2024多端直流線路與匯流母線保護技術(shù)規(guī)范

多端直流線路與匯流母線保護技術(shù)規(guī)范目 次前??言 III范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語、定義和縮略語 1術(shù)語和定義 1縮略語 2通用要求 2環(huán)境條件 2電源 2電磁兼容要求 3絕緣性能 3氣候環(huán)境耐受性能 3機械性能 3結(jié)構(gòu)及外觀要求 3安全要求 3功能和性能要求 4配置要求 4功能要求 5性能要求 6試驗要求 7一般要求 7型式試驗 7例行試驗 8功能及性能試驗 8現(xiàn)場試驗 8二次回路 9一般要求 9接口要求 9保護通道 10組屏要求 10標志、標簽和隨行文件 10IIIII1111標志和標簽 10隨行文件 11包裝、運輸和貯存 119.1包裝 119.2運輸 119.3貯存 11附錄A 12多端直流線路與匯流母線保護技術(shù)規(guī)范范圍本文件適用于±500kV及以上電壓等級、采用高速并聯(lián)開關(guān)的多端直流輸電工程線路與匯流母線（以下統(tǒng)稱為保護裝置規(guī)范性引用文件（包括所有的修改單適用于本文件。GB/T191 包裝儲運圖示標志GB/T2887—2011 計算機場地通用規(guī)范GB/T4208—2017 外殼防護等級（IP代碼GB/T9361—2011 計算機場地安全要求GB/T11287—2000電氣繼電器第21部分：量度繼電器和保護裝置的振動、沖擊、碰撞和地震試驗第1篇：振動試驗（正弦）GB/T13498 高壓直流輸電術(shù)語GB/T14537—1993 量度繼電器和保護裝置的沖擊與碰撞試驗GB/T14598.2—2011 1部分：通用要求GB/T14598.24—2017 24（COMTRADE）通用格式GB/T14598.26—201526部分：電磁兼容要求GB/T14598.27—2017 27部分：產(chǎn)品安全要求GB/T20840.8 8部分：電子式電流互感器GB/T22390.4—2008 4部分：直流系統(tǒng)保護設(shè)備GB/T34118—2017 高壓直流系統(tǒng)用電壓源換流器術(shù)語GB/T35745—2017 柔性直流輸電控制與保護設(shè)備技術(shù)要求DL/T1193 柔性輸電術(shù)語DL/T5499 換流站二次系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程術(shù)語、定義和縮略語術(shù)語和定義GB/T13498、DL/T1193、GB/T34118界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1.1直流線路保護protectionofDCline用于反應(yīng)連接直流換流站之間的架空線路或電纜線路故障的保護。3.1.2PAGEPAGE10PAGEPAGE3匯流母線busbar多端直流輸電系統(tǒng)中連接不同直流輸電線路的連線。3.1.3匯流母線保護protectionofbusbar用于反應(yīng)匯流母線區(qū)域?qū)Φ囟搪饭收系谋Ｗo。3.1.4高速并聯(lián)開關(guān)highspeedswitch；HSS用于換流站或直流線路投入、退出過程的一種快速分、合閘的直流高速開關(guān)。3.1.5高速并聯(lián)開關(guān)保護protectionofhighspeedswitch用于反應(yīng)高速并聯(lián)開關(guān)的偷跳、失靈故障的保護。3.1.6緊急停運emergencyswitchoffsequence；ESOF故障極（閥組）緊急移相（閉鎖）后，換流變壓器進線斷路器跳開。