本標準等同采用國際標準IEC 255-20(1984)《電氣繼電器 第20部分：保護系統(tǒng)》。

1 主題內容與適用范圍

    本標準規(guī)定了整個保護系統(tǒng)及各組成部分的性能要求。

    本標準適用于保護系統(tǒng)中的保護裝置及與保護裝置相連的對其性能有影響的器件。

    本標準適用于下列對象：

    ——保護系統(tǒng)或其部件的制造廠；

    ——保護系統(tǒng)的用戶；

    ——控制屏制造廠；

    ——電氣設備安裝人員；

    ——顧問工程師。

    不同的IEC標準規(guī)定了保護系統(tǒng)各組成部分的技術要求，本標準各有關部分引用了這些標準。

    附錄A列出了某一保護系統(tǒng)的方框圖，該圖還示出了制定保護系統(tǒng)各組成部分技術規(guī)范的有關IEC技術委員會。

    建議用戶作出的決定應與涉及到的各技術委員會的規(guī)定一致，這些技術委員會對整個保護系統(tǒng)負責。

2 術語

    通用術語引用IEC 50(448)國際電工詞典第448章：電力系統(tǒng)保護。同時，本標準還引用了下列術語和定義。

2.1 保護系統(tǒng) protection system-protective system

    根據(jù)一種保護原理，為完成某項規(guī)定功能，由保護裝置和其它器件組成的成套設備^1］。

    采用說明：

    1］采用IEC 50(448)的定義。

2.2 加速式距離保護系統(tǒng) accelerated distance protection system

    一種輔以通信聯(lián)系的距離保護系統(tǒng)^1］，在該系統(tǒng)中當接到信號時，容許對任何測量區(qū)減少總的動作時間。

    采用說明：

    1］相繼速切的距離保護不采用通訊聯(lián)系。

2.3 閉鎖方案 blocking scheme

    當檢測出保護區(qū)外故障時，發(fā)出使其它各端禁止跳閘信號的一種保護系統(tǒng)。

2.4 空載分路中的電流互感器 current transformers in idle shunt

    與保護系統(tǒng)相連，但不載一次電流的電流互感器。

2.5 斷路器失靈保護系統(tǒng) circuit-breaker fail protection system

    當選定的斷路器跳閘失靈不能切斷故障電流時，使預先規(guī)定的斷路器跳閘，以切除系統(tǒng)故障的一種保護系統(tǒng)。

2.6 解除閉鎖方案的系統(tǒng) de-blocking scheme system

    從保護區(qū)的每一端傳送連續(xù)的閉鎖信號，在任一端檢測出故障電流輸入時便解除閉鎖的方案。

2.7 方向比較保護系統(tǒng) direction comparison protection system

    用本處取得的電壓或電流為基準，比較保護區(qū)各端電流方向的一種保護系統(tǒng)。

2.8 與信號發(fā)送系統(tǒng)結合的保護系統(tǒng) protection system associated with signallingsystem

    在被保護電路的各端之間要求有通信聯(lián)系的一種保護系統(tǒng)。

2.9 區(qū)內故障電流試驗 internal fault current test

    模擬被保護區(qū)內故障電流的試驗。

2.10 遠方跳閘系統(tǒng) intertripping system

    送出信號使遠方的斷路器直接跳閘，而不要求遠方的保護裝置動作。

2.11  (縱聯(lián))差動導引線系統(tǒng) (longitudinal)differential pilot wire system

    差動電流等于流入被保護區(qū)各電流代數(shù)和的一種差動保護系統(tǒng)。

2.12 保護系統(tǒng)的參數(shù) parameter of a protection system

    一個不受其它量變化影響的量，而且在不同的情況下可以給定不同數(shù)值的量。例如器件的特性，引線的功耗等。

2.13 允許式超范圍距離保護系統(tǒng) permissive overreach distance protection system

    在故障檢測中，一端保護在檢測到故障發(fā)生在保護正方向時便將一個信號送至其它各端，其它端接收到該信號，則通過判定故障發(fā)生在該端保護正方向的方向繼電器觸點，使該端斷路器跳閘的一種保護系統(tǒng)。

2.14 允許式欠范圍距離保護系統(tǒng) permissive underreach distance protection system

    在保護區(qū)任一端的距離保護第Ⅰ段檢測到故障時，便將一個信號送至其它各端，其它端接收到該信號，則通過不具有方向性的檢測故障的保護觸點，使該端斷路器跳閘的一種保護系統(tǒng)。

