2023大型同步调相机控制及保护系统通用技术条件

大型同步调相机控制及保护系统通用技术条件II目 次前 言 II范围 3规范性引用文件 3术语和定义 4控制及保护系统总体要求 6启动系统 6励磁系统 10保护系统 11监控系统 16同期装置 17标志、包装、运输、贮存 18技术文件 18编制说明 19PAGEPAGE10大型同步调相机控制及保护系统通用技术条件范围本标准规定了100MVar及以上容量,采用静止变频器（SFC）启动的大型同步调相机启动系统、励磁本标准适用于100MVar及以上容量,采用静止变频器启动的大型同步调相机控制及保护系统的设计、制造、试验和运行等。其他类型的调相机可参照执行。规范性引用文件件。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。GB/T1094电力变压器GB/T2900.1电工术语基本术语GB/T2900.17电工术语量度继电器GB/T2900.49电工术语电力系统保护GB/T3859.1-2013半导体变流器通用要求和电网换相变流器第1-1部分：基本要求规范（IEC60146-1-1:2009，MOD）GB/T3859.3半导体变流器通用要求和电网换相变流器第1-3部分：变压器和电抗器GB/T7409.1同步电机励磁系统定义GB/T9361计算机场地安全要求GB/T11287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/T12668.3调速电气传动系统第3部分:电磁兼容性要求及其特定的试验方法GB/T14537量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验GB/T14549电能质量公用电网谐波GB/T14598.27量度继电器和保护装置第27部分：产品安全要求GB/T15153.222（IEC60870-2-2:1996,IDT）GB/T15291半导体器件第6部分：晶闸管GB/T15543电能质量三相电压不平衡GB/T18494.1变流变压器第1部分：工业用变流变压器GB/T19520.123-10160297-3-101：2004，IDT）GB1984高压交流断路器GB1985高压交流隔离开关和接地开关GB50150电气装置安装工程电气设备交接试验标准DL/T478-2013继电保护及安全自动装置通用技术条件DL/T596电力设备预防性试验规程DL/T667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（IEC60870-5-103：1997，IDT）DL/T671发电机变压器组保护装置通用技术条件DL/T843-2010大型汽轮发电机励磁系统技术条件DL/T860变电站通信网络和系统DL/T1083-2008火力发电厂分散控制系统技术条件DL/T1348自动准同期装置通用技术条件术语和定义GB/T2900.1、GB/T2900.17、GB/T2900.49、GB/T3859.1-2013、GB/T7409.1、DL/T843-2010、DL/T478-2013、DL/T1083-2008、DL/T1348界定的以及下列术语和定义适用于本标准。3.1静止变频器staticfrequencyconverter(SFC)动设备。注：SFC配套隔离变压器、开关/刀闸等构成调相机的启动系统，用于调相机从任意转速启动。3.26脉动变流器6-pulseconverter在一个基本周期内，主臂间换相脉波数为6的变流器。3.312脉动变流器12-pulseconverter由两个6脉动变流器串联或并联组成的变流器，其中一个由隔离变Y型联结次级绕组供电，另一个由△型联结次级绕组供电。3.4网侧变流器converteroflineside静止变频器中与电网侧相连的晶闸管变流器。3.5机侧变流器converterofmachineside静止变频器中与同步电机侧相连的晶闸管变流器。3.6均压系数coefficientofvoltagedistribution各串联晶闸管承受的反向或断态重复峰值电压之和的平均值与所有串联晶闸管中承担电压份额最大的晶闸管承受的方向或断态重复峰值电压之比。均压系数按下式计算：

