GB/T 31237-2014 1000kV系统继电保护装置及安全自动装置检测技术规范

　　ICS 29.240. 10 K 45

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 31237—2014

　　1000kV 系统继电保护装置及安全自动装置检测技术规范

　　Inspection specification for 1 000kV powersystem protection relay

　　and automation device

　　2014-09-30发布 2015-04-01实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 31237—2014

　　GB/T 31237—2014

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1. 1—2009给出的规则起草 。

　　本标准由中国电力企业联合会提出 。

　　本标准由中国电力企业联合会归 口 。

　　本标准主要起草单位 : 国家电网公司 、中国电力科学研究院 、南京南瑞继保电气有限公司/国网南京自动化研究院 、许继电器股份有限公司 、北京四方继保自动化股份有限公司 、国电南京 自动化股份有限公司 。

　　本标准主 要 起 草 人 : 王 德 林 、周 春 霞 、艾 淑 云 、周 泽 昕 、刘 洪 涛 、赵 希 才 、胥 岱 遐 、李 瑞 生 、黄 少 峰 、王峰 、李斌 。

　　1 000kV 系统继电保护装置及

　　安全自动装置检测技术规范

　　1 范围

　　本标准规定了 1 000 kV 电力系统继电保护装置及安全自动装置的检测技术条件 、检测项 目 、技术要求 、试验方法及检测结果的判定方法 。

　　本标准适用于电力系统继电保护检测部门和研制部门在进行型式试验时应遵循的基本方法 。

　　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件 。凡是不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。

　　GB/T 2422 电工电子产品环境试验 术语

　　GB/T 2900. 1 电工术语 基本术语

　　GB/T 2900. 17 电工术语 电气继电器

　　GB/T 2900. 49 电工术语 电力系统保护

　　GB/T 4365—2003 电工术语 电磁兼容

　　GB/T 7261—2008 继电器及继电保护装置基本试验方法

　　GB/T 7268—2005 电力系统二次回路控制 、保护装置用插箱及插件面板基本尺寸系列

　　GB/T 11287—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/T 14537—1993 量度继电器和保护装置的冲击和碰撞试验

　　GB/T 14598. 3—2006 电气继电器 第 5部分 :量度继电器和保护装置的绝缘配合要求和试验

　　GB/T 14598. 9—2010 量度继电器和保护装置 第 22-3部分 : 电气骚扰试验 — 辐射电磁场骚扰试验

　　GB/T 14598. 10—2012 电气继电器 第 22-4部分 : 电气骚扰 试 验 电 快 速 瞬 变/脉 冲 群 抗 扰 度试验

　　GB/T 14598. 13—2008 电 气 继 电 器 第 22-1 部 分 : 量 度 继 电 器 和 保 护 装 置 的 电 气 骚 扰 试验 1 MHz 脉冲群抗扰度试验

　　GB/T 14598. 14—2010 量度继电器和保护装置 第 22-2部分 : 电气骚扰试验 — 静电放电试验

　　GB/T 14598. 16—2002 电气继电器 第 25部分 : 电气继电器量度继电器和保护装置的电磁发射试验

　　GB/T 14598. 17—2005 电气继电器 第 22-6部分 :量度继电器和保护装置的电气骚扰试验—射频场感应的传导骚扰的抗扰度

　　GB/T 14598. 18—2012 量度继电器和保护装置 第 22-5部分 : 电气骚扰试验 浪涌抗扰度试验

　　GB/T 14598. 19—2007 电气继电器 第 22-7部分 :量度继电器和保护装置的电气骚扰试验—工频抗扰度试验

　　GB/T 14598. 20—2007 电气继电器 第 26部分 :量度继电器和保护装置的电磁兼容要求

　　GB 14598. 27—2008 量度继电器和保护装置 第 27部分 :产品安全要求

　　GB/T 31237—2014

　　GB/T 17626. 8—2006 电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验

　　GB/T 17626. 9—2011 电磁兼容 试验和测量技术 脉冲磁场抗扰度试验

　　GB/T 17626. 17—2005 电磁兼容 试验和测量技术 直流电源输入端口纹波抗扰度试验

　　DL/T 1276 1 000 kV母线保护装置技术要求

　　3 术语和定义

　　GB/T 2422、GB/T 2900. 1、GB/T 2900. 17、GB/T 2900. 49和 GB/T 4365—2013界定的术语和定义适用于本文件 。

　　4 检测条件

　　4. 1 检测的环境条件

　　检测的正常试验环境条件 :

　　环境温度 15 ℃ ~ 35 ℃ ;

　　相对湿度 45% ~ 75% ;

　　大气压力 86kPa~ 106kPa。

　　4.2 检测的基准条件

　　有准确度要求的 ,试验应在基准条件下进行 。基准条件为 :

　　环境温度 :20 ℃ ±2 ℃ ;

　　相对湿度 :45% ~ 75% ;

