Q GDW 700.3-2012 《±800 kV 特高压直流输电控制与保护设备第3 部分：交直流系统站控设备》及编制说明.pdf

1、ICS 29.240 国家电网公司企业标准 Q / GDW700.32012 800 kV 特高压直流输电控制与保护设备 第 3 部分：交直流系统站控设备 Control and protection equipment of 800 kV ultra high-voltage direct current (UHVDC) transmission system Part 3: AC and DC station control equipment 2012-08-10发布 2012-08-10实施 国家电网公司 发 布 Q/GDW Q / GDW 700.3 2012 I 目 次 前言 II

2、I 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语和定义 1 4 技术要求 2 4.1 环境 条件 2 4.2 运输、贮存极限环境温度 2 4.3 电源 2 4.4 设备的功能 2 4.5 设备的技术性能 6 4.6 绝缘 性能 6 4.7 耐湿热性能 7 4.8 机械 性能 7 4.9 电磁兼容要求 7 4.10 连续通电试验 9 4.11 结构及外观要求 9 4.12 安全 要求 10 5 试验方法 10 5.1 试验 条件 10 5.2 结构及外观要求检查 10 5.3 环境温度影响试验 10 5.4 运输、贮存极限环境温度试验 10 5.5 电源变化的影响试验 10 5.6 设备的功能

3、试验 10 5.7 设备的技术性能试验 10 5.8 绝缘性能试验 10 5.9 耐湿热性能试验 10 5.10 机械性能试验 10 5.11 电磁兼容试验 10 5.12 连续通电试验 11 5.13 安全要求试验 11 5.14 通信规约的一致性测试 11 6 检验规则 12 6.1 检验 分类 12 6.2 型式 检验 12 6.3 出厂 检验 12 7 标志、标签、使用说明书 13 7.1 标志和标签 13 Q / GDW 700.3 2012 II 7.2 使用说明书 13 8 包装、运输、贮存 14 8.1 包装 14 8.2 运输 14 8.3 贮存 14 9 供货的成套性 14

4、 9.1 随设备供应的文件 14 9.2 随设备供应的配套件 15 10 质量 保 证 15 编制说明 17 Q / GDW 700.3 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、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特高压直流输电控制与保护设备系列标准的第 3 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、南京南瑞继保电气有限公司、国家电网公司直流建设分公司、 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：邵震霞、涂仁川、石岩、王明新、赵大平、吕鹏飞、李志勇、于飞、戴国安、 王振曦。 Q / GDW 700.3 2012 IV Q / GDW 700.3 2012 1 800 kV 特高压直流输电控制与保

6、护设备 第 3部分：交直流系统站控设备 1 范围 本部分规定了800 kV特高压直流输电的交直流系统站控设备的技术要求、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特高压直流输电的交直流系统 站控设备（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

7、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 112872000 电气继电器 第 21 部分：量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震试 验 第 1 篇：振动试验（正弦） GB/T 13498 高压直流输电术语 GB/T 137302002 地区电网调度自动化系统 GB/T 145371993 量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验 GB/T 14598.162002 电气继电器 第 25部分：量度继电器和保护装置的电磁发射试验 GB 145

8、98.272008 量度继电器和保护装置 第 27 部分：产品安全要求 GB/T 17626.22006 电 磁兼 容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验 GB/T 17626.32006 电 磁兼 容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T 17626.42008 电 磁兼 容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 GB/T 17626.52008 电 磁兼 容 试验和测量技术 浪涌（冲击）抗扰度试验 GB/T 17626.62008 电 磁兼 容 试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验 GB/T 17626.82006 电 磁兼 容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度

9、试验 GB/T 17626.92011 电磁兼容 试验和测量技术 脉冲磁场抗扰度试验 GB/T 17626.101998 电磁兼容 试验和测量技术 阻尼振荡磁场抗扰度试验 GB/T 17626.112008 电 磁 兼容 试验和测量技术 电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验 GB/T 17626.121998 电磁兼容 试验和测量技术 振荡波抗扰度试验 DL/T 667 远动设备及系统 第 5 部分：传输规约 第 103 篇：继电保护设备信息接口配套标准 DL/T 860（所有部分） 变电站通信网络和系统 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

10、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 Q / GDW 700.3 2012 2 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 a） 环境温度： 10 +55 ； b） 大气压力：80 kPa110 kPa； c） 相对湿度：5%95% （设备内部既不应凝露，也不应结冰） 。 4.1.2 试验的标准大气条件 a） 环境温度：15 35 ； b） 大气压力：86 kPa106 kPa； c） 相对湿度：

11、45%75%。 4.1.3 仲裁试验的标准大气条件 a） 环境温度：20 5 ； b） 大气压力：86 kPa16 kPa； c） 相对湿度：45%75%。 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。 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 的规定。 4.2 运输、贮存极限环境

