继电保护及自动化设备检验培训教材 国网电力科学研究院实验验证中心编 2011年版.pdf

书 书 书内 容 提 要为帮助检验工作者出色地完成继电保护及自动化设备检验工作，特编写了本教材。本教材内容紧密结合工作实际，详细实用，共分四篇，第一篇主要介绍检验基础知识及通用检验方法，第二篇介绍继电保护装置检验，第三篇介绍自动化设备检验，第四篇介绍其他设备检验。本教材可作为从事电力系统继电保护及自动装置的质量认证、检验，调试、设计、制造等工程技术人员的培训用书，也可供电力系统二次回路运行部门的现场运行、调试工程技术人员，以及大专院校有关专业师阅读。图书在版编目（C I P）数据 继电保护及自动化设备检验培训教材/国网电力科学研究院实验验证中心编.北京：中国电力出版社，2 0 1 1.1 0 I S B N9 7 8 7 5 1 2 3 2 2 4 7 9 .继 .国 .继电保护-技术培训-教材继电自动装置-技术培训-教材 .TM 7 7 中国版本图书馆C I P数据核字（2 0 1 1）第2 1 4 6 1 6号中国电力出版社出版、发行（北京市东城区北京站西街1 9号 1 0 0 0 0 5 h t t p：/www.c e p p.s g c c.c o m.c n）北京丰源印刷厂印刷各地新华书店经售*2 0 1 2年1月第一版 2 0 1 2年1月北京第一次印刷7 8 7毫米1 0 9 2毫米 1 6开本 2 9.7 5印张 7 2 9千字 2彩页印数 0 0 0 13 0 0 0册 定价6 8.0 0元敬 告 读 者本书封面贴有防伪标签，加热后中心图案消失本书如有印装质量问题，我社发行部负责退换版 权 专 有翻 印 必 究编 委 会主 编 施玉祥副主编 韩天行 沈鼎申编 委 汤效军 胥岱遐 付静波 黄 鑫孙 军 周永荣 程利军 张振军肖保明 张 梅 李 芹 严冰融姜宁浩 沈雪梅 蒋 鹏 王 煜王思皓 蔺 杰 马 莹 但富中随着国民经济的高速发展，对能源特别是电力的需求越来越高，一方面要求不断扩大规模及发展各种新的能源以适应经济的发展，另一方面要求电力系统安全、可靠、经济的运行。为了保证电力系统的安全、可靠、经济运行，要求电力系统中的各种设备包括一次设备和二次设备应具有高质量和可靠性，因此需要依据各种标准和规范对设备性能和功能进行检验。产品检验及校准是鉴定产品质量的一个重要的环节。检验及校准的目的就是验证产品的性能是否符合相关的国家标准、行业标准、企业标准以及相关的技术规范的要求，特别是现场检验更是保证即将投入运行产品质量的重要一环。随着计算机技术、通信技术广泛应用在电力系统继电保护和自动化设备产品中，使继电保护和自动化产品向着计算机化、网络化、智能化方向发展，同时也带动了产品的检测技术的提高和检测方法的更为完善。继电保护和自动化设备在电力系统安全稳定运行中起着重要作用，因此其性能及功能的优劣直接影响电网的安全可靠。编者根据继电保护和自动化设备和检验技术的发展，通过二十多年对继电保护及自动化设备检验的实践，在总结检验技术、方法基础上，编写了本教材。以满足从事电力系统继电保护及自动化设备的检验、质量认证、调试等人员的需要，特别是满足电力行业现场调试人员的需要；同时也为满足从事继电保护试验装置生产、调试、校准工作人员的需要。本培训教材分为四篇共十四章，第一篇主要介绍了检验基础知识及通用检验方法，该篇由五章组成，讲述了检验的基本条件，数据处理、测量误差、测量结果的不确定度，结构及外观检查，绝缘性能检验，电磁兼容性能检验等内容。第二篇介绍了继电保护装置检验方法，该篇分为五章，讲述了继电保护装置的基本电气性能检验方法，微机型继电保护装置的通用检验方法，基础保护装置、主设备保护装置、输电线路保护装置检验方法等内容。第三篇介绍了自动化设备检验方法，该篇分为二章，讲述了主要自动化装置和自动化系统性能的检验方法等内容，第四篇主要讲述了一些通信产品、直流电源产品和其他一些产品的检验方法。