11.12 继电保护及安全自动装置

条文说明

11.12.4 泵站电源进线的保护配置，根据电压等级、重要程度、供电距离的不同，均有差别，因此需根据电力系统要求配合确定。如系统侧要求配置纵联差动保护，泵站侧的保护选型应和系统侧统一；如系统侧配置的电流保护、距离保护等已覆盖泵站进线母线，则泵站进线断路器可不配置线路保护。如根据需要仍需配置，其动作时限应小于系统侧保护动作时限。由于大中型泵站单机功率或总装机功率较大，自启动电流较大，若因重合闸造成电机自启动，将可能使全站或系统的电流保护动作而使全站或电网重新停电，因此，做出前述规定。
11.12.5 对于泵站专用变电站的高压侧进线开关、分段开关、主变压器、站用变压器等的保护配置，和终端用户变电站相同，本标准不作详述，其保护配置应满足现行国家标准《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB/T50062和《继电保护和安全自动装置技术规程》GB/T14285的要求。
11.12.6 主电机电压母线一般情况下应设进线断路器（“站变合一”泵站可与变压器低压侧出线断路器合用）。
    从进线处取得电流，经保护装置作用于进线断路器的保护称为泵站母线保护。
    母线保护采用带时限电流速断保护，动作于跳开进线断路器，作为主保护。该保护可以与电动机速断保护相配合，使之尽可能满足选择性的要求。
    母线设置低电压保护，动作于跳开进线断路器，是电动机低电压保护的后备。
    当泵站机组台数较多、母线设有分段断路器时，为了迅速切断故障母线，保证无故障母线上的机组正常运行，一般在分段断路器上设置带时限电流速断保护。
    考虑到目前的电网规模，电压一般不会下降到40%～50%的幅度。根据泵站现场实际整定情况，采用70%额定电压较多。因此，本条规定将电压整定值修改为65%～70%额定电压。
11.12.7 根据目前实际情况，新建泵站一般都采用微机型保护装置，且由于泵站专用变电站出线回路少且距离较短，与配电变电站多回长距离输电线路的情况有所区别，可不考虑不同线路不同相两点接地时，有2/3的概率只切除一回线的情况。实际运行中采用三相式接线实现电流速断保护及过负荷保护功能的较多，因此，本条规定电流可采用两相或三相式接线，并补充了过电流保护的配置说明。纵联差动保护电流回路除现有一般接线外，还有采用电动机绕组头尾经过一个电流互感器的接线方式，称为磁平衡差动保护，俗称“小差动保护”。就反应故障类型来说，与常规纵差保护无区别，但在电动机启动时，或当外部短路故障，由电动机提供反馈电流时，以及外部短路故障切除，电动机自启动过程中，均不会形成不平衡电流，这与常规纵差保护不同。需要指出的是，由于磁平衡差动保护的电流互感器装设在电机入口接线盒处，保护范围仅仅是电机本体内部，而常规的纵联差动保护的电流互感器安装在电机开关柜内和电机中性点接线盒处，其保护范围包含电机引出线。因此，使用磁平衡差动保护时，还需要在开关柜上配置电动机综合保护装置作为电机引出线短路的主、后备保护和电机本体后备保护。
11.12.8 从泵站抽水工作流程看，是允许短时停电的，不需要也不允许机组自启动。
    对于梯级泵站，即使个别泵站或个别机组自启动成功，对整个工程提水也没有意义。相反，由于大中型泵站单机功率或总装机功率较大，自启动电流较大，若自启动将会使全站或系统的电流保护动作，而使全站或电网重新停电。此外，目前多数高扬程泵站不设逆止阀，当机组失电后可能产生反转现象，突然恢复供电时，机组重新自启动将会带来一些严重后果。为此，设置低压保护使机组在失电后尽快与电源断开，防止自启动是很有必要的。
    本条规定电压整定值为65%～70%额定电压，与现行国家标准《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB/T50062表述一致。
11.12.10 虽然水泵机组属平稳负荷，但有时因流道堵塞，必须停机清除杂物。为防止电动机启动时间过长，应装设过负荷保护。抽水工程负荷起落较大，电压波动范围也大，电压质量可能较差。对于大中型泵站，是不允许自启动的，有时由于某些特殊原因产生自启动，因为启动容量较大，自启动时间较长，可能使机组损坏。因此，规定大中型泵站设置过负荷保护是有必要的。
11.12.11 对于同步电动机，当短路比在0.8以上时，可用过负荷保护兼作失步保护，此时过负荷保护应作用于跳闸；若小于此值，说明电动机设计的静过载能力较差，其转子励磁绕组和短路环的温升值裕度小，失步情况容易产生过热现象。因此，应考虑其他两种失步保护方式。
    目前主流的励磁装置，一般都可通过检测转子感应电流波形或检测定子电流幅值、包络线、震荡次数以及功率因数等方式实现失步及失磁保护功能。
11.12.13 本条用于反映相电流不平衡及缺相故障，与现行国家标准《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB/T50062表述一致。
11.12.14 本条是针对大中型机组提出的要求，电机功率小于300kW的机组视重要程度，也可增加温度监测保护。
11.12.15 针对采用软启动或采用变频运行的水泵电机，由于软启动器及变频器装置本身也自带部分电机保护功能，因此可直接利用。对于软启动器及变频器进线的电流保护、电动机差动保护等装置内部不具备的功能，可由其他保护装置实现。对于采用变频运行的机组，由于变频器的进线侧和出线侧的频率不一致，机组的差动保护范围无法包含变频器，因此，可在电机进线侧和中性点侧配置电流互感器实现差动保护，对电机进线侧电流互感器至电机断路器侧电流互感器之间的短路故障由电机断路器处配置的电流保护实现。
11.12.16 双向泵站既可以采用电机转向不变，通过改变流道走向的方式实现双向运行；也可以采用流道不变，通过换相改变电机旋转方向的方式实现双向运行。对于前者，电动机保护和单向泵站无差别。对于后者，由于换相前后电机旋转方向相反，电机电流相序由正序变为负序，对于同一台保护装置来说，如不进行切换，将引起保护的误动作；如配置双套保护装置，正转一套，反转一套，则无须进行定值切换。电机换相方式可在电机母线进线处统一换相，也可在每台电机出线回路换相，保护装置配置可结合电机主回路方案进行选择。
11.12.17 电动机综合保护器和静态绝缘监控仪一般由潜水泵制造厂配套。其整定值按产品说明书的规定执行。
11.12.18 有的泵站电动机可能兼具反向发电运行工况，不同泵站的具体发电运行模式还有差别，包括同转速运行方式、变极降速运行方式、变频运行方式等。泵站的无功补偿可能采用电动机母线集中补偿、机端补偿、同步电动机补偿等方式，本标准不作详述，其保护配置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/T50062的规定。
11.12.19 对低压配电部分的保护配置要求进行了规定，以使保护配置体系完整。
11.12.20 由于大中型泵站单机功率或总装机功率较大，自启动电流较大，若因备自投造成电机自启动，将可能使电动机母线甚至泵站进线的电流保护动作，扩大事故范围。对某些根据工艺要求确有备自投需要的场合，应慎重做好保护整定的配合。
11.12.21 本条与现行国家标准《继电保护和安全自动装置技术规程》GB/T14285中表述一致。