南方电网220kv母线保护技术规范（送审稿）

'ICS备案号：Q/CSG中国南方电网有限责任公司发布2011-3-实施2011-3-发布南方电网220kV母线保护技术规范Technicalspecificationfor220kVbusbarprotectionofCSGQ/CSG-2011中国南方电网有限责任公司企业标准 目次前言II1范围12规范性引用文件13总则14保护配置15保护功能16技术要求37二次回路要求48对相关设备及回路的要求59屏柜设计5附录A母线保护CT配置示意图8附录B动作报告的内容和打印格式示例9附录C母线保护软硬压板配置表10附录D保护屏面布置示意图12附录E保护屏压板位置示意图14 Q/CSG—前言为了降低继电保护现场作业风险，提高现场作业标准化水平，减少继电保护“三误”事故，统一各厂家220kV母线保护的技术要求、保护配置原则及相关的二次回路等，中国南方电网公司系统运行部组织编制了本规范。本规范的内容包含220kV母线保护的配置原则、功能要求、技术要求、组屏（柜）原则和二次回路设计等。凡南方电网内从事继电保护的运行维护、科研、设计、施工、制造等单位均应遵守本规范。新建220kV厂站的220kV母线保护均应执行本规范。因保护回路受原设计接线的限制，运行厂站的220kV母线保护改造工程，在确保施工安全和运行维护方便的基础上，可参照执行，并做好与现场运行规程的衔接，避免出现新的安全隐患。本规范的附录A、B、D、E为资料性附录，附录C为规范性附录。本规范由中国南方电网公司系统运行部提出。本规范由中国南方电网公司系统运行部归口并解释。本规范在起草的过程中得到了广东电网公司、广西电网公司、云南电网公司、贵州电网公司、海南电网公司、广东省电力设计研究院和南京南瑞继保电气有限公司、北京四方继保自动化股份有限公司、国电南京自动化股份有限责任公司、深圳南瑞科技有限公司等单位的大力支持。本规范主要起草人：郑茂然、舒双焰、邓小玉、丁晓兵、刘千宽、周红阳、赵曼勇、关沛、庞学跃、陈伟浩、李一泉、韩冰、刘玮、涂亮、梅勇17 Q/CSG—南方电网220kV母线保护技术规范1范围本规范适用于220kV系统采用双母线接线形式的新建母线及母联断路器保护，扩建及技改工程参照执行。主接线采用3/2、4/3断路器时，参照500kV母线保护技术规范执行。本规范与《南方电网继电保护通用技术规范》一起，构成220kV母线保护的全部技术要求。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DL/T670-1999微机母线保护装置通用技术条件DL/T478-2010静态继电保护及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/T5218-2005220kV～500kV变电所设计技术规程DL/T5136-2001火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程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本规范旨在规范220kV母线保护及母联断路器保护配置原则、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。3.2继电保护设备优先通过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。3.4本规范中1M、2M、5M、6M指双母线、双母线单分段、双母线双分段各段母线(如附表A所示)，3M或4M指旁路母线，其它母线编号方式参照执行。3.5对于运行中变电站220kV电压等级采用各间隔判别断路器失灵的情况，扩建间隔和间隔保护改造时，相关回路设计应与站内既有模式维持一致；站内进行220kV母线及失灵保护改造时应按本规范要求执行，并相应修改各间隔回路接线。4保护配置4.1应按双重化原则配置母线保护。4.2应配置220kV母联（分段）保护。5保护功能5.1220kV母线保护5.1.1功能配置5.1.1.1母线差动保护。7 Q/CSG—1.1.1.1断路器失灵保护。1.1.1.2母联（分段）失灵保护。1.1.1.3母联（分段）死区保护。