DL∕T 1631-2016 并網(wǎng)風電場繼電保護配置及整定技術規(guī)范

備案號：57183-2017技術規(guī)范2016-12-05發(fā)布2017-05-01實施國家能源局發(fā)布I前言 Ⅱ 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 14總則 25繼電保護配置原則 26繼電保護整定原則 77整定管理 附錄A(資料性附錄)風電場典型接線示意圖 Ⅱ本標準按照GB/T1.1—2009《標準化工作導則第1部分：標準的結(jié)構(gòu)和編寫》給出的規(guī)則起草。本標準起草單位：國家電網(wǎng)西北電力調(diào)控分中心、國家電力調(diào)度控制中心、中國南方電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心、甘肅電力調(diào)度控制中心、新疆電力調(diào)度控制中心、冀北電力調(diào)度控制中心、遼寧電力調(diào)度控制中心、中國電力科學研究院、西北勘測設計研究院、新疆金鳳科技股份有限公司、南京南瑞繼本標準主要起草人：張健康、粟小華、胡勇、王德林、周紅陽、陳新、孟興剛、孫剛、劉蔚、本標準在執(zhí)行過程中的意見或建議反饋至中國電力企業(yè)聯(lián)合會標準化管理中心(北京市白廣路二1本標準規(guī)定了并網(wǎng)風電場風電機組、機組單元變壓器、主升壓變壓器、站用變壓器、接地變壓器、無功補償設備、匯集線路、匯集母線、匯集母線分段斷路器等電力設備繼電保護的配置及整定原則。本標準適用于通過110kV及以上電壓等級送出線路與電網(wǎng)連接的風電場，通過其他電壓等級送出下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T15543電能質(zhì)量三相電壓不平衡GB20840.2互感器第2部分：電流互感器的補充技術要求DL/T478繼電保護和安全自動裝置通用技術條件DL/T559220kV～750kV電網(wǎng)繼電保護裝置運行整定規(guī)程DL/T5843kV～110kV電網(wǎng)繼電保護裝置運行整定規(guī)程風電場windfarm;windpowerplant風電場并網(wǎng)點pointofconnectionofwindfarm風電場送出線路transmissionlineofwindfarm當電力系統(tǒng)事故或擾動引起并網(wǎng)點電壓跌落時，在一定的電壓跌落范圍和時間間隔內(nèi)，風電機組12匯集系統(tǒng)collectionsystem靜止無功發(fā)生器staticvargenerator;SVG3.10高、低壓側(cè)為星形接線，并裝有為三次諧波提供通路的三角繞組的變壓器，在改變交流電壓的同4總則4.1本標準是并網(wǎng)風電場繼電保護配置及整定應遵守的基本原則、方法和要求4.5低電阻接地系統(tǒng)每段匯集母線必須且只能有一個中性點接地運行，當接地點失去時，應斷開匯集4.6分段的匯集母線在正常情況下不允許并列運行，匯集母線為單母線或單母線分段并列運行時，有且只能有一臺接地變壓器(或帶平衡繞組變壓器)投入運行。