12、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 1：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 设备 的 功能 4.4.1 配 置 要求 4.4.1.1 按照控制区域和控制

13、对象，站控设备需要完成直流站控、交流站控和站用辅助电源控制等控 制功能。其中直流站控用于实现直流场、阀厅、换流变压器、平波电抗器、交流滤波器场等区域的设备 监控，顺序控制和联锁、无功功率控制以及双极功率协调等功能；交流站控用于实现交流场各间隔的开 关刀闸的控制、联锁，以及模拟量和开关量的监视等功能；站用电控制系统用于换流站站用电设备的监 视、控制及联锁等功能。 4.4.1.2 特高压直流工程可全站集中配置独立的直流站控、交流站控和站用辅助电源控制等设备。也 可采用分层分布式设计，把站控功能分别配置在极控设备和交流场各设备间隔的控制系统主机中实现。 Q / GDW 700.3 2012 3 4.

14、4.1.3 设备所采用的网络应具有良好的开放性，网络通信规约应采用标准的通用协议。网络的抗干 扰能力、传输速率及传输距离应满足现场运行环境及控制性能的要求。 4.4.1.4 设备的每个环节应采用可靠冗余配置。 4.4.1.5 设备应按间隔进行配置，并确保一个间隔检修时不影响其它间隔的运行。 4.4.1.6 分布式 I/O宜采用模块化结构，易维护和更换，任何一个模块故障不应影响其它模块的正 常工作。 4.4.1.7 设备内部电源应采用双重化，任一局部电源的失去不应影响全系统的正常运行。应保证各电 源具有足够的容量和良好的抗干扰性。 4.4.1.8 设备应采用合理的软硬件设计方案，以保证设备具有良

15、好的可扩展性能。 4.4.1.9 设备自诊断覆盖率应达到 100，应能检测出上述设备的典型故障，根据故障严重情况采取 报警、系统切换等措施，并能提供足够的信息使故障定位到最小可更换元件，能提供相应的检修建议。 4.4.1.10 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 控 制 功能 4.4.2.1 一般控制功能 设备应能接收来自远方控制中心和运行人员控制系统的控制命令，完成交、直流场开关、刀闸的操 作、站用电及辅助系统的控制等操

16、作。 4.4.2.2 控制位置的分层 设备的所有控制功能应能在远方控制中心、换流站主控室、就地控制位置和设备本体完成；设备控 制功能的优先级应设计为：分层结构上越低的位置，其控制优先级越高。运行人员发出的手动操作命令， 其控制优先级别应高于正在执行过程中的自动顺序控制操作。站控系统应具有可靠的逻辑，保证在任何 时刻只能接收一个控制位置发出的命令，并能够切换控制位置。 4.4.2.3 联 锁 功能 所有控制操作应具有安全可靠的联锁功能。联锁功能应禁止任何可能引起不安全运行的控制操作， 以保证设备的正常运行和运行人员的安全。联锁包括硬件和软件联锁，其中硬件联锁包括机械、电磁和 电气联锁；软件联锁在

17、站控软件中实现。联锁范围包括： a） 直流开关场； b） 阀厅； c） 交流开关场； d） 站用电； e） 辅助系统。 联锁功能应能在各个操作层有效。为便于运行检修或紧急情况操作，应配置投/退联锁功能。 4.4.2.4 顺 序 控制 顺序控制主要是对换流站内一组电动开关、刀闸、地刀的分/合操作、换流器的解锁/闭锁、运行模 式的转换、控制模式的转换等操作提供自动执行功能。顺序控制应能由运行人员在运行人员工作站上通 过站控系统或在站控主屏上手动启动，两者的优先级别为后者高于前者。 在直流系统正常顺序控制的动态过程中，联锁应避免除保护外的其他操作或顺序控制的可能性。当 顺序控制失败而中止时，或系统处

18、于非正常状态时，联锁应中止顺序控制，避免起动后续的顺序步骤。 换流站之间的自动顺序的协调配合，应经由站间通信系统以极为基础进行配置。 辅助电源瞬时丢失时或其他控制系统故障状态下，顺序控制程序不得发出改变状态的命令。 特高压直流工程站控顺序控制功能的设计和极控系统功能相配合，宜使特高压直流系统的每一个单 极以及每个 12 脉动换流器的运行具有相对的独立性，满足以下运行控制的需要： Q / GDW 700.3 2012 4 正常运行时可以独立而平滑地投入或退出单极或单个 12 脉动换流器的运行；在出现单极或单个换 流器故障时，按照正确的时序紧急退出故障部分的运行，并且不对系统健全部分的运行产生影响