1.1.1.4母联（分段）过流保护。1.1.1.5母联（分段）断路器三相不一致保护。1.1.2模拟量输入a)各支路交流电流Ia、Ib、Ic；b)第一段母线交流电压Ua1、Ub1、Uc1，第二段母线交流电压Ua2、Ub2、Uc2，第三段母线交流电压Ua3、Ub3、Uc3（第三段仅用于双母线单分段接线）。1.1.3开关量输入a)母线差动保护投入；b)失灵保护投入；c)母联（分段）过流保护投入；d)母线互联投入（用于双母线单分段接线为母线1M-2M互联投入、母线1M-6M互联投入、母线2M-6M互联投入）；e)母联检修投入（用于双母线单分段接线为1M-2M母联检修投入、1M-6M母联检修投入和2M-6M分段检修投入）；f)1M-5M分段检修投入（用于双母线双分段接线）；g)2M-6M分段检修投入（用于双母线双分段接线）；h)保护检修状态投入；i)母联断路器三相跳闸位置串联、三相合闸位置并联（用于双母单分段接线为母联1、母联2和分段，应采用断路器辅助接点）；j)分段1断路器三相跳闸位置串联、三相合闸位置并联；分段2断路器三相跳闸位置串联、三相合闸位置并联；（用于双母双分段接线，应采用断路器辅助接点）；k)母联三相跳闸启动失灵；（用于双母单分段接线为母联1、母联2和分段）；l)分段1三相跳闸启动失灵、分段2三相跳闸启动失灵；（仅用于双母双分段接线）m)各支路隔离开关位置；（无母联、分段支路）n)各线路支路分相跳闸、三相跳闸启动失灵；o)各变压器支路三相跳闸启动失灵；p)变压器支路解除失灵保护电压闭锁；q)信号复归；r)启动打印（可选）。1.1.4开关量输出a)跳闸出口（每个支路1组）；b)启动分段1失灵（2组）；（仅用于双母双分段接线）；c)启动分段2失灵（2组）；（仅用于双母双分段接线）；d)变压器断路器失灵保护动作联跳（每个变压器支路1组）；e)母线及失灵保护动作闭锁备自投（3组）；f)每段母线及失灵保护动作备用出口（1组）；g)1M母差动动作、2M母差动动作信号（3组：1组保持，2组不保持）；(对于双母单分段接线，还应增加“6M母差动动作信号”)；h)1M母失灵动作、2M母失灵动作信号（3组：1组保持，2组不保持）；(对于双母单分段接线，还应增加“6M母失灵动作信号”)；i)跳母联（分段）信号（3组：1组保持，2组不保持）；j)母线互联告警（2组）；k)CT/PT断线告警（2组）；l)隔离开关位置告警（2组）；m)保护运行异常信号（含差动电压开放、失灵电压开放等，2组不保持）；n)保护装置故障告警（2组不保持）。7 Q/CSG—注：a)～e)项应配置出口压板。1.1母联（分段）保护（配置独立的母联（分段）保护时）1.1.1功能配置a)过流保护；b)三相不一致保护。1.1.2模拟量输入母联（分段）交流电流Ia、Ib、Ic。1.1.3开关量输入a)过流保护投入；b)保护检修状态投入；c)断路器三相不一致跳闸组合位置；d)信号复归。1.1.4开关量输出a)过流保护跳闸出口（2组）；b)三相不一致保护跳闸出口（2组）；c)备用出口（2组）；d)保护动作信号（3组：1组保持，2组不保持）；e)保护运行异常信号（2组不保持）；f)保护装置故障告警（2组不保持）。注：a)～b)项应配置出口压板。2技术要求2.1母线差动保护技术要求2.1.1母线保护应能适应母线各种运行方式，并保证选择性和快速性。2.1.2保护整组动作时间（含出口继电器时间）：差流大于等于2倍整定值时不大于25ms；差流大于1.2倍整定值时应不大于30ms。2.1.3应能在双母线分组或分段运行时，有选择性地切除故障母线。应能自动判别双母线连接元件运行位置的切换，切换过程中，保护不应误动作，并能正确判断瞬时切除故障。2.1.4母线保护在互感器暂态过程中以及CT饱和情况下，应能正确动作。CT饱和检测时间应不大于3ms。2.1.5母线保护测量元件的动作特性为比率制动特性。2.1.6母线差动保护基准CT变比可整定，所有电流定值均按此基准CT变比折算。各支路按实际CT变比输入，母线保护自动换算。2.1.7对CT特性无特殊要求，并允许各支路使用不同特性及变比的CT。2.1.8在交流电流回路不正常或断线时应不误动，并能闭锁母线保护及发出告警信号。2.1.9双母线接线的差动保护应设有大差元件和小差元件；大差用于判别母线区内和区外故障，小差用于故障母线的选择。