4.7在滿足一次系統(tǒng)要求前提下，低電阻接地系統(tǒng)中接地電阻及零序電流的選取應確保零序電流保護4.8本標準中主升壓變壓器以低壓側(cè)為單分支的普通雙繞組變壓器及帶平衡繞組的變壓器為例，其他4.9升壓站高壓系統(tǒng)其余電力設備繼電保護的配置及整定參照GB/T14285、DL/T559及DL/T5845.1一般規(guī)定35.1.3應選用技術成熟、性能可靠、質(zhì)量優(yōu)良、有成功運行經(jīng)驗的繼電保護裝置，并綜合考慮運行業(yè)5.1.4220kV及以上電壓等級電力設備應配置雙重化保護。繼電保護雙重化包括保護裝置的雙重化以及與實現(xiàn)保護功能有關的回路的雙重化。雙重化配置的保護裝置及其回路之間應完全獨立，不應有直跳閘的接地保護；對于中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的風電場，應配置小電流接地故障選線等裝置5.1.13風電場繼電保護裝置、故障錄波器應支持IRIG-B碼對時，時鐘誤差不超過1ms,外部對時信號消失采用自身時鐘時的誤差每24h不超過5s。風機保護系統(tǒng)及單元變壓器保護采用網(wǎng)絡對時，誤差不超過1s。5.1.15風電場匯集系統(tǒng)設備的保護配置和整定應與一次系統(tǒng)相適應，防止其故障造成主升壓變壓器跳閘。5.2.4線路保護應能反應被保護線路的各種故障及異常狀態(tài)，并滿足就地開關柜分散安裝和組屏安裝5.3.4母線保護應允許使用不同變比的TA,通過軟件自動校正，并適應于各支路TA變比差不大于105.3.5母線保護各電流互感器相關特性應一致，避免在遇到較大短路電流時，因各電流互感器的暫態(tài)5.3.6母線保護應具有TA斷線告警功能，除母聯(lián)(分段)外，其余支路TA斷線后均閉鎖差動保護。5.3.7母線保護應能自動識別分段斷路器的充電狀態(tài)，合閘于死區(qū)故障時，應瞬時跳分段斷路器，不4DL/T1631—20165.4.1220kV及以上電壓等級變壓器按雙重化原則配置主、后備一體的電氣量保護，同時配置一套非電量保護；110kV電壓等級變壓器配置主、后備一體的雙套電氣量保護或主、后備獨立的單套電氣量a)應配置縱差保護。d)主保護應采用相同類型電流互感器。5.4.3220kV及以上電壓等級變壓器高壓側(cè)配置一段帶偏移特性的阻抗(含相間、接地)保護，設三個時限，第一時限跳高壓側(cè)母聯(lián)(分段)斷路器，第二時限跳本側(cè)斷路器，第三時限跳各側(cè)斷路器；配置兩段式零序電流保護，第一段設兩個時限，第一時限跳高壓側(cè)母聯(lián)(分段)斷路器，第二時限跳本側(cè)斷路器，第二段不帶方向，延時跳各側(cè)斷路器?？筛鶕?jù)需要配置一段式復壓閉鎖過電流保護，延時5.4.4220kV及以上電壓等級變壓器零序電流保護，帶方向段取本側(cè)自產(chǎn)零序電壓和自產(chǎn)零序電流，5.4.5110kV變壓器高壓側(cè)配置一段式復壓閉鎖過電流保護，第一時限跳高壓側(cè)母聯(lián)(分段)斷路器，第二時限跳本側(cè)斷路器，第三時限跳各側(cè)斷路器；配置兩段式零序電流保護，第一段設兩個時限，第一時限跳高壓側(cè)母聯(lián)(分段)斷路器，第二時限跳本側(cè)斷路器，第二段不帶方向，延時跳各側(cè)5.4.6變壓器低壓側(cè)配置兩段式過電流保護，過流I段延時跳本側(cè)斷路器，過流Ⅱ段延時跳各側(cè)斷路帶方向，作為變壓器單相接地故障的主保護和系統(tǒng)各元件接地故障的總后備保護。低壓側(cè)過流及零序電流保護延時動作跳變壓器各側(cè)斷路器，同時切除所接匯集母線的所有斷路器。