直流输电工程交流滤波器保护技术规范文档格式.docx
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a）系统整体结构设计说明；
b）设备供货清单/设备规格/性能指标；
c）设计文件，包括接线原理图、各对象的逻辑框图、屏柜布置及端子排安装接线图（图集及CAD盘）、输入/输出信号清单及信号报警清单；
屏柜安装图和安装开孔尺寸。
d）技术文件，包括程序源码、技术说明书及各单项设备产品说明书；
e）系统研究报告；
f）系统内部及与外部连接总线、同轴电缆、光缆、计算机网络电缆、通信电缆、系统内部联接电缆及辅助设施等的清单；
g）试验大纲，包括试验方案/试验项目/试验标准；
h）试验及测试报告；
i）安装手册；
j）用户使用及维护手册。
7）换流站交流滤波器保护系统属出厂试验完成后经由北京网联直流工程技术有限公司（以下简称网联公司）进行联调测试的设备范围。
项目单位及网联公司将派员参加该设备的工厂试验。
投标人应按项目单位的要求按时提交完成二次系统功能及性能整体测试（简称联调测试）任务必需的软/硬件设计资料及研究、试验报告以及被测设备。
并积极配合网联公司完成联调测试任务。
8）设备制造过程中，投标人应积极配合项目单位对其设备进行的设备监理和检验工作，并为项目单位工作人员提供工作和生活的便利条件。
9）投标人应满足项目单位规定的工期要求。
10）投标人应在联调测试前提供与该工程一致的EMTDC控制保护模型。
项目单位工作范围
项目单位负责换流站二次系统设计，包括成套设计、初步设计及施工图设计，以及现场土建施工、设备安装及设备监理，并将负责提供下列设备和服务：
1）系统所需的交、直流电源；
2）系统输入开关量信号接点设备；
3）所有基础、地脚螺栓和灌浆；
4）所有现场常规电缆接线和电缆敷设；
5）按投标人要求提供接地系统和接地所需电缆；
6）项目单位委托网联公司完成二次系统相关设备的联调；
7）项目单位委托网联公司完成与换流站设备成套相关的现场调试的协调；
8）系统设备装卸和安装所需的劳动力和服务；
9）对于项目单位提供的有特殊要求的设备，项目单位应向投标人提供相关的技术文件；
10）设备制造过程中，项目单位将派员到投标人进行设备监理和检验；
11）设备安装、调试验收过程中，项目单位为投标人现场派员提供工作和生活的便利条件。
1结构及其他要求
应遵循的主要现行标准
投标人所提供的设备和配套件的设计，制造，检查，试验及特性除本规范中规定的特别标准外，都应遵照适用的最新版IEC标准和中国国家标准（GB）及电力行业（DL）标准，以及国际单位制（SI）。
下列标准所包含的条文，通过本标准中引用而构成本标准的条文，在标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
标准至少包括，但不限于：
表1标准和规范
标准号
标准名称
GB2423
电工电子产品基本环境试验规程
GB-2887-89
计算机场地技术条件
GB4208-93
外壳防护等级
GB/T13702-92
计算机软件分类与代码
GB/T15532-1995
计算机软件单元测试
GB/T6593-1996
电子测量仪器质量检测规则
DL/T5136-2002
火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程
DL/T5218-2002
220kV～500kV变电所设计技术规程
DL/T5137-2001
电测量及电能计量装置设计技术规程
DL/T5120-2000
小型电力工程直流系统设计规程
GB50171
电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范
GB/T14285
继电保护和安全自动装置技术规程
GB50065-1994
