智能变电站继电保护通用技术条件

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1、彭 世 宽电 话 : 13910000376 邮 箱 : pengsksf- 2021-5-28 2 主 要 内 容 适用范围二 标准简介一 术语和定义三 技术要求四 2021-5-28 3 1、 编 制 背 景 及 编 制 工 作 情 况 u 该 标 准 由 国 调 中 心 牵 头 ， 浙 江 省 调 负 责 编 制 ， 预 计 本 月 底会 完 成 报 批 工 作 。u 该 标 准 与 Q/GDW 396-2012 IEC61850工 程 继 电 保 护 应用 模 型 共 同 构 成 了 智 能 变 电 站 继 电 保 护 基 础 标 准 。u 国 调 中 心 近 期 将 陆 续 颁 布

2、8个 智 能 变 电 站 继 电 保 护 相 关 企标 。 2021-5-28 4 一 、 标 准 简 介2、 标 准 技 术 原 则 1. 本 标 准 在 Q/GDW441-2010 智 能 变 电 站 继 电 保 护 技 术规 范 的 基 础 上 ， 结 合 Q/GDW 161-2007 线 路 保 护 及辅 助 装 置 标 准 化 设 计 规 范 和 Q/GDW175-2008 变 压器 、 高 压 并 联 电 抗 器 和 母 线 保 护 及 辅 助 装 置 标 准 化 设 计规 范 相 关 技 术 要 求 ， 本 着 “ 安 全 可 靠 、 先 进 适 用 ” 的原 则 ， 规 范 了

3、 智 能 变 电 站 继 电 保 护 及 相 关 设 备 技 术 要 求 、信 息 交 换 、 试 验 方 法 、 检 验 规 则 等 。 2021-5-28 5 二、适用范围u 本 标 准 规 定 了 智 能 变 电 站 数 字 采 样 、 GOOSE跳 闸 模 式 的 线 路保 护 、 断 路 器 保 护 、 短 引 线 保 护 、 母 线 保 护 、 变 压 器 保 护 、 高压 并 联 电 抗 器 保 护 、 充 电 过 流 保 护 等 保 护 装 置 及 相 关 设 备 （ 以下 简 称 装 置 ） 的 技 术 要 求 、 信 息 交 互 原 则 、 试 验 方 法 、 检 验 规则

4、 及 对 标 志 、 包 装 、 运 输 和 贮 存 的 要 求 。u 本 标 准 适 用 于 110（ 66） kV及 以 上 电 压 等 级 智 能 变 电 站 线 路 保护 、 断 路 器 保 护 、 短 引 线 保 护 、 母 线 保 护 、 变 压 器 保 护 、 高 压并 联 电 抗 器 保 护 、 充 电 过 流 保 护 等 保 护 装 置 ， 是 装 置 开 发 、 设计 、 制 造 、 试 验 、 检 验 和 应 用 的 依 据 。 2021-5-28 6 三、术语和定义3.3采 样 延 时 delay time of sampling从 一 次 模 拟 量 产 生 时 刻

5、到 合 并 单 元 对 外 接 口 输 出 数 字 量 的 时 间 。3.4保 护 装 置 动 作 时 间 operate time of protection device保 护 装 置 收 到 故 障 起 始 数 据 时 刻 至 保 护 发 出 跳 闸 命 令 的 时 间 。3.5智 能 终 端 动 作 时 间 operate time of smart terminal智 能 终 端 收 到 GOOSE跳 闸 命 令 时 刻 至 智 能 终 端 出 口 动 作 的 时 间 。 3.6保 护 整 组 动 作 时 间 whole operate time of protection 从 故