　　大气压力 :86kPa~ 106kPa。

　　4.3 检测用设备

　　检测所使用的仪器 、仪表必须经过检验合格 ,并应满足 GB/T 7261—2008中的规定 ,定值检验所使用的仪器 、仪表的准确级应不低于 0. 5 级 。

　　5 结构及外观检查

　　5. 1 试验方法

　　依据 GB/T 7261—2008中第 5 章的规定和方法进行 。

　　5.2 技术要求

　　a) 产品所有零件锡焊处的质量 ,应不存在虚焊假焊现象 。

　　b) 产品表面的涂复层的颜色应均匀一致 ,无明显的色差和眩光 ,涂复层表面应无砂粒 、趋皱 、流痕等缺陷 。

　　c) 产品铭牌标志和端子号应正确 、清晰 、齐全 。

　　d) 装置应采取必要的抗电气干扰措施 ,装置的不带电金属部分应在电气上连成一体 ,并具备可靠接地点 。

　　e) 装置应有安全标志 ,安全标志应符合 GB 14598. 27—2008中 9. 1 的规定 。

　　f) 机箱尺寸应符合 GB/T 7268—2005的规定 。

　　g) 金属结构件应有防锈蚀措施 。

　　6 功率消耗测试

　　6. 1 试验方法

　　依据 GB/T 7261—2008中第 7章的规定和方法进行 。

　　6.2 技术要求

　　交流电流回路 ,每相不超过 0. 5 VA;

　　交流电压回路 ,每相不超过 0. 5 VA;

　　直流电源回路 , 由产品标准规定 。

　　7 环境试验

　　7. 1 试验方法

　　7. 1. 1 高低温试验

　　试验条件和方法依据 GB/T 7261—2008中第 9章的规定和方法进行 。

　　7. 1.2 温度贮存试验

　　试验条件和方法依据 GB/T 7261—2008中第 9章的规定和方法进行 。

　　7. 1.3 耐湿热性能试验

　　试验条件和方法依据 GB/T 7261—2008中第 9章的规定和方法进行 。

　　7.2 技术要求

　　7.2. 1 高低温试验

　　在试验过程中施加规定的激励量 ,温度的变差相对于 20 ℃ ±2 ℃时 ,不超过 ±2. 5% 。

　　7.2.2 温度贮存试验

　　试验结束后 ,放在室温下恢复 2 h,装置电气性能应满足产品标准要求 ,外观检查零部件的材料不应出现不可恢复的损伤 。

　　7.2.3 耐湿热性能试验

　　在试验结束前 2 h 内 ,测量绝缘电阻值不应小于 1. 5 MΩ; 介质强度不低于 10. 1. 2 规定的介质强度试验电压值的 75% 。

　　8 电源影响试验

　　8. 1 试验方法

　　依据 GB/T 7261—2008中第 10章的规定和方法进行 。

　　8. 1. 1 辅助激励量电压波动影响试验

　　按产品标准规定分别将交流或直流辅助激励量电压调整至其标称范围的极限值 ,施加于产品进行试验 ,其他影响量或影响因素为基准值 。按产品标准规定的试验项 目进行试验 , 确定准确度等性能指标 ,并与基准条件下的测试结果进行比较 ,依据 GB/T 7261—2008中 6. 5. 4规定的方法计算变差 。

　　8. 1.2 直流电源中断试验

　　中断时间为 20 ms。辅助激励量中断方式 ,采用突然发生的方式 。 即辅助激励量突然从额定值变化到零或者从零变化到额定值 ;重复试验五次 ,每两次之间的间隔时间至少应为试验持续时间的 10倍 。

　　8. 1.3 交流电源频率影响试验

　　按产品标准规定分别将电源频率调整至其标称范围的极限值 ,施加于产品进行试验 ,其他影响量或影响因素为基准值 。按产品标准规定的试验项目进行试验 ,确定准确度等性能指标 ,并与基准条件下的测试结果进行比较 ,依据 GB/T 7261—2008中 6. 5. 4规定的方法计算变差 。

　　8. 1.4 直流电源波纹系数(失真度)影响试验

　　直流辅助激励量纹波系数影响试验的设备应满足 GB/T 17626. 17—2005的要求 。

　　8.2 技术要求

　　8.2. 1 辅助激励量电压波动影响试验

　　将直流电源电压调整至额定值 80%和 115%时 ,装置应正确动作 。

　　8.2.2 直流电源中断

　　不误动不复位 , 确定对特性量准确度的影响 , 确定对动作时间的影响 。

　　8.2.3 交流电源频率影响试验

　　频率偏差 2 Hz,装置应正常工作 。

　　8.2.4 直流电源波纹系数(失真度)影响试验 :

　　将直流电源的纹波系数调整至额定值 5%时 ,装置应正确工作 。

　　9 机械性能试验

　　9. 1 试验方法

　　9. 1. 1 振动

　　依据 GB/T 11287—2000规定的方法进行 。

　　9. 1.2 冲击

　　依据 GB/T 14537—1993规定的方法进行 。

　　9. 1.3 碰撞

　　依据 GB/T 14537—1993规定的方法进行 。

　　9.2 技术要求

　　9.2. 1 振动

　　振动响应 :产品应具有承受 GB/T 11287—2000中 3. 2. 1 规定的严酷等级为 Ⅰ 级的振动响应能力 。振动响应试验产生的变差应满足产品标准的要求 。试验结束后产品无紧固零件松动 、机械损坏现象 ;有关性能应满足产品标准的要求 。

　　振动耐久 :产品应具有承受 GB/T 11287—2000中 3. 2. 2 规定的严酷等级为 Ⅰ 级的振动耐久能力 。产品无紧固零件松动 、机械损坏现象 ; 振动后通电测试 , 性能正常 。

