GB/Z 25843-2010 ±800 kV特高压直流输电控制与保护设备技术导则

ICS29.240.01

K45

中华人民共和国国家标准化指导性技术文件

/—

GBZ258432010

±800kV特高压直流输电控制与

保护设备技术导则

国家标准ㅤ可打印ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

Secificationsforcontrolandrotectioneuimentof

ppqp

±800kVultrahihvoltaedirectcurrenttransmission

gg

2010-12-23发布2011-05-01实施

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

发布

中国国家标准化管理委员会

/—

GBZ258432010

目次

前言…………………………Ⅰ

1范围………………………1

2规范性引用文件…………………………1

3术语和定义………………2

4控制与保护设备…………………………2

5控制与保护设备的工厂试验……………16

6特高压换流站二次系统设计……………18

参考文献……………………22

国家标准ㅤ可打印ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

/—

GBZ258432010

前言

本指导性技术文件按/—给定的规则起草。

GBT1.12009

国家标准ㅤ可打印ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

Ⅰ

/—

GBZ258432010

±800kV特高压直流输电控制与

保护设备技术导则

1范围

、、、

本指导性技术文件规定了±800kV特高压直流输电系统中控制保护设备在科研设计制造试验

,,。

和换流站二次回路设计等方面的基本准则供有关部门共同遵守也可供施工及运行部门参考

本指导性技术文件适用于±800kV特高压直流输电控制与保护设备。±800kV电压等级以下采

用每极两个脉动换流器串联结构的直流输电系统控制与保护设备也可参照执行。

12

2规范性引用文件

。,

下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本文

。,()。

件凡是不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于本文件

/高压直流输电术语

GBT13498

/远动终端设备

GBT13729

/—地区电网调度自动化系统

GBT137302002

/—国家标准ㅤ可打印ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

GBT142852006继电保护和安全自动装置技术规程

/微机变压器保护装置通用技术要求

GBT14598.300

/输电线路保护装置通用技术条件

GBT15145

/—:

高压直流输电系统控制与保护设备第部分运行人员控制系统

GBT22390.120081

/—:

高压直流输电系统控制与保护设备第部分交直流系统站控设备

GBT22390.220082

/—:

高压直流输电系统控制与保护设备第部分直流系统极控设备

GBT22390.320083

/—:

高压直流输电系统控制与保护设备第部分直流系统保护设备

GBT22390.420084

/:

高压直流输电系统控制与保护设备第部分直流线路故障定位装置

GBT22390.55

/:

高压直流输电系统控制与保护设备第部分换流站暂态故障录波装置

GBT22390.66

/:

远动设备及系统第部分传输规约基本远动任务配套标准

DLT634.51015-101

/:

远动设备及系统第部分传输规约采用标准传输协议子集的

DLT634.51045-104

-101网络访问

IEC60870-5

/::

远动设备及系统第部分传输规约第篇继电保护设备信息接口配套标准

DLT6675103

/微机母线保护装置通用技术条件

DLT670

/::

远动设备及系统第部分传输规约第篇电力系统电能累计量传输配套

DLT7195102

标准

/特高压直流换流站二次设备抗扰度要求

DLT1087±800kV

/—、

DLT51362001火电厂变电所二次接线设计技术规程

信息技术标准系统间的远方通信和信息交换局域网和城域网特殊要求第

IEEE802.33

:/(/)(—

部分载波监听多路访问冲突检测CSMACDStandardforinformationtechnoloTelecommu

gy-

——

nicationsandinformationexchanebetweensstemsLocalandmetroolitanareanetworksSecific

gypp

—:(/)

reuirementsPart3CarriersensemultileaccesswithcollisiondetectionCSMACDaccess

qp

1

/—

GBZ258432010

)

methodandhsicallae

pyy

():(

信息技术可移植的操作系统接口第卷基本定义

IEEE1003.1POSIX1Information

—()—:)