交流电气装置的接地设计规范
DL/T671-1999
微机发电机变压器组保护装置通用技术条件
GB7261-87
继电器及继电保护装置基本试验方法
GB4858-84
电气继电器的绝缘试验
GB6162-85
静态继电器和保护装置的电气干扰试验
GB/T14537
量度继电器和保护装置的冲击和碰撞试验
DL478-92
静态继电保护及安全自动装置通用技术条件
GB11287
继电器，继电保护装置振荡（正弦）试验
GB/T17626.2；
IEC61000-4-2；
GB/T14598.14；
IEC60255-22-2
静电放电抗扰度
GB/T17626.3；
IEC61000-4-3；
GB/T14598.9；
IEC60255-22-3
射频电磁场辐射抗扰度
GB/T17626.4；
IEC61000-4-4；
GB/T14598.10；
IEC60255-22-4
电快速瞬变脉冲群抗扰度
GB/T17626.5；
IEC61000-4-5；
IEC60255-22-5
浪涌抗扰度
GB/T17626.6；
IEC61000-4-6；
IEC60255-22-6
射频场感应的传导骚扰抗扰度
GB/T14598.13-1998
1MHz脉冲群干扰试验
GB/T17626.8；
IEC61000-4-8
工频磁场抗扰度
GB/T17626.9；
IEC61000-4-9
脉冲磁场抗扰度
GB/T17626.10；
IEC61000-4-10
阻尼磁场抗扰度
GB/T17626.11；
IEC61000-4-11；
EN61000-4-11
电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度
GB/T17626.12；
IEC61000-4-12；
IEC60255-22-1
振荡波抗扰度
IEC60255-22-7；
IEC61000-4-16
工频抗扰度
GB9254；
CISPR11\14\22；
GB/T14598.16；
IEC60255-25
射频传导发射限值
辐射发射限值
GB17625.1；
IEC61000-3-2
谐波电流发射限值
GB17625.2；
IEC61000-3-3
电压波动与闪烁
IEC255-22-1
高频干扰试验：
4级
GB/T13926
工业过程测量和控制装置的电磁兼容性
GB/T17626.1－1998
电磁兼容试验和测量技术抗扰度试验总论
DL/T667-1999
继电保护设备信息接口配套标准
DL476-92
电力系统实时数据通信应用层协议
GB50062-92
电力装置的继电保护及安全自动装置设计规范
国家电网生计[2005]400号
“国家电网公司十八项电网重大反事故措施”
国调[2005]222号
《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》（试行）
继电保护专业重点实施要求的通知
基本技术条件
型式
微机型保护。
接地
换流站交流滤波器保护系统不设置单独的接地网，遵照“一点接地”原则，接地线连接于换流站的主接地网的一个点上。
系统应满足接地电阻最大等于1欧姆的要求（若有特殊情况，双方协商解决）。
交流滤波器保护系统的机箱、机柜、以及电缆屏蔽层均应可靠接地。
各子系统之间的连接，以及设备通讯口之间的连接应有隔离措施。
不同接地点的设备连接一定要采用电气隔离措施，不破坏“一点接地”的原则。
抗干扰
交流滤波器保护应具有完备的、良好的抗干扰性能。
系统应配置电源的抗干扰、信号输入/输出的抗干扰、系统屏柜的抗干扰以及测试和维护的抗干扰措施。
设备安装于无电磁屏蔽房间内，设备自身应满足抗电磁场干扰及静电影响的要求。
在雷击过电压及操作过电压发生及一次设备出现短路故障时，投标人设备均不应误动作。
所有设备均应满足下列抗扰度试验等级要求：