3.1.7控零電流controlthecurrenttozero直流線路故障時，柔性直流換流站線路保護動作，通過控制作用使故障極直流電流過零?？s略語下列縮略語適用于本文件。OLT openneest（見5.23）STACOM sacsnchronoscopensaor見5..）通用要求環(huán)境條件正常工作大氣條件正常工作大氣條件如下：a）環(huán)境溫度:-10℃～+55℃；b）大氣壓力:80kPa～110kPa；c）相對濕度:5%～95%(內(nèi)部既不應(yīng)凝露，也不應(yīng)結(jié)冰)。使用環(huán)境的其他要求4.6使用環(huán)境不應(yīng)有腐蝕、破壞絕緣的氣體及導(dǎo)電介質(zhì)，對于使用環(huán)境內(nèi)有火災(zāi)、爆炸危險的介質(zhì)、設(shè)備應(yīng)有防爆措施。使用環(huán)境應(yīng)有防潮、防塵的設(shè)施。GB/T9361-2011BGB/T2887—20115.8的規(guī)定。電源交流電源交流電源要求如下：a）額定電壓：220V，允許偏差-15%～+15%；b）頻率：50Hz，允許偏差±1Hz；c）波形：正弦，畸變因數(shù)不大于5%。直流電源直流電源要求如下：a）額定電壓：220V、110V,允許偏差-20%～+15%；b）紋波系數(shù)：不大于5%。電磁兼容要求保護裝置的電磁兼容要求應(yīng)符合GB/T14598.26—2015的規(guī)定。絕緣性能保護裝置的絕緣性能應(yīng)符合GB/T35745—2017中4.4的規(guī)定。氣候環(huán)境耐受性能保護裝置的耐高低溫及耐濕熱性能應(yīng)符合GB/T14598.2—2011中6.12.3的規(guī)定。機械性能振動（正弦）GB/T11287—20003.21沖擊GB/T14537—19934.21碰撞保護裝置應(yīng)能承受GB/T14537—1993中4.3規(guī)定的嚴酷等級為1級的碰撞能力試驗。結(jié)構(gòu)及外觀要求保護裝置的金屬零件應(yīng)經(jīng)防腐蝕處理。所有零件應(yīng)完整無損，設(shè)備外觀應(yīng)無劃痕及損傷。保護裝置零部件、元器件應(yīng)安裝正確、牢固，并實現(xiàn)可靠地機械和電氣連接。保護裝置應(yīng)采取必要的抗電氣干擾措施，裝置的金屬外殼應(yīng)在電氣上連成一體，并設(shè)置可靠的接地點。同類設(shè)備的相同功能的插件、易損件應(yīng)具有互換性，不同功能的插件應(yīng)有防誤插措施。安全要求外殼防護（IP）GB/T4208IP20。保護屏柜在結(jié)構(gòu)上應(yīng)符合：室IP30IP56。電擊防護保護裝置的電擊防護應(yīng)符合GB/T14598.27—2017中5.1的規(guī)定?；馂?zāi)防護保護裝置材料和元件的防火要求不應(yīng)低于GB/T14598.27—2017中7.6的規(guī)定。功能和性能要求配置要求一般要求保護裝置應(yīng)按極獨立配置。保護裝置應(yīng)采用三重化或完全雙重化的冗余配置。雙重化配置的每套保護裝置的啟動元件和跳閘元件應(yīng)由不同的硬件實現(xiàn)，出口方式采用啟動每套保護裝置都能獨立地對所保護的一次設(shè)備或區(qū)域進行全面、正確的保護。各套保護裝置之間在物理上和電氣上應(yīng)完全獨立，即有各自獨立的電源回路、測量回路、信號輸入/輸出回路、跳閘回路、通信回路、主機等。多端直流線路與匯流母線保護的范圍應(yīng)覆蓋所有的直流線路、匯流母線、直流線路上的高速1A。圖1多端直流線路和匯流母線保護分區(qū)示意圖直流線路保護區(qū)配置范圍包括直流線路。涵蓋的故障類型主要包括：直流線路的金屬性接地故障、高阻接地故障、與交流線路的碰線故障、兩條直流線路的極間故障。