《柔性交流輸電設(shè)備接入電網(wǎng)繼電保護技術(shù)要求gbt+40864-2021》詳細解讀

《柔性交流輸電設(shè)備接入電網(wǎng)繼電保護技術(shù)要求gb/t40864-2021》詳細解讀contents目錄1范圍2規(guī)范性引用文件3術(shù)語和定義、縮略語4總體要求5串聯(lián)電容器補償裝置6統(tǒng)一潮流控制器7故障電流限制器contents目錄8可控并聯(lián)電抗器9動態(tài)無功補償裝置附錄A(資料性)串聯(lián)電容器補償裝置保護總體配置附錄B(資料性)串聯(lián)電容器補償裝置保護用模擬量附錄C(資料性)統(tǒng)一潮流控制器保護配置分區(qū)及保護測點位置contents目錄附錄D(資料性)串聯(lián)諧振型故障電流限制器基本原理附錄E(資料性)可控并聯(lián)電抗器基本原理附錄F(資料性)動態(tài)無功補償裝置基本原理參考文獻011范圍本標準規(guī)定內(nèi)容接入電網(wǎng)的柔性交流輸電設(shè)備與相鄰設(shè)備保護之間的配合要求涉及設(shè)備之間的保護協(xié)調(diào)、定值整定、時序配合等。柔性交流輸電設(shè)備接入電網(wǎng)的繼電保護技術(shù)要求包括柔性交流輸電設(shè)備的基本保護、后備保護、異常運行保護及輔助保護等技術(shù)要求。適用于柔性交流輸電設(shè)備的設(shè)計、制造、試驗和運行單位為各單位提供統(tǒng)一的繼電保護技術(shù)要求，確保設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。適用于規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運行、維護和管理含有柔性交流輸電設(shè)備的電網(wǎng)為電網(wǎng)的各環(huán)節(jié)提供技術(shù)指導(dǎo)和支持，保障電網(wǎng)的安全可靠供電。本標準適用對象022規(guī)范性引用文件電能質(zhì)量三相電壓不平衡GB/T15543互感器第7部分：電子式電壓互感器GB/T2084001020304繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程GB/T14285互感器第8部分：電子式電流互感器GB/T20840基本引用文件輔助引用文件DL/T478靜態(tài)繼電保護及安全自動裝置通用技術(shù)條件DL/T587微機繼電保護裝置運行管理規(guī)程DL/T623電力系統(tǒng)繼電保護及安全自動裝置運行評價規(guī)程DL/T860(IEC61850)變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)033術(shù)語和定義、縮略語術(shù)語和定義指基于電力電子技術(shù)和其他靜止型控制器以加強系統(tǒng)的可控性和增大電力傳輸能力的交流輸電設(shè)備。柔性交流輸電設(shè)備指對電力系統(tǒng)中發(fā)生的故障或異常情況進行檢測，從而發(fā)出報警信號，或直接將故障部分隔離、切除的一種重要措施。指保護裝置對電網(wǎng)中發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)的反映能力。繼電保護指通過分析和處理電網(wǎng)中的電氣量信息，判斷出故障類型、故障位置和故障時間的過程。故障識別01020403靈敏度柔性交流輸電系統(tǒng)(FlexibleACTransmissionSystem)靜止無功補償器(StaticVarCompensator)可控串聯(lián)補償電容器(ThyristorControlledSeriesCapacitor)靜態(tài)同步串聯(lián)補償器(StaticSynchronousSeriesCompensator)縮略語FACTSSVCTCSCSSSC044總體要求4.1繼電保護配置原則柔性交流輸電設(shè)備（FACTS）接入電網(wǎng)時，應(yīng)遵循繼電保護配置的基本原則，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。