2.15 相位比較載波系統(tǒng) phase comparison carrier system

    比較被保護區(qū)段各端電流之間相角量的一種保護系統(tǒng)。

2.16 一次試驗 primary test

    向作為保護系統(tǒng)組成部分的儀用互感器初級繞組施加電流所作的試驗。

2.17 保護的穩(wěn)定極限 protection stability limit

    在除了設計規(guī)定動作之外的所有情況下，使保護不動作的任何激勵電量或影響電量的極限值。

2.18 剩余連接 residual connection

    為了要在多相系統(tǒng)中獲得所有線電流或相電壓的代數(shù)和的儀用互感器二次繞組的接法。 

2.19 靈敏度 sensitivity

    在規(guī)定條件下，恰好使繼電器動作所要求的激勵量的最小值。

2.20 穿越性電流 through-current

    穿過被保護區(qū)流向該區(qū)外某一點的電流。

2.21 穿越性故障試驗 through fault test

    用于單元保護電路的一種試驗，此時故障電流穿過被保護區(qū)而流向區(qū)外故障 處。

3 保護系統(tǒng)用的儀用互感器

3.1 一般要求

    某一給定型式的保護裝置(如某一給定型式的距離保護)的制造廠，為了保證保護裝置的預定性能，按照相應的IEC標準或相應的國家標準，對儀用互感器應規(guī)定其必需的技術要求。如果有必要提出特殊要求，則制造廠應按附錄B或有關標準確定其內容(例如暫態(tài)過程、飽和程度等)。

    所有這些要求適用于主儀用互感器，也適用于輔助儀用互感器。

3.2 電流互感器

    電流互感器應符合IEC 185《電流互感器》標準要求，或相應的國家標準(參見附錄H)^1］的要求。關于暫態(tài)性能的特殊要求由制造廠和用戶商定。

    采用說明：

    1］本標準增加附錄H(參考件)，列出與IEC標準相應的國家標準。

3.3 電壓互感器和電容式電壓互感器。

    電壓互感器和電容式電壓互感器應符合IEC 186《電壓互感器》或相應的國家標準(參見附錄H)的要求。

4 交流輸入激勵電路

4.1 一般要求

    保護裝置的制造廠應提供構成交流輸入激勵電路所必須的資料及技術說明。

    IEC 255-5《電氣繼電器 第5部分：電氣繼電器的絕緣試驗》(參見附錄H)規(guī)定，與儀用互感器直接連接的電路應能耐受至少為2kV電壓的介質強度試驗。因此，在儀用互感器、導線及裝置之間，應進行絕緣配合。

    保護系統(tǒng)耐受沖擊電壓，按IEC 255-5中規(guī)定的0～1～5kV等級。

    應采取措施以避免在交流導線中出現(xiàn)超過保護裝置耐受能力的浪涌過電壓能力，但是，任何可能導致電壓(或電流)幅值及波形畸變的設備，應避免使用。

    關于接地和屏蔽，見第11章及附錄E。

4.2 電壓電路

    對于具有電壓輸入量的保護裝置，制造廠應說明由于某種原因，例如負載電流下二次電壓消失，是否可能導致保護裝置的誤動作及裝置是否會發(fā)出警報和(或)進行失壓閉鎖。

4.3 電流電路

    在電流互感器二次電流電路中的插入式繼電器或試驗連接器等，在所有插入和抽出過程中，電流電路應不會出現(xiàn)開路現(xiàn)象。當一保護系統(tǒng)包括某些用于短接電流互感器二次回路的特殊部件(插入式繼電器、試驗器件等)時，有關的IEC標準應規(guī)定這些設備的電流耐受值。在任何電流電路中，最大故障電流時的最大峰值電壓應與交流導線和電流互感器二次繞組的絕緣水平一致(例如在高阻抗差動接線方案 中)。

    為了平衡或穩(wěn)定特殊型式的保護系統(tǒng)，保護裝置的制造廠應規(guī)定電流互感器二次負擔的特殊要求(例如差動電流系統(tǒng)、零序電流系統(tǒng)等)。

5 輔助電源

5.1 一般要求

    保護裝置的制造廠應提供為確保保護裝置有一個滿意的輔助電源所必需的資料和技術要求，見附錄C。應采取措施以避免輔助電源產生超過保護裝置耐受能力的浪涌過電壓，見附錄E。

5.2 直流輔助電源

5.2.1 優(yōu)選的標準額定值^1］

    采用說明：

    1］本條原來引用的IEC 255-3標準已作修改，IEC 255-4已廢止，本條現(xiàn)在按修改后的IEC 255-3、IEC 255-6的規(guī)定編寫。

