Q GDW 700.1-2012 《±800 kV 特高压直流输电控制与保护设备第1 部分：总则》及编制说明.pdf

1、 ICS 29.240 K 45 国家电网公司企业标准 Q / GDW700.12012 800 kV 特高压直流输电控制与保护设备 第 1 部分：总则 Control and protection equipment of 800 kV ultra high-voltage direct current (UHVDC) transmission system Part 1: General principles 2012-08-10发布 2012-08-10实施 国家电网公司 发 布 Q/GDW Q/GDW 700.1 2012 I 目 次 前言 III 1 范围 1 2 规范性引用文件 1

2、 3 术语和定义 1 4 技术要求 1 4.1 环境条件1 4.2 运输、贮存极限环境温度 2 4.3 电 源 2 4.4 总体要求2 4.5 控制保护系统的总体结构和设备构成3 4.6 设备的功能5 4.7 设备的技术性能 5 4.8 绝缘性能5 4.9 耐湿热性能5 4.10 机械性能5 4.11 电磁兼容要求 5 4.12 连续通电试验 5 4.13 结构及外观要求 6 4.14 安全要求6 5 试验方法 6 5.1 试验条件6 5.2 结构及外观要求检查 6 5.3 环境温度影响试验 6 5.4 运输、贮存极限环境温度试验 6 5.5 电源变化的影响试验 6 5.6 设备的功能试验 6

3、 5.7 设备的技术性能试验 6 5.8 绝缘性能试验 6 5.9 耐湿热性能试验 6 5.10 机械性能试验 6 5.11 电磁兼容试验 6 5.12 连续通电试验 6 5.13 安全要求试验 6 5.14 通信规约的一致性测试 7 6 检验规则 7 6.1 检验分类7 6.2 型式检验7 6.3 出厂检验8 GDW 700.1 2012 II 7 标志、标签、使用说明书 8 7.1 标志和标签8 7.2 使用说明书9 8 包装、运输、贮存 9 8.1 包 装 9 8.2 运 输 9 8.3 贮 存 9 9 供货的成套性 9 9.1 随设备供应的文件 9 9.2 随设备供应的配套件 10 1

4、0 质量保证10 编制说明 11 Q/GDW 700.1 2012 III 前 言 本标准按 GB/T 1.12009 给出的规则起草。 根据国家特高压直流输电工程建设和成套直流控制保护设备设计制造的需要， 以及 2011 年国家电网 公司科技创新重点工作任务的要求，特制定标准800 kV 特高压直流输电控制与保护设备 。 800 kV 特高压直流输电控制与保护设备系列标准分为 6个部分： 第 1部分：总则； 第 2部分：运行人员控制系统； 第 3部分：交直流系统站控设备； 第 4部分：直流系统极控设备； 第 5部分：直流系统保护设备； 第 6部分：换流站辅助二次设备。 本标准为800 kV

5、特高压直流输电控制与保护设备系列标准的第 1部分。 本部分由国家电网公司直流建设部和国家电力调度通信中心提出并解释。 本部分由国家电网公司科技部归口。 本部分起草单位：许继集团有限公司、国家电网公司直流建设分公司、南京南瑞继保电气有限公司、 中国电力科学研究院、许昌智能电网装备试验研究院。 本部分主要起草人：蒲莹、郭宏光、刘海彬、王明新、赵大平、吕鹏飞、李志勇、于飞、严兵。 GDW 700.1 2012 IV Q/GDW 700.1 2012 1 800 kV 特高压直流输电控制与保护设备 第 1 部分：总则 1 范围 本部分规定了800 kV 特高压直流输电系统的控制与保护设备总体技术要求、

6、总体结构和设备构 成、设备的功能和性能、试验方法、检验规则、包装、运输、贮存、标志、标签、使用说明书、供货的 成套性及质量保证等。 本部分适用于采用每极两个 12 脉动换流器单元串联结构的800 kV 特高压直流输电系统的控制与 保护设备（以下简称设备） 。 2 规范性引用文件 下列文件对于本标准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标准。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。 GB/T 28872011 计算机场地通用规范 GB 42082008 外壳防护等级(IP 代码) GB/T 72612008 继电保护和安全自动装置基本试验方

7、法 GB/T 93612011 计算机场地安全要求 GB/T 99692008 工业产品使用说明书 总则 GB/T 13498 高压直流输电术语 GB 14598.272008 量度继电器和保护装置 第 27 部分：产品安全要求 DL/T 10872008 800 kV 特高压直流换流站二次设备抗扰度要求 国家电网生技200550号 国家电网公司十八项电网重大反事故措施 国家电网生2011961 号 国家电网公司防止直流换流站单、双极强迫停运二十一项反事故措施 3 术语和定义 GB/T 13498 界定的术语和定义适用于本文件。 4 技术要求 4.1 环境 条件 4.1.1 正常工作大气条件