繼電保護配置應(yīng)滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性的要求，以適應(yīng)柔性交流輸電設(shè)備的特點和電網(wǎng)運行的需要。123柔性交流輸電設(shè)備接入電網(wǎng)時，應(yīng)滿足相關(guān)國家和行業(yè)標準對繼電保護的技術(shù)要求。接入電網(wǎng)的柔性交流輸電設(shè)備應(yīng)具備完善的保護功能，包括但不限于過電壓保護、過電流保護、欠電壓保護等。柔性交流輸電設(shè)備的繼電保護應(yīng)與電網(wǎng)其他保護設(shè)備協(xié)調(diào)配合，確保在故障發(fā)生時能夠準確、迅速地切除故障部分，避免擴大事故范圍。4.2接入電網(wǎng)的繼電保護技術(shù)要求柔性交流輸電設(shè)備接入電網(wǎng)前，應(yīng)對其繼電保護性能進行全面的測試和驗證，確保其滿足設(shè)計要求和相關(guān)標準的規(guī)定。對于重要的柔性交流輸電設(shè)備，還應(yīng)進行實際運行環(huán)境的模擬測試，以驗證其在實際電網(wǎng)中的適應(yīng)性和可靠性。測試和驗證的內(nèi)容應(yīng)包括保護功能的正確性、定值設(shè)置的合理性、動作時間的準確性等。4.3繼電保護性能測試與驗證055串聯(lián)電容器補償裝置通過串聯(lián)電容器補償裝置，可以減少線路阻抗，提高電網(wǎng)的輸電能力和穩(wěn)定性。提高電網(wǎng)穩(wěn)定性串聯(lián)電容器補償裝置可以通過改變電容值來調(diào)節(jié)電網(wǎng)電壓，保證電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定。調(diào)節(jié)電網(wǎng)電壓該裝置能夠濾除電網(wǎng)中的諧波，提高電能質(zhì)量，保護用電設(shè)備。改善電能質(zhì)量5.1串聯(lián)電容器補償裝置的作用5.2串聯(lián)電容器補償裝置的技術(shù)要求電容值的選擇應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)的實際情況選擇合適的電容值，以保證裝置的有效性和安全性。裝置的可靠性保護與控制策略串聯(lián)電容器補償裝置應(yīng)具有高可靠性，能夠在各種惡劣環(huán)境下穩(wěn)定運行。裝置應(yīng)具備完善的保護與控制策略，確保在故障情況下能夠及時切除故障，保證電網(wǎng)的安全運行。應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)的布局和實際需要，選擇合適的安裝位置，確保裝置能夠發(fā)揮最大的作用。安裝位置的選擇裝置安裝完成后，應(yīng)進行詳細的調(diào)試和驗收工作，確保裝置的性能指標符合要求。調(diào)試與驗收裝置投入運行后，應(yīng)定期進行維護和檢修，確保裝置的長期穩(wěn)定運行。運行與維護5.3串聯(lián)電容器補償裝置的安裝與調(diào)試010203066統(tǒng)一潮流控制器定義統(tǒng)一潮流控制器（UPFC）是一種功能強大的柔性交流輸電裝置，屬于第3代FACTS元件。工作原理UPFC由兩個共用直流側(cè)電容的電壓源變換器組成。變換器1通過變壓器T1并聯(lián)接入系統(tǒng)，除了向變換器2提供有功功率外，還可通過T1向系統(tǒng)吸收或注入無功功率，實現(xiàn)潮流的靈活控制。定義與工作原理功能UPFC能夠同時控制輸電線路的有功和無功功率，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和傳輸能力。特點功能與特點具有響應(yīng)速度快、控制精度高、能夠?qū)崿F(xiàn)多種控制策略等優(yōu)點。