6、障 发 生 时 刻 至 智 能 终 端 出 口 动 作 的 时 间 。 2021-5-28 7 四、技术要求4.1.1正 常 工 作 大 气 条 件a） 环 境 温 度 ： 1） 户 内 ： -10 +55 ； 2） 户 外 ： -25 +70 （ 有 温 度 调 节 设 备 ） -40 +85 （ 无 温 度 调 节 设 备 ， 需 经 技 术 经 济 论 证 ） 。 2021-5-28 8 四、技术要求4.3.1光 纤 接 口 a） 光 纤 类 型 ： 多 模 光 纤 （ 除 线 路 纵 联 通 信 接 口 ） ； b） 光 纤 芯 径 ： 62.5/125m（ 或 50/125m） ；

7、c） 光 波 长 ： 1310nm或 850nm； d） 光 纤 发 送 功 率 和 接 受 灵 敏 度 ： 1） 光 波 长 1310nm光 纤 ： 光 纤 发 送 功 率 ： -20dBm -14dBm； 光 接 收 灵 敏 度 ： -31dBm -14dBm。 2） 光 波 长 850nm光 纤 ： 光 纤 发 送 功 率 ： -19dBm -10dBm； 光 接 收 灵 敏 度 ： -24dBm -10dBm。 e） 光 纤 连 接 器 类 型 ： ST或 LC接 口 。 2021-5-28 9 四、技术要求4.5.3 保 护 装 置 实 现 其 保 护 功 能 不 应 依 赖 外 部

8、 对 时 系 统 。1. 强 调 保 护 装 置 SV应 采 用 直 采 方 式 ， 而 非 网 采 方 式 。 采 用SV直 采 方 式 ， 则 保 护 装 置 以 自 身 内 部 时 钟 晶 振 控 制 采 样 ，而 不 依 赖 外 部 时 钟 同 步 系 统 。 2021-5-28 10 四、技术要求4.5.4电 子 式 互 感 器 的 采 集 单 元 （ A/D采 样 回 路 ） 、 合 并 单 元（ MU） 、 保 护 装 置 、 光 纤 连 接 、 智 能 终 端 、 过 程 层 网 络 交 换机 等 设 备 任 一 元 件 损 坏 时 应 告 警 ， 除 出 口 继 电 器 外

9、， 不 应 引起 保 护 误 动 作 跳 闸 。1. GB/T 14285-2006 规 定 强 调 ： 除 出 口 继 电 器 外 ， 装 置 内的 任 一 元 件 损 坏 时 ， 装 置 不 应 误 动 作 跳 闸 。2. 智 能 变 电 站 继 电 保 护 装 置 ， 采 样 和 跳 闸 环 节 ， 分 别 由 MU和 智 能 终 端 实 现 ， 由 单 体 保 护 装 置 演 变 成 由 ” 继 电 保 护装 置 、 合 并 单 元 、 智 能 终 端 、 交 换 机 、 通 道 、 二 次 回 路等 构 成 ” 的 继 电 保 护 系 统 。 因 此 ， 继 电 保 护 系 统 任

10、一 元件 损 坏 后 ， 也 不 应 导 致 保 护 误 动 作 跳 闸 。 2021-5-28 11 四、技术要求4.5.5保 护 装 置 应 采 用 两 路 不 同 的 A/D采 样 数 据 ， 当 某 路 数 据 无 效时 ， 保 护 装 置 应 告 警 、 合 理 保 留 或 退 出 相 关 保 护 功 能 。 当 双A/D数 据 之 一 异 常 时 ， 保 护 装 置 应 采 取 措 施 ， 防 止 保 护 误 动作 。1. 双 A/D采 样 是 防 止 保 护 误 动 作 的 有 效 措 施 。2. 微 机 保 护 装 置 采 样 由 保 护 装 置 控 制 ， 双 A/D的 一