1．对静电放电符合GB/T17626.24级
2．对射频电磁场辐射抗扰度符合GB/T17626.33级（网络要求4级）
3．对电气快速瞬变符合GB/T17626.44级
4．对浪涌符合GB/T17626.53级
5．对传导干扰、射频场感应符合GB/T17626.63级
6．对电源频率磁场符合GB/T17626.84级
7．对脉冲磁场符合GB/T17626.95级
8．对衰减振荡磁场符合GB/T17626.105级
9．对振荡波符合GB/T17626.122级（信号端口）
系统总体要求
基本要求
应为XX-XX±
XXXkV直流输电工程两端换流站配备完整的交流滤波器保护，用于保护交流滤波器母线、交流滤波器/并联电容器及相关区域。
交流滤波器保护按小组配置，交流滤波器母线保护单独配置。
交流滤波器保护应为独立装置。
保护（包括硬件、软件）应采用先进的、标准的微处理器和数字信号处理器。
所用的软、硬件平台应采用国内外成熟、先进的直流控制保护制造技术。
交流滤波器保护的结构应便于维护和检修。
开发软件和程序应可视化程度高、界面友好，便于用户进行管理和维护。
交流滤波器保护应从配置和功能上考虑防止拒动和误动的措施。
任何单一元件的故障都不应引起保护的误动和拒动。
交流滤波器保护应为双重化配置，保护的冗余配置必须保证在任何运行工况下其所保护的每一设备或区域都能得到正确保护。
交流滤波器保护应具有完整的自监测功能，保证100%的自检覆盖率。
交流滤波器保护应配置故障录波功能，录波的范围包括输入模拟量、开关量和保护计算数字量。
交流滤波器保护应配置顺序事件记录功能，保护主机或相应装置应能将交流滤波器保护产生的所有报警、跳闸信号上传至站LAN网，通过站LAN网传送给保护故障录波信息管理子站；
通过子站与远动LAN网的连接，实现与远方调度中心的通信。
对于事件报警信号，应按照报警事件的严重程度设置不同的颜色和声音。
所有交流滤波器保护跳闸出口应采用硬压板，使得运行人员和检修人员能明确保护的投退情况，便于检修和试验。
对于每个保护功能的投退，应设置软压板。
对于要求锁定断路器的保护，其跳闸信号及其显示和标志都应要求手动复归。
保护软、硬压板的配置应得到项目单位的认可并应在设计联络会阶段确定。
所有保护应根据保护功能配置预留保护动作、装置报警、启动失灵等硬结点信号并接至端子排用于和换流站监控系统的硬结点接口。
预留信号的内容和数量（原则上，每套保护按8个考虑）在设计联络会阶段确定。
交流滤波器保护的设计必须综合考虑交流滤波器运行及其设备应力的所有方面，并结合直流极控进行最优设计，使系统在成本与系统故障暂态性能上达到最佳平衡。
应采用成熟的保护判据。
如果投标人采用新的判据，应对其提供详细的理论分析、试验和结果分析以及定值整定报告，并应得到项目单位的认可和批准。
在所有运行条件和工况下，交流滤波器保护应与直流极控、交流保护之间正确地协调配合。
保护方案应对系统扰动最小或对设备产生应力最小，保护定值的设定必须与设备设计中所承受的应力相匹配。
软、硬件配置应有一定裕度，以满足未来扩展之需。
装置应有独立的内部时钟，其误差每24h不应超过±
5s，并应提供外部时钟同步接口。
本技术规范专用部分给出了保护的判据和定值的设置原则，有些保护则给出了定值的参考典型值，只用于反映保护之间的配合关系，不代表实际定值，网联公司将对直流系统保护的定值进行具体研究并通过联调提出最优方案，并将定值的研究报告和试验报告报国调中心，由国调中心根据联调结果进行最终的确定。
系统配置结构
交流滤波器保护包括保护主机及其配套设备（包括显示器、键盘等）、现场总线和I/O，以及满足本规范功能和性能要求的所有相关设备和装置。
保护主机或相应功能的装置（以下简称保护主机）具备所有本规范规定的交流滤波器（包括并联电容器）设备保护功能，并满足功能和性能要求。