此外，UPFC還可以在一定程度上改善電能質(zhì)量，減少線路損耗。0102VSUPFC適用于大型電網(wǎng)的輸電通道，特別是那些需要靈活控制潮流、提高穩(wěn)定性和傳輸能力的關(guān)鍵線路。前景隨著智能電網(wǎng)和可再生能源的大規(guī)模接入，UPFC等柔性交流輸電設(shè)備的應(yīng)用前景將更加廣闊。未來，UPFC有望在提高電網(wǎng)安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性方面發(fā)揮更大作用。應(yīng)用場景應(yīng)用場景與前景UPFC的實現(xiàn)需要高精度的控制算法和復(fù)雜的電力電子設(shè)備，技術(shù)難度較大。此外，UPFC的運維和檢修也需要專業(yè)人員和設(shè)備的支持。技術(shù)挑戰(zhàn)針對技術(shù)挑戰(zhàn)，可以通過加強研發(fā)和創(chuàng)新，提高電力電子設(shè)備的性能和可靠性。同時，加強專業(yè)人員的培訓(xùn)和技術(shù)支持，確保UPFC的穩(wěn)定運行和維護。解決方案技術(shù)挑戰(zhàn)與解決方案077故障電流限制器定義故障電流限制器是一種用于限制電網(wǎng)中故障電流幅值和持續(xù)時間的裝置，以提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性。分類根據(jù)實現(xiàn)原理和應(yīng)用場景的不同，故障電流限制器可分為超導(dǎo)型、電力電子型、阻抗型等多種類型。7.1故障電流限制器的定義和分類7.2故障電流限制器的技術(shù)要求響應(yīng)時間01故障電流限制器應(yīng)在故障發(fā)生后盡快啟動，以減小故障對電網(wǎng)的影響。國家標準規(guī)定了故障電流限制器的最大響應(yīng)時間。限制效果02故障電流限制器應(yīng)能有效限制故障電流，降低電網(wǎng)設(shè)備的熱應(yīng)力和機械應(yīng)力。國家標準對故障電流限制器的限制效果進行了量化規(guī)定?？煽啃?3故障電流限制器應(yīng)具有高可靠性，能在長期運行過程中保持穩(wěn)定性能。國家標準對故障電流限制器的可靠性指標進行了規(guī)定，如平均無故障工作時間等。兼容性04故障電流限制器應(yīng)與現(xiàn)有電網(wǎng)保護和控制設(shè)備兼容，能實現(xiàn)協(xié)調(diào)配合。國家標準要求故障電流限制器應(yīng)滿足相關(guān)接口和通信協(xié)議的要求。分布式能源接入在分布式能源接入電網(wǎng)的場景中，故障電流限制器可解決因分布式能源接入引起的故障電流增大問題，提高電網(wǎng)對分布式能源的接納能力。電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制在電網(wǎng)發(fā)生嚴重故障時，故障電流限制器可快速啟動，限制故障電流，防止電網(wǎng)崩潰，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。保護重要負荷對于重要負荷供電的電網(wǎng)，故障電流限制器可減小故障對負荷的影響，確保重要負荷的連續(xù)供電。提高設(shè)備利用率通過限制故障電流，故障電流限制器可降低電網(wǎng)設(shè)備的熱應(yīng)力和機械應(yīng)力，延長設(shè)備使用壽命，提高設(shè)備利用率。7.3故障電流限制器的應(yīng)用場景088可控并聯(lián)電抗器可控并聯(lián)電抗器是一種能夠動態(tài)調(diào)節(jié)其電抗值的設(shè)備，用于電力系統(tǒng)中的無功補償和電壓控制。定義通過改變電抗器的電抗值，可以控制系統(tǒng)中的無功功率，從而維持系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定，提高電網(wǎng)的輸電能力和穩(wěn)定性。作用定義與作用控制策略應(yīng)制定合理的控制策略，確保電抗器能夠快速、準確地響應(yīng)系統(tǒng)電壓和無功功率的變化。