　　9.2.2 冲击

　　冲击响应 :产品应具有承受 GB/T 14537—1993中 4. 2. 1 规定的严酷等级为 Ⅰ 级的冲击响应能力 。冲击响应试验产生的变差应满足产品标准的要求 。试验结束后产品无紧固零件松动 、机械损坏现象 ;有关性能应满足产品标准的要求 。

　　冲击耐久 :产品应具有承受 GB/T 14537—1993中 4. 2. 2 规定的严酷等级为 Ⅰ 级的冲击耐久能力 。产品无紧固零件松动 、机械损坏现象 ; 冲击后通电测试 , 性能正常 。

　　碰撞 :产品应具有承受 GB/T 14537—1993中 4. 3 规定的严酷等级为 Ⅰ 级的碰撞能力 。 产品无紧固零件松动 、机械损坏现象 ; 碰撞后通电测试 , 性能正常 。

　　10 绝缘试验

　　10. 1 试验方法

　　10. 1. 1 绝缘电阻

　　试验部位 :

　　a) 各电路对外露的导电件(相同电压等级的电路互联) ;

　　b) 各独立电路之间 (每一独立电路的端子互联) 。

　　额定绝缘电压高于 63 V 时 , 用开路电压为 500 V(额定绝缘电压不超过 63 V 时 , 用开路 电 压 为250V) 的测试仪器测定其绝缘电阻值 。

　　10. 1.2 介质强度

　　具体的被试电路及介质强度试验值见表 1,也可采用直流试验电压 ,其值应为规定的工频试验电压值的 1. 4倍 。

　　表 1 介质强度试验电压值 单位为伏

　　10. 1.3 冲击电压

　　冲击电压试验部位 :

　　a) 同 10. 1. 1a) ;

　　b) 同 10. 1. 1b) 。

　　冲击电压试验值 :

　　上述部位应能承受标准雷电波 1. 2/50 μs(见 GB/T 14598. 3—2006中 6. 1. 3)的短时冲击电压试验 ,试验电压的峰值为 1 kV(额定绝缘电压 ≤63V)或 5 kV(额定绝缘电压 >63V) 。

　　10.2 技术要求

　　10.2. 1 绝缘电阻

　　上述部位测定其绝缘电阻值不应小于 100 MΩ。

　　10.2.2 介质强度

　　上述部位应能承受频率为 50 Hz的工频耐压试验 ,历时 1 min,产品各部位不应出现绝缘击穿或闪络现象 。

　　10.2.3 冲击电压

　　产品承受冲击电压试验后 ,其主要性能指标应符合产品企业标准规定的出厂试验项目要求 。试验过程中 ,允许出现不导致绝缘损坏的闪络 ,如果出现闪络 ,则应复查绝缘电阻及介质强度 ,此时介质强度试验电压值为规定值的 75% 。

　　11 电磁兼容

　　11. 1 试验方法及严酷等级

　　11. 1. 1 1 MHz脉冲群抗扰度试验

　　1 MHz和 100 kHz脉冲群抗扰度试验依据 GB/T 14598. 13—2008规定的方法进行 。试验部位及试验规格依据 GB/T 14598. 20—2007中 4. 2 的要求进行 ,通过 3 级 。

　　11. 1.2 静电放电抗扰度试验

　　静电放电抗扰 度 试 验 依 据 GB/T 14598. 14—2010规 定 的 方 法 进 行 。试 验 部 位 及 试 验 规 格 依 据GB/T 14598. 20—2007中 4. 2 的要求进行 ,通过 4级 。

　　11. 1.3 辐射电磁场抗扰度试验

　　辐射电磁场抗扰度 试 验 依 据 GB/T 14598. 9—2010规 定 的 方 法 进 行 。试 验 部 位 及 试 验 规 格 依 据GB/T 14598. 20—2007中 4. 2 的要求进行 ,通过 3 级 。

　　11. 1.4 电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验

　　电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验依据 GB/T 14598. 10—2012规定的方法进行 。试验部位及试验规格依据 GB/T 14598. 20—2007中 4. 2 的 A级要求进行 ,通过 4级 。

　　11. 1.5 浪涌(冲击)抗扰度试验

　　浪涌(冲击)抗扰度试验依据 GB/T 14598. 18—2012规定的方法进行 。试验部位及试验规格依据GB/T 14598. 20—2007中 4. 2 的要求进行 。严酷等级为最高线对地 ±2kV;线对线 ±1kV。

　　11. 1.6 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验

　　射频场感应的传导骚扰抗扰度试验依据 GB/T 14598. 17—2005规定的方法进行 。试验部位及试验规格依据 GB/T 14598. 20—2007中 4. 2 的要求进行 。

　　11. 1.7 工频磁场抗扰度试验

　　工频磁场抗扰度试验依据 GB/T 17626. 8—2006规定的试验方法进行 。外壳端 口 :通过 5 级 。

　　11. 1. 8 脉冲磁场抗扰度试验

　　脉冲磁场抗扰度试验依据 GB/T 17626. 9—2011规定的试验方法进行 。外壳端 口 :通过 5 级 。

　　11. 1.9 工频抗扰度试验

　　工频抗扰 度 试 验 依 据 GB/T 14598. 19—2007 规 定 的 方 法 进 行 。 试 验 部 位 及 试 验 规 格 依 据GB/T 14598. 20—2007 中 4. 2 的要求进行 。