K

1nUini1i式中：n—串联回路中晶闸管的数量；

MaxU1,U2 UnUi—串联回路中第i个晶闸管所承受的反向或断态峰值电压。3.7启动励磁系统startingexcitationsystem调相机启动升速阶段配合SFC提供机组励磁的系统。3.8主励磁系统principalexcitationsystem调相机并网运行过程中提供机组励磁的系统。3.9调相机启机过电流保护condenserstart-upovercurrentprotection调相机在静止变频器低频启动过程中反应相间短路故障的电流保护。3.10调相机启机零序电压保护condenserstart-upzerosequenceovervoltageprotection调相机在静止变频器低频启动过程中反应定子绕组单相接地故障的保护。3.11调相机启机差动保护condenserstart-updifferentialprotection调相机在静止变频器低频启动过程中反应相间短路故障的保护。3.12静止变频器变流器差动保护SFCconverterdifferentialprotection反应静止变频器变流器短路故障的差动保护，该保护接入两侧的电气量频率不一致。3.13数据采集系统dataacquisitionsystem(DAS)采用数字计算机系统对调相机组的工艺系统和设备的运行测量参数进行采集，对采集结果进行处理、记录、显示和报警，对机组的运行情况进行计算和分析，并提出运行指导的系统。3.14模拟量控制系统modulatingcontrolsystem(MCS)偿和计算、自动调节、控制方式无扰动切换以及偏差报警等功能。3.15顺序控制系统sequencecontrolsystem(SCS)对调相机及辅助系统按一定规律进行自动顺序操作，实现调相机的自动启停控制功能的控制系统。3.16惰速并网automaticsynchronizationduringidling在调相机组惰走的过程中，由同期装置捕捉、同期点并实现机组并网的自动同期方式。控制及保护系统总体要求应用于换流站的调相机控制及保护系统宜具有与直流控制保护系统协调控制功能。应具有同步调相机解列后快速再启动功能。励磁系统除满足本标准规定的特殊要求外，其他要求应满足DL/T843-2010的规定。保护系统除满足本标准规定的特殊要求外，其他要求应满足DL/T671的规定。监控系统除满足本标准规定的特殊要求外，其他要求应满足DL/T1083-2008的规定。DL/T1348启动系统环境条件正常环境条件：a)环境温度：0℃～+40℃（室内使用）；b)冷却介质温度范围：风冷，0℃～﹢40℃，水冷，+5℃～﹢45℃；相对湿度：5%～85%，应严格防止设备凝露；海拔：不超过1000m，当海拔高度超过1000m时，应校核启动系统的出力、绝缘是否满足运行要求。贮存、运输基本环境条件：在排出冷却液的情况下：-25℃～+55℃；当贮存、运输环境条件超出上述范围时，需方应与供方协商。周围环境装置的安装环境应符合以下要求：除隔离变压器外，设备应户内安装，并符合GB/T9361中B类安全要求的规定；控制保护单元使用地点不出现超过GB/T11287规定的严酷等级为1现超过GB/T14537规定的严酷等级为1级的冲击和碰撞；运行地点无导电或爆炸尘埃，无腐蚀金属破坏绝缘的气体或蒸汽。工作电源功率电源：电源电压稳态偏差不超过﹣10%~﹢10%；电源频率波动范围不超过±1Hz；电源电压不平衡度符合GB/T15543的规定；电源谐波符合GB/T14549的规定。控制交流电源：a)额定电压：三相380V，单相110V或220V；b)允许偏差：－15%～＋10%；频率：50Hz，允差±0.5Hz；波形：正弦，波形畸变因素不大于5%。控制直流电源：a)额定电压：110V或220V；b)允许偏差：－20%～＋15%；c)纹波系数：不大于15%。一般要求系统配置能。GB/T12668.3结构及外观：机箱尺寸应符合GB/T19520.12的规定；装置表面涂覆的颜色应均匀一致，无明显的色差和眩光，表面应无砂粒、趋皱和流痕等缺陷；装置应采取必要的抗电气干扰措施，装置的不带电金属部分应在电气上连成一体，并具备可靠接地点；应有安全标志，安全标志应符合GB/T14598.27的规定；金属结构件应有防锈蚀措施。