technoloPortableoeratinssteminterfacePOSIXVolume1Basedefinitions

gypgy

3术语和定义

/界定的术语和定义适用于本文件。

GBT13498

4控制与保护设备

4.1总则

4.1.1一般要求

、

特高压直流输电工程采用每极两个脉动换流器串联的主回路结构具备巨大的功率

±800kV12

、,

输送能力存在多达数十种可能的双极和单极运行方式对控制保护系统的功能和性能提出了更高的要

。、

求特高压直流输电控制保护系统的体系结构功能配置和总体性能应与工程的主回路结构和运行方

,,。

式相适应保证特高压直流系统的安全稳定运行并满足系统可用率的要求

、

4.1.2可靠性安全性要求

,。

设备应采用可靠的冗余结构确保任何的单一元件故障不会引起设备的不正确动作冗余控制保

,。

护的任意一重设备因故障或其他原因退出运行及检修时不应影响整个直流系统的正常运行

国家标准ㅤ可打印ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

,、、,,

设备应具备全面的自诊断功能自诊断功能应覆盖设备的主机电源测量回路输入输出回路通

、。

信回路等所有硬件和软件模块并提供足够的信息使故障定位到最小可更换单元

、、。

控制保护设备的机箱机柜以及电缆屏蔽层均应可靠接地控制保护设备各子系统之间和不同接

地点的设备之间的接口和通信连接应具有电气隔离措施。

,,

应采用纵向加密和横向隔离等措施阻止外部非法信号和指令的侵入确保控制保护设备网络的安

,。

全并具备高度的保密性

4.1.3电磁兼容要求

、,/。

控制与保护设备应具有完备的良好的抗干扰性能应满足标准DLT1087规定的抗扰度要求

控制与保护设备应能但不限于抵御来自诸如以下干扰源的干扰:

)因换流站内的接地故障引发的流过母线和接地网的异常工频电流;

a

),,

b由操作交直流开关场中的隔离刀闸或断路器包括投切大的容性及感性负荷而产生的辐射

频率高达数十万赫兹的电压及电流瞬变过程;

)由于阀厅换流单元中的晶闸管元件的开通与关断引起的暂态过程;

c

),

d由与感性负荷相连的触点或继电器开闭所引起的辐射频率高达兆赫兹范围的电压及电流瞬

变过程;

)来自多路传输通信设备及微波通信设备的辐射信号;

e

),;

f来自用于站内话音通信发射功率高达5W的步话机的辐射信号

),、

g来自换流站控制楼外面的汽车或飞机上的无线电辐射信号其输出功率高达100W工作在特

高频()或超高频()频带范围;