零序電流保護的零序5.4.12330kV及以上電壓等級變壓器高壓側(cè)配置過勵磁a)非電量保護動作應有動作報告。跳閘類非電量保護，啟動功率應大于5W,動作電壓在55%~70%額定電壓范圍內(nèi)，額定電壓下動作時間為10ms～35ms,應具有抗220V工頻干擾電壓的5DL/T1631—2016跳閘。5.5.1.4晶閘管控制電抗器支路還應配置諧波過電流(包含基波和11次及以下諧波分量)保護作為設6DL/T1631—20165.8.2配置兩段式零序電流保護作為接地變壓器單相接地故障的主保護和系統(tǒng)各元件單相接地故障的5.8.3在匯集母線分段斷路器斷開情況下，接地變壓器電流速斷保護、過電流保護及零序電流保護動5.8.4在匯集母線分段斷路器并列情況下，接地變壓器電流速斷保護、過電流保護及零序電流保護動5.9.5風電機組應具備運行信息記錄功能，記錄機端電壓、交流側(cè)三相電流、功率、變頻器直流母線電壓、機組保護動作等信息，同時應記錄轉(zhuǎn)速、風速、變槳角等非電量及開關量。應能記錄故障前100ms至故障后5s的電氣量數(shù)據(jù)，采樣頻率不小于4000Hz。記錄信息在機組掉電后不能丟失。5.10.2單元變壓器高壓側(cè)未配有斷路器時，其高壓側(cè)可配置熔斷器加負荷開關作為變壓器的短路保護，應校核其性能參數(shù)，確保滿足運行要求；單元變壓器高壓側(cè)配有斷路器時，應配置變壓器保護裝5.11.1匯集系統(tǒng)中性點不接地及經(jīng)消弧線圈接地的升壓站應按匯集母線配置小電流接地故障選線裝置。5.11.3具備在線自動檢測功能，在正常運行期間，裝置中單一電子元件(出口繼電器除外)損壞時，75.12.4應能記錄故障前10s至故障后60s的電氣量數(shù)據(jù)，暫態(tài)數(shù)據(jù)記錄采樣頻率不小于4000Hz,故障6.1一般規(guī)定a)線路(含架空線及電纜)參數(shù)。具體有：線路長度，正序阻抗值，零序阻抗值，零序互感阻b)變壓器參數(shù)。1)主升壓變壓器的參數(shù)有：繞組類別，繞組接線方式，額定容量，額定電壓，額定電流，2)機組單元變壓器、站用變壓器、SVG變壓器的參數(shù)有：額定容量，額定電壓，額定電3)接地變壓器的參數(shù)有：額定容量，額定電壓，額定電流，各側(cè)短路阻抗值及零序阻抗b)下級服從上級。86.1.8下一級電壓母線的配出線路或變壓器故障切除時間，應滿足上一級電壓系統(tǒng)繼電保護部門按系6.1.9對于微機型繼電保護裝置，保護配合宜采用0.3s的時間級差。6.1.12為防止電壓降低造成風電機組大規(guī)模脫網(wǎng)，應快速切除單相短路、兩相短路及三相短路故障，6.2.1過流I段按本線路末端相間故障有足夠靈敏度整定，靈敏度系數(shù)不小于1.5,時間可取為0s。6.2.2過流Ⅱ段按躲過本線路最大負荷電流整定，盡量對本線路最遠端風電機組單元變壓器低壓側(cè)故障有靈敏度，時間比過流I段多一個級差。6.2.4相間距離I段按本線路末端相間故障有靈敏度整定，靈敏度系數(shù)不小于1.5,時間可取為0s。6.2.5相間距離Ⅱ段按躲過線路最大負荷電流時負荷阻抗整定，并盡量對相鄰元件有遠后備作用，時間比相間距離I段多一個級差。6.2.9匯集線路距離保護不經(jīng)振蕩閉鎖。6.2.10中性點經(jīng)低電阻接地系統(tǒng)，零序電流I段對本線路末端單相接地故障有足夠靈敏度，靈敏度系數(shù)不小于2,動作時間應滿足風電場運行電壓適應性要求。