11、致 性 能 很到 地 得 到 保 证 。3. 智 能 变 电 站 保 护 装 置 采 样 由 电 子 式 互 感 器 或 MU控 制 ， 由于 采 样 环 节 问 题 导 致 保 护 装 置 的 问 题 比 较 突 出 ， 因 此 强调 双 A/D之 一 数 据 异 常 时 ， 应 防 止 保 护 误 动 作 。 当 一 路 数 据 异 常 后 ， 仅 退 出 与 可 能 导 致 保 护 误 动 作 的 与 该 通 道 有关 的 保 护 。 2021-5-28 12 四、技术要求4.5.7双 重 化 配 置 的 过 程 层 网 络 应 遵 循 相 互 独 立 的 原 则 ， 当 一 个 网络

12、异 常 或 退 出 时 不 应 影 响 另 一 个 网 络 的 运 行 。1. 强 调 了 过 程 层 双 网 的 独 立 性 ， 不 允 许 采 用 交 换 机 跨 双 网模 式 。2. 保 护 采 用 直 采 直 跳 方 式 ， 但 启 动 失 灵 、 闭 锁 重 合 闸 等 连闭 锁 信 息 ， 仍 然 采 用 GOOSE网 络 。 因 此 ， 应 强 调 双 网 的独 立 性 。 2021-5-28 13 四、技术要求4.5.8装 置 接 入 不 同 网 络 时 ， 应 采 用 相 互 独 立 的 数 据 接 口 控 制 器 。1. 主 要 原 因 是 采 用 点 对 点 模 式 后

13、， 装 置 光 口 数 量 多 ， 强 调了 装 置 光 口 不 能 采 用 交 换 机 模 式 ， 每 个 光 口 应 采 用 独 立的 PYH芯 片 。 防 止 一 个 网 络 发 生 故 障 ， 波 及 另 外 一 个 网 络 。4.5.9装 置 宜 具 备 光 纤 接 口 光 强 监 视 及 报 警 功 能 ， 实 时 监 视 光 纤 接口 接 收 到 光 信 号 强 度 。1. 监 视 光 纤 接 口 光 强 是 难 点 ， 因 为 ST、 SC等 光 模 块 ， 从 结构 设 计 上 就 无 法 监 视 其 光 强 。 2. LC接 口 具 备 监 视 光 强 功 能 。 2021

14、-5-28 14 四、技术要求4.5.10 保 护 装 置 过 程 层 光 纤 接 口 发 送 同 一 报 文 的 最 大 时 间 差 不 应大 于 100s。1. 部 分 装 置 直 跳 口 比 网 跳 口 出 口 时 间 长 ， 本 条 规 定 了 保 护装 置 各 跳 闸 网 口 发 送 同 一 报 文 时 间 差 不 能 大 于 100s。4.5.11保 护 功 能 不 应 受 站 控 层 网 络 的 影 响 。1. 强 调 了 保 护 装 置 站 控 层 网 口 与 过 程 层 网 口 的 独 立 性 ， 即使 站 控 层 网 络 瘫 痪 后 ， 保 护 装 置 仍 能 独 立 工

15、作 。 15 四、技术要求4.5.15装 置 上 电 、 重 启 过 程 中 ， 不 应 发 送 与 外 部 开 入 （ 例 如 ： 断 路器 和 刀 闸 位 置 ） 不 一 致 的 信 息 。1. 主 要 原 因 是 装 置 重 启 或 上 电 过 程 中 ， SV报 文 250us等 间 隔发 送 给 保 护 ， 而 GOOSE最 长 经 过 心 跳 报 文 时 间 才 能 建 立连 接 ， 在 此 过 程 中 保 护 装 置 可 能 发 送 刀 闸 或 断 路 器 位 置异 常 信 号 。 2021-5-28 16 四、技术要求4.6.2保 护 装 置 应 自 动 补 偿 采 样 延 时

