《海上风电柔性直流送出系统控制保护设备技术规范》

ICS29.240T/CEC

K45

中国电力企业联合会标准

T/CECXXXXX—202X

海上风电柔性直流送出系统控制保护设

备技术规范

Specificationofcontrolandprotectiondeviceforoffshorewindpower

transmissionsystemusingVSC-HVDC

（征求意见稿）

（在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上）

202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施

中国电力企业联合会发布

T/CECxxx—202X

海上风电柔性直流送出系统控制保护设备技术规范

1范围

本文件规定了海上风电柔性直流送出系统直流控制保护设备和直流耗能装置控制保护设备的技术

要求、试验方法及标志、包装、运输和贮存等内容。

本文件适用于采用模块化多电平换流器的双端口海上风电柔性直流送出系统，其他形式的海上风电

柔性直流送出系统可参照执行。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T191—2008包装储运图示标志

GB/T2423.17-2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ka：盐

GB/T4208—2017外壳防护等级（IP代码）

GB/T11287—2000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/T13498—2017高压直流输电术语

GB/T14537—1993量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验

GB/T19963—2011风电场接入电力系统技术规定

GB/T20840.8—2007互感器

GB/T30553—2014基于电压源换流器的高压直流输电

GB/T30790.2—2014色漆和清漆防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护第2部分环境分类

GB/T32128—2015海上风电场运行维护规程

GB/T35745—2017柔性直流输电控制与保护设备技术要求

GB/T36569—2018海上风电场风力发电机组基础技术要求

GB/T40865—2021柔性直流输电术语

DL/T478—2013继电保护和安全自动装置通用技术条件

ISO12944.2—2017Paintsandvarnishes—Corrosionprotectionofsteelstructuresbyprotective

paintsystemsPart2Classificationofenvironments

3术语和定义

GB/T13498—2017和GB/T40865—2021界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

海上风电柔性直流送出系统offshorewindpowertransmissionsystemusingflexibleDCsystem

采用柔性直流输电技术将海上风电场电能输送至交流电网的伪双极直流输电系统。

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3.2

海上换流站offshoreconverterstation

位于海上的将交流电转化为直流电送出的柔性直流换流站。

3.3

陆上换流站offshoreconverterstation

位于陆上的将直流电转化为交流电并送入电网的柔性直流换流站。

4控制保护设备通用技术要求

4.1环境条件

4.1.1正常工作大气条件

设备对正常工作大气条件和使用环境的其他要求应满足GB/T35745-2017中4.1的规定。

4.1.2贮存、运输环境条件

设备的贮存、运输环境条件应满足DL/T478—2013中4.1.2的规定。

4.1.3安装环境

设备的安装环境应满足DL/T478—2013中4.1.3的规定。

4.1.4特殊使用条件

当超出4.1.1~4.1.3规定的条件时，由用户与制造商商定。

当安装地点的环境温度明显超过4.1.1正常工作环境条件时，优先使用的环境温度范围应满足DL/T

478—2013中4.1.4的规定。

4.2工作电源

设备的交流电源和直流电源应满足GB/T35745-2017中4.2的规定。

4.3电磁兼容要求

设备对于抗扰度和电磁发射的电磁兼容要求应能满足GB/T35745-2017中4.7规定。

4.4绝缘要求

设备对于绝缘电阻、介质强度和冲击电压的绝缘要求应满足GB/T35745-2017中4.4的规定。

4.5机械要求

设备对于振动、冲击和碰撞的机械性能要求应满足GB/T35745-2017中4.6的规定。

4.6安全要求

设备对于外壳防护和电机防护的安全要求应满足GB/T35745-2017中4.9的规定。

4.7防腐要求

海上站控制保护屏柜的防腐要求应满足ISO12944.2—2017、GB/T30790.2—2014、GB/T

2423.17-2008的规定，屏柜的表明和连接部分应做喷砂、喷塑处理，喷砂或打磨的清理等级宜不低于

Sa2.5等级要求，涂层的防腐性能宜满足C5-1等级要求；屏柜防腐应满足C5-M的防腐等级要求；屏柜

防护等级满足IP42等级要求。

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海上站控制保护机箱宜采用先氧化、后喷金属漆的双层防护，在机箱内侧宜粘绝缘膜以保证绝缘可