本书由国网电力科学研究院实验验证中心编写，由施玉祥、韩天行统稿，并对全书最后定稿。全教材由顾欣欣、许慕梁教授高工审核。由于编写时间仓促，本书中有不当和错误之处在所难免，恳请各位专家、学者、从事质检工作人员以及读者批评指正。编 者前言第一篇 检验基础知识及通用检验方法第一章 检验的基本条件3复习思考题2 1第二章 数据处理、测量误差、测量结果的测量不确定度2 2第一节 数据处理2 2第二节 测量误差2 6第三节 测量结果的不确定度及评定3 0复习思考题4 2第三章 外观检查4 3第一节 继电保护及自动化装置的结构及外观检查4 3第二节 屏、柜的结构及外观检查4 5复习思考题5 1第四章 绝缘性能检验5 2第一节 电气间隙及爬电距离5 2第二节 绝缘电阻及介质强度检验5 7复习思考题5 9第五章 电磁兼容性能检验6 0第一节 电磁兼容概况6 0第二节 抗扰度试验7 1第三节 电磁发射试验1 1 9复习思考题1 2 6第二篇 继电保护装置基本检验方法第六章 基本电气试验方法1 2 9第一节 继电保护装置的准确度及表示方法1 2 9第二节 线圈基本参数测量1 3 1第三节 动作特性检验1 3 8第四节 时间参数检验1 4 4复习思考题1 4 8第七章 微机型继电保护装置的通用检验方法1 4 9第一节 微机型保护装置的硬件性能检验1 4 9第二节 微机型保护装置的软件性能检验1 5 4复习思考题1 5 8第八章 基础保护检验1 5 9第一节 电流保护1 5 9第二节 电压保护1 6 1第三节 欠频率保护1 6 4第四节 差动保护1 6 6第五节 功率方向保护1 6 7第六节 阻抗保护1 7 3复习思考题1 7 6第九章 主设备保护装置检验1 7 7第一节 变压器成套保护装置1 7 7第二节 发电机成套保护装置1 9 3第三节 母线保护装置2 1 5第四节 电动机保护装置2 2 2第五节 电容器保护装置2 2 3第六节 电抗器保护装置2 2 3复习思考题2 2 4第十章 输电线路保护装置检验2 2 5第一节（负序、零序）电流增量保护2 2 5第二节 零序电流方向保护装置2 2 7第三节 距离保护装置2 2 8第四节 相差动高频保护装置2 3 1第五节 继电保护专用载波收发信机2 3 4第六节 方向比较式纵联保护装置2 3 7第七节 综合重合闸2 3 9第八节 三相一次重合闸2 4 5第九节 分相操作箱2 4 6第十节 高压线路成套保护装置2 5 0第十一节 线路保护装置2 6 1第十二节 馈线保护装置2 7 1第十三节 高压柜综合保护装置2 7 4复习思考题2 7 8第三篇 自动化设备检验第十一章 自动化装置检验2 8 1第一节 远动终端设备2 8 1第二节 电能信息采集终端2 8 8第三节 综合测控装置3 1 9第四节 自动准同期装置3 2 1第五节 低频减载装置3 2 4第六节 小电流接地系统自动选线装置3 2 6第七节 备用电源自动投入装置3 3 0第八节 电压无功自动控制装置3 3 3第九节 故障录波装置3 3 8复习思考题3 4 8第十二章 自动化系统检验3 4 9第一节 调度自动化系统3 4 9第二节 变电站自动化系统3 5 6第三节 配电自动化系统3 6 7第四节 电能信息采集与管理系统3 9 6复习思考题4 0 4第四篇 通信产品及其他设备检验第十三章 通信产品检验4 0 7第一节 电力线载波机4 0 7第二节 电力调度交换机4 1 3第三节 光端机4 2 9复习思考题4 4 0第十四章 其他设备检验4 4 1第一节 直流电源屏（柜）4 4 1第二节 通信电源4 4 8第三节 防止电气误操作装置4 5 5第四节 电能质量监测4 5 8第五节 电能质量监测设备4 6 1复习思考题4 6 4附录4 6 5书 书 书检 验 的 基 本 条 件本章主要介绍了继电保护及自动化产品检验的基本条件，检验使用的电源、仪器仪表（包括数字式仪表）的技术要求以及继电保护试验装置的技术要求和使用方法。