    根據(jù)IEC 255-3《電氣繼電器 第3部分：它定時限或自定時限單輸入激勵量量度繼電器》和255-6《第6部分：量度繼電器和保護裝置》，直流輔助電源電壓優(yōu)先選用的標準額定值為：24V、48V、60V、110V、125V、220V和250V。

    輔助激勵量工作范圍的優(yōu)先極限值為：額定值的80%和110%。

    在由電池激勵等情況下，使工作范圍的極限值不同于上述優(yōu)先值時，保護裝置的制造廠應規(guī)定其工作范圍的極限值及相應的額定值。

    關于接地問題，見第11章及附錄D。

5.2.2 直流輔助電壓的中斷

    有關直流輔助電壓的中斷要求，已在IEC 255-11《電氣繼電器 第11部分：量度繼電器直流輔助激勵量的中斷及交流分量(紋波)》中規(guī)定。

    保護裝置的制造廠應說明裝置是否能監(jiān)視直流輔助電源的失壓。

    在直流輔助電源使用或中斷時，或者反極性激勵時保護裝置不應損壞或誤動 作。

5.2.3 直流/直流變換器

    在本標準中不包括直流/直流變換器(例如用于激勵并聯(lián)工作的幾個保護裝置)的輸出特性。

    關于輸入與輸出電路之間的電隔離，見第11.3條。

    當輸出端子短路時或者當突然施加輸入電壓時，應限制輸入電流。

6 跳閘與合閘電路

    見附錄F。

6.1 一般要求

    跳閘電路具有多種配置方式。如果采用自動快速重合閘或慢速重合閘，而重合閘又是由保護裝置啟動的，則合閘電路是保護系統(tǒng)的一部分。

6.2 跳閘及合閘觸點

    保護系統(tǒng)的跳閘及合閘觸點應能閉合斷路器的跳閘和合閘電流。并能在規(guī)定的時間內通過該電流。如果恰當排列(電流保持繼電器、輔助觸點等)，這些觸點則不需要斷開該跳閘和合閘電流。見IEC 255-0-20《電氣繼電器、電氣繼電器的觸點性能》。

6.3 斷路器的內部電路

    斷路器的輔助觸點、合閘和跳閘線圈的特性、閉鎖特性(如果有)以及防跳特性，應符合下列IEC標準的規(guī)定：

    56-1 高壓交流斷路器，第1部分：總則和術語。

    56-2 第2部分：額定值。

    56-3 第3部分：設備與制造。

    56-4 第4部分：型式試驗與例行試驗。

    56-5 第5部分：運行斷路器的選擇規(guī)則。

    56-6 第6部分：與查詢、投標和訂貨一起提供的資料及運輸、安裝和維修的規(guī)則。

7 邏輯電路

7.1 一般要求

    一個電站開關設備可能需要配置切換保護系統(tǒng)的測量和跳閘電路。這些切換電路在本標準中稱為交流和直流邏輯電路，它不包括保護裝置內部的邏輯電路，例如在距離保護內部的任何切換。

    如果需要進行交替切換，例如切換至旁路斷路器或另一組母線等，保護系統(tǒng)應具有適應電站這種情況的邏輯電路。為了使保護系統(tǒng)適應電站中的高壓配電裝置，通常是需要在保護裝置和跳閘、合閘電路之間具有邏輯電路(直流邏輯)，有時在輸入激勵電路中還需要具有邏輯電路(交流邏輯)。

    邏輯電路的切換可以手動或自動完成。在自動切換情況下，邏輯電路由隔離開關和斷路器的輔助觸點控制。

7.2 交流電路中的邏輯

    在電流互感器和電壓互感器電路(例如母線保護)中可以進行切換。見第4.3條。

7.3 直流電路中的邏輯

    直流邏輯切換電路應能閉合、載送和斷開正常操作時的最大電流，并能在規(guī)定時間內耐受規(guī)定的短路電流。

8 保護系統(tǒng)的通信聯(lián)系要求

8.1 一般要求

    由于多種原因，保護系統(tǒng)可能需要具有聯(lián)系遠方變電站的通信通道。

    有時傳送模擬量到電力線的對端，并在那里與該端的電氣量相比較(例如導引線方案)。

    保護系統(tǒng)的通信聯(lián)系可以是導引線聯(lián)系、電力線載波聯(lián)系或無線電聯(lián)系^1］。

    采用說明：

    1］也包括光纜聯(lián)系。

8.2 遠方跳閘方案

    應采用高可靠度的信號(如編碼信號)，以避免因噪聲(電壓)而引起的誤動作。

    如果采用電力線載波作通信媒介，則應在非故障線上進行(信號)傳送。

    應當規(guī)定信號從本端至遠端的最長允許傳送時間。

8.3 距離保護發(fā)送信號方案

8.3.1 一般要求

    有許多不同的發(fā)送信號方案，最常用的是：加速方案、閉鎖方案、解除閉鎖方案、允許式超范圍方案、允許式欠范圍方案、方向比較方案。

8.3.2 技術要求

    本條所列的技術要求適用于8.3.1條規(guī)定的所有方案：

    a.保護系統(tǒng)不能由于噪聲(電壓)或因斷路器與隔離開關操作引起的信號衰減而發(fā)生誤動作［見IEC 255-22-1《量度繼電器和保護裝置的電氣干擾試驗1MHz脈沖(衰減振蕩波)干擾試驗》］^2］。