主机负责接收测量装置的信号、外部跳闸信号等，检测、计算并判别故障的发生和故障类型，发送相应的保护动作信号，从而快速清除区域内的故障或不正常工况，保证直流系统的安全运行。
在硬件结构上配置相对独立的交流滤波器设备保护主机，并配置相应的、完成功能所需要的所有接口、通道以及辅助设备。
主机的硬件配置（包括主板、处理器、硬盘和内存等）和软件配置应满足本规范的规定，应考虑一定裕度，以满足未来扩展之需。
此外，交流滤波器保护主机还应当配备顺序事件记录功能，并能向保护故障录波信息管理子站和运行人员控制系统发送报警、跳闸和系统自监测信号。
分布式现场I/O作为一次设备和直流系统保护之间的接口，负责对测量的信号进行采样。
现场总线作为被保护设备和保护主机之间的接口，负责将现场I/O采集的电压、电流等模拟量信号以及交流滤波器保护的开关量信号传送给交流滤波器保护主机，负责将测量信号上传至交流滤波器保护主机。
交流滤波器保护应具备完整的、完成本规范功能所需的系统软件、应用软件等，程序应采用模块化结构，具有良好的实时响应速度和可扩充性。
具有出错检测能力。
当某个应用软件出错时，除有错误信息提示外，不允许影响其它软件的正常运行。
应用程序和数据在结构上应互相独立。
数据通信应采用标准的规约，至少包括与保护故障录波信息管理子站通信的接口软件。
冗余
交流滤波器/并联电容器（电抗器）保护应按元件完全双重化配置。
每重保护应具有独立的、完整的硬件配置和软件配置，每重保护之间在物理上和电气上完全独立，即有各自独立的电源回路，测量互感器的二次线圈，信号输入、输出回路，通信回路，主机，以及二次线圈与主机之间的所有相关通道、装置和接口。
系统自监测
每重交流滤波器保护都应具有自监测功能，负责监视自己的主机、专用I/O系统（包括总线）等，以及通向其它系统主机或I/O节点的、与其功能相关的通讯通道。
交流滤波器保护的自检覆盖率要求为100%。
即自检应能覆盖从测量二次线圈开始包括完整的测量回路，信号输入/输出回路，通讯回路，主机，和所有相关的设备，不应有监测不到的保护系统的自身故障或不正常状态。
所有自监测的警告、报警、切除等信号应传送给保护故障录波信息管理子站和运行人员控制系统，并应指明发出信号的模块（最小可更换元件）及其确切位置或编号。
对于系统内部的故障，自检周期应不大于1ms。
交流滤波器保护自监测信号至少包括但不限于：
主机的自监测信号
1）CPU程序的执行状态
2）各处理器的执行状态
3）主机内存的工作状态
4）主机与其他电路板的通讯状态
5）辅助电源状态
6）风扇状态
7）温度
8）主机死机
I/O板的自监测信号
与其他系统的接口的自监测信号
1）处理器的工作状态
2）信号校验
总线的自监测信号
1）总线工作状态
2）总线节点状态
3）信号校验
测量信号的自监测
可以通过比较三相测量值、冗余系统测量值或同一个被测对象不同测量设备的输出等方法实现，还可以比较测量信号和计算值来监测测量信号。
投标人可以使用其他方法，但应在投标文件中给出详细的说明和论证。
投标人应在其投标文件中给出详细的自监测信号列表、故障划分类型以及保护系统状态的定义（见本规范书专用部分附录D），供项目单位评定和确认。
保护出口配置及连接片配置
保护动作后应跳相关的交流断路器。
发跳闸命令的同时发出启动断路器失灵保护和断路器锁定命令。
启动断路器失灵保护——如果断路器没有跳开，跳“下一个”断路器。
交流断路器锁定——用于防止断路器在运行人员检查故障之前闭合。
继电器锁定需要运行人员手动复归。
每重保护柜设置的保护出口分别为：
1）跳交流断路器（去站控的交流断路器操作箱）
2）锁定断路器（去站控的交流断路器操作箱）
3）大组交流滤波器保护动作同时启动断路器失灵保护（去交流保护）
保护应提供足够的接口，以完成与冗余系统的交叉连接。
投标人应采用可靠的接口方式，并在投标文件中给出详细的说明。