16、 ， 当 采 样 延 时 异 常 时 ， 应 发 报警 信 息 、 闭 锁 采 自 不 同 MU且 有 采 样 同 步 要 求 的 保 护 。 保 护 装置 采 样 输 入 接 口 数 据 的 采 样 频 率 宜 为 4kHz。1. 保 护 自 动 补 偿 采 样 延 时 指 不 应 人 工 输 入 MU额 定 延 时 。2. MU输 出 的 额 定 采 样 延 时 ， 不 应 动 态 调 整 。3. MU额 定 采 样 延 时 超 出 保 护 装 置 允 许 值 时 ， 应 闭 锁 保 护 。 2021-5-28 17 四、技术要求4.6.4保 护 装 置 应 按 MU设 置 “ SV接 收

17、 ” 软 压 板 。 当 保 护 装 置 检 修压 板 和 MU上 送 的 检 修 数 据 品 质 位 不 一 致 时 ， 保 护 装 置 应 报 警并 闭 锁 相 关 保 护 ； “ SV接 收 ” 压 板 退 出 后 ， 相 应 采 样 值 显 示为 0， 不 应 发 SV品 质 报 警 信 息 。1. 将 MU压 板 改 为 SV接 收 压 板 ， 并 按 MU设 置 。2. 当 MU检 修 、 保 护 不 检 修 时 ， 应 闭 锁 该 MU相 关 保 护 功 能 。3. 当 SV接 收 压 板 退 出 后 ， 该 MU采 样 值 应 清 零 。 2021-5-28 18 四、技术要求

18、4.6.8保 护 装 置 应 能 通 过 不 同 输 入 虚 端 子 对 电 流 极 性 进 行 调 整 。1. 3/2断 路 器 接 线 的 中 断 路 器 、 桥 接 线 的 桥 断 路 器 、 角 形 接线 的 断 路 器 ， 其 MU应 同 时 供 相 关 两 回 出 线 保 护 使 用 ， 两回 出 线 保 护 对 电 流 互 感 器 的 极 性 要 求 相 反 。2. 目 前 有 两 种 方 案 可 解 决 此 问 题 。 一 种 方 案 是 MU同 时 输 出正 反 极 性 电 流 ， 但 此 种 方 案 会 导 致 数 据 量 显 著 增 大 ， 电流 数 据 占 用 通 道

19、量 增 加 ， 对 MU和 保 护 装 置 数 据 处 理 影 响较 大 ； 另 一 种 方 案 是 通 过 保 护 装 置 调 整 电 流 互 感 器 极 性 ，但 增 加 了 保 护 的 复 杂 性 ， 不 便 于 运 行 管 理 和 维 护 。3. 本 规 范 提 出 通 过 保 护 装 置 不 同 输 入 虚 端 子 对 电 流 极 性 进 行 调 整 的 新 方 案 ， 在 工 程 设 计 阶 段 ， 由 设 计 院 通 过 不 同的 虚 端 子 连 线 保 证 电 流 互 感 器 极 性 的 正 确 性 。 2021-5-28 19 四、技术要求4.6.9线 路 保 护 装 置 应

20、 适 应 两 端 分 别 采 用 常 规 互 感 器 和 电 子 式 互 感器 的 情 况 。1. 仅 强 调 线 路 保 护 两 端 可 分 别 采 常 规 互 感 器 和 电 子 式 互 感器 。2. 母 线 保 护 和 变 压 器 保 护 应 均 经 过 MU接 入 保 护 装 置 ， 即 不允 许 常 规 互 感 器 和 电 子 式 互 感 器 混 接 。 2021-5-28 20 四、技术要求4.6.10 保 护 装 置 零 序 电 压 宜 采 用 自 产 零 序 电 压 。1. 智 能 变 电 站 无 论 采 用 电 子 式 互 感 器 还 是 采 用 常 规 互 感 器 ，线 路

