DL∕T 5499-2015 換流站二次系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程

P換流站二次系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程2015-04-02發(fā)布2015-09-01實施中華人民共和國電力行業(yè)標準施行日期：2015年9月1日2015年第3號(NB)106項和電力標準(DL)97項，現(xiàn)予以發(fā)布。國家能源局2015年4月2日序號標準編號標準名稱采標號批準日期實施日期換流站二次系統(tǒng)設(shè)本標準共分13章和4個附錄，主要技術(shù)內(nèi)容包括：總則、術(shù)工程顧問集團中南電力設(shè)計院有限公司負責具體技術(shù)內(nèi)容的解釋。執(zhí)行過程中如有意見或建議，請寄送電力規(guī)劃設(shè)計總院(地 3.1設(shè)計原則 3.2監(jiān)控范圍 3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 3.4設(shè)備配置 3.5系統(tǒng)功能 4.1設(shè)計原則 4.2功能分層 4.3控制模式及控制功能 5.1配置原則 5.2直流保護 5.3換流變壓器保護 5.4直流濾波器保護 5.5交流濾波器保護 5.6最后一臺斷路器保護 5.7直流系統(tǒng)暫態(tài)故障錄波 5.8直流線路故障定位系統(tǒng) 6.1交流系統(tǒng)保護 6.2電力系統(tǒng)安全自動裝置 6.3交流系統(tǒng)故障錄波和故障測距 6.4保護及故障信息管理系統(tǒng) 7調(diào)度自動化 7.1直流遠動系統(tǒng) 8.1配置原則 8.2系統(tǒng)功能 9.1站用交流電源 9.2站用直流電源 9.3交流不間斷電源 10輔助二次系統(tǒng) 10.1時間同步系統(tǒng) 10.2諧波監(jiān)視系統(tǒng) 10.3火災自動報警系統(tǒng) 10.5設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng) 10.6站用電動機控制 11二次回路設(shè)計 11.1直流系統(tǒng)測量裝置 11.3二次接地及抗干擾要求 12二次設(shè)備布置 12.1總的要求 12.2控制樓二次設(shè)備布置 13電纜光纜選擇及敷設(shè) 13.1控制電纜選擇 附錄A監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視的信號 附錄C故障錄波信號 附錄D直流遠動信號 引用標準名錄 3.2Scopeofmonitoringand 3.4Equipmentconfigura 5.1Configurationrequir 5.3Convertertran 5.5ACfilterpro 5.6Thelastcircuitbreakerprote 5.8Faultlocationsystemof 6ACsystemprotectio 7Dispatchingautomati 8valvecoolingcontrol 9.3ACuninterruptablepowersupply 11.3Secondarygroundi AppendixBConfigurationofDCpr AppendixCInformationlistfo AppendixDInformationlistforHV Addition:Explanationof 1.0.2本標準適用于±800kV及以下電壓等級每極單閥組或雙2.0.1二次系統(tǒng)electricalsecondarysystem2.0.2高壓直流換流站highvoltagedirectcurrentconv元件構(gòu)成的1個12脈動換流閥組接線的兩端直流輸電換流站。2.0.3特高壓直流換流站ultrahighvoltagedirectcurrent成的2個12脈動換流閥組串聯(lián)接線的兩端直流輸電換流站。