直流線路保護區(qū)的保護功能應(yīng)根據(jù)工程需要配置，主要包括直流線路行波保護、直流線路電直流線路行波保護、直流線路電壓突變量保護、直流線路縱差保護、金屬回線縱差保護及直流線路低電壓保護動作后，按照系統(tǒng)需要觸發(fā)直流線路故障重啟動邏輯。在偽雙極系統(tǒng)或全部由半橋子模塊構(gòu)成換流閥的柔性直流輸電系統(tǒng)中，宜配置直流欠壓過流保護。根據(jù)工程實際需要，金屬回線橫差保護、直流欠壓過流保護可配置在直流線路保護中，也可配置在極保護中。匯流母線保護區(qū)配置范圍包括匯流母線。涵蓋的故障類型主要包括：匯流母線的金屬性接地故障、高阻接地故障。匯流母線保護區(qū)應(yīng)配置匯流母線差動保護，宜設(shè)置兩段：快速段和慢速段，快速段宜設(shè)置電壓閉鎖。高速并聯(lián)開關(guān)保護區(qū)配置范圍包括直流線路上的高速并聯(lián)開關(guān)。涵蓋的故障類型主要包括：高速并聯(lián)開關(guān)偷跳、失靈故障。高速并聯(lián)開關(guān)保護應(yīng)配置重合段，根據(jù)實際情況選配跳閘段。對于不需要電氣量判據(jù)的高速并聯(lián)開關(guān)失靈保護，根據(jù)工程實際需要可配置在控制系統(tǒng)中，也可配置在直流線路與匯流母線保護中。功能要求保護功能配置根據(jù)工程實際需要，可選擇配置以下保護功能：直流線路行波保護：主要檢測直流線路接地故障、雷擊故障；直流線路電壓突變量保護：主要檢測直流線路接地故障、雷擊故障；直流線路低電壓保護：主要檢測直流線路高阻接地故障以及站間通訊故障時的直流線路故障；d）直流線路縱差保護：檢測直流線路接地故障，可作為行波保護、電壓突變量保護、直流線路低電保護的后備保護；直流欠壓過流保護：檢測直流線路出現(xiàn)過流的故障；金屬回線縱差保護：檢測金屬回線上兩端直流線路電流測量裝置之間的線路接地故障；g）金屬回線橫差保護:檢測金屬回線上的接地故障；h）交直流碰線保護：檢測交、直流線路碰接故障；i）匯流母線差動保護：檢測匯流母線區(qū)域接地故障；j）高速并聯(lián)開關(guān)保護：檢測高速并聯(lián)開關(guān)的偷跳、失靈故障。模擬量輸入根據(jù)工程實際需要，可選用以下模擬量：a）直流線路直流電流；b）c）對極線路直流電流；d）對極母線直流電壓；e）對站線路直流電流；對站對極線路直流電流；匯流母線區(qū)各條線路直流電流；接地極電流；j）交流進線電壓。開關(guān)量輸入開關(guān)量輸入可選擇硬接點輸入或總線輸入方式，包括：a）直流場開關(guān)、刀閘狀態(tài)，如直流場隔離刀閘位置信號、開關(guān)位置信號等，應(yīng)采用硬接點方式；b）直流系統(tǒng)接線方式信號，如大地回線方式、金屬回線方式、OLTc）直流系統(tǒng)運行狀態(tài)信號，如解鎖、閉鎖等；d）其他，如時鐘同步信號等。開關(guān)量輸出開關(guān)量輸出選擇硬接點輸出或總線輸出方式，包括：a）高壓線路故障重啟；低壓線路故障重啟；移相（常規(guī)直流）/控零電流（柔性直流）；d）ESOF；e）本站單極ESOF；f）跳交流斷路器；g）鎖定交流斷路器；h）極隔離；i）重合高速并聯(lián)開關(guān)。性能要求一般要求保護裝置應(yīng)滿足速動性、可靠性、靈敏性和選擇性的要求。保護裝置應(yīng)具有自檢功能，自檢功能應(yīng)覆蓋設(shè)備的主機、電源、測量回路、輸入輸出回路、保護裝置在斷電重啟過程中，不應(yīng)發(fā)生誤出口。單套保護裝置發(fā)生故障或退出時，不應(yīng)導(dǎo)致直流系統(tǒng)停運。保護裝置與監(jiān)控后臺、保信子站的通信狀態(tài)，不應(yīng)影響保護裝置的動作性能。