VHFUHF

h)由于电源的投切和电源之间的转换引起的干扰。

2

/—

GBZ258432010

4.1.4可扩展性要求

,。

特高压直流控制保护设备的软硬件宜采用模块化设计具备开放式的结构和良好的可扩展性能

4.2特高压直流控制保护系统的设备构成和总体结构

4.2.1特高压直流控制保护系统的设备构成

。

特高压直流控制保护系统由核心控制保护和换流站辅助二次设备两大类设备构成核心控制保护

、、、

设备主要包括运行人员控制系统远动通信系统交直流站控系统直流极控系统以及交直流系统保护

。、、、

等换流站辅助二次设备主要包括站主时钟系统交直流故障录波设备能量计费系统直流线路故障

、。

定位装置接地极引线监视系统等

4.2.2特高压直流控制保护系统的分层结构

4.2.2.1分层配置要求

,,

从总体结构上讲特高压换流站控制保护系统采用与超高压直流工程相同的分层结构按照各自的

,、、、/。

功能分为远方监控通信层运行人员控制层控制保护设备层现场设备层等层设备各分层

IO4

,。

之间以及同一分层的不同设备之间通过标准接口及网络总线相连构成完整的控制保护系统

4.2.2.2远方监控通信层设备

、、、

远方监控通信层设备主要由远动工作站远动LAN网保护及故障录波信息子站能量计费系统

,国家标准ㅤ可打印ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

工作站等组成其作用是将直流系统的运行参数和换流站控制保护系统的相关信息通过通信通道接入

,。

远方监控中心同时将监控中心的操作指令传送到换流站控制保护系统

4.2.2.3运行人员控制层设备

、、、、、

运行人员控制层设备包括系统服务器运行人员工作站工程师工作站培训系统站局域网设备

。

硬件防火墙和网络打印机等其功能是对直流输电系统及一次二次设备的的运行状态信息进行采集和

,。,

存储并为换流站运行人员提供运行监视和控制操作的界面通过运行人员控制层设备运行人员完成

、、、。

包括运行监视控制操作故障或异常工况处理控制保护参数调整等在内的全部运行人员控制任务

、、、

运行人员控制层设备还应具备全站的顺序事件记录报警换流站文档管理网络同步对时信号的接收

、员培训等功能。

和下发以及运行人

4.2.2.4控制保护层设备

、、(、、

控制保护层设备包括极控交直流站控直流系统保护直流保护换流变压器保护交直流滤波器

)、(、、、)。

保护交流保护线路保护母线保护断路器保护站用辅助电源的保护等

,、、、

与特高压直流系统的主回路结构相对应控制保护层设备中的极控直流站控直流保护换流变压

,,、

器保护等其设备配置和控制保护功能的分配应以脉动换流器为基本单元具备双极层极层以及换

12

,,

流器层等明确的分层结构各分层一般配置独立的控制和保护设备以满足每个脉动换流器和每个

12

直流极运行的相对独立性需要。

、

双极极和换流器等分层控制保护的设计应使得处于较高层次的设备的功能失效或异常不会对较

,

低层次设备的运行产生不利的影响较低层次设备的功能失效或异常也不应影响系统中健全设备以及

整个直流系统的正常运行。

控制保护层中的控制设备和保护设备宜各自独立配置。

3

/—

GBZ258432010

现场/层设备

4.2.2.5IO

//()。

现场IO层设备主要由分布式IO单元测控装置构成作为控制保护层设备与交直流一次系

,/、

统和换流站辅助系统的接口现场IO层设备完成对一次设备状态和系统运行信息的采集处理顺序

、、。

事件记录信息上传控制命令的输出以及就地连锁控制等功能

4.2.3控制与保护设备的冗余结构

4.2.3.1控制设备的冗余结构

,

控制保护设备层中的控制设备一般采用双重化冗余由两套功能完全相同且相互独立的控制设备

。,

和切换与跟随逻辑构成运行过程中其中的一套设备作为运行系统控制直流系统的运行另外一套作

。,

为热备用系统跟随运行系统的运行状态和控制输出当运行系统通过自诊断检测出自身故障时系统

自动地平滑切换至并列的热备用系统运行。

运行系统的选择和切换也应能够手动进行。

,。

备用系统退出检修时不应对运行系统和整个直流系统的运行产生任何不利的影响

远方监控通信层和运行人员控制层设备的冗余分别在4.3和4.4中规定。

4.2.3.2直流系统保护设备的冗余结构

。

直流系统保护设备可以采用双重化冗余也可采用三重化冗余冗余结构中的每一重保护设备均应

、、,。

具备自己独立的测量回路电源回路输入输出回路和网络接口等构成完整的冗余系统冗余保护设

,。。

备之间不切换完全并列运行冗余设计应保证直流系统保护设备既可防止误动又可防止拒动

国家标准ㅤ可打印ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

,

冗余系统中任意一重保护设备的退出和检修不应对其他各重保护和直流系统的运行产生任何不

利的影响。

4.2.3.3辅助设备的冗余结构

辅助二次设备的冗余结构可根据工程的实际情况进行配置。

4.2.4直流控制保护系统的接口和通信

4.2.4.1一般要求

、

特高压直流控制保护系统的接口和通信包括换流站与远方监控中心的通信换流站的内部接口和

。,

通信以及站间通信等所有的接口和通信均应采用标准的接口和规约其中的网络通信可参照

/和中的相关规定。

DLT860IEEE802.3

4.2.4.2换流站与远方监控中心通信

、

换流站与远方监控中心的通信包括远动工作站与远方监控中心的通信保护及故障录波系统信息

。

管理子站和计费系统与调度中心的通信等其中远动工作站与远方监控中心的通信采用数据网通信和

(),,。

点对点通信专线通信两种方式以数据网通信方式作为主方式点对点通信作为备用方式保护及故

障录波信息子站和计费系统与调度中心之间一般仅配置数据网通信。

4.2.4.3站内通信和接口

4.2.4.3.1分层控制保护系统之间的通信和接口

、()