2.0.4背靠背換流站back-to-backconverte每個背靠背單元采用由晶閘管元件構(gòu)成的1個12脈動換流2.0.5直流系統(tǒng)保護DCsystem2.0.6直流保護DCprotection2.0.7直流系統(tǒng)暫態(tài)故障錄波裝置DCsystemtransient3.1.1換流站監(jiān)控系統(tǒng)應符合國家現(xiàn)行標準《±800kV直流換3.1.2換流站內(nèi)交、直流系統(tǒng)應采用統(tǒng)一平臺的計算機監(jiān)控3.3.4監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)應滿足信息傳輸?shù)膶崟r性和可靠性要求。3.4.2控制層設(shè)備宜按遠景規(guī)模雙重化配置，并應符合下列2換流變壓器就地層設(shè)備：宜按每個12脈動換流閥組對應系統(tǒng)控制與保護設(shè)備第1部分：運行人員控制系統(tǒng)》GB/T3.5.3監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視的信號應符合本標準附錄A的有關(guān)規(guī)定。3.5.5監(jiān)控系統(tǒng)應能接收換流站內(nèi)統(tǒng)一的時間同步系統(tǒng)的對時4.1.1換流站直流控制系統(tǒng)應符合國家現(xiàn)行標準《±800kV直4.1.4直流控制系統(tǒng)宜能既適用于整流運行，也適用于逆變4.1.5直流控制系統(tǒng)的信息傳輸可采用通信總線和硬接線的方4.2.3背靠背換流站直流控制系統(tǒng)宜劃分為背靠背換流單元控4.2.4直流控制功能應盡可能地配置到較低的控制層次，雙極控制層功能宜集成在極控制層設(shè)備中，也可在直流站控設(shè)備中2背靠背直流輸電系統(tǒng)的基本控制模式宜包括功率運行控4.3.4直流輸電系統(tǒng)的控制模式和控制功能應能滿足各種可能地極運行的換流站，直流控制系統(tǒng)還應配置相應的控制功能和5.1.4兩個極以及同一個極的兩個12脈動換流閥組的直流保護5.1.5直流系統(tǒng)暫態(tài)故障錄波和直流線路故障定位裝置宜分別1款的要求外，還宜增加換流閥組連接母線保護區(qū)。換流閥組保護區(qū)按每極雙12脈動換流閥組宜劃分為高端換流閥組保護區(qū)和5.2.2直流保護功能配置應符合本標準附錄2特高壓直流換流站直流保護動作出口除應執(zhí)行本條第15.3.1換流變壓器保護宜按12脈動換流閥組為單元配置，每個12脈動換流閥組所對應的換流變壓器宜分別配置獨立的換流變釋放保護、油位異常保護；充氣套管六氟化硫氣體壓力異常保5.3.5換流變壓器保護動作出口宜包括跳換流變壓器交流網(wǎng)側(cè)5.4.3直流濾波器保護動作出口宜包括拉開直流濾波器高壓側(cè)5.5.4交流濾波器保護動作出口宜包括跳開本交流濾波器組的5.7.1直流系統(tǒng)暫態(tài)故障錄波裝置的基本功能和技術(shù)性能應符合國家現(xiàn)行標準《高壓直流輸電系統(tǒng)控制與保護設(shè)備第6部分：1高壓直流換流站應按極，特高壓直流換流站應按12脈動換流閥組，背靠背換流站應按換流單元配置直流暫態(tài)故障錄波2換流變壓器暫態(tài)故障錄波裝置宜按每個12脈動換流閥組3交流濾波器組暫態(tài)故障錄波裝置宜按每個交流濾波器大5.7.4直流系統(tǒng)暫態(tài)故障錄波裝置的錄波信號的內(nèi)容應符合本5.8.1直流線路故障定位裝置的基本功能和技術(shù)性能應符合現(xiàn)行國家標準《高壓直流輸電系統(tǒng)控制與保護設(shè)備第5部分：直流合現(xiàn)行國家標準《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》GB/T6.2.2電力系統(tǒng)安全自動裝置配置應以安全穩(wěn)定計算結(jié)論為基6.3.1換流站交流系統(tǒng)暫態(tài)故障錄波裝置的設(shè)計應符合現(xiàn)行行6.4.2保護及故障信息管理子站應實時采集交/直流系統(tǒng)保護、6.4.3保護及故障信息管理子站應能在正常和電網(wǎng)故障時處理7調(diào)度自動化7.1.1高壓/特高壓直流換流站的直流遠動系統(tǒng)應按極雙重化7.1.2直流遠動信號的內(nèi)容應符合本標準附錄D的7.1.3冗余的直流控制保護系統(tǒng)之間的站間通信通道應相互信號的傳輸延時應滿足高壓/特高壓直流輸電系統(tǒng)的動態(tài)響應量計量系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程》DL/T5202的規(guī)定，并應符合下列防護規(guī)定》(國家發(fā)改委2014第14號令)的規(guī)定。