2.1.10对构成环路的各类母线，母线保护不应因母线故障时有流出母线的短路电流而拒绝动作。2.1.11双母线接线或双母线单分段的母线保护，在母线分列运行，发生死区故障时，应能有选择地切除故障母线。2.1.12母线充电合闸到故障时，保护应能正确动作瞬时切除故障。2.1.13在母联断路器或分段兼旁路断路器用于代路运行时，或旁路兼母联断路器运行时，母线保护应保证选择性。2.1.14双母线接线的母线保护，应设电压闭锁元件，并具备电压闭锁元件启动后的告警功能。当母线PT断线时，允许母线保护解除该段母线电压闭锁。2.1.15保护所需要的母联（分段）断路器位置判据，应从就地获取断路器辅助接点。应采用双位置输入，不对应时，发“位置异常”告警信号。2.1.167 Q/CSG—双母线接线的母线保护，应设置母联（分段）失灵和死区保护，当母联（分段）开关失灵或母联（分段）开关与电流互感器之间发生故障时，保护应能正确、可靠动作，快速切除故障。1.1.1双母线接线的母线保护，通过隔离开关辅助接点判别母线运行方式时，应对隔离开关辅助接点进行自检。当与实际位置不符时，发“隔离开关位置异常”告警信号，应能通过手动强制方式校正隔离开关位置。当仅有一个支路隔离开关位置无开入，且该支路有电流时，保护装置仍应具有选择故障母线的功能。1.1.2双母接线母差保护应具备外部保护动作启动母联（分段）失灵保护的输入接点。1.1.3双母双分段接线母差保护应提供启动分段失灵保护的出口接点。1.1.4当采用含失灵保护功能的母线差动保护时，母差保护动作启动主变断路器失灵功能应由母差及失灵保护内部逻辑完成。1.1.5双母双分段接线的母差保护跳分段不经复合电压闭锁。1.1.6应设置母联（分段）检修压板，仅当母联（分段）断路器检修时方投入此压板。当此压板有开入同时母联（分段）间隔有电流时，装置应发出告警信号。1.2双母线接线的断路器失灵保护1.2.1应采用母线保护装置内部的失灵电流判别功能；各线路、变压器支路均采用各自的电流定值；线路支路采用相电流；变压器支路采用相电流、零序电流、负序电流“或门”逻辑。各支路失灵电流按对应支路CT变比分别整定。1.2.2应由母线失灵保护装置利用隔离开关辅助接点完成失灵间隔的母线选择功能。1.2.3应由母线失灵保护装置完成断路器失灵跳闸的电压闭锁功能。1.2.4线路支路应设置分相启动失灵开入回路，变压器支路应设置三相跳闸启动失灵开入回路。变压器支路应设置独立于失灵启动的解除电压闭锁开入回路。1.2.5母差保护动作同时启动变压器断路器的失灵功能。1.2.6“启动失灵”、“解除失灵保护电压闭锁”开入异常时应告警。1.2.7失灵保护应有失灵跟跳本间隔、跳母联（分段）断路器和跳相邻断路器的功能。以上各出口延时应可分别整定。1.2.8母联（分段）失灵保护、母联（分段）死区保护均应经电压闭锁元件控制。1.3母联（分段）保护技术要求1.3.1母联（分段）过流保护设置不经电压闭锁的两段相过流和一段零序过流，每段相过流和零序过流保护延时分别整定，动作后启动失灵。过流保护经保护投入压板和整定值中相应段保护投入控制字投退。1.3.2母联（分段）保护应具有CT断线报警功能。1.3.3220kV断路器三相不一致保护：当断路器某相断开，出现非全相运行时，经三相不一致保护回路延时跳开三相，保护由断路器组合位置接点启动，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。2二次回路要求2.1双重化配置的两套母线保护的电流回路、电压回路、直流电源和跳闸回路相互独立。电流回路的走向见附录。2.2双重化配置的两套母线保护电流应分别取自电流互感器的不同绕组，电压应分别取自电压互感器的不同绕组。2.3双重化配置的两套母线保护应分别动作于断路器的一组跳闸线圈。2.4双重化配置的两套母线保护，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。2.5变压器支路应采用电气量保护跳闸接点作为三相跳闸启动失灵开入母差失灵保护。2.6母联和分段支路采用操作箱三跳启动失灵（TJR）动作接点作为三相跳闸启动失灵开入母差失灵保护。2.7线路支路采用保护分相动作接点作为分相跳闸启动失灵开入母差失灵保护。