    2］原IEC 255-6已修訂為量度繼電器和保護裝置，原標準附錄C已制定單獨標準IEC 255-22-1。

    b.當兩平行線路之一發(fā)送信號時間內，不應引起非故障線路的保護系統(tǒng)誤動 作。

    c.在電力線故障狀態(tài)下信號傳輸時，電路中可能引入附加的噪聲和衰減，保護系統(tǒng)應能接收到保護發(fā)出的信號。

    d.用戶應規(guī)定信號從本端傳送至遠端的最長允許時間。

     (發(fā)信和收信繼電器的要求，制造廠和用戶之間應協(xié)商一致)。

8.4 縱聯(lián)差動導引線系統(tǒng)

    導引線故障時，保護系統(tǒng)的誤動或拒動取決于保護系統(tǒng)的設計。

    可采用監(jiān)視繼電器來監(jiān)視導引線路，導引線故障時發(fā)出警報。

    當采用監(jiān)視時，監(jiān)視裝置應能在導引線路的絕緣電阻值下降到可能引起保護系統(tǒng)誤動作之前，檢測出其降低程度。

    該絕緣電阻值及允許的回路電阻和導引線電容的最大值均由制造廠規(guī)定。

8.5 電力線載波聯(lián)系

    當使用電力線載波聯(lián)系時，通常不連續(xù)發(fā)送信號^1］，而僅在檢出故障時才允許傳送信號。

    采用說明：

    1］允許式通常連續(xù)發(fā)監(jiān)頻信號。

    然而，可以按整定時間自動地開啟短時間的信號傳送，以便能夠檢查出由于氣候條件而引起信號通路的任何品質降低情況。

    包括高頻耦合設備在內允許的通道最大衰耗，應由制造廠規(guī)定。

    根據(jù)采用的耦合是相對相或相對地，還根據(jù)使用哪一相以及保護區(qū)內是否存在導線換位、衰減會有所不同。

9 信號指示

    有關保護裝置動作情況的信息要求應用適當?shù)姆椒ㄖ甘境鰜怼?

    信號指示可以在保護裝置上就地顯示，也可以傳送至遠方的控制中心或(和)送入事件記錄器。

    就地信號指示應具有保持功能，等待確認的信號指示應不妨礙保護裝置重復動作，甚至在確認期間也應如此。

    通常由保護裝置觸點產生的遠方信號指示的信息僅在故障持續(xù)期間獲得，例如在保護復歸時動合觸點斷開，信息的存貯是信號指示裝置的功能之一。

10 絕緣

10.1 一次連線

    如果保護系統(tǒng)直接由主電路中的電流和(或)電壓激勵或通過分流器激勵而沒有中間儀用互感器，則絕緣要求與主電路的額定絕緣電壓有關。

10.2 二次連線

    如果保護系統(tǒng)由儀用互感器激勵，則與儀用互感器直接連接的電路、在電氣上分開的電路之間以及這些電路對地，至少應能耐受2kV交流有效值的介質強度試驗電壓歷時60s。

    當保護裝置和主儀用互感器之間接入隔離變壓器時，接在二次側的裝置所加的介質強度試驗電壓可由制造廠和用戶之間協(xié)商降低。但不得低于500V。

10.3 儀用互感器的絕緣要求

    儀用互感器的絕緣要求應符合IEC 185和IEC 186或相應國家標準規(guī)定。

10.4 繼電器的絕緣要求

    用于保護中的繼電器的一般絕緣應符合IEC 255-5標準的要求。

    對于特定型式繼電器，必須補充的要求已于IEC 255的有關部分中規(guī)定，例如IEC 255-1-00《有或無電氣繼電器》。

10.5 直流輔助電路(包括跳閘及信號指示電路，但不包括導引線電路)的絕緣要求

    向繼電器供電的輔助電路的絕緣要求應符合IEC 255-5的規(guī)定。跳閘電路的絕緣要求已規(guī)定于IEC 56-1～56-6中。