7.2.5換流站調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備的設(shè)計應符合現(xiàn)行行業(yè)標8.1.1閥冷卻控制保護系統(tǒng)應冗余配置，閥冷工作站宜獨立8.2.1閥冷卻控制保護系統(tǒng)應包括對閥冷卻系統(tǒng)進行監(jiān)控和對8.2.4閥冷卻控制保護系統(tǒng)應包括閥內(nèi)冷水系統(tǒng)配置閥進出口9.1.1換流站站用交流電源系統(tǒng)保護及自動裝置的設(shè)計應符合9.2.2換流站直流電源系統(tǒng)的標稱電壓宜采用220V,也可采用110V。1高壓直流換流站宜按極和站公用設(shè)備分別獨立設(shè)置。交流場設(shè)備用直流電源系統(tǒng)宜相對集中設(shè)置2套；交流場設(shè)備用直流電源系統(tǒng)宜相對集中設(shè)置2套；3背靠背換流站宜按背靠背換流單元和站公用設(shè)備分別獨立設(shè)置。交流場設(shè)備用直流電源系統(tǒng)宜相對集中設(shè)置2套。9.3.1換流站交流不間斷電源系統(tǒng)的設(shè)計應符合現(xiàn)行行業(yè)標準中從1次～50次各次諧波的含量，交流電壓的總諧波畸變率，交10.3.1換流站火災自動報警系統(tǒng)的設(shè)計應符合現(xiàn)行國家標準感器、狀態(tài)監(jiān)測智能電子設(shè)備(IntelligentElectronicDevice-2背靠背換流站直流極線宜配置直流電流電壓復合型測量3直流電流測量裝置應具有良好的暫態(tài)響應和頻率響應特5零磁通型直流電流測量裝置的輸出可采用模擬量輸出形2背靠背換流站的直流極線宜配置直流電流電壓復合型測3直流電壓測量裝置應具有良好的暫態(tài)響應和頻率響應特11.1.4交流濾波器大組母線保護的電流測量宜采用TPY類電1選相合閘裝置應具備經(jīng)選相合閘裝置和不經(jīng)選相合閘裝上可先切除小組交流濾波器斷路器，后切除大組交流濾波器斷設(shè)置1個主控樓和2個輔控樓；兩極采用一字型布置時，宜設(shè)置1個主控樓和1個輔控樓；3背靠背換流站宜設(shè)置1個主控樓，換流單元在2個以上13.2.4室內(nèi)光纜宜采用尾纜，室外光纜宜采用非金屬加強芯附錄A監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視的信號率變化率或階躍變化量的整定值；整流站/逆變站換流器吸收的保護名稱備注(一)換流閥組保護區(qū)1閥組短路保護2閥組過流保護3閥組交流差動保護4閥組直流差動保護5閥組換相失敗保護退出6換流變壓器中性點偏移保護鎖后保護應退出7換流變壓器閥電壓保護分接頭的不正常移動造成可能加在閥上的電壓應力超標故障8閥組旁路開關(guān)保護中電流轉(zhuǎn)移失敗故障流站(二)極區(qū)保護9閥連接母線差動保護故障流站續(xù)表B.0.1備注換流器大差保護故障流站極母線差動保護中性母線差動保護直流極差動保護直流過電壓保護直流低電壓保護異常情況導致的直流低電壓保護護，包括50Hz和100Hz保護檢測直流電流中的50Hz和100Hz分量，是換相失敗或閥觸發(fā)異常的后備保護。其中50Hz保護用于檢測持續(xù)的換相故障、觸發(fā)故障以及交流和直流碰線故障，100Hz保護用于檢測交流系統(tǒng)不對稱運行故障直流線路行波保護直流線路電壓突變量保護直流線路低壓保護故障直流線路縱差保護故障備注中性母線開關(guān)保護檢測中性母線開關(guān)在投入和退出過程中直流開關(guān)油浸式平波電抗器非電量保護保護可不配置獨立的電量保護，宜將其保護功能集成在直流極保護中(三)雙極區(qū)保護雙極中性線差動保護故障保護內(nèi)接地點流過較大直流接地電流對站接地網(wǎng)造成破壞衡保護檢測接地極線路兩個支路上電流分配的不平衡保護中性母線接地開關(guān)NBGS保護大地回線轉(zhuǎn)換開關(guān)GRTS保護直流開關(guān)金屬回線轉(zhuǎn)換開關(guān)MRTB保護直流開關(guān)保護功能備注金屬回線橫差保護故障金屬回線縱差保護保護表B.0.2背靠背換流站直流保護功能配置一覽表保護名稱保護功能備注1閥組短路保護2閥組過流保護3橋差保護或點火故障4換相失敗保擴引起12脈動換流器發(fā)生的換相失敗5換流變中性點偏移保護鎖后保護應退出6直流過電壓保護7直流低電壓保護異常情況導致的直流低電壓8背靠背直流差動保護僅用于高低的背靠背工程續(xù)表B.0.2備注9極保護區(qū)接地保護護，包括50Hz和100Hz保護檢測直流電流中的50Hz和100Hz分量，是換相失敗或閥觸發(fā)異常的后備保護。