　　11. 1. 10 电磁发射试验

　　传导发射限值试验和辐射发射限值试验依据 GB/T 14598. 16—2002规定的方法进行 。测试部位及发射限值要求依据 GB/T 14598. 20—2007中 4. 1 的要求进行 。

　　11.2 技术要求

　　11.2. 1 1 MHz脉冲群抗扰度试验

　　被试装置的延时应设置为它们预期应用的最小实用值 。试验进行时 ,应将等于额定值的辅助激励量施加到相应的电路上 ,输入的激励量的值应在动作值上下的 10%以内 。

　　验收准则 :

　　如果被试装置在整个试验期间均满足其抗扰度要求 ,并且在试验结束后仍符合相关的性能要求 ,则试验结果合格 。表 2列出保护装置具有的重要功能 ,在试验中宜监视这些功能 。

　　表 2 试验中监视功能

　　11.2.2 静电放电抗扰度试验

　　被试装置的延时应设置为它们预期应用的最小实用值 。试验进行时 ,应将等于额定值的辅助激励量施加到相应的电路上 ,输入的激励量的值应在动作值上下的 10%以内 。验收准则同 11. 2. 1。

　　11.2.3 辐射电磁场抗扰度试验

　　被试装置的延时应设置为它们预期应用的最小实用值 。试验进行时 ,应将等于额定值的辅助激励量施加到相应的电路上 ,输入的激励量的值应在动作值上下的 10%以内 。验收准则同 11. 2. 1。

　　11.2.4 电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验

　　被试装置的延时应设置为它们预期应用的最小实用值 。试验进行时 ,应将等于额定值的辅助激励量施加到相应的电路上 ,输入的激励量的值应在动作值上下规定的暂态误差的两倍之内 。试验电压应以共模的方式逐次施加于每一个端 口 ,每个极性至少 1 min。并应检查与验收准则的一致性 。 验收准则同 11. 2. 1。

　　11.2.5 浪涌(冲击)抗扰度试验

　　被试装置的延时应设置为它们预期应用的最小实用值 。试验进行时 ,应将等于额定值的辅助激励量施加到相应的电路上 ,输入的激励量的值应在动作值上下规定的暂态误差的两倍之内 。 由于实用的原因 ,不考虑在暂态或动作状态时对被试装置施加浪涌试验 。浪涌应施加在线与线和线与地之间 。验收准则同 11. 2. 1。

　　11.2.6 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验

　　被试装置的延时应设置为它们预期应用的最小实用值 。试验进行时 ,应将等于额定值的辅助激励量施加到相应的电路上 ,输入的激励量的值应在动作值上下规定的暂态误差的两倍之内 。验收准则同

　　11. 2. 1。

　　11.2.7 工频磁场抗扰度试验

　　被试装置的延时应设置为它们预期应用的最小实用值 。试验进行时 ,应将等于额定值的辅助激励量施加到相应的电路上 ,输入的激励量的值应在动作值上下的 10%以内 。验收准则同 11. 2. 1。

　　11.2. 8 脉冲磁场抗扰度试验

　　被试装置的延时应设置为它们预期应用的最小实用值 。试验进行时 ,应将等于额定值的辅助激励

　　量施加到相应的电路上 ,输入的激励量的值应在动作值上下的 10%以内 。验收准则同 11. 2. 1。

　　11.2.9 工频抗扰度试验

　　被试装置的延时应设置为它们预期应用的最小实用值 。试验进行时 ,应将等于额定值的辅助激励量施加到相应的电路上 ,输入的激励量的值应在动作值上下的 10%以内 。验收准则同 11. 2. 1。

　　11.2. 10 电磁发射试验

　　应将辅助激励量和输入激励量的额定值施加于被试设备的相应回路 。所施加的值应代表正常的工作静止状态 ,被试设备不应处于暂态动作状态 ,也不应处于动作后状态 。试验中传导和辐射发射的限值不超过 4. 1、4. 2 给出的限值 。

　　12 过载试验

　　12. 1 试验方法

　　试验方法依据 GB/T 7261—2008中第 14章的规定和方法进行 。

　　交流电流回路 :2倍额定电流 ,连续工作 ;

　　40倍额定电流 ,允许 1 s;

　　交流电压回路 :1. 2倍额定电压 ,连续工作 ;

　　1. 4额定电压 ,允许 10 s。

　　12.2 技术指标

　　试验过程和试验结束后应满足下列要求 :绝缘无损坏 ,包括无液化 、无碳化或无烧焦现象 ;线圈及结构零件无永久性机械变形 。

　　13 测量元件准确度及装置功能

　　13. 1 线路保护装置

　　满足 GB/T 31236—2014的要求 。

　　13.2 变压器保护装置

　　满足 GB/T 29322—2012的要求 。

　　13.3 电抗器保护装置

　　满足 GB/Z 29327—2012的要求 。

　　13.4 母线保护装置

　　满足 DL/T 1276的要求 。

　　13.5 断路器保护装置

　　满足 GB/T 29323—2012的要求 。

　　14 动态模拟试验

　　本标准未规定部分参照 GB/T 26864—2011的规定 。

　　14. 1 1 000kV输电线路保护装置

　　14. 1. 1 输电线路模型系统

　　当线路长度为 200 km 时 , 只考虑在线路一侧接入并联电抗器 , 其补偿度约为 65% ; 当线路长度为 300 km~ 600 km 时 , 考虑在线路两侧和中间接入并联电抗器 , 其补偿度每侧约为 35% 。