2.8对双母线接线，保护动作时宜一一对应分别启动一套断路器失灵保护。2.9主变压器后备保护动作跳母联（分段）不启动母联（分段）断路器失灵保护。7 Q/CSG—1.1母差保护和独立的母联（分段）过流保护动作应启动母联（分段）断路器失灵保护。1.2双母线双分段接线形式，分段两侧的母差保护动作应启动对侧分段失灵。1.3非电量保护和断路器三相不一致保护动作不启动断路器失灵保护。2对相关设备及回路的要求2.1对电流互感器和电压互感器的要求8.1.1220kV母线及母联（分段）保护宜采用5P级电流互感器。8.1.2允许各支路使用不同特性及变比的CT，用于母差保护的各CT变比差距不宜大于4倍。8.1.3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。3屏柜设计9.1组屏原则9.1.1每套母线保护独立组屏（柜）。9.1.2母联（分段）保护及辅助装置独立组屏（柜）。9.1.3母线保护组屏方案母线保护A屏：母线保护1（包含母差保护和失灵出口功能）＋模拟盘（可选）＋打印机1；母线保护B屏：母线保护2（包含母差保护和失灵出口功能）＋模拟盘（可选）＋打印机2；9.1.4母线保护屏上各装置的布置一般从上至下依次为（见附图D.1）：a）母线保护装置（1n）b）模拟盘（可选）c）打印机9.1.5母联（分段）保护组屏方案母联（分段）保护：母联（分段）保护+操作箱+打印机；9.1.6母联（分段）保护上各装置的布置a）操作箱4nb）母联（分段）保护装置（8n）c）打印机9.2编号原则9.2.1保护装置编号以同屏内保护装置编号不重复为原则，其定义见表1。表1母线保护、母联(分段)保护装置编号原则序号装置类型装置编号屏端子编号1母线保护1n1D2操作箱4n4D3母联（分段）保护8n8D9.2.2端子排编号采用装置编号+回路编号，其定义见表2、表3。表2母线保护（带母联（分段）保护柜）端子排分段编号原则回路名称端子排编号回路名称端子排编号回路名称端子排编号直流电源ZD交流电压1UD监控通信TD7 Q/CSG—强电开入1QD交流电流1I*D交流电源JD失灵启动1SD中央信号1XD备用端子BD弱电开入1RD遥信信号1YD出口回路1C*D录波信号1LD注：a）“*”表示断路器支路编号；b）因厂家装置存在差异，对于无对外引接电缆的端子段不做统一要求，例如可以不设置RD段端子。表3独立的母联(分段)保护端子排分段编号原则回路名称端子排编号回路名称端子排编号回路名称端子排编号保护配合*PD弱电开入*RD录波信号*LD交流电流*ID出口回路*CD监控通信TD直流电源ZD中央信号*XD交流电源JD强电开入*QD遥信信号*YD备用端子BD注：a）“*”表示断路器支路编号；b）QD含空开下口，对于双跳闸线圈的断路器，Q1D、Q2D分别表示第一组跳闸线圈和第二组跳闸线圈的开入；c）因厂家装置存在差异，对于无对外引接电缆的端子段不做统一要求，例如可以不设置RD段端子。9.1端子排的布置9.1.1保护屏结构9.1.1.1保护屏宜采用前、后开门的结构，前门为带玻璃防护的单开门，后门为双开门。9.1.1.2前玻璃门的旋转轴宜布置在屏的左侧。9.1.2端子排的布置原则9.1.2.1母线保护端子排布置遵循“功能分段，支路分组”的原则。a)交流电流回路和出口回路按每个支路分组，柜内每侧底端集中预留备用端子。b)每个功能段内端子排按支路独立编号。9.1.2.2母联（分段）保护端子排布置遵循“装置分区，功能分段”的原则。a)操作箱的端子布置在柜的左侧，母联（分段）保护端子排布置在右侧，每侧底端集中预留备用端子。b)每个装置区内端子排按功能段独立编号。9.1.2.3公共端、同名出口端采用端子连线，配置足够连接端子。9.1.2.4对外每个端子的每个端口只允许接一根线，不允许两根线压接在一起。9.1.2.5交流电流和交流电压采用试验端子。9.1.3母线保护端子排布置9.1.3.1背面左侧自上而下依次排列如下：a)直流电源段（ZD）；b)强电开入段（1QD）；按间隔分段c)失灵启动段（1SD）：按间隔分段。d)弱电开入段（1RD）；e)交流电源段（JD）；f)备用段（1BD）。