和威胁。优先性根据风险等级，优先处理高风险威胁。针对性针对不同设备和系统特点，采取差异化的防护措施。可持续性防护措施应具备长期稳定性和可维护性。2.3风险评估方法风险评估方法包括但不限于以下几种：故障树分析法（FTA）：通过构建故障树，分析故障原因和可能后果，评估风险。容错设计评估法：分析系统冗余设计对提高系统可靠性的影响。概率风险评估法：利用概率论和统计方法，评估系统故障发生的概率及其影响。事件树分析法（ETA）：分析发生的过程和可能后果，评估风险。树故障树混合分析法：结合FTA和ETA的优点，全面分析风险。第三章电力系统保护配置原则3.1保护配置基本要求电力系统保护配置的基本要求包括：可靠性：保证保护装置在任何情况下都能正确动作，防止误动和拒动。选择性：保证在故障发生时，故障元件的保护装置动作，避免非故障元件的保护装置误动作。速动性：保护装置应在最短的时间内动作，以减少故障对系统的影响。灵敏度：保护装置应能检测到各种类型的故障，包括短路、过负荷等。兼容性：保护装置应与系统中的其他设备兼容，包括通信、控制和监控设备。可扩展性：保护配置应能适应系统规模的扩大和结构的变化。3.2保护配置方法电力系统保护配置方法主要包括以下几种：按设备类型配置：根据不同类型的设备（如发电机、变压器、线路等）的特点进行保护配置。按系统结构配置：根据电力系统的结构（如辐射型、环型等）进行保护配置。按故障类型配置：根据可能发生的故障类型（如短路、接地等）进行保护配置。按保护级次配置：根据保护级次（如主保护、后备保护等）进行保护配置。3.3保护配置计算保护配置计算涉及以下内容：序号计算内容计算公式1短路电流计算I_s=(U_s^2/R_s)(L_s/(2πf))2过负荷电流计算I_ol=(P_ol/S_n)(I_n/U_n)3保护动作时间计算t=KI_s/I_set4保护区长度计算L=(I_s/I_set)(t/(2πf))5电流互感器变比选择N=I_set/I_s其中，K为可靠系数，I_s为短路电流，R_s为系统阻抗，L_s为系统电感，U_s为系统电压，f为系统频率，P_ol为负荷功率，S_n为额定容量，I_n为额定电流，U_n为额定电压，I_set为整定电流。第四章电力系统保护装置选择4.1装置选择原则电力系统保护装置的选择应遵循以下原则：可靠性原则：保证装置在各种运行状态下都能正常工作，避免因装置故障导致电力系统。准确性原则：保护装置能够准确判断故障，减少误动作和漏动作，保障电力系统的安全稳定运行。灵敏度原则：保护装置对故障的响应速度要快，以便在故障发生初期就进行切除，降低故障扩大风险。适应性原则：装置应能够适应不同的电网结构和运行方式，具有良好的兼容性。经济性原则：在满足安全功能的前提下，尽量选择经济合理的保护装置。4.2装置功能指标电力系统保护装置的功能指标主要包括：指标含义单位动作时间从故障发生到装置动作的时间毫秒（ms）恢复时间从故障消除到装置恢复正常工作的时间毫秒（ms）敏感性保护装置对故障的检测能力%误动作率保护装置在非故障情况下误动作的频率次/年漏动作率保护装置在故障情况下未能动作的频率次/年4.3装置技术条件电力系统保护装置的技术条件包括：通信接口：保护装置应具备与上级保护系统、监控系统和调度系统的通信接口，实现信息交互。电源要求：保护装置应满足电力系统的电源要求，如电压等级、频率等。防护等级：保护装置应具备一定的防护等级，如防尘、防水、防雷等。环境要求：保护装置应适应电力系统的环境条件，如温度、湿度、海拔等。可靠性要求：保护装置应满足电力系统的可靠性要求，如平均无故障工作时间（MTBF）等。软件要求：保护装置应具备完善的软件功能，如故障诊断、数据采集、远程控制等。第五章保护继电保护配置及整定5.1继电保护配置原则继电保护配置应遵循以下原则：可靠性原则：保证保护装置在各种运行状态下均能可靠动作。选择性原则：保护应能迅速而有选择性地动作，避免误动和拒动。