8、见特高压控制保护各设备标准。 4.1.2 试验的标准大气条件 见特高压控制保护各设备标准。 4.1.3 仲裁试验的标准大气条件 见特高压控制保护各设备标准。 4.1.4 使用环境的其它要求 4.1.4.1 使用环境不应有超过本标准规定的振动和冲击。 4.1.4.2 使用环境不应有腐蚀、破坏绝缘的气体及导电介质，对于使用环境内有火灾、爆炸危险的介 质、设备应有防爆措施。 GDW 700.1 2012 2 4.1.4.3 使用环境应有防御雨、雪、风、沙的设施。 4.1.4.4 场地安全要求应符合 GB/T 93612011中 B类的规定，接地电阻应符合 GB/T 28872011， 中 4.4 的

9、规定。 4.2 运输、贮存极限环境温度 设备的运输、贮存极限环境温度为-25 和+70 。在运输、贮存和安装条件下，不施加激励量的 设备应能耐受此范围内的温度而不出现不可逆变化的损坏。 注：对于不能耐受此条件的设备，由制造厂与用户协商。 4.3 电源 4.3.1 交流电源 a) 额定电压：220 V，允许偏差-15%+15%； b) 频率：50 Hz，允许偏差1 Hz； c) 波形：正弦，畸变因数不大于 5%。 4.3.2 直流电源 a) 额定电压：220 V、110 V，允许偏差-20%+15%； b) 纹波系数：不大于 5%。 4.4 总体 要求 4.4.1 一般要求 800 kV 特高压

10、直流输电系统采用每极两个 12 脉动换流器串联的主回路结构，其控制保护系统的结 构设计、功能配置和总体性能应与主回路结构和运行方式相适应，保证系统的安全稳定运行。 相关设计应符合国家电网生技（2005）50 号文件国家电网公司十八项电网重大反事故措施和国 家电网生（2011）961 号文件国家电网公司防止直流换流站单、双极强迫停运二十一项反事故措施 的要求。 4.4.2 可靠性、安全性要求 a) 设备应采用可靠的冗余结构，任意一重设备因故障、检修或其它原因而完全退出时，不应影响 整个直流系统的正常运行； b) 设备自诊断功能应能覆盖完整的测量回路、信号输入输出回路、通信回路、主机、电源和所有

11、相关元器件。应根据故障情况采取相应措施，确保单一元件故障不引起控制系统的异常和保护 的不正确动作，并提供足够的信息使故障定位到最小可更换单元； c) 控制与保护设备的机箱、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 备通信接口之间的连接应有隔离措施。不同接地点的设备连接应具有电气隔离措施； d) 应保证控制与保护设备网络的安全性和保密性，采用纵向加密和横向隔离等措施，确保阻止外 部非法信号和指令的侵入。 4.4.3 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，满足标准 DL/T 1087 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

12、扰： a) 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； 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； c) 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； 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； e) 来自多路传输通信设备及微波通信设备的辐射信号； f) 来自用于站内话音通信，发射功率高达 5 W 的步话机的辐射信号； Q/GDW 700.1 2012 3 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

13、达 100 W、工作在特 高频（VHF）或超高频（UHF）频带范围； h) 由于电源的投切和电源之间的转换引起的干扰。 4.4.4 可扩展性要求 控制与保护设备应采用模块化设计，具备开放式结构和良好的可扩展性能。 4.4.5 可维护性要求 控制与保护设备各层和各冗余设备宜独立配置，具备良好的可维护性。 4.5 控制保护系统的总体结构和设备构成 4.5.1 控制保护系统的设备构成 特高压直流控制保护系统应采用分层分布式的结构，由与交、直流系统运行密切相关的核心控制保 护设备和换流站辅助二次设备等构成。 4.5.2 控制与保护设备的分层结构 4.5.2.1 分层配置要求 特高压换流站直流控制保护系

14、统的分层结构根据控制级别从高至低的顺序依次为： 远方监控通信层、 运行人员控制系统层、控制保护设备层、现场 I/O 设备层 4 层设备。分层结构的各层设备之间以及同一 层的不同设备之间应采用网络或总线接口，构成完整的控制保护系统。 4.5.2.2 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、电能量计量系统 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，同时将远方监控中心的操作指令传送到换流站控制保护系统。 4.5.2.3 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

15、工作站、工程师工作站、站长工作站、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 信号的接收和下发、以及运行人员培训等功能。 4.5.2.4 控制保护层设备 控制保护层设备包括直流控制（双极、极和换流器控制） 、交直流站控、直流系统保护（直流换流器/极/ 双极保护、换