功能要求静止变频器应采用无机械传感器的转子位置检测方式。静止变频器应具备启动全过程录波、故障快速录波、手动录波和事件顺序记录功能。静止变频器应具有从任意转速启动调相机的能力。静止变频器应具有晶闸管触发试验、定子通流试验、转子通流试验等功能及接口。静止变频器宜具备过载、过流、过压、欠压、过热、缺相、变流器差动等保护功能。过就地人机界面，可就地人工启停静止变频器和调节转速。RJ45MODBUSDL/T667、DL/T860B静止变频器应具有与监控系统的模拟量、开关量硬接线接口。静止变频器与被拖动的各调相机励磁系统应有独立的模拟量、开关量硬接线接口。在启动过程中，静止变频器应能通过励磁系统实现对机端电压的实时控制。静止变频器控制屏柜内应设置就地紧急停机按钮。为避免误操作引起人身及设备损伤，应根据实际系统接线设置互锁逻辑。性能要求启动系统拖动调相机启动时，宜采用均匀加速。10％的裕量。2%。0～1.05度。主要部件技术要求晶闸管变流器：晶闸管元件的基本技术要求参考GB/T15291；晶闸管变流器应根据系统故障和操作引起的最大过电压和过电流进行设计；晶闸管元件反向重复峰值电压的选择，应保证静止变频器在最大允许的交流电压下能够长期安全运行；晶闸管通态平均电流的选择，应保证在环境温度40℃和规定的冷却条件下，稳定结温不超过额定结温；晶闸管宜采用高电位自取能的光-电触发方式，可实时监测晶闸管触发及导通的状态；变流器应设置交流侧过电压保护器、晶闸管换相过电压吸收回路；当变流器采用晶闸管串联结构时，应考虑晶闸管电压分布的不均匀性，并留有适当电压裕量，均压系数应不低于0.9；当变流器采用晶闸管串联结构时，应具备硬件过电压自触发保护功能，晶闸管发生过压时，触发保护系统应瞬时动作于强制保护性触发，保护晶闸管；网侧变流器和机侧变流器，可采用12脉动变流器或6脉动变流器；网侧变流器宜采用12脉动变流器。冷却单元：静止变频器的功率设备可采用强迫风冷或水冷冷却方式，宜优先考虑强迫风冷设计；系统的冷却设计，应满足约定的工作制要求，同时应考虑调相机本体试验时，启动系统需持续拖动机组在额定转速附近运行的工况；静止变频器在正常工作时产生的噪声，距屏柜1米处，用声级计测量不宜超过85dB；冷却单元应有足够的表计和指示器显示装置的主要部件处于正常运行或维修状态；冷却单元应能监测自身的运行和冷却介质的情况，并有保护及报警信号；冷却单元应具备信号上传和远程控制功能；冷却单元应采用双回路供电，工作电源故障时，备用电源应能自动投入；采用强迫风冷方式时，冷风经过滤装置进入，应保持柜内清洁；当采用水冷方式时，可采取水-风或水-水的热交换方式；密闭循环系统应有去离子回路，去离子水的电导率应小于2μS/cm；备用泵应自动投运而无需关闭冷却系统，同时发出报警信号。隔离变压器:隔离变压器应满足GB/T1094、GB/T18494.1、GB/T3859.3的相关规定；隔离变压器应满足静止变频器的容量要求，并考虑谐波导致损耗对变压器容量造成的影响；隔离变压器宜采用干式变压器；如有特殊需要，也可选择油浸式变压器；隔离变压器宜考虑启动系统的短时工作制特点；隔离变压器应配置温度检测装置，温度检测装置可提供报警及跳闸信号；隔离变压器应带金属外壳。直流电抗器：直流电抗器应满足GB/T1094、GB/T3859.3的相关规定；直流电抗器应选择干式电抗器；直流电抗器应能抑制直流电流的谐波分量和直流电流上升速率,保证晶闸管元件安全。开关设备：输入断路器应满足GB1984的规定,应能断开静止变频器运行时的最大故障电流；输出侧开关应满足GB1985的规定。检验和试验要求试验的环境条件:a)环境温度：+15℃～+35℃；b)相对湿度：45%～75%；大气条件：86kPa～106kPa。如果不能在上述正常环境条件下试验，应对试验结果进行折算。GB/T3859.1-20137.1.1试验类型:a)型式试验，应满足GB/T3859.1-2013第7.1.2.1章节的规定。b)出厂试验,应满足GB/T3859.1-2013第7.1.2.2章节的规定。果，并按现场具体情况和系统要求整定某些参数。大修试验,启动系统大修后，进行复核试验以检查系统各部分是否正常。调相机启动系统在型式试验、出厂试验、交接试验和大修试验中应进行的试验项目见下表。