风电涉网电气二次设备评价及答疑

山东省风力发电场涉网电气二次部分设备评价及答疑 山东省风力发电场并网安全条件及现场查评标准在2014年3月进行了修编，2014年4月发布实施，新标准将能促进风力发电设备各项安全技术措施的落实，规范安全管理机制，提高安全运行水平，保障电力系统安稳定运行，推动电力行业安全健康发展。原并网安全性评价标准在电力工业发展过程中，对于提高风力发电场并网安全运行水平、保障电力系统安全稳定运行方面发挥了积极作用。但是，大规模风电并网给系统安全稳定运行带来明显影响，同时大量运行实践也反映出我国部分风电机组并网特性不佳。原有标准的评价依据、个别条款还不能完全适应当前电力系统安全稳定运行和电力安全监督管理的要求，迫切需要更新风力发电场并网安全性评价标准，因此，省能源监管办组织相关专家对标准进行修编，以满足我省电力工业安全健康发展的需要。标准内容主要分为并网发电机组的电气一次设备及系统、电气二次设备及系统、调度运行安全管理三个方面，规定了必备项目和评价项目、相关的评价方法和相应的评价依据。适用于单机容量500kW及以上并网运行的风力发电场（以下简称风电场）。其它容量并网运行的风电场参照执行。一、与二次设备有关的必备项目:1、继电保护和安全自动装置及其二次回路试验完成；风电场并网机组应按照国家能源局关于印发风电机组并网检测管理暂行办法第三章第七条要求进行检测：电能质量、有功功率/无功功率调节能力、低电压穿越能力、电网适应性和电气模型验证等型式试验；第八条要求：检测报告报送国家能源主管部门和电力监管部门备案。 行标：电网运行准则(DL/T1040-2007)第5.1.13条要求：新机组在进入商业运行前，应邀请电网调度机构人员参与完成附录B包含的系统调试工作;调试结束后，向电网调度机构提供详细的调试报告，经电网调度机构组织评审合格、完成并网安全性评价。2、变电站设备的继电保护及安全自动装置应按规定配置齐全（含调度机构要求的特殊配置）。国标：继电保护和安全自动装置技术规程（GB/T14285-2006）第3.1条电力系统继电保护和安全自动装置的功能是在合理的电网结构前提下，保证电力系统和电力设备的安全运行。执行并网调度协议（示范文本）的有关条款。如：4.2条要求:电厂继电保护及安全自动装置（包括励磁系统、调速系统）须符合国家标准、电力行业标准和其他有关规定，按经国家授权机构审定的设计要求安装、调试完毕，经国家规定的基建程序验收合格，并符合本协议第10章的有关约定(1. 负责调度管辖范围内继电保护及安全自动装置的整定计算和运行，对装置动作情况进行分析和评价2.对所属继电保护及安全自动装置进行调试并定期进行校验、维护，使其满足原定的装置技术要求，符合电力调度机构整定要求，并保存完整的调试报告和记录)。3、风电场应具备下列资料，并按要求向调度机构报送：（1）风力发电机组、无功补偿装置、主变压器等设备主要技术规范、技术参数及电气模型；（2）涉网的继电保护及安全自动装置图纸、说明书、调试报告；（3）调度自动化设备技术说明书、技术参数以及设备验收报告；（4）远动信息（包括电流互感器、电压互感器变比及遥测满刻度值）相关技术资料；（5）电气一次系统图、现场运行规程。行标：风力发电场设计技术规范（DL/T5383-2007）6.6.1 风力发电机组的自动控制及继电保护应具备对功率、风速、重要部件的温度、叶轮和发电机转速等信号进行检测判断，出现异常情况(故障)相应的保护动作停机，同时显示已发生的故障名称； 6.6.2 电脑控制器应有历史数据，如历史故障报警内容、发电量和发电时间，应有累加存储功能；6.6.3 风力发电机组远方集中控制应具有远方操作风力发电机组的功能和一定的风力发电机组数据统计分析功能。 二、电气二次设备的评价项目有4大项。今天我主要和大家学习的是5.2.1 继电保护及安全自动装置。 1、继电保护及安全自动装置 1.1、风力发电机组控制功能试验要求： （1）根据风速信号自动进行启动、并网和停机功能试验；（2）根据风向信号进行偏航对风调向试验；（3）根据功率或风速信号进行的大、小发电机切换试验（对于双发电机）；（4）转速调节、桨距调节及功率调节试验（对于变速恒频机组）；（5）无功功率补偿电容分组投切试验（对于异步发电机）；（6）电网异常或负载丢失时的停机试验等；制动功能试验（正常刹车、紧急刹车）。行标：风力发电机组验收规范（GB/T20319-2006）第5.4条控制功能的检查和试验 对 风 力 发电机组控制器的控制功能进行下列检查和试验:a) 根据风速信号自动进行启动、并网和停机功能试验;b) 根据风向信号进行偏航对风调向试验;c) 根据功率或风速信号进行的大、小发电机切换试验(对于双电机):d) 转速调节、桨距调节及功率调节试验(对于变速恒频机组);e) 无功功率补偿电容分组投切试验(对于异步发电机);f) 电网异常或负载丢失时的停机试验等;g) 制动功能试验(正常刹车、紧急刹车)。试验应按照制造商推荐的程序完成。通过上述试验，确认各项控制功能准确、可靠。 1.2、风力发电机组控制系统的安全保护功能检查和试验要求：（1）转速超出限定值的紧急关机试验；（2）功率超出限定值的紧急关机试验；（3）过度振动的紧急关机试验；（4）电缆的过度缠绕超出允许范围的紧急关机试验；（5）人工操作的紧急关机试验。 