　　对于带串联补偿电容的线路 , 串联补偿电容器可根据需要分别放置在线路一端或线路中点 , 并在串补电容器两侧分别设置短路点 。 串联补偿电容的补偿度可根据工程需要调整 。对于 1 000 kV 线路的模拟系统 , 推荐采用图 A. 1所示的典型接线方案 。

　　14. 1.2 检测项目及要求

　　线路模拟系统 , 应分别在各回线路的出 口 , 中点及各母线设置短路点 ,应分别在线路轻载 、中载 、满载情况下进行各种短路故障试验 ,并能够模拟下列故障 :

　　a) 暂态超越试验 : 装置的暂态超越应不超过 5% 。70%处动作时间测试 :70%处动作时间不超过30 ms。

　　b) 区内金属性故障 :模拟保护线路区内各点单相接地 、两相短路接地 、两相相间短路 、三相短路以及三相短路接地故障 。上述故障为瞬时性及永久性两种情况 。

　　装置应能有选择 的 正 确 动 作 , 区 内 单 相 故 障 选 相 动 作 , 多 相 故 障 跳 三 相 , 动 作 时 间 不 超 过30 ms, 区内单相 永 久 性 故 障 重 合 于 故 障 后 , 加 速 动 作 , 后 加 速 距 离 保 护 动 作 时 间 不 超 过60 ms, 后加速零序动作时间不超过 120 ms。

　　c) 保护应有联跳三相功能 。保护动作且开关跳三相 , 向对侧发联跳三相信号 。 收到联跳三相信号 , 中止发送联跳三相信号 。 收到联跳三相信号且本侧保护动作后 ,强制性三跳 。

　　d) 区外金属性故障 :模拟母线和保护区外各短路点单相接地 、两相短路接地 、两相相间短路 、三相短路以及三相短路接地故障 。两侧断路器相继动作 , 使被保护线路电流出现突然倒向情况 。保护不应误动作 。

　　e) 发展性故障 :模拟保护区内同一故障点经不同时间由单相接地故障发展成为两相接地或者三相接地短路故障 ; 模拟被保护线路出口(区内)与相邻线路出口(区外)异名相间经不同时间相继发生单相接地故障的发展性故障 。发展性故障的两次故障间隔时间为 5 ms~ 200 ms。

　　同塔输电线路模型 ,还应模拟被保护线路与相邻线路同名相或异名相之间的跨线故障 。

　　以上故障装置均应能有选择的正确动作 。

　　f) 系统稳定破坏 :对长距离线路系统进行静稳定破坏和暂态稳定破坏的模拟 , 以及系统振荡后的被保护线路区内外单相接地 、两相短路接地 、两相相间短路 、三相短路以及三相短路接地故障 。系统全相和非全相振荡过程中 ,装置不应误动 ,全相振荡过程中区内单相故障装置应 选 相 动作 , 区内其他故障跳三相 ; 区外非对称性故障 ,装置不误动 ,对称性故障不考核 。

　　非全相振荡中 , 区内故障 ,装置应跳三相 , 区外故障不考核 。

　　g) 模拟系统经过渡电阻短路 ,模拟区内经过渡电阻单相 接 地 故 障 时 , 当 故 障 点 电 流 大 于 800 A时 ,保护应能切除故障 ,分相差动保护应能选相动作 。 区外经小电阻短路 , 当残压不超过 5%额定电压时 ,距离保护不应误动 。模拟送端保护装置在保护范围末端经小过渡电阻相间故障时 ,应具有抗静态超越的能力 。

　　h) 模拟系统频率偏移 ±2Hz,模拟区内外各种金属性短路 。装置应能有选择的正确动作 , 区内单相故障应选相动作 。

　　i) 系统操作 :无故障分 、合线路开关 、操作刀闸时保护装置均不应误动作 ;操作线路开关使线路合于故障 ,装置应能加速动作 。

　　j) 弱电源方式 :在 系 统 弱 电 源 的 运 行 方 式 下 模 拟 各 种 区 内 外 金 属 性 故 障 , 装 置 应 能 正 确 选 相动作 。

　　k) CT 断线 :模拟 CT 断线 ,保护装置应能发 CT断线告警信号 ,动作行为与整定设置一致 。

　　l) VT 断线 :模拟 VT 断线 ,保护装置应能发 VT断线告警信号并闭锁可能引起误动的带方向的保护 ,断线后模拟区外故障装置不应误动 。

　　m) 直流断续试验 :模拟直流断续和闪络 ,保护装置不应发生误动和丢失信息 。

　　14.2 1 000kV变压器保护装置

　　14.2. 1 1 000kV变压器模型

　　变压器保护模拟系统 ,典型接线见图 A. 2。

　　14.2.2 检测项目及要求

　　变压器保护模拟系统 ,应分别在变压器高压侧 、中压侧 、低压侧区内外以及变压器内部设置故障点 ,应分别在变压器轻载 、中载 、满载情况下进行各种短路故障试验 ,并能够模拟下列故障 :