所有跳闸出口应采用硬压板，使得运行人员和检修人员能明确保护屏柜的投退情况，便于检修和试验。
每个保护应设置软压板，用于保护功能的投退。
对于要求有断路器锁定的保护，其跳闸信号及其显示和标志都应要求手动复归。
所有保护软、硬压板的配置情况应在投标文件中给出详细的说明，供项目单位认可。
保护配置方案
本技术规范书通用部分给出的是直流输电工程交流滤波器保护配置的一般情况以及对各保护的功能和性能要求。
具体工程的实际保护配置方案、保护判据、定值设置原则和保护动作顺序见技术规范书专用部分。
各种型式的交流滤波器/并联电容器保护的配置情况见图1-5，保护功能包括：
1）滤波器大组保护：
a）滤波器母线差动保护
b）滤波器母线过电压保护
2）滤波器/电容器/电抗器小组保护：
c）滤波器差动保护
d）过流保护
e）零序电流保护
f）滤波器小组失谐监视
g）断路器失灵保护
h）高压电容器不平衡保护
i）HP3低压电容器不平衡保护
j）HP3低压电容器保护
k）电阻/电感谐波过负荷保护
l）电抗器本体保护
m）电抗器匝间保护
图1交流滤波器大组保护功能配置
图2双调谐交流滤波器小组保护功能配置
图3高通交流滤波器HP3保护功能配置
图4并联电容器小组保护功能配置
图5并联电容器（无阻尼电抗）小组保护功能配置
保护功能及性能要求
滤波器大组保护
滤波器母线差动保护
保护范围和目的
保护范围包括大组母线和交流滤波器小组之间的范围，保护用于大组母线和滤波器小组连线之间的故障。
保护的工作原理和策略
检测保护区域内的相间电流，如果检测值超过定值就会启动保护。
本保护仅对工频电流敏感。
动作后应同时跳滤波器大组和小组开关。
后备保护
交流母线过流保护；
滤波器母线和滤波器差动保护。
滤波器母线过电压保护
此保护功能用于避免对交流滤波器组、并联电容器组造成损坏的严重的交流持续过电压。
测量交流滤波器组、并联电容器组连接母线上每相的电压，把相对地间的电压与电压定值比较来判断是否发生非正常过电压，本保护对工频电压及七次谐波以下的电压敏感。
保护配合
本保护与无功功率控制、绝缘水平、其它过压保护配合，
电压应力保护
滤波器/电容器小组保护
滤波器差动保护
保护用于检测交流滤波器小组、并联电容器（电抗器）组的内部接地和相间短路故障。
测量高压侧和低压侧的电流，逐相比较差动电流，保护只对工频敏感。
滤波器大组母线和滤波器差动保护；
过流保护。
过流保护
保护滤波器小组或并联电容器（电抗器）组，防止过电流的损坏。
测量滤波器小组或并联电容器（电抗器）组上的电流，保护只对工频敏感。
保护与滤波器元件的额定值、过电压保护配合。
零序电流保护
保护交流滤波器小组，使其免受短路故障的损坏。
最重要的是检测低压端的故障，因为故障电流小，差动保护可能检测不出。
此项保护同时还检测各相的开路故障，例如单相不成功跳闸或合闸顺序。
测量滤波器低压端的三相电流，相加得到零序电流。
为了减少11次和13次之间谐波差异的影响，保护只对工频敏感。
保护为定时限特性。
与交流线路保护配合，使得交流线路故障清除的最长时间内滤波器不应跳闸。
滤波器失谐监视
检测滤波器元件早期的细小变化。
每个滤波器低压端的CT检测零序谐波电流，通过三相电流的矢量和求取零序电流。
保护对谐波零序敏感，并且检测滤波器单相阻抗变化。
如果有一相失谐，谐波就不能通过滤波器，同时由于不对称而给正常的滤波器带来过应力。
失谐监视功能不能区分零序谐波分量是由于滤波器故障还是交流系统故障引起的。
断路器失灵保护
如果滤波器断路器不能清除故障，跳“下一个”断路器。
由滤波器保护起动，分别将三相的相电流测量值、残余电流与相应的参考水平进行比较。
如果一定时延后仍能检测到流过断路器的电流，保护跳“下一个”断路器。
跳闸时延应当同断路器打开的时间相配合，应当留出充分的时间使断路器电流熄弧。
高压电容器不平衡保护
保护范围和
升级会员 