表4启动系统试验项目序号试验项目型式试验出厂试验交接试验大修试验试验标准及要求1系统各部件绝缘试验√√√√GB50150、DL/T596、GB/T3859.1-20132变流器脉冲触发试验√√√√3变流器串联均压系数测量试验√√4变流器高压小电流试验√√5各部件温升试验√√6冷却系统试验√√√√7控制保护装置电磁兼容试验√GB/T12668.38控制保护装置振动和环境试验√GB/T15153.29操作、保护回路动作试验√√√√10模拟量输入/输出环节试验√√√√11开关量输入/输出环节试验√√√√12通讯接口测试试验√√√√13系统间故障联动试验√√14定子通流试验√15转子通流试验√16机组点动试验√√17远方自动启动试验√√18快速再启动试验√√19谐波测量√注1：转子通流试验：励磁系统与启动系统配合建立阶跃转子励磁电流，以检查调相机转子回路的连通性、校验启动励磁控制特性，及校核启动系统与励磁系统的交互信号。注2：定子通流试验：在启动系统一次回路开关合闸后，启动系统解锁触发脉冲在一次回路中建立电流，以检查启动系统一次回路的连通性。试验时，被试验调相机的灭磁开关应在分闸位置。注3：机组点动试验：自动或手动进入调相机启动流程，并在观察到转子开始加速后终止启动流程，以判别机组初始启动方向是否正确。励磁系统一般要求规定。励磁系统应满足电网要求，主励磁系统宜采用自并励静止励磁或他励静止励磁系统。SFC功能要求运行方式。励磁系统灭磁时，宜采用直流侧磁场断路器分断灭磁。可配合采用逆变灭磁和/性能要求95％额定电压时，进行上阶跃或5%～10%，30%，0.55380%时2.5，150.1s。检验和试验要求DL/T843-20107表5励磁系统试验项目序号试验项目型式试验出厂试验交接试验大修试验1励磁系统各部件绝缘试验√√√√2环境试验√3自动及手动电压调节范围测量√√√4励磁系统模型参数确认试验√√5电压静差率及电压调差率测定√√6自动电压调节通道切换及自动/手动控制方式切换√√√√7启动励磁与主励磁切换及主励磁建压试验√√8自动电压调节器各单元特性检查√√√√9操作、保护、限制及信号回路动作试验√√√√10调相机空载阶跃响应试验√√√11调相机负载阶跃响应试验√√√12甩无功负荷试验√√13灭磁试验及转子过电压保护试验√√√14调相机各种工况(含进相)时的带负荷调节试验√√15功率整流装置额定工况下均流试验√√16励磁系统各部件的温升试验√17励磁装置老化试验√√18功率整流装置噪声试验√19励磁装置抗扰度试验√20励磁系统顶值电压和顶值电流测定、励磁系统电压响应时间和标称响应测定√a21调相机轴电压测量√√a特殊试验项目，不包括在一般型式试验和交接试验项目内，需作专项安排。保护系统一般要求保护系统各主要设备保护范围应相互交叉，避免保护死区。护。电压相结合的定子接地保护，另一套采用注入式定子接地保护。6表6调相机变压器组保护功能配置表类别序号功能描述参考标准调相机保护1调相机差动保护满足DL/T671的技术要求2调相机定子匝间保护满足DL/T671的技术要求3调相机复压过流保护满足DL/T671的技术要求4定子接地保护满足DL/T671的技术要求5转子接地保护满足DL/T671的技术要求6调相机过励磁保护7调相机过电压保护满足DL/T671的技术要求8调相机失磁保护9调相机定子过负荷保护满足DL/T671的技术要求10调相机负序过负荷保护满足DL/T671的技术要求11励磁绕组过负荷保护满足DL/T671的技术要求12调相机启机差动保护13调相机启机过电流保护14调相机启机零序电压保护15调相机误上电保护满足DL/T671的技术要求16调相机低压解列保护17非电量保护满足DL/T671的技术要求励磁变压器保护18励磁变差动保护满足DL/T671的技术要求19励磁变过流保护满足DL/T671的技术要求20非电量保护满足DL/T671的技术要求主变压器保护21主变压器差动保护满足DL/T671的技术要求22主变高压侧复压过流保护满足DL/T671的技术要求23主变中性点零序过流保护满足DL/T671的技术要求24主变过励磁保护25主变过负荷保护满足DL/T671的技术要求26断路器断口闪络保护27非全相保护28非电量保护满足DL/T671的技术要求隔离变压器和厂用变压器保护可单套配置。