靠性，散热器表面宜阳极氧化处理，加强防腐能力，机箱连接件宜采用不锈钢螺钉。机箱板卡宜采用三

防涂覆工艺对产品表面进行处理。

4.8系统可靠性要求

控制保护系统的平均无故障时间（MTBF）应大于20000小时，冗余系统可用率宜不低于99.98%。

5直流控制保护设备技术要求

5.1控制设备的技术要求

5.1.1总体要求

5.1.1.1整体架构配置

控制设备的功能配置应与工程主回路结构和运行方式相适应，保证海上风电柔直送出系统的安全稳

定运行，并满足系统可用率的要求。

控制设备在功能上应采用分层分布式架构，包括系统级（站级）控制系统、换流器级控制系统，不

同层级控制系统间通过标准接口通信，实现完整的控制功能。

5.1.1.2主机与I/O配置

控制设备包括的I/O和主机应采用双重化冗余配置，两套系统互为主备。

分布式I/O宜采用模块化结构，便于维护和更换，任何单一模块故障不影响整个送出系统的正常运

行。

控制设备通讯网络的抗干扰能力、传输速率、传输距离应满足现场运行环境与控制系统的性能要求。

通讯规约应采用国际通用协议，以具备良好的开放性。

5.1.1.3自诊断功能配置

控制设备的自诊断覆盖率应达到100%，即自诊断功能应能覆盖从测量二次线圈开始的完整的测量

回路、信号输入、输出回路，通信回路，主机和所有相关设备，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将故障定位到最小可更换元件，能提供相应的检修建议。

5.1.2系统级（站级）控制功能要求

5.1.2.1顺序控制及联锁

顺序控制主要是为换流站站内或站间协调运行所需的开关的分/合操作、换流阀的解/闭锁、运行方

式的转换、控制方式的转换等操作提供自动执行功能。

所有控制操作，应设计有安全可靠的联锁功能，禁止任何可能引起不安全运行的控制操作的执行，

以保证设备和运行人员的安全。

在直流系统正常顺序控制过程中，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，或系统处于非正常状态时，联锁应中止顺序控制，避免启动后续的顺序步骤，在顺序