灵敏度原则：保护应具有足够的灵敏度，以检测到被保护对象的故障。快速性原则：保护动作应尽可能快，以减少故障对系统的影响。可靠性原则：在保护装置故障或误动时，应具有相应的保护措施。一致性原则：保护装置的配置应与系统的整体保护要求相一致。5.2继电保护整定计算继电保护整定计算主要包括以下内容：保护范围：确定保护装置的保护范围，包括被保护对象的故障点。整定值：根据保护装置的保护范围和保护对象的特点，确定保护装置的整定值。动作时间：根据保护装置的动作特性和保护范围，确定保护装置的动作时间。灵敏度校验：对保护装置的灵敏度进行校验，保证其在保护范围内能可靠动作。一个整定计算的示例表格：保护装置类型保护范围整定值动作时间灵敏度校验电流保护10kA2A0.1s通过电压保护110kV0.5kV0.5s通过5.3保护装置的调试与检验保护装置的调试与检验主要包括以下步骤：硬件检查：检查保护装置的硬件设备是否完好，连接是否正确。软件配置：检查保护装置的软件配置是否正确，包括保护逻辑、整定值、动作时间等。功能测试：对保护装置的功能进行测试，包括模拟故障测试、动作时间测试等。通信测试：检查保护装置与其他设备的通信是否正常。功能测试：对保护装置的功能进行测试，包括动作速度、灵敏度等。一个调试与检验的示例表格：测试项目测试结果硬件检查通过软件配置通过功能测试通过通信测试通过功能测试通过第六章电力系统自动装置设计6.1自动装置设计原则电力系统自动装置设计应遵循以下原则：安全性：保证自动装置在各种运行工况下都能可靠地完成保护功能，避免误动和拒动。可靠性：选择成熟、可靠的元器件和设计方法，提高自动装置的整体可靠性。经济性：在保证功能的前提下，合理选择元器件和设计方法，降低成本。可扩展性：设计时应考虑未来技术发展，预留升级空间，便于后续扩展。兼容性：自动装置应与电力系统现有设备兼容，方便集成和调试。6.2自动装置功能电力系统自动装置的主要功能包括：过电流保护：对线路、变压器等设备进行过电流保护，防止设备过载或短路。过电压保护：对电力系统进行过电压保护，防止设备损坏。低电压保护：对电力系统进行低电压保护，保证供电稳定性。接地保护：对电力系统进行接地保护，防止人身触电。频率保护：对电力系统进行频率保护，保证电力系统稳定运行。母线保护：对母线进行保护，防止母线故障引起。6.3自动装置设计步骤6.3.1需求分析明保证护对象：确定需要保护的设备或线路。确定保护范围：根据保护对象的特点，确定保护范围。收集数据：收集与保护对象相关的运行数据、设备参数等。6.3.2系统设计确定保护方案：根据需求分析结果，选择合适的保护方案。选择元器件：根据保护方案，选择合适的元器件。设计电路：设计自动装置的电路，包括保护电路、控制电路等。6.3.3软件设计选择编程语言：根据实际需求，选择合适的编程语言。编写程序：编写自动装置的控制程序，实现保护功能。6.3.4调试与测试硬件调试：对自动装置的硬件进行调试，保证其正常工作。软件调试：对自动装置的软件进行调试，保证其功能正常。联调测试：将自动装置与电力系统进行联调测试，验证其功能。6.3.5技术审查与验收技术审查：对自动装置的设计、制造、调试等环节进行技术审查。验收：对自动装置进行验收，保证其符合设计要求。第七章通信及信号系统保护7.1通信及信号系统保护原则在电力系统保护技术规范中，通信及信号系统保护原则主要包括以下几点：可靠性原则：保证通信及信号系统在各种运行工况下均能可靠地传输信息。实时性原则：通信及信号系统的传输延迟应满足保护动作的实时性要求。准确性原则：保证传输信息的准确无误，避免误动或拒动。安全性原则：保障通信及信号系统不受外部干扰和攻击，保证系统的安全稳定运行。7.2通信及信号系统保护配置通信及信号系统保护配置主要包括以下内容：设备配置：根据电力系统规模和特性，选择合适的通信及信号设备，如光纤通信、微波通信等。