零序電流Ⅱ段按可靠躲過線路電容電流整6.2.11當風電機組單元變壓器配有電氣量保護時，為保證選擇性，匯集線路過流I段及相間距離I段6.3.1母線保護是匯集母線相間故障的主保護，也是低電阻接地系統(tǒng)匯集母線接地故障的主保護，其6.3.2中性點經(jīng)低電阻接地系統(tǒng)，低電壓閉鎖元件的電壓值宜整定為60%～70%的額定電壓，負序電壓(U?)宜整定為4V～12V(二次值),零序電壓(3U?)(單相接地時3U?為100V)宜整定為4V~6.3.3對中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，低電壓閉鎖元件的電壓值，宜整定為60%～70%的額定電壓；負序電壓(U?)宜整定為4V～12V(二次值),零序電壓(3U?)退出(按裝置允許的最大值6.4.3指向變壓器的阻抗不伸出變壓器對側(cè)母線，可靠系數(shù)宜取0.7;指向母線的阻抗按與本側(cè)出線距9DL/T1631—20166.4.4變壓器高壓側(cè)復壓過電流保護電流元件應對低壓側(cè)母線故障有足夠靈敏度并躲過負荷電流，靈敏度系數(shù)不小于1.5,在保護范圍和動作時間上宜與低壓側(cè)過流I段保護配合。低電壓元件靈敏系數(shù)不小于1.3,負序電壓元件靈敏系數(shù)不小于1.5。6.4.5變壓器高壓側(cè)零序電流I段保護按本側(cè)母線故障有靈敏度整定，靈敏度系數(shù)不小于1.5,并與本側(cè)出線零序電流保護配合。平衡繞組變壓器高壓側(cè)零序電流I段保護應帶方向，宜指向本側(cè)母線；普通雙繞組變壓器的高壓側(cè)零序電流I段保護可不帶方向。6.4.7間隙保護零序電壓取TV開口三角電壓時，其3U?定值(3U?額定值為300V)可整定為180V和0.5s;當取自產(chǎn)電壓時，其3U?定值(3U?額定值為173V)可整定為120V和0.5s。間隙電流定值可按間隙擊穿時有足夠靈敏度整定，一次電流定值可整定為100A,時間按與線路保全線有靈敏度段接地保6.4.8變壓器低壓側(cè)過流I段按低壓側(cè)匯集母線相間故障有靈敏度并可靠躲過負荷電流整定，靈敏度系數(shù)不小于1.5,在保護范圍和動作時間上宜與本側(cè)出線保護I段配合。過流Ⅱ段按變壓器低壓側(cè)匯集線路末端相間故障有靈敏度并躲負荷電流整定，靈敏度系數(shù)不小于1.5,在保護范圍和動作時間上宜與6.4.9帶平衡繞組變壓器低壓側(cè)過電流保護按6.4.8整定；零序電流I段按匯集線路末端接地故障有足夠靈敏度整定，靈敏度系數(shù)不小于2,并與匯集母線各連接元件零序電流Ⅱ段配合，動作時間應大于母線各連接元件零序電流Ⅱ段的最長動作時間。零序電流Ⅱ段按單相高阻接地故障有靈敏度整定，動作時間應大于零序電流I段的動作時間。常見運行方式下，電抗器端部引線故障時有足夠靈敏度，靈敏度系數(shù)不小于1.3,時間可取為0s?？扇?.3s。敏度系數(shù)不小于2,動作時間應滿足風電場運行電壓適應性要求。零序電流Ⅱ段按躲正常運行時出現(xiàn)的6.5.2.1電流速斷保護電流定值按電容器端部引線故障有足夠靈敏度整定，靈敏度系數(shù)不小于2,一般取3倍～5倍額定電流，時間一般取0.1s。6.5.2.3過電壓定值按1.3倍電容器額定電壓整定，動作時間為30s。所接母線出線保護最末段配合，并考慮低電壓穿越影響。