在保護范圍內(nèi)，各種運行方式下發(fā)生金屬性和非金屬性（包括高阻接地）故障時，保護應(yīng)能正確動作，保護范圍外發(fā)生故障時不應(yīng)誤動作。特定測量通道或測量值異常時，應(yīng)退出受測量異常影響的保護功能，不應(yīng)退出或影響其它保護功能。保護裝置應(yīng)具有退出跳閘出口的功能，支持運行人員通過退出壓板或控制字等方式完成單套保護裝置的退出操作。保護裝置動作誤差不超過±5％。10kHz。GB/T14598.24直流線路保護直流線路保護判據(jù)和定值應(yīng)能自適應(yīng)直流輸電系統(tǒng)運行方式的變化。直流線路行波保護和直流線路電壓突變量保護應(yīng)能保護直流線路范圍內(nèi)的金屬性接地故障，應(yīng)能保證區(qū)外故障、緊急停運等工況下可靠不誤動。多端直流線路保護應(yīng)設(shè)置完善的故障選線邏輯，可靠識別故障線路段。站間通訊故障時，根據(jù)工程實際情況可閉鎖直流線路故障重啟動邏輯。對直流線路保護區(qū)的故障，保護應(yīng)動作于直流線路故障重啟；對直流線路保護區(qū)的永久性故障，重啟動邏輯跳閘應(yīng)盡可能縮小故障切除范圍。匯流母線保護匯流母線差動保護宜采用比率制動特性。在保護區(qū)內(nèi)發(fā)生接地故障或區(qū)外轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)的故障時，匯流母線差動保護應(yīng)能正確、快速動作；在發(fā)生各種區(qū)外故障時，匯流母線差動保護不應(yīng)誤動作。直流電流測量設(shè)備（本體除外）異常時，保護不應(yīng)發(fā)生誤動，應(yīng)發(fā)出告警信號。匯流母線差動保護應(yīng)能自適應(yīng)直流輸電系統(tǒng)運行方式的變化。匯流母線區(qū)域故障后，保護動作出口應(yīng)停運與該匯流母線有電氣連接的各換流站同名極。匯流母線所在換流站非運行狀態(tài)時，匯流母線保護動作應(yīng)能可靠閉鎖其它在運換流站，宜通過匯流母線保護裝置直接向在運換流站發(fā)出動作信號。工程分期建設(shè)過程中，匯流母線故障可允許執(zhí)行線路重啟動邏輯。高速并聯(lián)開關(guān)保護高速并聯(lián)開關(guān)保護應(yīng)考慮功率傳輸模式下的高速并聯(lián)開關(guān)偷跳故障，高速并聯(lián)開關(guān)偷跳時，保護應(yīng)可靠動作。STATCOMOLT高速并聯(lián)開關(guān)保護在執(zhí)行高速并聯(lián)開關(guān)分閘命令時不應(yīng)誤動。對高速并聯(lián)開關(guān)的偷跳故障，短延時出口應(yīng)重合高速并聯(lián)開關(guān)，長延時出口宜停運與該高速并聯(lián)開關(guān)有電氣連接的各換流站同名極。試驗要求一般要求試驗包括型式試驗、例行試驗、功能及性能試驗、現(xiàn)場試驗。型式試驗試驗?zāi)康腉B/T22390.4—20084試驗項目試驗項目包括：環(huán)境試驗；電源擾動及斷電試驗；c）d）溫度貯存、耐濕熱性能試驗；e）電磁兼容試驗。例行試驗試驗?zāi)康腉B/T22390.4—2008試驗項目試驗項目包括：外觀檢查；電源偏差試驗；c）絕緣性能試驗；d）e）電氣電路檢查；f）100h連續(xù)通電運行試驗。功能及性能試驗功能試驗匯流母線區(qū)金屬性接地、經(jīng)電阻接地故障；直流線路首端、末端以及中點等典型故障點的金屬性接地、經(jīng)電阻接地以及雷擊故障；c）直流線路極間短路、極間短路接地故障；d）保護三重化或完全雙重化配置的冗余邏輯驗證；e）站間通訊故障對保護影響試驗；f）高速并聯(lián)開關(guān)故障。