远方监控通信层设备运行人员控制层设备与控制保护层设备之间采用站级局域网站LAN网

4

/—

GBZ258432010

。,、

通信无论采用单重化或多重化结构远方监控通信层运行人员控制层和控制保护层的每个单重设备

均应配置两路网络接口分别与双重化的站LAN网连接。

控制保护层设备与现场/层设备之间采用标准现场总线通信。

IO

、。

交流保护装置故障录波终端设备与保护及故障录波信息子站之间采用局域网通信交流保护和

,。

故障录波终端设备宜各自单独组网分别接入单重化配置的故障录波信息子站

,。

计费表计与计费工作站之间采用单重化配置的局域网通信单独组网

4.2.4.3.2控制保护设备与其测量系统之间的通信

、、、,

交直流站控双极控制极控制脉动换流器控制和直流保护等控制保护设备的主机与各自的

12

,

测量系统之间应具备标准的数字通信接口以便测量系统将采集到的交直流场开关量和模拟量信息上

传到控制保护主机。

4.2.4.3.3冗余控制设备之间的接口和通信

、、,

对于交直流站控双极控制极控制和脉动换流器控制等设备每种设备的双重化控制主机之间

12

应,。

通过标准的网络总线进行通信以实现热备用系统对运行系统控制状态和控制输出的实时跟随同

,,。

时双重化控制主机之间应具备与切换逻辑的接口以实现系统切换功能

4.2.4.3.4控制保护层设备之间的接口和通信

:、

控制保护层设备之间的接口和通信包括极控和站控等不同的控制设备之间控制与保护设备之

、、。

间以及独立的双极层极层和换流器层的控制保护设备之间的接口和通信

、国家标准ㅤ可打印ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

不同控制设备之间控制设备与保护设备之间的接口可根据实时性要求同时具备快速和慢速两种

。,

通信通道用于设备之间实时配合的信息可采用高速控制总线或并行硬件接口一般的状态信息交换

。,。

可通过站LAN网或现场总线进行当采用并行接口时应采取电气隔离措施

、,

双极层极层和换流器层等独立的控制保护设备之间应采用高速控制总线或实时网络通信以满足

控制保护的实时性要求。

、

4.2.4.3.5辅助二次设备换流站辅助设备与控制保护设备之间的接口和通信

、,

辅助二次设备换流站辅助设备与控制保护设备之间的接口和通信可根据工程要求和具体设备的

情况采用网络或串行接口通信。

4.2.4.3.6控制保护与交直流一次系统的接口

/、

换流站控制保护系统通过现场IO层设备直流控制保护设备的测量单元以及交流保护装置自身

。

的输入输出回路等实现与交直流一次系统的接口直流控制保护系统与换流阀的接口通过阀底部电子

设备实现。

,

直流控制保护设备的模拟量输入回路应包括数字式或模拟式互感器接口按照工程成套设计要求

、。。

的测点位置互感器的类型和数量配置接口的抗干扰能力和测量精度应满足系统设计的要求

。

开关量输入输出接口应保证控制保护与一次设备之间的电气隔离输入接口应具备抗干扰能力和

,。,

信号的去抖动功能正确反映一次设备的状态输出接口应考虑其初始输出电平的影响避免初始化期

间错误的电平输出对一次回路的误操作。

,

直流控制保护系统应按照系统设计的要求配置与交流系统安全稳定控制装置及其他系统控制设

备的接口。

冗余控制保护的各重设备与交直流一次系统的接口应互相独立。

5

/—

GBZ258432010

4.2.4.4换流站站间通信

,。

站间通信用于在两侧换流站控制保护设备之间传送控制和保护信息实现两站控制保护的配合

、。,

可分别为站控极控和直流保护配置独立的站间通信通道站控设备的站间通信通道按站配置极层控

。。

制和直流保护的通信通道按极配置换流器层的控制保护之间一般不设独立的站间通信按站配置和

按极配置的站间通信通道均应双重化设计。

,,

对于两条以上直流线路共用接地极的情况相关线路的换流站之间可配置站间通信通道用于实现

多条直流线路运行的协调控制。

,。

站间通信系统的设计应满足信号传输可靠性的要求并具备信号残余误码率的信息显示功能

4.3远方监控通信层设备

4.3.1配置要求

4.3.1.1一般要求

、。

远方监控通信层设备主要包括远动工作站保护及故障录波信息子站和能量计费系统工作站等

,。

其中远动工作站双重化冗余配置保护及故障录波信息子站和能量计费系统工作站一般为单重化配置

、、,

远方监控通信层设备通过远动LAN网交换机路由器及网络安全装置等接入与远方监控中心相连

,、。

的电力数据网经通道切换装置调制解调器等接入点对点远动通道

4.3.1.2远动工作站

、。

远动工作站的硬件可采用UNIX工作站无盘工作站或嵌入式系统等构成远动工作站的系统软

国家标准ㅤ可打印ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

、。,

件可采用UNIXLINUX或其他实时多任务操作系统应用软件的设计应能适应冗余切换的需要对

,。

备用系统的修改和维护应可在线完成且不应对运行系统产生任何影响

4.3.1.3保护及故障录波信息管理子站

、、

保护及故障录波信息管理子站的功能是实现保护及故障录波信息的采集存储分析和数据远传

。,、

等其硬件一般由通用的计算机工作站构成数据库数据采集和分析等应用软件应采用标准的软件

系统。

4.3.2远动LAN网

,。

远动L