19、。 根据运行需要在完整双极、不完整双极，完整单极和不完整单极、大地返回和金属线返回等不同的 主回路运行方式之间切换。 需要具备直流线路融冰功能时，完成相应的融冰运行顺序控制操作。 4.4.2.5 无 功 控制 4.4.2.5.1 功能要求 无功控制是控制与换流站相连的交流网络的性能，控制参数可以是交流侧母线电压、换流站与交流 系统交换的无功功率、交流侧的谐波水平等。 4.4.2.5.2 无功控制优先级 无功控制按以下优先级决定滤波器的投切，优先级 a）为最高优先级： a） 绝对最小滤波器限制：为了防止滤波设备过负荷所需投入的最小滤波器组。正常运行时，该条 件必须满足； b） 最高/最低电压限制

20、：监视交流母线的稳态电压，避免稳态过电压引起保护动作； c） 最大无功交换限制：根据当前运行状况，限制投入滤波器组的数量； d） 最小滤波器要求：为满足滤除谐波的要求所需投入的滤波器组的最小数量和类型； e） 无功交换控制/电压控制：控制换流站与交流系统的无功交换量为设定的参考值/控制换流站交 流母线电压为设定的参考值；其中无功交换控制和电压控制由运行人员选择，不能同时有效。 无功控制根据各子功能的优先级，协调由各子功能发出的投切滤波器组的指令。某项子功能发出的 投切指令仅在不与更高优先级的限制条件冲突时才有效。 4.4.2.5.3 无功控制模式 无功控制具有手动/自动两种控制模式。 在无功手

21、动控制模式下，除了绝对最小滤波器限制、最高/最低电压限制、最大无功交换限制功能发 出的无功设备投入/切除操作由无功控制自动完成外，最小滤波器控制、无功交换控制/电压控制功能发 出的无功设备投入/切除操作只能由运行人员手动操作完成。当需要手动投入或切除滤波器组时，无功控 制应发送信号至运行人员控制系统通知运行人员投/切滤波器组，并显示将被投/切的滤波器组。 在无功自动控制模式下，无功设备的投入/切除操作都由无功控制自动完成。 4.4.2.5.4 无功控制投入/退出 无功控制功能应能选择投入，也可以选择退出。 当无功控制选择投入模式时，系统将自动进入手动模式。此时，运行人员可在手动和自动模式之间

22、切换。 当无功控制选择退出模式时，无功控制不自动进行任何投/切滤波器的的操作，也不会对运行人员给 出任何提示，但运行人员可进行手动投/切操作。 4.4.2.5.5 滤波器组的选择逻辑 无功控制应能够根据当前运行工况以及滤波器组的状态，对可投/切的滤波器组进行优先级排序，决 定投/切哪一类型的滤波器组，以及该类型中的哪一组滤波器。同一类型的滤波器组可被循环投入，无功 控制应具有完善的逻辑保证所有可用的无功设备的投切频率尽可能相同。 4.4.2.5.6 滤波器组的替换 滤波器组替换的原则为：当一组滤波器由保护跳闸或运行人员手动切除后，无功控制根据当前功率 水平下谐波性能或无功需求配置表投入一组相同

23、类型或相近类型滤波器。如果被跳闸的滤波器组属于最 小滤波器配置，应在较短时间内投入另一组滤波器；如果属于无功需求配置，可在较长时间内投入另一 组滤波器。 4.4.2.6 同 期 功能 Q / GDW 700.3 2012 5 设备应具有手动和自动同期检测功能，同期功能应能满足检无压、检同期等不同控制方式的要求， 同期成功、失败应有信息给出。 3/2 断路器同期电压宜采用“近区电压优先”的原则。 为防止可能出现两个断路器同时进行同期操作的情况，应设计自动闭锁功能, 确保任一时刻只允许 对一个断路器进行同期操作。 4.4.3 监 视 功能 4.4.3.1 功 能 要求 设备应能对换流站内所有设备的

24、运行状态与操作进行全面的监视，监视信号应能上传到运行人员控 制系统和远动通信系统。 4.4.3.2 数据采集功能 设备通过数据采集单元采集有关信息、检测出事件、故障、状态、变位信号及模拟量正常、越限信 息等，进行包括对数据合理性校验在内的各种预处理，实时更新数据库，其范围包括模拟量、开关量等： a） 模拟量： 模拟量采用交/直流采样方式，对无法直接采集得到的数值，应能通过计算得到这些量的值。交流采 样 A/D 分辨率及周期应满足精度和同期要求。 b） 开关量： 开关量的采集应采用光电隔离，在触点抖动或外部干扰情况下不误发信。设备按扫描周期定时采集 输入量，进行数据库更新，开关变位数据优先主动上传。当状态发生变化时，应进行设备异常报警。 c） 串口或网络采集信号： 应采用标准的串行通信接口或网络通信接口，通信协议应符合相关标准要求。 4.4.3.3 顺序事件记录功能 设备应能够采集站控系统内部产生的和通过站控采集单元采集到的其它系统和设备产生的事件，并 将这些事件即时上传至运行人员控制系统，刷新显示和进行系统数据库存贮。 每一个事件至少应包括下述内容：