21、 保 护 零 序 方 向 采 用 自 产 零 压 ， 主 变 压 器 保 护 直 接 接地 系 统 侧 零 序 电 压 跳 闸 和 小 电 流 接 地 系 统 侧 零 序 电 压 告警 功 能 等 所 有 保 护 装 置 用 零 序 电 压 均 采 用 自 产 零 序 电 压 ，会 带 来 两 个 好 处 ： 第 一 ， 对 于 常 规 互 感 可 节 省 电 压 互 感器 三 次 绕 组 和 相 关 回 路 ， 第 二 ， 可 增 加 常 规 互 感 器 和 电子 式 互 感 器 保 护 装 置 的 通 用 性 ， 便 于 运 行 和 管 理 。2. 常 规 站 主 变 零 序 过 电 压

22、保 护 应 采 用 外 接 零 压 ， 而 不 应 采用 自 产 零 压 。 2021-5-28 21 四、技术要求4.6.17宜 简 化 保 护 装 置 之 间 、 保 护 装 置 和 智 能 终 端 之 间 的 GOOSE软 压 板 ， 保 护 装 置 应 在 发 送 端 设 GOOSE出 口 软 压 板 ； 除 双 母线 和 单 母 线 接 线 启 动 失 灵 /失 灵 联 跳 开 入 软 压 板 外 ， 接 收 端 不设 相 应 GOOSE开 入 软 压 板 。1. 保 护 装 置 之 间 GOOSE开 出 和 开 入 压 板 设 置 原 则 ： 为 简 化装 置 间 的 GOOSE软

23、 压 板 ， 一 般 仅 在 开 出 端 设 置 出 口GOOSE压 板 ， 开 入 段 不 设 置 相 应 的 GOOSE开 入 压 板 ，但 含 失 灵 保 护 功 能 的 母 线 保 护 ， 为 防 止 失 灵 保 护 误 动 作 ，导 致 全 站 停 电 事 故 发 生 ， 在 开 入 端 也 按 间 隔 设 置 相 应 的启 动 失 灵 GOOSE开 入 压 板 。 2021-5-28 22 四、技术要求4.8.2a） MU应 支 持 DL/T 860.92或 通 道 可 配 置 的 扩 展 GB/T 20840.8等 规 约 ， 通 过 FT3或 DL/T 860.92接 口 实

24、现 MU之 间 的级 联 功 能 。1. 规 定 了 母 线 电 压 MU和 本 间 隔 MU之 间 的 级 联 通 过 FT3或DL/T 860.92接 口 实 现 均 可 。 2021-5-28 23 三、技术要求4.8.2.e） 当 MU接 收 到 时 钟 信 号 从 无 到 有 ， 导 致 MU接 收 到 的 时 钟信 号 发 生 跳 变 时 ， 按 图 1时 序 处 理 ， 在 收 到 2个 等 秒 的 脉 冲 信号 后 ， 在 第 3-4个 秒 脉 冲 间 隔 内 将 采 样 点 偏 差 补 偿 ， 并 在 第 4个 秒 脉 冲 沿 将 样 本 计 数 器 清 零 、 将 采 样

25、数 据 置 同 步 标 志 。 1. 主 要 目 的 是 防 止 网 络 采 样 方 式 ， 时 钟 同 步 信 号 发 生 跳 变时 ， 不 同 MU之 间 恢 复 同 步 时 间 早 晚 不 同 ， 造 成 有 同 步 要求 的 保 护 装 置 无 法 及 时 恢 复 正 常 运 行 。 2021-5-28 24 四、技术要求4.8.2.e） 当 MU接 收 到 时 钟 信 号 从 无 到 有 ， 导 致 MU接 收 到 的 时 钟信 号 发 生 跳 变 时 ， 按 图 1时 序 处 理 ， 在 收 到 2个 等 秒 的 脉 冲 信号 后 ， 在 第 3-4个 秒 脉 冲 间 隔 内 将