性能試驗a）匯流母線、直流線路首端、末端以及中點故障，高速并聯(lián)開關(guān)故障；b）直流極區(qū)、換流器區(qū)等典型區(qū)外故障；c）直流線路故障類型包括金屬性接地、經(jīng)電阻接地、極間短路、極間短路接地以及雷擊故障；d）不同運行方式的直流線路、匯流母線及高速并聯(lián)開關(guān)故障；e）不同數(shù)量的換流站運行工況下的直流線路、匯流母線及高速并聯(lián)開關(guān)故障；f）不同功率水平運行工況的直流線路、匯流母線及高速并聯(lián)開關(guān)故障。現(xiàn)場試驗現(xiàn)場試驗包括設(shè)備單體試驗、分系統(tǒng)試驗和系統(tǒng)試驗。單體試驗試驗?zāi)康谋Ｗo裝置單體試驗主要是確保保護設(shè)備已正確安裝，并能按設(shè)計要求正常工作和操作。試驗項目保護裝置單體試驗主要包括：a）保護及報警電路中的繼電器和參數(shù)整定在內(nèi)的功能試驗；b）接線及其絕緣電阻檢查；c）自檢功能檢查。分系統(tǒng)試驗試驗?zāi)康姆窒到y(tǒng)試驗主要是檢驗保護裝置之間、各分系統(tǒng)之間的接口和連接的正確性，保護系統(tǒng)的整體配合是否滿足設(shè)計要求。試驗項目分系統(tǒng)試驗主要包括：檢查保護裝置的通信電路的連接是否正確；I/O進行保護裝置信號測試，檢查保護裝置與運行人員控制系統(tǒng)之間，以及保護裝置與其他與之相連的設(shè)備之間的信號傳輸是否正確；系統(tǒng)冗余功能檢查。系統(tǒng)試驗試驗?zāi)康南到y(tǒng)試驗主要是檢驗整個保護裝置是否能滿足系統(tǒng)運行的要求，其功能、性能是否達到工程預(yù)期。試驗項目系統(tǒng)試驗主要包括：a（；b）跳閘試驗；穩(wěn)態(tài)性能試驗；輔助電源丟失試驗；其他根據(jù)工程的運行方式需要所必須的試驗。二次回路一般要求DL/T5499保護裝置的電源回路應(yīng)有電源監(jiān)視和電源消失報警。保護裝置的機箱、屏柜、裝置工作電源地以及電纜屏蔽層均應(yīng)可靠接地。接口要求保護裝置之間、與其他設(shè)備之間的接口通信規(guī)約應(yīng)采用國際通用協(xié)議，保護測量的數(shù)字接口宜采用GB/T20840.8中規(guī)定的通信協(xié)議。IRIG-B（DC）碼、脈沖對時信號或網(wǎng)絡(luò)對時信號。保護裝置應(yīng)提供不少于兩個與運行人員控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接口，以及至少一個與保護故障信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接口。保護裝置內(nèi)部跨屏柜的用于保護邏輯判別的模擬量和數(shù)字量采樣數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)采用光纖通訊實現(xiàn)。冗余保護的各套設(shè)備與交、直流一次系統(tǒng)的接口應(yīng)互相獨立。開關(guān)量輸入、輸出接口應(yīng)保證保護裝置與一次設(shè)備之間的電氣隔離。開關(guān)量輸入接口應(yīng)具備抗干擾能力和信號的防抖動功能。保護裝置系統(tǒng)內(nèi)部，即主機和輸入輸出單元（I/O）間的數(shù)據(jù)交換在對應(yīng)的冗余系統(tǒng)之間進行，2a。2。a）直流線路保護與I/O連接方式 b）直流線路保護與外部系統(tǒng)連接方式圖2三取二冗余保護系統(tǒng)內(nèi)部以及與外部系統(tǒng)的連接方式示意圖保護通道保護裝置站間通訊應(yīng)采用雙通道設(shè)計，當任一通道發(fā)生故障時，線路保護仍能正常工作；線路保護與某站雙通道同時故障，可通過與另一站的迂回通道進行通訊。保護裝置站間通訊應(yīng)采用國際或國家標準的規(guī)約。2M2M