其中50Hz保護用于檢測持續(xù)的換相故障、觸發(fā)故障以及交流和直流碰線故障，100Hz保油浸式平波電抗器非電量保護氣套管SF6密度異常、充油套管壓力異常等保護的電量保護，宜護中附錄C故障錄波信號C.0.1高壓直流換流站閥廳和直流場區(qū)域故障錄波信號宜包括C.0.2特高壓直流換流站閥廳和直流場區(qū)域故障錄波信號宜包C.0.3背靠背換流站閥廳和直流場區(qū)域故障錄波信號宜包括下附錄D直流遠動信號本標準用詞說明《高壓直流輸電系統(tǒng)控制與保護設(shè)備第1部分：運行人員控制《高壓直流輸電系統(tǒng)控制與保護設(shè)備第5部分：直流線路故障《高壓直流輸電系統(tǒng)控制與保護設(shè)備第6部分：換流站暫態(tài)故能源局2015年4月2日以第3號公告批準發(fā)布。 3.1設(shè)計原則 3.4設(shè)備配置 4.1設(shè)計原則 4.2功能分層 4.3控制模式及控制功能 5.1配置原則 5.2直流保護 5.3換流變壓器保護 5.4直流濾波器保護 5.5交流濾波器保護 5.6最后一臺斷路器保護 5.7直流系統(tǒng)暫態(tài)故障錄波 5.8直流線路故障定位系統(tǒng) 6.4保護及故障信息管理系統(tǒng) 7.1直流遠動系統(tǒng) 8閥冷卻控制保護系統(tǒng) 8.1配置原則 8.2系統(tǒng)功能 9站用電源系統(tǒng) 9.1站用交流電源 9.2站用直流電源 9.3交流不間斷電源 10輔助二次系統(tǒng) 10.2諧波監(jiān)視系統(tǒng) 10.3火災自動報警系統(tǒng) 10.4圖像監(jiān)視及安全警衛(wèi)系統(tǒng) 10.5設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng) 10.6站用電動機控制 11二次回路設(shè)計 11.1直流系統(tǒng)測量裝置 11.2二次接線要求 12二次設(shè)備布置 12.2控制樓二次設(shè)備布置 13電纜光纜選擇及敷設(shè) 13.1控制電纜選擇 13.2光纜選擇 13.3電纜光纜敷設(shè) 流輸電工程(也稱作電流源換相高壓直流輸電，英文簡稱LCC-HVDC,換流器采用晶閘管元件),不適用于柔性高壓直流輸電工3.1.4目前國內(nèi)采用ABB公司技術(shù)路線和西門子公司技術(shù)路線3.3.1目前國內(nèi)已投運的換流站工程中制主機層和就地I/O層。因此本條監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)仍建議由站3.4.1本條規(guī)定操作員工作站宜雙重化配置。為了便于運行人5臺操作員工作站，因此具體工程操作員工作站的數(shù)量可根據(jù)需極控設(shè)備中。SIEMENS技術(shù)路線一般配置獨立的直流站控主散配置。SIEMENS技術(shù)路線全站一般配置獨立的交流站控主中。SIEMENS技術(shù)路線全站一般不配置獨立的站用電控制主當背靠背換流站終期建設(shè)規(guī)模僅為1個背靠背換流單元時，可不獨立配置直流站控主機；當終期建設(shè)規(guī)模為2個及以上背靠3.5.2本條規(guī)定了換流站監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集功能。監(jiān)控系統(tǒng)4.1.5本條明確了直流控制系統(tǒng)信息傳輸?shù)姆绞?。直流控制?.2.1本條規(guī)定了高壓直流換流站直流控制系統(tǒng)的功能分層。5直流系統(tǒng)保護和直流控制系統(tǒng)均是獨立配置的；ABB技術(shù)路線的MACH2、5.1.3本條規(guī)定了直流系統(tǒng)保護的冗余性要求。目前國內(nèi)已流變壓器電氣量保護采用雙重化或三重化配置，換流變壓器非器保護獨立配置時，采用雙重化配置；交流濾波器保護雙重化圖1、圖2、圖3。