保護配置應(yīng)配置完善的保護裝置，包括過電流保護、過電壓保護等，確保電抗器的安全運行。電抗器參數(shù)設(shè)置應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)需求和電網(wǎng)條件，合理設(shè)置電抗器的參數(shù)，包括額定容量、額定電壓、額定電流等。技術(shù)要求可控并聯(lián)電抗器適用于長距離輸電線路、大型工業(yè)負荷等需要動態(tài)無功補償和電壓控制的場合。應(yīng)用場景與傳統(tǒng)的固定電抗器相比，可控并聯(lián)電抗器具有更高的靈活性和調(diào)節(jié)能力，能夠更好地適應(yīng)系統(tǒng)需求的變化，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。優(yōu)勢應(yīng)用場景與優(yōu)勢發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)目前，可控并聯(lián)電抗器的成本仍然較高，且技術(shù)復(fù)雜，需要進一步加強研發(fā)和推廣，降低其成本并提高可靠性。同時，還需要解決與現(xiàn)有電網(wǎng)設(shè)備的兼容性問題，以確保其廣泛應(yīng)用。挑戰(zhàn)隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，可控并聯(lián)電抗器將實現(xiàn)更加智能化、自動化的控制，進一步提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。發(fā)展趨勢099動態(tài)無功補償裝置動態(tài)無功補償動態(tài)無功補償裝置能夠?qū)崟r調(diào)整電網(wǎng)中的無功功率，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和功率因數(shù)。SVC與STATCOM目前主要的動態(tài)無功補償裝置包括靜止無功補償器（SVC）和靜止同步補償器（STATCOM），兩者均能有效進行無功補償。9.1裝置功能與原理接入點選擇動態(tài)無功補償裝置的接入點應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運行需要進行合理選擇。019.2接入電網(wǎng)的要求容量配置裝置容量應(yīng)滿足所在電網(wǎng)無功需求，同時考慮裝置自身的過載能力。02保護類型針對動態(tài)無功補償裝置，應(yīng)配置相應(yīng)的過電流、過電壓、欠電壓等保護。整定原則保護裝置的整定值應(yīng)根據(jù)裝置參數(shù)和電網(wǎng)運行方式進行合理設(shè)置。9.3繼電保護配置與變壓器的配合動態(tài)無功補償裝置應(yīng)與電網(wǎng)中的變壓器保護相配合，確保故障時能夠準確動作。與線路的配合裝置還應(yīng)與線路保護相配合，防止故障擴大和影響其他設(shè)備正常運行。9.4與其他設(shè)備的配合10附錄A(資料性)串聯(lián)電容器補償裝置保護總體配置安全性原則保護配置應(yīng)確保串聯(lián)電容器補償裝置的安全穩(wěn)定運行，防止故障擴大。保護配置原則01可靠性原則保護裝置應(yīng)具有高可靠性，確保在故障發(fā)生時能準確動作。02選擇性原則保護配置應(yīng)具有選擇性，能夠準確區(qū)分區(qū)內(nèi)和區(qū)外故障，避免誤動。03靈敏性原則保護裝置應(yīng)具有高靈敏度，對故障進行快速準確的反應(yīng)。04主保護采用差動保護作為串聯(lián)電容器補償裝置的主保護，以快速切除裝置內(nèi)部故障。后備保護配置過電流保護、過電壓保護等作為后備保護，確保在主保護失效時能夠切除故障。輔助保護配置不平衡保護、斷路器失靈保護等輔助保護，提高保護裝置的可靠性和靈敏度。030201保護配置方案01裝置性能保護裝置應(yīng)具有高性能的處理能力和穩(wěn)定的運行特性，確保在各種工況下均能可靠工作。