16、流变压器保护、直流滤波器保护、交流滤波器保护）等设备以及这些设备包含的测量系统等。 控制保护设备接收远方监控中心和运行人员控制层设备的控制命令、现场 I/O 设备采集的状态信息 以及交直流场测量信息等，经运算处理后通过现场 I/O 层设备执行相应的控制和保护动作。控制保护层 设备还应将其内部的状态信息、交直流系统的测量信息等送到运行人员控制层设备和远方监控通信层设 备进行处理。 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 12 脉动换流器为基本单元，具备双极层、极层以及 换流器层等明确的分层结构，各分层

17、一般配置独立的控制和保护设备，以满足每个 12 脉动换流器和每个 直流极运行的相对独立性需要。双极层和极层也可集中配置。 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，还应保证在特高压直流系统的运行过程中以及出现局部故障时，单极与单个换流 器可以进行正常的投入和退出或紧急退出，该过程不应影响直流系统其它部分的正常运行。 控制和保护设备宜独立配置。 GDW 700.1 2012 4 4.5.2.5 现场 I/O 层设备 现场 I/O 层设备主要

18、由分布式 I/O 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 I/O 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联锁控制等功能。 现场 I/O 层设备采用分布式结构，按照一次设备间隔配置。现场 I/O 层设备与一次设备之间采用模 拟量、开关量或者数字接口，与保护控制设备主机之间的信息传输采用现场总线或网络实现。 4.5.2.6 换流站辅助二次设备 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、电能量计量系统、直流线路故 障定位装置、接地极线路监视系统等。 4.5.3 控制与保护设备

19、的冗余结构 4.5.3.1 控制设备的冗余结构 控制设备应采用双重化冗余设计，双重化包括两套完全独立的控制设备及各自独立的测量回路、信 号输入输出回路和通信回路。其中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应能够手动进行。 备用系统退出检修时，整个直流输电系统应能继续稳定运行。 4.5.3.2 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

20、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。 冗余系统中任意一重保护设备退出或检修，全部运行设备仍具有全面的保护，整个直流输电系统应 能继续稳定运行。 4.5.3.3 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。 4.5.4 通信要求 4.5.4.1 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、保护及故障录波信息管理子站和电能量计量系统与 远方监控中心的通信等，应采用标准规约进行通信。 远动工作站通过站 LAN 网直接和控制保护设备主机通信，以满

21、足远动信息的实时性要求。应保证远 动通信的可靠性，不受运行人员控制系统计算机故障的影响。换流站内设置远动 LAN 网，通过路由器接 入电力调度数据网。数据接口设备的配置应根据不同的安全级别考虑相应的隔离和安全措施。远动工作 站应采用双重化配置方案。 远动信息的传送以数据网通信方式为主方式，优先采用数据网双平面实现主备通信，不具备条件的 可采用点对点通信（即专线方式）为备用方式。每一组点对点通信应采用独立的远动通道 保护及故障录波信息管理子站应将交直流保护信息和故障录波信息上传到远方监控中心，信息的传 送以数据网通信方式为主方式，优先采用数据网双平面实现主备通信，不具备条件的可采用点对点通信 （

22、即专线方式）为备用方式。每一组点对点通信应采用独立的远动通道。 电能量计量系统应将电量信息上传到远方监控中心，信息的传送以数据网通信方式为主方式，优先 采用数据网双平面实现主备通信，不具备条件的可采用点对点通信（即专线方式）为备用方式。每一组 点对点通信应采用独立的远动通道。 4.5.4.2 站内通信 换流站的站内通信包括站级网络通信、控制保护设备之间的快速实时通信、控制保护主机与分布式Q/GDW 700.1 2012 5 I/O 单元之间的通信，以及控制保护主机与测量系统之间的通信等： a) 站级网络应采用基于通用以太网技术的局域网（LAN 网）设计，将服务器、运行人员工作站与 所有相关的二

23、次系统如站控、极控、远动系统、规约转换系统等连接在一起，实现人机对话和 运行人员监控功能。站 LAN 网应设计为完全冗余的双重化系统，网络设计应充分考虑整个系统 的可扩展性和安全性； b) 控制保护设备之间的快速实时通信，用于在极控（包括双极、极和换流器的控制设备） 、交直流 站控、直流保护（包括双极、极和换流器的保护设备）等设备之间进行快速数据交换。通信可 以采用网络或其它串行通信方式实现； c) 控制保护主机与现场分布式 I/O 设备之间应采用标准的现场总线进行通信； d) 数字式测量系统应通过网络或总线方式将采集的交直流场模拟量信息上传到控制保护主机。 4.5.4.3 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