控制中止后，控制系统应可以运行人员手动进行后续操作，暂停后，选择返回顺控初始状态；或在一个

固定时间内，待系统恢复正常，确认无误后，选择继续完成后续操作。

5.1.2.2控制模式选择

系统级与站级控制应满足海上风电柔直送出系统在各种电网工况下正常运行。

海上换流站应提供交流电压-频率控制模式，以保证海上换流站交流母线电压幅值和频率维持在指

定值，从而为风电场提供稳定的交流电压源。交流电压-频率控制宜包括开环和闭环两种控制模式。

陆上换流站应提供直流电压、无功功率和交流电压控制模式。当交流电压控制模式被采用时，无功

功率控制模式退出；当无功功率控制模式被采用时，交流电压控制模式退出。

3

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5.1.2.3与稳控的配合

柔直控制系统应具备与稳控系统的协调配合功能，在故障期间应尽可能少地切除风电机组。

5.1.3换流器级控制系统功能要求

5.1.3.1直流电压控制

定直流电压控制模式下，直流控制系统应能控制直流电压为运行人员设定值的电压值，定直流电压

控制应具有如下两种运行控制方式：

a)手动控制：由运行人员设定希望的直流电压定值。

b)自动控制：解锁前直流电压的指令值为预定的直流电压定值，该直流电压定值小于额定值；解

锁成功后，经过预定的时间直流电压指令由原降压定值线性变化为额定值。

5.1.3.2有功功率控制

定有功功率控制模式下，控制系统应能控制交流电压为运行人员设定值或预先设定的功率曲线值。

5.1.3.3无功功率控制

定无功功率控制模式下，控制系统应能控制换流器的无功功率为运行人员设定值。当执行无功功率

升降指令时，换流器无功功率应当线性地以运行人员设定的无功功率升降速率变化至预定的无功功率目

标值。

5.1.3.4交流电压控制

定交流电压控制模式下，控制系统应能控制交流电压为运行人员设定值，当执行交流电压升降指令

时，交流母线电压应当以一定升降速率变化至预定的交流电压目标值。

5.1.3.5交流电压-频率控制

交流电压-频率控制模式下，控制系统应将海上站交流侧电压和频率控制至运行人员设定的目标值。

交流电压-频率控制需具备一定的频率调节特性，以便与具有调频风机进行协调配合。

5.1.3.6控制模式切换

控制系统应能实现交流电压控制/无功功率控制、交流电压-频率的开环/闭环控制等多种控制模式之

间的可靠切换，切换过程中不应引起系统保护动作和功率大范围波动。

5.1.3.7换流变分接头控制

换流变分接头控制应具有手动控制和自动控制两种模式：

a)手动控制：可单独调节单个换流变的分接头，也可同时调节本极所有换流变的分接头。

b)自动控制：分接开关应自动调整，使调制比或换流变阀侧电压位于死区范围内。

无论是在手动控制模式还是自动控制模式，当分接头被升/降至最高/低点时，控制系统应发出信号

至SCADA系统，并禁止分接开关继续升高/降低。

5.1.4控制设备的性能要求

5.1.4.1稳态性能要求

在规定的交流系统电压及频率变化范围内，柔性直流控制系统都应具有维持稳定地传送功率的能

力，以及使柔性直流系统保持稳定运行的能力。

控制系统应防止任何原因引起的静态不稳定，包括由于交流电压波形畸变引起的不稳定。含阀控的

整个控制系统在任何情况下，尽量提供正阻尼，避免激发起系统振荡。

控制系统的设计应能达到稳定、无漂移的运行要求，并能在全部稳态运行范围内，把被测有功功率、

无功功率的误差保持在额定功率的±1%之内，把被测直流电压值的误差保持在电压指令值的±1%之内，

把被测交流电压的误差保持在电压指令值的±1%之内，把被测交流系统频率值的误差保持在±0.2Hz范

围之内。

5.1.4.2动态性能要求

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应根据系统设计要求，对功率控制器、电压控制器、频率控制器、电流控制器等进行优化，以满足

直流系统的阶跃响应及其他相关性能要求。

功率阶跃试验可通过切除风电机组的方式进行验证。

5.2保护设备的技术要求

5.2.1总体要求

柔性直流保护的目的是防止危害直流场设备的过电压、过应力，以及直流场接地、断线、开关失灵

等故障。保护自适应于柔性直流各种运行方式的转换，无需手工进行定值等切换。至少具有对如下故障

进行保护的功能：

c)直流场内设备故障，闪络或接地故障；

d)换流阀故障；

e)直流电缆线路故障；

f)电抗器（含线路电抗、桥臂电抗）故障；

g)换流母线、交流系统远方短路等交流系统故障及直流甩负荷对直流系统产生的扰动；

h)直流控制系统误动或交流系统持续的扰动对直流系统产生的扰动；

i)换流站接地过流。

柔性直流保护系统具有以下特点：

a)按站配置直流保护系统；

b)柔性直流保护系统由独立保护主机与“三取二”主机构成；

c)方便的定值修改功能。可以随时对柔性直流保护定值进行检查和必要的修改；

d)每套柔性直流保护采用独立的数据采集通道、处理单元模块、电源配置原则，“三取二”中的

启动和保护逻辑也采用独立的数据采集通道和处理单元；

e)柔性直流保护系统采用动作矩阵出口方式，灵活方便的设置各类保护的动作处理策略。区别不

同的故障状态，对所有保护合理安排告警、设备切除、再起动和停运等不同的保护动作处理策

略；

f)所有保护的报警和跳闸都在运行人员工作站上事件列表中醒目显示；

g)保护有各自准确的保护算法和跳闸、报警判据，以及各自的动作处理策略；根据故障程度的不

同、发展趋势的不同，某些保护具有分段的执行动作；

h)工作站显示或可修改保护动作信号、装置故障信号、保护定值、动作矩阵、故障波形以及通道

告警信号；

i)直流电源上、下电时保护不误动作；

j)柔性直流保护系统工作在测试状态时，保护除不能出口外，正常工作。保护在柔性直流系统非

测试状态运行时，均正常工作，并能正常动作。保护自检系统检测到测量故障时，闭锁保护功

能；在检测到装置硬件故障时，闭锁保护出口。

5.2.2保护配置及二次回路的基本要求

5.2.2.1配置要求

直流保护设备应独立配置，功能配置按照柔性直流输电系统的主回路结构和运行方式，对阀侧连接

线区、换流器区、直流极区和直流线路区的保护功能进行合理的分配。

双重化设计时每套保护应采用“启动+动作”的逻辑，任一套保护跳闸即可出口，双套保护设备完

全独立；三重化设计时保护采用“三取二”逻辑出口。

5.2.2.2测量

直流保护的采样回路应能适用常规互感器的模拟量输入方式、电子式测量设备的数字量输入方式，

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应考虑与末屏电压测量回路的匹配。直流保护与电子式测量设备之间采用光纤连接，接口应符合GB/T