　　a) 在变压器额定抽头下 ,分别模拟重载和轻载的情况下 ,变压器各侧区内 、外金属性各类短路故障及区外断线故障 ,装置应能有选择的正确动作 , 区内故障动作时间差动不超过 30 ms;差速断不超过 20 ms。调节调压变抽头 ,在重载的情况下 ,模拟变压器各侧区内 、外金属性各类短路故障及区外断线故障 ,装置应能有选择的正确动作 , 区内故障动作时间不超过 30 ms。

　　b) 在大方式下模拟 1 000 kV侧区内外和 500 kV侧区内外大电流短路故障 ,装置在区内故障时应正确动作 ,差流速断动作时间应不超过 20 ms,区外故障不误动 。

　　c) 经过渡电阻故障模拟变压器 1 000 kV侧和 500 kV侧经 0 Ω~ 25Ω相间短路故障和经 0 Ω~ 100 Ω单相接地故障 ,装置应能有选择的正确动作 。

　　d) 变压器匝间短路 :在重载和轻载的情况下 ,模拟变压器匝间短路 , 匝间短路范围 ≥3%时 ,装置应能正确动作 。

　　e) 励磁涌流试验 :空投变压器于 1000kV侧和空投变压器于 500kV侧 ,保护装置应有躲励磁涌流的能力 。

　　f) 手合断路器于故障变压器 ,装置应能正确动作 。

　　g) 发展性故障 :在变压器重载情况下 ,分别模拟高压侧及中压侧区外同一点发生不同故障类型的转换 , 如单相接地故障转换成两相短路接地 ,故障转换时间为 20 ms~ 300 ms装置不应误动 ;在变压器重载及空载的情况下 ,分别模拟高压侧及中压侧区外单相接地故障转换为区内同名相接地故障 ,故障转换时间为 20 ms~ 300 ms,在转为区内故障后装置应正确动作切除故障 ;在变压器重载及空载的情况下 ,模拟区外故障转换为变压器绕组内部匝间短路 ,故障转换时间为 20 ms~ 300 ms,在转为区内 3%以上的匝间故障后装置应正确动作切除故障 ;重载时变压器内部匝间短路由 1%发展成 3% ,故障转换时间 20 ms~ 300 ms,要求保护装置能在 3%匝间短路时正确切除故障 。

　　h) 投切 110 kV侧电容 、电抗器 :在变压器空载情况下 ,模拟投切低压侧母线上的电容器和电抗器 ,装置不应误动 。

　　i) 系统振荡及振荡中再发生故障 :模拟系统静稳破坏后出现系统振荡 ,在振荡过程中 ,保护区内

　　外发生单相接地 、两相短路接地 、两相相间短路 、三相短路以及三相短路接地故障 。振荡过程中要求装置不误动 ,振荡中区内故障正确动作切除故障 , 区外故障不误动 。

　　j) 和应涌流及穿越性涌流 :模拟系统及变压器在正常运行状态 ,被试变压器保护投入运行 。 空投另一台并联运行的变压器 。要求另一台主变空投励磁涌流应不小于 2倍额定电流 ,重复五次 。

　　k) CT饱和 :模拟区外故障使变压器一侧 CT 出现暂态饱和的情况 ,装置应有一定的抗饱和能力 ,当正常波形大于 5 ms 时 ,装置不应有拒动和误动现象 。

　　l) VT断线 :分别模拟高 、中 、低压侧的 VT 断线模拟系统 VT 断线 ,装置应有 VT 断线判别功能 ,与电压量相关的保护不能误动 。

　　m) 后备距离保护功能 :将系统故障时间延长到超过后备保护整定时间 。在高压侧和中压侧模拟金属性单相接地 ,使故障点分别在带方向零序保护的正方向及反方向 。在高压侧和中压侧分别模拟金属性两相接地 、两相短路 、三相短路 、三相短路接地故障及低压侧线路上两相短路 、三相短路故障 。对有相间或接地阻抗保护的装置 ,应分别模拟测量阻抗在圆内 、外的相间故障和接地故障 。 间歇性故障 :模拟故障满足被试保护动作条件 ,第一次故障时间不超过被试后备保护整定时间 ;故障间断 , 间断时间为 30 ms~ 100 ms,然后出现第二次故障 ,故障持续时间大于被试后备保护的整定时间 。要求后备保护装置能按整定正确动作 。

　　n) 调压变及补偿变匝间短路故障 :模拟调压变 、补偿变匝间短路当差流大于整定值时 ,装置应能正确动作切除故障 。

　　o) 直流电源断续及直流电压波动试验 :模拟直流断续和闪络及直流电压波动 ,保护装置不应发生误动 、死机和丢失信息 。

　　14.3 1 000kV 并联电抗器保护装置

　　14.3. 1 1 000kV 并联电抗模型

　　并联电抗器保护模拟系统 ,典型接线如图 A. 4所示 。

　　14.3.2 检测项目及要求

　　并联电抗器保护模拟系统 ,应分别在并联电抗器高压侧 、低压侧区内外以及并联电抗器内部设置故障点 ,进行各种短路故障试验 ,并能够模拟下列故障 :

　　a) 区内外金属性故障

　　模拟区内不同位置瞬 时 性 单 相 接 地 故 障 , 当 电 抗 器 绕 组 内 部 距 中 性 点 侧 绕 组 匝 数 大 于 等 于10%处发生接地故障时 ,保护应可靠动作装置应能正确动作 ,动作时间不超过 30 ms;