行标：风力发电机组验收规范（GB/T20319-2006）第5.5.2条控制系统的安全保护功能 对风力发电机组控制系统的安全保护功能应进行下列检查和试验:a) 转速超出限定值的紧急关机试验;b) 功率超出限定值的紧急关机试验;c) 过度振动的紧急关机试验;d) 电缆的过度缠绕超出允许范围的紧急关机试验;e) 人工操作的紧急关机试验。试验应按照制造商推荐的程序完成。通过上述试验，确认各项安全保护功能准确、可靠。 1.3、继电保护装置要求：继电保护及安全自动装置按照要求进行了整定，联调及有关试验，并与相关一次设备同步投入运行。行标：电网运行准则（DL/T1040-2007）第5.3.2.1条，继电保护还应满足下列要求: a)应统一并(联)网界面继电保护设备调度术语，交换并(联)网双方保护设备的命名与编号，书面明确相关保护设备的使用和投退原则;并(联)网双方交换整定计算所需的资料、系统参数和整定限额 。电厂并网前应根据电网技术监督管理规定，建立继电保护技术监督机制。b)明确有关发电机、变压器的中性点接地方式，并按规定执行。c)双方己书面明确并(联)网界面继电保护设备的整定计算、运行维护、检验和技术管理工作范围和职责的划分，并确定工作联系人和联系方式，相互交换各自制定的接口设备的继电保护运行管理规程 。d)与双方运行有关的全部继电保护装置已经整定完毕，完成了必要的联调试验，所有继电保护装置 、故障录波 、 保护及故障信息管理系统可以与相关一次设备同步投入运行。 1.4、保护屏等电位接地网的安装要求：保护屏下部设置等电位接地母线，与接地网的连接。国标：继电保护和安全自动装置技术规程（GB/T 142852006）6.5.3.1 应根据电磁环境的具体情况，采用接地、屏蔽、限幅、隔离及适当布线等措施，以减缓电磁干扰，满足保护设备的抗扰度要求。6.5.3.2 为人身和设备安全及电磁兼容要求，在发电厂和变电所的开关场内及建筑物外，应设置符合有关标准要求的直接接地网。对继电保护及有关设备，为减缓高频电磁干扰的耦合，应在有关场所设置符合下列要求的等电位接地网。a）装设静态保护和控制装置的屏柜地面下宜用截面不小于100平方毫米的接地铜排直接连接构成等电位接地母线。接地母线应首末可靠连接成环网，并用截面不小于50平方毫米、不少于4 根铜排与厂、站的接地网直接连接。b）静态保护和控制装置的屏柜下部应设有截面不小于100平方毫米的接地铜排。屏柜上装置的接地端子应用截面不小于4平方毫米的多股铜线和接地铜排相连。接地铜排应用截面不小于50平方毫米的铜排与地面下的等电位接地母线相连。行标：微机继电保护装置运行管理规程(DL/T587-2007)第9.3.2条微机继电保护柜（屏）下部应设有截面不小于100平方毫米的接地铜排，柜（屏）上装置的接地端子，应用截面不小于4平方毫米的多股铜线和柜（屏）内接地铜排相连，接地铜排应用截面不小于50平方毫米的铜缆与保护室内的等电位接地网相连。 1.5、互感器试验要求：（1）变电站直接并网侧的保护用电压互感器和电流互感器的精度应满足要求；保护用电流互感器的准确级，以该准确级在额定准确限值一次电流下所规定的最大允许复合误差百分数标称，其后标以字母“P”(表示保护)。保护用电流互感器的标准准确级有：5P和10P。例如5P10，后面的10是准确限值系数，5P10表示当一次电流是额定一次电流的10倍时，该绕组的复合误差5%。保护用电压互感器准确度等级有3P和6P两个等级，分别表示电压误差为3%和6%（2）电流互感器（包括中间变流器）应进行规定的误差校核。 国标：继电保护和安全自动装置技术规程（GB/T 142852006）第6.2.1、保护用电压互感器应能在电力系统故障时将一次电压准确传变至二次侧，传变误差及暂态响应应符合电流互感器和电压互感器选择及计算导则(DL/T 866-2004)标准的有关规定。电磁式电压互感器应避免出现铁磁谐振。6.2.2条电压互感器的二次输出额定容量及实际负荷应在保证互感器准确等级的范围内。行标：继电保护和电网安全自动装置检验规程(DL/T995-2006)6.1.2条要求电流、电压互感器的变比、容量、准确级必须符合设计要求；极性标识必须正确。测量二次回路阻抗，核对10%误差。1.6、继电保护及安全自动装置检验要求：继电保护设备按继电保护和电网安全自动装置检验规程的要求进行调试，并按规程要求制定继电保护及安全自动装置的定检计划，完成定检工作。继电保护装置的检验种类：新装、定期、补充检验。微机型（包括光纤、微波通道，载波通道设备）6年进行一次全检，2-3年进行一次部分检验，非微机型4年进行一次全检，1年进行一次部分检验。 1.7、继电保护定值要求：按照微机继电保护装置运行管理规程第11条的要求，（1）整定计算方案或定值通知单的审批手续需完备；（2）每年应依据电网短路电流的变化进行校核或修订；（3）继电保护装置的定值按通知单进行整定。 1.8、互感器极性、变比要求：按照继电保护和电网安全自动装置检验规程的要求，用一次负荷电流和工作电压进行试验，并确认互感器极性、变比及回路的正确性，以及确认方向、差动、距离等保护装置有关元件及接线的正确性，确保互感器的极性、变比和二次回路接线正确，防止出现保护距动和误动。 1.9、故障录波器要求：故障录波装置或微机保护中的故障录波功