20840.8等标准通信协议。

直流保护的采样频率不低于10kHz。

5.2.3保护系统的功能要求

5.2.3.1保护范围及分区

直流保护的范围应覆盖换流变压器阀侧交流引线、阀厅、直流开关场和直流线路。直流保护必须对

保护区域的所有相关的直流设备进行保护。直流保护宜按照下述分区进行功能配置：

a)阀侧连接线保护区：包括联接变阀侧CT至连接线阀侧CT之间的所有设备；

b)换流器保护区：包括连接线阀侧CT至直流线路出口CT之间的所有设备；

c)直流线路保护区：包括海上站直流线路出口CT和陆上站直流线路出口CT之间的所有设备。

直流保护分区图如图1所示。

阀侧连接线保护区换流器保护区直流线路

保护区

直流线路出口CT

联接变阀侧CT连接线阀侧CT

Ibp2Idp

Q11

Ivt1

Is11Ivc12Ivc11

Q12Q1Q11Iabp1T1

CUdpQ21Q22Ial1

Ibp1Iabp2

Q24Q23Q22Q21T2

US1T11IS10

Iat1Q21Q23

Ignd1

Uv

联接变阀侧CTIbn1

连接线阀侧CTQ22

直流线路出口CT

Is21Ivt2Ivc22Ivc21T1

Q14Q2Q13C

Ibn2Idn

Iabn1T2Q24Q11

Q27Q26Q25

US2T12IS20Iat2

UdnQ21Q22

Ignd2Iabn2Ial2

（a）海上换流站

阀侧连接线保护区换流器保护区直流线路

保护区

直流线路出口CT

Ibp2IDPIDL1Q11

T1

CQ22UdpUdl1Q21Q23

Ibp1

T2

Q13

Q25

IabpIadpIAL1

Idch1

连接线阀侧CTQ27

CT1CT2

Is1Q21Q22IVC

Q11Q1Q2Q12Q11Q21DCChopper

Q28

Q21Q22Q23Q24IVR

Is0Uv

T1Q12Idch2

UsQ23

联接变IRQ26

IATIABIbn1

IGND阀侧CT

IRGNDT1Q14

C

Ivt1Ibn2IDNIDL2

T2Q12

Ivt0Q22UdnUdl2Q22Q24

IabnIadnIAL2

（b）陆上换流站

图1直流保护分区示意图

5.2.3.2保护功能配置

可根据工程需求配置如下保护功能：

a)阀侧连接线保护区

阀侧连接线保护区宜包括但不限于：

1)阀侧连接线差动保护；

2)阀侧连接线过流保护；

3)换流变阀侧零序过压保护；

4)启动电阻过负荷保护；

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5)启动电阻过流保护；

6)接地电抗过负荷保护；

7)接地电抗过流保护；

8)接地电阻过负荷保护；

9)接地电阻过流保护；

10)交流系统过压保护；

11)交流系统低压保护。

b)换流器保护区

换流器保护区宜包括但不限于：

1)换流器引线差动保护；

2)桥臂差动保护；

3)桥臂过流保护；

4)桥臂电抗器差动保护；

5)高频谐波保护；

6)桥臂电抗器过负荷保护；

7)谐波畸变率保护。

c)极保护区

极保护区宜包括但不限于：

1)换流器差动保护；

2)直流低电压保护；

3)直流过电压保护；

4)直流电压不平衡保护；

5)直流母线差动保护；

6)耗能支路差动保护（陆上站）；

7)耗能支路过流保护（陆上站）；

d)直流线路保护区

直流线路保护区宜包括但不限于：

1)行波保护；

2)电压突变量保护；

3)欠压过流保护；

4)线路纵差保护。

5.2.4保护动作行为

5.2.4.1报警ALARM

对于不影响正常运行的故障的首要反应措施是通过报警来告知运行人员出现问题，但系统仍然保持