　　模拟区外瞬时性单相接地 、两相接地 、两相短路三相短路和三相短路接地故障 , 模拟线路上永久性单相接地及三相短路故障 , 区外故障装置不误动 。

　　模拟线路上的单相断线 、两相断线故障 。装置不应误动 。在非全相过程中模拟电抗器区内故障和 6%匝间短路 ,装置应能正确动作 ;模拟区外故障装置不应误动 。

　　b) 电抗器匝间短路

　　模拟电抗器绕组匝间短路 。 匝间短路范围 1. 0% ~ 10% 。 大于等于 3%匝间短路时装置应能正确动作 。

　　c) 区内外经过渡电阻故障

　　在电抗器内不同位置经 100欧过渡电阻的接地故障 ,装置应能正确动作 。

　　d) 线路上经过渡电阻的接地短路故障 ,故障装置不误动 。

　　e) 改变系统运行方式的操作

　　模拟系统方式改变时 , 如空充本线路及邻近线路 、分相拉合本线路 、与发电机并网及空投变压

　　器等情况 ,故障装置不误动 。

　　f) 手合于故障电抗器

　　模拟各种工况下带线路手合故障电抗器 。 电抗器故障形式分别为单相接地及大于 5%范围的匝间短路 ,装置应能正确动作 。

　　g) 转换性发展性故障

　　模拟区外同一故障点不同故障类型的转换 ,故障装置不误动 。

　　区外故障转换为区内单相接地故障 ,转为区内故障后装置应能正确动作 。

　　区外故障转换为电抗器内部匝间短路 , 当匝间范围大于 5%时 ,装置应能正确动作 。

　　h) 模拟线路振荡及振荡中电抗器内部故障

　　模拟线路振荡 ,要求保护不误动 ; 振荡中模拟线路上发生单相接地 、两相短路接地 、两相相间短路 、三相短路以及三 相 短 路 接 地 故 障 , 装 置 应 不 误 动 ; 振 荡 中 模 拟 电 抗 器 内 部 发 生 单 相 接地 、两相短路接地 、两相相间短路 、三相短路 、三相短路接地 、大于 6%匝间短路故障 ,装置应能正确动作 。

　　i) CT 断线

　　分别模拟电抗器高端 、低端 CT二次回路单相断线 ,装置应具有 CT 断线判别功能 ,并能发告警信号 。断线后发生区内故障 ,保护应能够动作 。

　　j) VT 断线

　　模拟电抗器二次 回 路 电 压 单 相 断 线 , 装 置 应 具 有 VT 断 线 判 别 功 能 , 并 能 闭 锁 可 能 误 动 的保护 。

　　k) 直流电源断续及直流电压波动试验 :模拟直流断续和闪络及直流电压波动 ,保护装置不应发生误动 、死机和丢失信息 。

　　14.4 母线保护装置

　　14.4. 1 母线模型系统

　　1 000 kV母线保护产 品 的 动 模 试 验 应 考 虑 CT 变 比 不 同 。 试 验 中 断 路 器 典 型 接 线 方 式 参 照 图

　　A. 5。

　　14.4.2 1 000kV母线保护产品的试验项目及要求

　　母线保护模拟系统 ,应分别在各母线 、与母线相连的各分支及母联死区设置故障点 ,进行各种短路故障试验 ,并能够模拟下列故障 :

　　a) 保护区内外金属性故障 :模拟保护区内瞬时金属性单相接地 、两相短路接地 、两相相间短路 、三相短路以及三相短路接地故障 ,要求保护装置正确动作 ,动作时间不超过 15 ms; 保护区外瞬时性金属性单相接地 、两相短路接地 、两相相间短路 、三相短路以及三相短路接地故障 ,要求保护装置不误动 。

　　b) 发展性故障 :模拟同一母线经不同时间由单相接地故障发展成为两相接地或者三相接地短路故障 ; 模拟区外与区内同名相和异名相间经不同时间相继发生单相接地故障的发展性故障 ;模拟区内一段母线与另一段母线之间的发展性故障及两段母线(双母线接线) 同时故障 ,发展性故障的两次故障间隔时间为 10 ms~ 500 ms。 区外故障要求保护装置不误动 ; 区内故障要求保护装置正确动作切除故障 。

　　c) 区内外经过渡电阻短路 :模拟保护区内外经 0 Ω~ 100 Ω 的过渡电阻发生单相接地故障 ;模拟带不超过 5%额定电压的过渡电阻发生两相短路接地 、两相相间短路 、三相短路和三相短路接地故障 。 区外故障要求保护装置不误动 ; 区内故障要求保护装置正确动作切除故障 。

　　d) 断路器失灵 :分别模拟主变 、线路 、母线间隔内部故障 ,对应边开关(中开关) 失灵 , 断路器失灵保护不应拒动 ,延时跳相关断路器 。边断路器相关开关包括连接母线的所有分支开关 , 同串中断路器 ,相连接的变压器各侧开关 ,或相连接的线路对侧开关 。 中断路器相关开关包括同串两个边断路器 ,相连接的变压器各侧开关 ,或相连接的线路对侧开关 。