保護裝置技術(shù)要求02接口要求保護裝置應(yīng)具有良好的接口性能，能夠與其他設(shè)備和系統(tǒng)進行順暢的數(shù)據(jù)交互。03抗干擾能力保護裝置應(yīng)具有較強的抗干擾能力，確保在復(fù)雜電磁環(huán)境下仍能準確動作。根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)和運行方式合理整定保護定值，確保保護裝置在各種故障情況下均能正確動作。定值整定應(yīng)考慮裝置的安全性和可靠性，避免誤動和拒動情況的發(fā)生。定值整定應(yīng)結(jié)合實際情況進行校驗和調(diào)整，確保定值的準確性和合理性。保護定值整定原則01020311附錄B(資料性)串聯(lián)電容器補償裝置保護用模擬量監(jiān)測電容器的電壓，以確保其在安全范圍內(nèi)運行。電容器電壓監(jiān)測整個系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性，以保障電網(wǎng)的正常運行。系統(tǒng)電壓監(jiān)測線路的電流變化，用于判斷系統(tǒng)是否出現(xiàn)異常。線路電流模擬量的種類提供實時數(shù)據(jù)模擬量可以實時提供電網(wǎng)運行的各種參數(shù)，便于運維人員及時掌握電網(wǎng)狀態(tài)。模擬量的作用故障診斷依據(jù)當電網(wǎng)發(fā)生故障時，模擬量的變化可以為故障診斷提供重要依據(jù)。保護裝置觸發(fā)條件某些模擬量的異常變化可能會觸發(fā)保護裝置的動作，以防止故障擴大。030201采集方式通過專用的傳感器或變送器將模擬量轉(zhuǎn)換為適合傳輸和處理的信號。數(shù)據(jù)處理對采集到的模擬量進行濾波、放大、A/D轉(zhuǎn)換等處理，以便于后續(xù)的分析和應(yīng)用。數(shù)據(jù)傳輸處理后的數(shù)據(jù)通過通信接口傳輸?shù)缴衔粰C或保護裝置進行進一步的分析和處理。模擬量的采集與處理12附錄C(資料性)統(tǒng)一潮流控制器保護配置分區(qū)及保護測點位置換流器區(qū)域保護交流系統(tǒng)保護統(tǒng)一潮流控制器保護配置分區(qū)對整個統(tǒng)一潮流控制器的控制系統(tǒng)進行保護，防止控制系統(tǒng)故障導(dǎo)致設(shè)備誤動或拒動。04主要針對換流器內(nèi)部的故障，如直流過電壓、直流過電流等。01對與統(tǒng)一潮流控制器連接的變壓器進行保護，包括差動保護、過流保護等。03主要對接入點的交流系統(tǒng)進行保護，包括電壓異常、頻率異常等。02變壓器區(qū)域保護控制保護系統(tǒng)換流器輸入輸出端監(jiān)測換流器的輸入輸出電壓、電流等參數(shù)，以便及時發(fā)現(xiàn)并處理異常情況。交流系統(tǒng)接入點在交流系統(tǒng)接入點設(shè)置監(jiān)測設(shè)備，實時監(jiān)測交流系統(tǒng)的電壓、電流、頻率等參數(shù)。變壓器高低壓側(cè)在變壓器的高低壓側(cè)分別設(shè)置監(jiān)測點，以監(jiān)測變壓器的運行狀態(tài)?？刂票Ｗo系統(tǒng)關(guān)鍵節(jié)點在控制保護系統(tǒng)的關(guān)鍵節(jié)點設(shè)置監(jiān)測設(shè)備，確?？刂葡到y(tǒng)的穩(wěn)定運行。保護測點位置13附錄D(資料性)串聯(lián)諧振型故障電流限制器基本原理串聯(lián)諧振型故障電流限制器概述定義串聯(lián)諧振型故障電流限制器（簡稱FCL）是一種用于限制電網(wǎng)中短路電流的設(shè)備，通過串聯(lián)諧振原理實現(xiàn)故障電流的限制。作用在電網(wǎng)發(fā)生故障時，F(xiàn)CL能夠快速、有效地限制故障電流，保護電網(wǎng)設(shè)備和人身安全，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。