在正常运行状态。

5.2.4.2闭锁换流器BLOCK

向阀控发送闭锁信号，使所有换流阀立即关断。

5.2.4.3交流断路器跳闸ACB_TRIP

跳开换流变交流断路器开关，中断交流电网和换流站的连接，防止交流系统向故障点注入电流。

5.2.4.4交流断路器锁定ACB_LOCK

在发送交流断路器跳闸命令的同时，需要发送锁定信号来闭锁断路器，防止运行人员在找到故障原

因前操作开关导致误闭合。锁定命令和解锁命令也可以由运行人员手动发出。

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5.2.4.5启动交流断路器失灵ACB_FAIL

在跳闸信号发送到交流断路器的同时，发送启动交流断路器失灵保护的信号。如果本极交流断路器

在一定时间内没有正常动作，交流断路器失灵保护进行重跳闸或跳开下一级交流断路器。

5.2.4.6开通晶闸管THY_ON

在桥臂差动保护动作或检测到双极短路故障时，发送给阀控系统晶闸管开通信号，以防止换流阀

IGBT上并联二极管损坏。

5.2.5保护系统的性能要求

5.2.5.1稳定性

保护设备的稳定性要求应满足GB/T35745—2017中5.2.3.2.3的相关要求。

5.2.5.2动作精度

保护设备的动作精度要求应满足GB/T35745—2017中5.2.3.2.5的相关要求。

5.3接口与通信

5.3.1直流控制保护系统的接口

5.3.1.1直流控制系统与阀控系统的接口

直流控制系统与阀控系统均按照A/B套冗余配置，且直流控制A套与阀控A套宜采用光纤直连，

不采用交叉冗余方式。具体的接口信号和所用通信协议在设计阶段确定。

5.3.1.2直流控制系统与阀冷控制系统的接口

直流控制系统与阀冷控制系统的连接应采用交叉冗余方式。系统之间传递的重要开关量宜采用光调

制信号，事件报文采用标准通信协议上送。

5.3.1.3直流控制系统与耗能装置控制系统的接口

直流控制系统与直流耗能装置控制系统的连接应采用交叉冗余方式，二者通讯宜采用标准的IEC

60044-8标准协议。

5.3.1.4直流控制保护系统与测量系统的接口

直流控制保护主机与各自的测量系统之间应具备标准的数字通信接口或模拟式互感器接口，按照工

程设计要求的测点位置、互感器类型和数量配置。接口的抗干扰能力和测量精度应满足系统设计的要求。

5.3.1.5直流控制保护系统与站内其他二次设备的接口

直流控制保护系统应按照系统设计的要求，配置与系统安全稳定控制装置及站内其他二次设备的接

口，接口建议采用光纤形式，可根据工程要求和具体设备情况采用国际或国家标准协议通信。

5.3.1.6直流控制系统与交直流一次系统的接口

换流站控制保护系统通过现场I/O层设备、测量单元以及交流保护装置自身的输入输出回路等实现

与交流场一次系统的接口。冗余控制保护的各重设备与交直流一次系统的接口应相互独立。输入接口应

具备抗干扰能力和信号的去抖动功能，正确反映一次设备状态；输出接口应考虑其初始输出电平的影响，

避免初始化期间错误的电平输出对一次回路的误操作。

5.3.2直流控制保护系统的内部通信

站内通信的网络和总线应采用双重化冗余设计，冗余网络之间应避免相互影响，满足网络的安全性、

控制实时性和可扩展性要求。

远方监控通信层设备、运行人员控制层设备与直流控制保护层设备之间采用站级局域网(站LAN网)

通信，单个设备均应配置两路网络接口分别与双重化的站LAN网连接。

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对于柔性直流系统的双重化控制主机之间应通过标准的网络总线或高速控制总线进行通信，热备用