7表7静止变频器保护功能配置表类别序号功能描述参考标准静止变频器保护1静止变频器变流器差动保护2静止变频器输出变压器差动保护3静止变频器网侧过电流保护4静止变频器机侧过电流保护5静止变频器网侧电压异常保护6静止变频器机侧电压异常保护7静止变频器机侧零序电压保护8静止变频器机侧过励磁保护9静止变频器机侧低励磁保护10静止变频器机侧过频保护DL/T478-2013保护功能及其技术要求调相机失磁保护：应能检测系统侧或机端侧电压；应防止系统振荡时误动；应防止系统故障、故障切除过程中的误动；应防止电压互感器（PT）断线和电压切换时的误动；整定值的准确度：5%；时间整定值的准确度（1.5：ms。调相机低压解列保护：具有解列后自动退出运行的功能；应防止电压互感器（PT）断线和电压切换时的误动；1.05；电压整定值的准确度：2.5%0.01Un；时间整定值的准确度（0.8：ms。调相机启机差动保护：具有调相机变频起动过程中定子相间故障检测功能；适用频率范围：10Hz～55Hz；整定值的准确度（25Hz55Hz.5n；时间整定值的准确度（25Hz～55Hz，22调相机启机过电流保护：具有调相机变频起动过程中定子相间故障检测功能；适用频率范围：10Hz～55Hz；整定值的准确度（25Hz55Hz.5n；时间整定值的准确度（25Hz～55Hz，1.52调相机启机零序电压保护：具有调相机变频起动过程中定子单相接地故障检测功能；适用频率范围：10Hz～55Hz；整定值的准确度（25Hz55Hz.V；时间整定值的准确度（25Hz～55Hz，1.52调相机过励磁保护：由定时限和反时限两部分组成，定时限包含告警段；1000s；适用频率范围：10Hz～65Hz；整定值的准确度（25Hz65Hz.%；z51%35倍电气周期；U/fU/fc±0.02，U/fc主变过励磁保护：由定时限和反时限两部分组成，定时限包含告警段；1000s；适用频率范围：10Hz～65Hz；整定值的准确度（25z6z范围内：2.5；（5z～65z1.5倍整定值时1%倍电气周期；f与计算过励磁值c2.5%或±0.02，U/fc为动作时间经反时限公式反推计算值。断路器断口闪络保护：经断路器位置接点闭锁；正常并网后通过功能压板退出、解列前通过功能压板投入；负序电流整定值允差±2.5%或±0.02In；时间整定值的准确度15：1s。非全相保护：由断路器本体三相不一致动作接点启动；±2.5%或±0.02In；±2.5%或±0.02In；时间整定值的准确度15：1s。静止变频器变流器差动保护：保护动作时间应不受输出侧频率变化影响；应具有防止区外故障误动的制动特性；宜具有差流告警功能，发信；10Hz～55Hz；整定值的准确度（25z5z范围内：5%0.5In；动作时间（2倍整定值时）30ms。静止变频器输出变压器差动保护：具有防止区外故障误动的制动特性；具有差流报警功能；具有低频闭锁功能，并可选择是否闭锁差动；适用频率范围：10Hz～55Hz；整定值的准确度（25z5z范围内：5%0.5In；动作时间（25Hz～55Hz范围内，2倍整定值时）2倍电气周期。静止变频器网侧过电流保护：整定值的准确度：2.5%0.02In；时间整定值的准确度2倍整定值时：1%40s。静止变频器机侧过电流保护：适用频率范围：5Hz～55Hz；整定值的准确度（25z5z范围内：5%0.5In；时间整定值的准确度（25～55z15：12静止变频器网侧电压异常保护：具有低电压保护和过电压保护功能；整定值的准确度：2.5%0.01Un；时间整定值的准确度：1%40ms。静止变频器机侧电压异常保护：具有低电压保护和过电压保护功能；适用频率范围：10Hz～55Hz；整定值的准确度（25z5z范围内：2.51n；过电压保护时间整定值的准确度（25～55z1.5：12倍电气周期；低电压保护时间整定值的准确度（25～55z0.8：12倍电气周期。静止变频器机侧零序电压保护：适用频率范围：10Hz～55Hz；整定值的准确度（25Hz55Hz.2n；时间整定值的准确度（25Hz～55Hz，1.52静止变频器机侧过励磁保护：适用频率范围：10Hz～65Hz；整定值的准确度（25Hz55Hz..2；时间整定值的准确度（25Hz～55Hz，