串聯(lián)諧振型故障電流限制器工作原理FCL的阻抗變化是通過控制開關(guān)的通斷來實現(xiàn)的。在故障發(fā)生時，開關(guān)迅速斷開，使電容器和電感器形成串聯(lián)諧振電路，產(chǎn)生高阻抗以限制故障電流。阻抗變化FCL主要由電容器、電感器和開關(guān)等元件組成。在正常工作狀態(tài)下，F(xiàn)CL呈現(xiàn)低阻抗，對電網(wǎng)影響較??；當電網(wǎng)發(fā)生故障時，F(xiàn)CL中的開關(guān)快速動作，使電容器和電感器發(fā)生串聯(lián)諧振，從而呈現(xiàn)高阻抗，限制故障電流。工作原理串聯(lián)諧振型故障電流限制器應(yīng)用與優(yōu)勢優(yōu)勢特點FCL具有響應(yīng)速度快、限制效果好、對電網(wǎng)影響小等優(yōu)點。同時，F(xiàn)CL還可以與其他保護設(shè)備配合使用，提高電網(wǎng)的整體保護水平。應(yīng)用范圍FCL適用于各種電壓等級的電網(wǎng)，特別是在短路電流水平較高的城市電網(wǎng)和工業(yè)企業(yè)電網(wǎng)中具有廣泛應(yīng)用前景。發(fā)展趨勢隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，F(xiàn)CL將朝著更加智能化、自適應(yīng)化的方向發(fā)展，實現(xiàn)與電網(wǎng)其他設(shè)備的協(xié)同控制和優(yōu)化運行。面臨挑戰(zhàn)目前，F(xiàn)CL在實際應(yīng)用中還面臨一些挑戰(zhàn)，如設(shè)備成本較高、維護難度較大等。未來需要進一步加強技術(shù)研發(fā)和降低成本，推動FCL在電網(wǎng)中的廣泛應(yīng)用。串聯(lián)諧振型故障電流限制器發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)14附錄E(資料性)可控并聯(lián)電抗器基本原理定義可控并聯(lián)電抗器是一種能夠動態(tài)調(diào)整其電抗值的設(shè)備，用于在電力系統(tǒng)中提供無功補償，以維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定。作用可控并聯(lián)電抗器的定義和作用通過調(diào)整電抗器的電抗值，可以控制線路的無功功率，從而提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。0102可控并聯(lián)電抗器的基本原理晶閘管控制電抗器（TCR）通過控制晶閘管的導(dǎo)通角，可以改變電抗器的電流，從而調(diào)整電抗值。這種方式響應(yīng)速度快，但會產(chǎn)生諧波。磁閥式可控電抗器（MCR）通過改變鐵心的飽和度來調(diào)整電抗值。這種方式響應(yīng)速度較慢，但諧波較小。變壓器式可控電抗器（TCT）通過改變變壓器的變比來調(diào)整電抗值。這種方式具有較寬的調(diào)節(jié)范圍，但需要復(fù)雜的控制系統(tǒng)?？煽夭⒙?lián)電抗器的應(yīng)用在長距離輸電線路中，用于補償線路的無功功率，提高線路的傳輸能力和穩(wěn)定性。01在風(fēng)力發(fā)電等新能源領(lǐng)域，用于平衡電網(wǎng)的無功功率，減少電壓波動和諧波干擾。02在工業(yè)電網(wǎng)中，用于提高功率因數(shù)，降低能耗和成本。03智能化通過引入先進的控制算法和傳感器技術(shù)，實現(xiàn)電抗器的自動控制和優(yōu)化運行。綠色環(huán)保采用低損耗、低噪音的環(huán)保材料和設(shè)計理念，減少對環(huán)境的影響。高可靠性提高電抗器的可靠性和使用壽命，減少維護和更換成本?？煽夭⒙?lián)電抗器的發(fā)展趨勢15附錄F(資料性)動態(tài)無功補償裝置基本原理VS動態(tài)無功補償裝置是一種能夠自動、快速、連續(xù)地提供無功功率補償?shù)脑O(shè)備，用于