其中圖1、圖2的換流變壓器型式為單相雙繞組流濾波流濾波器組流濾波器組338383日日立2圖1高壓直流換流站直流系統(tǒng)保護分區(qū)圖圖2特高壓直流換流站直流系統(tǒng)保護分區(qū)圖HH2大大8大大21一背靠背換流單元保護區(qū)；2—換流變壓器保護區(qū)(1)換流閥組保護區(qū)的保護范圍包括從換流變壓器閥側(cè)套管(2)直流極母線保護區(qū)的保護范圍包括從閥廳高壓直流穿墻套管至直流出線上的直流電流互感器之間的所有極設(shè)備和母線(3)直流中性母線保護區(qū)的保護范圍包括從閥廳低壓直流穿(4)直流線路保護區(qū)的保護范圍包括兩換流站直流出線上的(5)直流雙極中性線保護區(qū)的保護范圍包括從雙極中性線連(6)接地極引線保護區(qū)的保護范圍包括從接地極引線連接點(7)換流閥組連接母線保護區(qū)的保護范圍應包括高低壓閥廳5.2.3本條對換流站的直流保護裝置的配置原則進行了規(guī)定。護裝置以12脈動換流閥組為單元配置，每個12脈動換流閥組應5.2.4在直流控制系統(tǒng)或閥基電子設(shè)備中也實現(xiàn)了一些保護性5.2.5本條對直流保護動作出口方式進行了規(guī)定。直流保護各5.3.1本條對換流變壓器保護的配置原則進行了規(guī)定。換流變MENS技術(shù)路線的SIMADYND、SIMATICTDC直流控制保護蘇和哈鄭±800kV特高壓直流輸電工程的換流變壓器電量保護1主保護中換流變壓器及引線差動保護用于檢測從換流變2后備保護中換流變壓器引線過流保護用于檢測換流變壓5.4.1本條對直流濾波器保護的配置原則進行了規(guī)定。直流濾波器保護區(qū)的保護范圍包括直流濾波器高、低壓側(cè)之間的所有均是集成在極保護內(nèi)，不單獨配置；南瑞繼保公司提供的PCS程的直流濾波器保護為獨立雙重化配置。但PCS9550系列直流控制保護系統(tǒng)中，天廣士500kV高壓直流輸電工程和哈鄭5.4.2本條對直流濾波器保5.4.3本條對直流濾波器保護的出口進行了規(guī)定。直流濾波器5.5.1本條對交流濾波器保護的配置原則進行了規(guī)定。目前國 的三常、三廣、三滬I回±500KV直流輸電工程和向上、錦蘇小組斷路器失靈保護宜由大組交流濾波器母線保護裝置完差動保護用于檢測小組交流濾波器內(nèi)部接地和相間短路故5.5.4大組交流濾波器母線保護動作后應跳開本大組濾波器進5.6.1本條對最后一臺斷路器保護的配置原則進行了規(guī)定。如防止這種情況的發(fā)生。最后一臺斷路器保護宜在逆變站中配置，5.6.2最后一臺斷路器保護用于監(jiān)視交流場各開關(guān)的狀態(tài)以及5.7.2本條對直流系統(tǒng)暫態(tài)故障錄波的配置原則進行了規(guī)定。波主機和錄波I/O采集單元構(gòu)成。SIEMENS技術(shù)路線的SIMA-DYND、SIMATICTDC直流控制保護系統(tǒng)中，貴廣I回、Ⅱ回士500kV直流輸電工程和云廣、糯扎渡±800kV特高壓直流輸電工程配置獨立的直流系統(tǒng)暫態(tài)故障錄波裝置；ABB技術(shù)路線的錄波I/O采集單元構(gòu)成，各I/O采集單元通過TDM總線將錄波5.8.2本條對直流線路故障定位裝置的配置原則進行了規(guī)定。6.4.2本條對換流站保護及故障信息管理子站的信息采集及通信接口進行了規(guī)定。換流站保護及故障信息管理子站的系統(tǒng)配目前國內(nèi)已投運的直流輸電工程中，南瑞繼保公司提供的PCS9550系統(tǒng)的直流保護主機可通過以太網(wǎng)口直接與保護子站相連，SIEMENS技術(shù)路線采用的SIMADYND或SIMATIC站控層冗余網(wǎng)絡(luò)連接，另一個以太網(wǎng)口與保護子站的采集設(shè)備7調(diào)度自動化輸電工程中的換流閥組層的控制保護之間均沒有設(shè)獨立的站間間SCADA,還包括直流線路故障定位裝置。ABB技術(shù)路線的直8閥冷卻控制保護系統(tǒng)8.1.1本條為閥冷卻控制保護系統(tǒng)的冗余性要求。冗余的閥冷統(tǒng)。當冗余的閥冷卻控制保護系統(tǒng)有一個系統(tǒng)處于檢修狀態(tài)時，8.1.3本條為閥內(nèi)冷水系統(tǒng)對傳感器配置的冗余性要求。為從根本上解決一套設(shè)備維修、另一套設(shè)備異常時導致閥冷保護跳閘8.2.5本條規(guī)定了閥冷卻控制保護系統(tǒng)的動作出口方式。閥內(nèi)8.2.6本條規(guī)定了閥冷卻控制保護系統(tǒng)與直流控制系統(tǒng)之間的關(guān)量可采用RS-485串口或無源觸點方式；模