学习本章的目的是：正确掌握产品检验的基本环境条件、电源条件；了解仪器仪表的技术性能和技术参数，正确使用仪器仪表，保证检验结果的准确性。了解继电保护试验装置的技术参数，正确使用继电保护试验装置的各种功能，提高产品检验的质量。为了准确地检验继电保护及自动化设备等产品的性能，排除各种影响量及影响因素对产品性能的影响，要求在检验继电保护及自动化设备等产品基本电气性能时，必须在一个基准试验条件或参比试验条件下进行，这些试验条件在相关的产品标准中都予以规定。对于继电保护产品的国家标准G B/T7 2 6 12 0 0 8继电保护及安全自动化装置基本试验方法中规定了继电保护及安全自动化装置试验的基准条件，基准条件包括环境条件、电源条件以及产品的安装条件等。对于自动化系统中的国家标准G B/T1 3 7 2 92 0 0 2远动终端设备及相关自动化系统的电力行业标准中规定了参比试验条件，参比试验条件也包括环境条件、电源条件等。除此之外，根据被测产品性能的准确度的高低要求测试仪器、仪表应具有一定的精度。只有这样才能保证产品测试结果的准确性和可靠性。一、继电保护及安全自动化装置基本性能检验的基准试验条件国家标准G B/T7 2 6 12 0 0 8继电保护及安全自动化装置基本试验方法依照国际电工委员会T C1 9 9 5技术委员会所颁布的I E C6 0 2 5 5系列标准中，对产品试验的试验条件作了如下的规定。（一）检验的环境条件1.有或无继电器检验的环境条件（1）除另有规定外，检验应在正常试验大气条件下进行。正常试验大气条件为：环境温度：1 53 5；相对湿度：4 5%7 5%；大气压力：8 61 0 6 k P a。（2）对于具有准确度要求的有或无继电器应在基准条件下进行检验。基准条件为：环境温度：2 02；3第一篇 检验基础知识及通用检验方法相对湿度：4 5%7 5%；大气压力：8 61 0 6 k P a。2.量度继电器及保护装置检验的环境条件除另有规定和变差检验外，检验应在基准条件下进行。试验环境的基准条件及试验允许偏差（以下简称试验允差）见表1-1。表1-1检验环境的基准条件及试验允差环境条件基准条件试验允差环境条件基准条件试验允差环境温度（）2 02大气压力（k P a）8 61 0 6相对湿度（%）4 57 5外磁感应（mT）00.5（二）检验的电源性能除变差检验外，所有检验应在基准试验条件下进行，检验电源的基准条件及试验允差见表1-2。表1-2试验电源的基准条件及试验允差试 验 电 源基准条件试 验 允 差交流电源频率5 0 H z5%交流电源波形正弦波波形畸变5%（或2%）交流电源中直流分量零峰值的2%直流电源中的交流分量零06%*三相平衡电源中相电压或线电压大小相等差异应不大于电压平均值的1%三相平衡电源中相电流大小相等差异应不大于电流平均值的1%三相平衡电源中各相电压与该相电流间夹角相等2 为多输入量的量度继电保护及自动化装置试验电源的交流电源波形畸变系数。*按峰峰值波纹系数定义。交流分量峰谷值对脉动量的直流分量绝对值之比时，试验允许偏差为6%。（三）安装位置产品检验时，安装位置对于任一方向允许偏差为2。（四）检验用仪器、仪表除另有规定外，检验时使用的仪器、仪表准确度应满足下面要求。（1）一般使用仪表准确度应根据被测量的误差等级按表1-3进行选择。表1-3仪表准确度等级误差（%）0.50.51.51.555仪表准确度（级）0.10.20.51.0数字仪表准确度6位半5位半4位半4位半（2）测量相位用仪表不低于1.0级。（3）测量温度用仪表误差不超过1。（4）测量时间用仪表：当测量时间大于1 s时，相对误差不大于5/1 0 0 0；测量时间小于等于1 s时，测量时间仪表的分辨率应为0.1 m s。4第一章 检 验 的 基 本 条 件第一篇 检验基础知识及通用检验方法（5）其他测试仪表精度应满足相应标准要求，并符合有关计量认证的要求。（6）所有使用的仪器都要按规定的要求进行计量检定，检定合格的仪器并在检定周期内才能投入检验工作。二、自动化系统基本性能检验的参比试