网络拓扑：设计合理的通信及信号网络拓扑，保证信息传输的稳定性和可靠性。协议配置：采用符合电力系统保护要求的通信协议，如IEC608705104等。冗余配置：对关键设备进行冗余配置，提高系统的可靠性和抗风险能力。设备类型功能要求光纤通信设备实现长距离、高速率的信息传输具有高可靠性、低误码率微波通信设备实现中短距离的信息传输具有良好的抗干扰功能交换设备实现信息交换和路由具有高可靠性、可扩展性7.3通信及信号系统故障处理通信及信号系统故障处理包括以下步骤：故障检测：通过监测系统功能参数，及时发觉故障。故障定位：根据故障现象，定位故障发生的位置。故障隔离：隔离故障设备，防止故障扩大。故障处理：根据故障原因，采取相应的处理措施。故障恢复：修复故障设备，恢复正常运行。在处理通信及信号系统故障时，应注意以下几点：及时响应：在故障发生后，迅速采取措施。协同配合：各相关部门协同配合，提高故障处理效率。记录分析：对故障处理过程进行记录和分析，为今后类似故障的预防和处理提供依据。电力系统保护技术规范第八章电力系统稳定控制保护8.1稳定控制保护原理电力系统稳定控制保护原理主要包括以下几个方面：电气稳定性原理：针对电力系统在正常运行和扰动情况下的电气稳定性进行分析，保证电力系统在各种运行方式下都能保持稳定运行。机械稳定性原理：研究电力系统在运行过程中机械设备的稳定性，避免因机械原因导致电力系统的不稳定。热稳定性原理：分析电力系统在运行过程中的热稳定性，防止因过热而导致设备损坏。电磁稳定性原理：针对电力系统中电磁暂态过程进行分析，保证电力系统在电磁干扰下的稳定性。8.2稳定控制保护配置稳定控制保护配置主要包括以下几个方面：继电保护配置：根据电力系统特性和设备保护要求，合理配置继电保护装置，包括电流、电压、频率、相位等保护。断路器配置：选择合适的断路器，以满足电力系统保护和控制需求。稳控装置配置：配置稳控装置，实现电力系统稳定控制功能。通信配置：建立完善的通信网络，保证稳定控制保护信息的及时传递。8.3稳定控制保护实施实施步骤内容说明1设备选型根据保护要求和设备功能，选择合适的保护装置。2设备安装按照设备技术说明书，正确安装保护装置。3参数整定根据电力系统特性和设备保护要求，整定保护装置参数。4功能测试对保护装置进行功能测试，保证其正常运行。5系统联调将保护装置与断路器、稳控装置等设备进行联调，保证整个系统稳定运行。6模拟试验对电力系统进行模拟试验，验证稳定控制保护的有效性。7运行维护对稳定控制保护系统进行定期检查和维护，保证其长期稳定运行。第九章电力系统保护设备安装与调试9.1安装要求9.1.1设备选择电力系统保护设备的选择应遵循国家及行业标准，保证其满足系统保护功能和安全要求。设备应具有可靠的功能指标，包括但不限于可靠性、灵敏度、速动性、准确性等。9.1.2安装环境安装场所应具备适宜的温湿度、防尘、防潮、防火等条件。电气设备应远离强磁场和腐蚀性气体区域。9.1.3安装前准备严格按照设备说明书进行安装前的准备工作，包括设备检查、线路检查、接地检查等。保证所有安装工具和设备齐全、完好。9.2调试程序9.2.1调试前的准备对设备进行全面的检查，保证无损坏、松动等异常情况。对调试工具进行检查，保证其完好、准确。9.2.2调试步骤对设备进行功能测试，包括模拟故障测试、功能测试等。调试参数设置，保证设备在正常工作状态下能够满足保护要求。对调试结果进行记录，以便后续跟踪和评估。9.2.3调试后的验收对调试结果进行验收，保证设备满足保护功能和安全要求。对调试过程中发觉的问题进行记录和处理。9.3调试验收9.3.1调试验收标准调试验收应按照国家及行业标准进行，保证设备满足保护功能和安全要求。设备的调试结果应符合设计文件的要求。9.3.2调试验收流程调试验收应由专业人员进行，保证验收过程的准确性。对验收过程中发觉的问题进行记录和处理。项目标准可靠性不得低于国家及行业标准灵敏度不得低于设计要求速动性不得低