系统实时跟随主控系统。双重化控制主机之间应具备切换逻辑的接口，实现系统无扰切换功能，宜采用

光纤接口。

不同控制主机之间、控制与保护设备之间的通信可根据实时性要求同时具备快速和慢速两种通信通

道。用于设备之间实时配合的通信应采用高速控制总线或并行硬件接口，慢速的状态信息交换可通过站

LAN网或现场总线进行。当采用并行接口时，采取电气隔离措施。

5.3.3远动通信系统与远方监控中心通信

远动通信系统与远方监控中心的通信宜采用数据网通信方式。

5.3.4站间通信

站间通信用于在两个换流站控制保护设备之间传送控制和保护信息，实现控制保护的配合。直流控

制和直流保护宜配置独立的站间通信通道。

6直流耗能装置控制保护设备技术要求

6.1一般要求

陆上交流电网故障情况下，海上风电柔性直流送出系统可通过配置直流耗能装置泄放盈余功率，实

现交流故障穿越。

直流耗能装置的控制保护设备能实现对耗能装置耗能子模块的启动、触发、监视、均压、保护等功

能。

当海上风电送出系统陆上站交流电网发生故障时，盈余功率无法送出，导致直流电压升高。直流耗

能装置的控制保护设备通过实时检测直流母线电压（或柔直换流器子模块电容平均电压）来判断是否应

将耗能装置投入，对盈余功率进行泄放。当直流母线电压（或柔直换流器子模块电容平均电压）超过耗

能装置所设定的动作电压时，耗能装置投入；当直流母线电压（或柔直换流器子模块电容平均电压）小

于所设定的退出电压时，耗能装置退出。

6.2控制设备要求

6.2.1总体要求

直流耗能装置控制设备的每个环节应采用可靠冗余配置。

6.2.2控制设备的功能要求

6.2.2.1启停控制

海上风电柔性直流送出系统启动过程中，同时对直流耗能装置耗能子模块电容进行充电，陆上换流

站充电解锁完成后，直流电压完成建立，直流耗能装置也随之完成对耗能子模块电容的充电，进入热备

用状态。整个充电过程，耗能子模块电容电压保持一致性，不会出现电压发散的情况，具有长期启动等

待能力。

陆上换流站停机时耗能装置也退出热备用状态，进入停运流程。停运过程中，直流耗能装置将维持

耗能子模块均压操作，同时等待耗能子模块的电压随着直流电压一同下降，直至最终直流耗能装置子模

块能量释放完毕，装置停运。

6.2.2.2运行状态控制

直流耗能装置在完成启动后，当海上风电送出系统运行正常不需要泄放盈余功率时，装置处于热备

用状态。在热备用状态下，耗能电阻两端电压为零，不进行功率泄放。

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当海上风电送出系统陆上站交流电网发生故障需要泄放盈余功率时，装置处于耗能状态。在耗能状

态下，直流电压直接施加在耗能电阻上进行盈余功率泄放。

在耗能状态下，若耗能电阻投入持续时间达到设定值，或系统交流故障已恢复，退出耗能状态。

耗能装置本体故障或耗能电阻冷却中，当前时刻不可进行盈余功率泄放，耗能装置处于不可用状态。

6.2.3控制系统的性能要求

6.2.3.1稳态性能要求

在规定的直流系统电压变化范围内，直流耗能装置控制系统应具有保证耗能阀稳定运行，以及正常

控制耗能电阻投退、完成功率泄放的能力；控制系统不应发生拒动和误动操作，在直流系统中激发振荡。

6.2.3.2动态性能要求

a)直流耗能装置投入过程中不应给其他设备引入额外的谐波电流。

b)故障清除后，耗能装置应能迅速可靠退出，不能出现故障清除后耗能装置无法退出或反复投退

的情况，且直流耗能装置退出后直流电压能够平滑过渡到稳定状态。

6.2.3.3自诊断和主从切换

控制设备的自诊断覆盖率应达到100%，即自诊断功能应能覆盖从测量二次线圈开始的完整的测量

回路，信号输入、输出回路，通信回路，主机和所有相关设备，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。