為防止TV斷線保護誤動，可經(jīng)電流閉鎖，6.5.2.5中性點經(jīng)低電阻接地系統(tǒng)，零序電流I段按對電敏度系數(shù)不小于2,動作時間應滿足風電場運行電壓適應性要求。零序電流Ⅱ段按躲正常運行時出現(xiàn)的間可取為0s。6.5.3.3過電流保護電流定值按低壓側(cè)故障有靈敏度并可靠躲過負荷電流整定，靈敏度系數(shù)不小于1.5,時間可取為0.3s。6.5.3.4中性點經(jīng)低電阻接地系統(tǒng)，零序電流I段按對變壓器高壓側(cè)單相接地故障有靈敏度整定，靈敏度系數(shù)不小于2,動作時間應滿足風電場運行電壓適應性要求；零序電流Ⅱ段，按躲正常運行時出現(xiàn)的分段斷路器充電過電流保護，按最小運行方式下被充電元件故障有足夠靈敏度整定，靈敏度系數(shù)不小于1.5,瞬時段動作時間0s。6.7.2電流速斷保護電流定值按高壓側(cè)引線故障有靈敏度并躲過低壓側(cè)母線故障和勵磁涌流整定，時間可取為0s。6.7.4中性點經(jīng)低電阻接地系統(tǒng)，零序電流I段按對站用變高壓側(cè)單相接地故障有靈敏度整定，靈敏度系數(shù)不小于2,動作時間應滿足風電場運行電壓適應性要求；零序電流Ⅱ段，按躲正常運行時出現(xiàn)的零序電流整定，時間可比零序電流I段多一個級差。整定，一般取7倍～10倍額定電流，時間可取為0s。6.8.2過電流保護按躲過接地變壓器額定電流整定，動作時間應大于母線各連接元件后備保護動作6.8.3零序電流I段按單相接地故障有靈敏度整定，靈敏度系數(shù)不小于2,并與匯集母線各連接元件零6.8.4零序電流Ⅱ段按可靠躲過線路的電容電流整定，動作時間應大于接地變壓器零序電流I段的動6.9.1風電機組應具備符合GB/T19963標準要求的低電壓穿越能力，低電壓保護定值應符合GB/T6.9.3當頻率不低于49.5Hz且不高于50.2Hz時，風電機組應能正常運行。當頻率高于50.2Hz時，高頻保護動作時間應不小于5min,并執(zhí)行調(diào)度機構(gòu)下達的降低出力或高周切機策略。當頻率低于49.5Hz但不低于48Hz時，低頻保護動作時間應不小于30min;當頻率低于48Hz時，低頻保護動作時間由風6.9.4三相電壓不平衡保護定值應符合GB/T15543要求。6.10.2電流速斷保護電流定值按變壓器低壓側(cè)故障有靈敏度整定，靈敏度系數(shù)不小于1.5,時間一般取為0s。6.11.2經(jīng)較短延時(一般不超過1s)切除故障匯集線路；經(jīng)較長延時(一般不超過2s)跳相關升壓變壓器低壓側(cè)斷路器；經(jīng)更長延時(一般不超過2.5s)跳相關升壓變壓器各側(cè)斷路器。6.12.1變化量啟動元件按最小運行方式下線路末端金屬性故障最小短路檢驗靈敏度，電流定值(一次值)可取△Ip≥0.1倍額定電流，△I?≥0.1倍額定電流(3Io≥0.1倍額定電流);相電壓定值(二次值)可取△U?≥6V,△3U?≥6V。6.12.2穩(wěn)態(tài)量相電流啟動元件按躲最大負荷電流整定，一般取I≥1.1倍額定電流。過電壓啟動元件6.12.3負序(零序)分量啟動元件按躲最大運行工況下不平衡電流整定，一次值可取3I?≥0.2倍額定電流(3Io≥0.2倍額定電流)。6.12.4頻率越限及頻率變化率可取f>50.2Hz或f<49.5Hz,dfldt≥0.2Hz/s。7整定管理7.1.1各級調(diào)度機構(gòu)按照直調(diào)范圍(含上級調(diào)度授權)履行管理職責。7.1.2風電場應定