26、采 样 点 偏 差 补 偿 ， 并 在 第 4个 秒 脉 冲 沿 将 样 本 计 数 器 清 零 、 将 采 样 数 据 置 同 步 标 志 。 1. 主 要 目 的 是 防 止 网 络 采 样 方 式 ， 时 钟 同 步 信 号 发 生 跳 变时 ， 不 同 MU之 间 恢 复 同 步 时 间 早 晚 不 同 ， 造 成 有 同 步 要求 的 保 护 装 置 无 法 及 时 恢 复 正 常 运 行 。 2021-5-28 25 四、技术要求4.8.2.h） 双 母 线 接 线 电 压 切 换 功 能 ， 应 由 各 间 隔 MU实 现 。 当 母刀 闸 和 母 刀 闸 均 在 分 位 时 ，

27、 电 压 数 值 为 零 ， 数 据 有 效 。 。1. 明 确 了 双 母 线 接 线 电 压 切 换 功 能 由 各 间 隔 MU实 现 ， 不 由保 护 装 置 实 现 。 由 于 MU为 保 护 、 自 动 化 、 计 量 等 各 专 业共 用 装 置 ， 电 压 切 换 功 能 应 统 一 由 MU实 现 。 2021-5-28 26 四、技术要求4.8.2.o） 点 对 点 采 样 方 式 ， MU失 步 后 ， 不 会 导 致 保 护 误 动 作 。 为了 防 止 MU失 步 后 ， 导 致 保 护 装 置 大 面 积 频 繁 告 警 ， 规 定 MU失 步 后 ， 保 护 装

28、置 不 发 失 步 告 警 信 号 。1. 点 对 点 采 样 方 式 ， MU失 步 后 ， 不 会 导 致 保 护 误 动 作 。 为了 防 止 MU失 步 后 ， 导 致 保 护 装 置 大 面 积 频 繁 告 警 ， 规 定MU失 步 后 ， 保 护 装 置 不 发 失 步 告 警 信 号 。 2021-5-28 27 四、技术要求4.8.2.p） MU重 新 启 动 过 程 中 ， 刀 闸 和 断 路 器 位 置 等 相 关 通 信 连 接正 常 后 ， 才 发 送 采 样 数 据 。1. 因 为 MU要 完 成 电 压 切 换 或 电 压 并 列 功 能 ， 故 MU重 新 启动

29、过 程 中 ， 只 有 刀 闸 和 断 路 器 位 置 等 相 关 通 信 连 接 正 常后 ， 才 能 发 送 采 样 数 据 。4.8.3.e） 智 能 终 端 发 送 的 外 部 采 集 开 关 量 应 带 时 标 。1. 遵 循 “ 数 据 谁 采 集 谁 打 时 标 ” 的 原 则 ， 智 能 终 端 发 送 的外 部 采 集 开 关 量 应 带 时 标 。 2. 常 规 变 电 站 由 测 控 打 时 标 。 2021-5-28 28 四、技术要求4.8.3.h） 智 能 终 端 应 以 遥 信 方 式 转 发 收 到 的 跳 合 闸 命 令 。1. 直 跳 方 式 ， 为 了 便

30、 于 事 故 分 析 ， 要 求 智 能 终 端 以 遥 信 方式 将 收 到 的 跳 合 闸 命 令 转 发 给 故 障 录 波 或 网 络 分 析 仪 。4.12.2.d） 站 控 层 显 示 的 定 值 格 式 与 保 护 装 置 菜 单 显 示 的 格 式 不 一致 时 ， 宜 由 站 控 层 设 备 进 行 格 式 转 换 。1. 明 确 了 站 控 层 显 示 的 定 值 格 式 与 保 护 装 置 菜 单 显 示 的 格式 不 一 致 时 ， 由 站 控 层 设 备 进 行 格 式 转 换 ， 不 由 保 护 装置 按 站 控 层 要 求 实 现 格 式 转 换 。 例 如 ： 保 护 时 间 定 值 的秒 数 值 和 毫 秒 数 值 转 换 、 整 数 定 值 的 16进 制 和 二 进 制 转 换 等 。 2021-5-28 29