9.1.3.2背面右侧自上而下依次排列如下：7 Q/CSG—a)交流电压（1UD）（空开前后均上此段端子）；b)交流电流段（1I1D～1I*D）；c)出口段（1C1D～1C*D）；d)信号段（1XD）；e)遥信段（1YD）；f)录波段（1LD）；g)监控通信段（TD）；h)备用段（2BD）。9.1.1母联（分段）保护端子排布置9.1.1.1背面左侧自上而下依次排列如下：a)直流电源段（ZD）；b)第一组操作相关段4Q1D；c)第二组操作相关段4Q2D；d)第一组出口相关段4C1D；e)第二组出口相关段4C2D；f)操作箱与保护配合段4PD；g)操作箱信号段4XD；h)操作箱录波段4LDi)交流电源段JD；j)备用段1BD。9.1.1.2背面右侧自上而下依次排列如下：a)交流电流段8ID；b)强电开入段8QD；c)弱电开入段8RD；d)出口段8CD；e)信号段8XD；f)遥信段8YD；g)录波段8LD；h)监控通信段（TD）；i)备用段2BD。9.2保护压板、转换开关及按钮的设置9.2.1保护压板设置9.2.1.1母线保护压板布置及软硬压板配置表见附图。9.2.1.2母联（分段）保护压板布置及软硬压板配置表见附图。9.2.2按钮设置设置保护复归按钮。7 Q/CSG—附录A母线保护CT配置示意图（资料性附录）图A.1220kV母差及母联保护CT配置示意图一（AIS配电装置）图A.2220kV母差及母联保护CT配置示意图二（GIS配电装置）7 Q/CSG—附录B动作报告的内容和打印格式示例（资料性附录）B.1报告标题：含母线保护装置厂家、型号与版本详细信息(含软件版本，CRC校验码、生产日期)。B.2报告内容：a)打印信息。厂站名，母线名称（调度编号，至少5位数字或字母），装置地址，打印时间，装置版本详细信息(含软件版本，CRC校验码、生产日期)。b)故障信息：1)故障绝对时间，格式为YYYY-MM-DDHH：MM：SS：ms，精确到ms；2)动作事件：故障序号、动作相、动作元件、动作相对时间、动作参数（可包括故障三相差电流与制动电流、最大相电流、故障零序电流等）。c)开入量及变位信息：1)起动时开入量状态。开入量名称、状态（1或0）。2)起动后开入量变位。变位时间（相对时间）、变位开入量名称、变位信息（0->1或1->0）。3)动作序号d)录波信息：1)波形标度。电压标度、电流标度、时间标度。2)波形模拟量与开关量通道名称。e)保护定值。定值名称与定值的数值及单位。15 Q/CSG—附录C母线保护软硬压板配置表(规范性附录)表C.1双母线接线母线保护软硬压板配置表序号硬压板名称是否配软压板软硬压板逻辑关系1母差保护投入压板是与2失灵保护投入压板是与3母联过流保护投入压板是与4母线互联投入压板是或5母联检修投入压板无6保护检修投入压板无表C.2双母线单分段接线母线保护软硬压板配置表序号硬压板名称是否配软压板软硬压板逻辑关系1母差保护投入压板是与2失灵保护投入压板是与31M-2M母联过流保护投入压板是与41M-6M母联过流保护投入压板是与52M-6M分段过流保护投入压板是与61M-2M母线互联投入压板是或71M-6M母线互联投入压板是或82M-6M母线互联投入压板是或91M-2M母联检修投入压板无101M-6M母联检修投入压板无112M-6M分段检修投入压板无12保护检修投入压板无15 Q/CSG—表C.3双母线双分段接线母线保护软硬压板配置表序号硬压板名称是否配软压板软硬压板逻辑关系1母差保护投入压板是与2失灵保护投入压板是与31M-2M母联过流保护投入压板是与41M-5M分段过流保护投入压板是与52M-6M分段过流保护投入压板是与61M-2M母线互联投入压板是或71M-2M母联检修投入无81M-5M分段检修投入无92M-6M分段检修投入无10保护检修投入压板无表C.4母联（分段）保护软硬压板配置表序号硬压板名称是否配软压板软硬压板逻辑关系1过流保护投入压板是与2保护检修投入压板无15 Q/CSG—附录D保护屏面布置示意图（资料性附录）图D.1母线及断路器失灵保护屏面布置示意图15 Q/CSG—图D.2220kV母联（分段）保护屏屏面布置图15 Q/CSG—附录E保护屏压板位置示意图（资料性附录）图E.1双母线接线母线保护屏压板位置示意图图E.2双母线双分段接线母线保护屏压板位置示意图15 Q/CSG—图E.3220kV母联保护屏压板位置示意图15'