主从切换要求如下：

a)控制系统应为冗余的双重化系统，任意时刻只有主控制系统处于值班状态，而从控制系统处于

备用状态；

a)双重化的控制系统之间应可以自动进行主从切换，在任何时候值班的主控制系统总是双重化系

统中较为完好的一套系统；

b)切换过程应平稳、快速，且不应影响直流耗能装置正常运行和造成相关保护误动作。

6.3保护系统要求

6.3.1保护范围

直流耗能装置应配置完整的保护系统，应能对所在区域内的所有设备进行保护，这些设备包含耗能

阀、限流电抗器、耗能电阻和直流穿墙套管等。

6.3.2保护系统的功能要求

6.3.2.1总体要求

保护系统总体功能要求如下：

a)在故障情况下，直流耗能保护系统应尽可能的通过改变控制策略或者移除最少的故障元件，使

得故障对于系统和设备的影响最小；

b)直流耗能保护系统应从配置和功能上考虑防止拒动和误动的措施；

c)直流耗能保护系统应具有完整的自监测功能；

d)直流耗能保护系统应配置顺序事件记录功能、保护主机或相应装置应能将直流耗能保护系统产

生的故障录波、动作报文等信息通过LAN网上传至控制保护及故障信息管理子站；

e)保护应采取完全双重化或三取二的冗余配置方案，以保证其可靠性。

6.3.2.2过流保护

过流保护是控制保护设备采集耗能支路电流，判断其是否达到保护整定值，当达到保护整定值后，

保护系统将闭锁耗能阀，并向直流控制保护传送跳闸请求命令。过电流保护主要针对在电阻闪络故障下，

保护装置的安全。

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6.3.2.3耗能阀超限保护

耗能阀超限保护是控制保护设备判断故障耗能阀个数是否超过最大允许故障数整定值，当达到保护

整定值后，保护系统将闭锁耗能阀，并向直流输电控制保护系统传送跳闸请求命令。

6.3.2.4耗能阀故障保护

耗能阀故障保护是指单个耗能阀的故障保护，故障类型包括不限于：耗能阀电容电压过压故障、电

容电压欠压故障、高压电源故障、驱动故障、与控制保护设备通信故障、旁路开关故障。故障发生后，

耗能阀可自旁路或由控制保护下发旁路指令。

6.3.3保护动作行为

保护应至少具备如下动作行为：

a)报警：对于不影响正常运行的故障，通过报警来告知运行人员出现问题；

b)控制系统切换：控制系统本身的问题可能会导致电压、电流等电气量的异常并引起保护的动作，

因此有些保护动作后应请求控制系统切换；

c)耗能阀闭锁：发送闭锁信号给耗能阀；

d)耗能支路隔离：跳开耗能支路两侧隔离开关，耗能支路所有接地开关闭合，完成耗能支路可靠

隔离；

e)柔性直流换流阀闭锁：

f)陆上站交流断路器跳闸：跳开陆上站交流断路器，中断交流电网和柔性直流送出系统的连接；

6.3.4保护系统的性能要求

直流耗能装置保护的动作准确度和延时时间应满足DL/T478—2013中4.3的相关要求。

6.4接口与通信

控制保护设备宜提供与换流站内下列设备的接口功能：

a)控制保护设备应接收站同步时钟系统发出的IRIG-B（DC）码、脉冲对时信号或网络对时信号；

b)控制保护设备应提供至少两个与运行人员控制系统的网络接口，以及至少一个与保护故障信息

系统的网络接口；

c)控制保护设备与柔性直流控制设备之间应配置高速通信接口,以实现控制与保护之间的配合；

d)控制保护设备与其测量设备和I/O层设备之间宜具备通信接口，实现数据采集和保护动作输出

功能；

6.4.1直流耗能控制保护设备与柔性直流控制保护设备接口

直流耗能控制保护设备与柔性直流控制保护设备宜采用交叉冗余通信。

直流耗能控制设备和柔性直流控制保护设备之间的连接宜采用光纤连接方式，数据传输协议可采用

IEC60044-8协议。

6.4.2直流耗能控制保护设备与阀控设备接口（如有）

直流耗能控制保护设备与柔性阀控设备宜采用交叉冗余通信。

直流耗能控制设备和阀控设备之间的连接宜采用光纤连接方式，数据传输协议可采用IEC60044-8

协议。

6.4.3直流耗能控制保护设备与测量设备接口

直流控制保护设备主机与各自的测量设备之间应具备标准的数字通信接口或模拟式互感器接口，按

照工程设计要求的测点位置、互感器类型和数量配置。接口的抗干扰能力和测量精度应满足系统设计的

要求。数字标准接口宜采用GB/T20840.8通信协议。

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6.4.4直流耗能控制保护设备与交直流一次设备接口

直流耗能控制保护系统通过现场I/O层设备、测量单元等实现与交直流一次设备的接口。冗余控制

保护的各重设备与交直流一次设备的接口应互相独立。

开关量输入输出接口应保证直流耗能控制保护设备与一次设备之间的电气隔离。输入接口应具备抗

干扰能力和信号的去抖动功能，正确反映一次设备的状态。输出接口应考虑其初始输出电平的影响，避

免初始化期间错误的电平输出导致一次回路的误操作。

7控制保护设备试验要求

7.1一般要求

设备的试验分为：型式试验、出厂试验和现场试验。试验条件应符合DL/T478—2013中4.1.2、4.1.3