　　e) 振荡中再故障 :模拟由于稳定破坏引起的系统振荡中母线区内外发生各种类别的故障(振荡中心接近母线) 。 振 荡 过 程 中 及 振 荡 中 区 外 故 障 装 置 不 能 误 动 , 振 荡 中 区 内 故 障 装 置 应 正 确动作 。

　　f) 倒闸操作过程中的故障 : 在倒闸操作过程中(即同一出线的两隔离开关同时接通两段母线时)模拟各种区内外故障 。在隔离开关位置触点失灵时 ,模拟各种区内外故障 。

　　g) CT饱和试验 :模拟区内外金属性故障和发展性故障 ,使单个 CT 或多个 CT 不同程度的暂态饱和 ;模拟区外故障使一个 CT 出现饱和后再转区内故障 。

　　h) CT 回路断线 :在有负荷情况下 ,模拟 CT 回路单相 、三相断线及断线后的区内外故障 。在 CT断线后要求保护装置能发 CT断线报警信号并闭锁差动保护 。

　　i) 空充母线和线路 :模拟由一段母线向另一段母线(或旁母)充电 ; 由母线向空载线路充电 ; 由母线向空载变压 器 充 电 ; 由 一 段 母 线 向 另 一 段 (或 旁 母) 带 故 障 母 线 或 线 路 充 电 。 装 置 不 应误动 。

　　j) 在解列点解列和并网 :模拟系统在解列点的解列和并网 。装置不应误动 。

　　k) 断路器的非全相保护 :模拟断路器非全相运行 。装置不应误动 。

　　l) 在母线故障时母线有流出电流的模拟 :模拟区内故障有电流流出的情况 , 当分流不超过 30%时的区内故障装置应能正确动作 。

　　m) 系统频率偏移 :使模拟系统分别运行在 48 Hz和 52 Hz,模拟保护区内外金属性单相接地 、两相短路接地 、两相相间短路 、三相短路和三相短路接地故障 。装置应能正确动作 。

　　n) 特殊项目的试验 :根据被试保护产品的有关技术说明确定相应的试验项 目 。

　　附 录 A

　　(规范性附录)

　　1 000kV模试验模型典型接线及参数

　　A. 1 输电线路典型接线及系统参数

　　图 A. 1所示 1 000 kV 线 路 的 典 型 接 线 。 图 中 各 元 件 所 模 拟 的 设 备 容 量 、线 路 参 数 在 表 A. 1 和表 A. 2中列出 。

　　图 A. 1 1 000kV 长距离线路模拟接线方案

　　表 A. 1 典型的 1 000kV 长距离系统设备容量及线路距离

　　表 A.2 线路参数

　　A.2 1 000kV变压器模型

　　变压器保护模拟系统 ,典型接线见图 A. 2所示 。变压器形式 : 自藕变压器(系统接线图中的 T1) 。变压器主要参数参见表 A. 3。

　　表 A.3 变压器参数

　　变压器保护动模试验系统接线如图 A. 2 所示 ,模拟系统中发电机组为送电端(N侧) ,通过一条总长为 600公里的 1 000 kV 线 路 送 至 M 母 线 。 M 母 线 接 入 1 000 kV 等 值 系 统 3 W , 其 短 路 容 量 为92 000 MVA; 1 W 为等 500kV等值系统 ,其短路容量大方式为 31000MVA;小方式为 23000MVA。试验中除振荡中 1 W短路容量为小方式外 ,其他情况下 1 W均为大方式 。110kV 的母线上接有电容和电抗补偿 ,其中电抗补偿容量为 240MVA;电容补偿电容量为 240MVA 。故障点 K5、K4,K2分别为高、中、低压侧内部故障点;K12、K11、K9分别为高、中、低压侧外部故障点;K6为高压绕组匝间短路故障点 。

　　图 A.2 1 000kV变压器保护动模试验系统接线

　　主变压器的 CT 的配置情况为 :高压侧配置变比为 3 000/1的开关 CT1;中压侧配置变比为 5 000/1的开关 CT2;低压侧配置变比为 4 000/1的开关 CT3及变比为 4 000/1的套管 CT4。公共绕组配置变比为 2 500/1的套管 CT5。补偿变的 CT 的配置情况为 :补偿变的励磁绕组侧(与调压变的调压绕组并联的绕组)配置 1 000/1的套管 CT6。调压变的 CT 的配置情况为 :调压变的励磁绕组侧(与主变低压绕组并联的绕组)配置 1 000/1的套管 CT7。 以上 CT配置图见图 A. 3。

　　图 A.3 1 000kV变压器差动保护及 CT配置图(包括主变、调压变、补偿变)

　　A.3 1 000kV 电抗器典型模型

　　接线见图 A. 4, 电抗器参数见表 A. 4,系统参数同线路部分 。

　　表 A.4 电抗器典型参数

　　图 A.4 并联电抗器动模试验典型接线图

　　A.4 1 000kV母线模型系统

　　试验中断路器典型接线方式的参见图 A. 5,线路分支可带电抗器 ,系统参数参照线路 。

　　图 A.5 3/2断路器接线试验系统