的规定。

7.2型式试验

7.2.1条件

有下列情况之一时，设备应进行型式检验：

a)新产品研发及定型前；

b)产品正式投产后如遇设计、工艺、材料、元器件有较大改变，经评估影响装置性能或安全性时；

c)当装置软件有较大改动时，应进行相关的功能试验或模拟试验。

7.2.2内容

控制保护系统装置的型式试验应至少包括：

a)设备的结构和外观检查；

b)气候环境试验；

c)绝缘性能试验；

d)电磁兼容性能试验；

e)机械性能试验；

f)安全性能试验；

g)连续通电试验；

h)上电自检功能试验；

i)控制功能试验；

j)保护功能试验；

k)通信功能试验；

l)盐雾腐蚀试验。

7.3出厂试验

出厂试验指出厂的每一装置需进行的试验，目的在于检验制造中的缺陷和对某些电器元件进行参数

整定。通常应包括：

a)设备的结构和外观检查；

b)绝缘性能试验；

c)连续通电试验。

d)上电自检功能试验；

e)控制功能试验；

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f)保护功能试验；

g)通信功能试验。

7.4现场试验

现场试验的主要目的是装置在安装现场投运前所需进行的试验。试验的目的是检验装置在运输和安

装中是否受到损伤，装置的功能、性能是否满足工程设计要求。通常宜包括：

a)设备的结构和外观检查；

b)保护功能试验；

c)通信功能试验；

8控制保护设备的标志、包装、运输和贮存

8.1标志

8.1.1每台装置应在显著部位设置持久明确的标志和铭牌

其内容宜包括GB/T35745—2017中7.1.1所列部分。

8.1.2包装箱上应用不易洗刷或脱落的涂料

包装箱上应用不易洗刷或脱落的涂料作如下标志：

a)发货厂名、产品型号、名称；

b)收货单位名称、地址、到站；

c)包装箱外形尺寸及毛重；

d)“防潮”、“向上”、“小心轻放”等标志。

8.1.3应明示产品执行的标准

8.1.4标志应符合GB/T191—2008的规定

8.2包装

8.2.1产品包装前的检查

产品包装前的检查内容如下：

a)产品的附件、备品、合格证和有关技术文件是否齐备；

b)产品外观有无损坏；

c)产品表面有无灰尘。

8.2.2包装的一般要求

包装的一般要求如下：

a)装置包装时应用塑料制品作为内包装，周围用防震材料垫实放于外包装箱内；

b)包装箱应按照装箱文件及资料清单、装箱清单如数装箱；随同装置出厂的合格证和有关技术文

件应装入防潮文件袋中，再放入包装箱内。

8.3运输

装置的运输应适用于陆运、空运、水运（海运），运输装卸应按包装箱的标志进行操作，应满足

DL/T478—2013中4.1.4规定的环境条件。

8.4贮存

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贮存装置的场所应干燥、清洁、空气流通，并能防止各种有害气体的侵入，严禁与有腐蚀作用的物

品存放在同一场所。包装好的装置应保存在符合DL/T478—2013中4.1.3规定的环境条件中。

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目次

前言..............................................................................I

1范围................................................................................1

2规范性引用文件......................................................................1

3术语和定义..........................................................................1

4控制保护设备通用技术要求............................................................2

5直流控制保护设备技术要求............................................................3

6直流耗能装置控制保护设备技术要求....................................................9

7控制保护设备试验...................................................................12

8控制保护设备的标志、包装、运输和贮存...............................................13

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海上风电柔性直流送出系统控制保护设备技术规范

1范围

本文件规定了海上风电柔性直流送出系统直流控制保护设备和直流耗能