GB T 50703-2011 电力系统安全自动装置设计规范.pdf
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1、UDC 中华人民共和国国家标准(;B P GB/T 50703 - 2011 电力系统安全自动装置设计规范Code for design of automaticity equipment for power system security 伊弯息:王伊2011 - 07 -26发布2012 - 06 -01实施叶一一兀J一价口亏一书一一一定统一中华人民共和国住房和城乡建设部联合发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中华人民共和国国家标准电力系统安全自动装置设计规范Code for design of automaticity equipment for power system secu
2、rity GB/T 50703 - 2,011 主编部门:中国电力企业联合会批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部施行日期:20 1 2 年6 月1 日中国计划出版社2011北京中华人民共和国国家标准电力系统安全自动装置设计规范GB/T 50703-2011 会中国计划出版社出版(地址:北京市西城区木樨地北里甲11号国宏大厦C座4层)(邮政编码:100038电话:6390643363906381) 新华书店北京发行所发行北京世知印务有限公司印刷850 X 1168毫米1/32 1. 5印张32千字2012年4月第l版2012年4月第1次印刷印数1一20100册*: 统一书号:1580177
3、752 定价:12.00元中华人民共和国住房和城乡建设部公告第1102号关于发布国家标准电力系统安全自动装置设计规范的公告现批准电力系统安全自动装置设计规范为国家标准,编号为GB/T50703 2011 ,自2012年6月1日起实施。本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。中华人民共和国住房和城乡建设部二0一一年七月二十六日前言本规范是根据原建设部关于印发(2007年工程建设标准规范制订、修订计划(第二批)的通知)(建标(2007J126号)的要求。由中国电力工程顾问集团东北电力设计院会同有关单位编制完成的。本规范共分5章,主要内容包括:总则、术语、电力系统安全稳定计算分析原则、
4、安全自动装置的主要控制措施和安全自动装置的配置。本规范由住房和城乡建设部负责管理,由中国电力企业联合会负责日常管理,由中国电力工程顾问集团东北电力设计院负责具体技术内容的解释。本规范在执行过程中,如发现需要修改和补充之处,请将意见和建议寄送中国电力工程顾问集团东北电力设计院(地址:长春市人民大街4368号,邮政编码:130021),以供今后修订时参考。本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:主编单位:中国电力工程顾问集团东北电力设计院参编单位:中国电力工程顾问集团中南电力设计院主要起草人:吴晓蓉王颖王建华马进霞谭永才季月辉主要审查人:陈志蓉高淘徐磊刘汉伟马怡晴余小平梅勇张志鹏赵萌杨立
5、田郑开琦蔡小玲韩笠朱洪波孙光辉日次1总则(1 ) 2术语(2 ) 3 电力系统安全稳定计算分析原则、(4 ) 3.1 稳定计算水平年(4 ) 3.2 稳定计算运行方式(4 ) 3. 3 稳定计算故障类型(4 ) 3.4 稳定计算模型及参数(6 ) 3.5 稳定计算故障切除时间及自动装置动作时间( 7 ) 3. 6 稳定计算分析内容(8 ) 3.7 稳定判据( 9 ) 4 安全自动装置的主要控制措施.气(10)4.1 切除发电机门0)4.2 集中切负荷(1 0) 4.3 元功补偿装置的控制(10)4.4 电力系统解列及备用电源投入门0)4.5 直流控制u 5 安全自动装置的配置u 5.1 安全自
6、动装置的配置原则(1 2 ) 5.2 安全自动装置配置(13) 5.3 安全自动装置对通道及二次回路的要求(14) 本规范用词说明(17)引用标准名录(18) 附:条文说明(1 9 ) 1 :J Contents 1 总AHHJ 旧只1 General provisions ( 1 ) 2 Terms ( 2 ) 3 Study guide for security and stability of power system ( 4 ) 3. 1 The study horizon ( 4 ) 3. 2 The system operatio且modes( 4 ) 3.3 Contingenc
7、y category . ( 4 ) 3. 4 Dynamic models and parameters ( 6 ) 3. 5 Fault clearing time and automoation response time ( 7 ) 3. 6 Study contents ( 8 ) 3.7 Criteria of stability ( 9 ) 4 Major control measures of security automaticdevices (1 0) 4. 1 Generation shedding (1 0) 4. 2 Lump load shedding (1 0)
8、1. 0.1 为在设计中贯彻国家技术经济政策,保证电力系统安全自动装置的设计达到安全可靠、技术先进和经济合理,制定本规范。1. O. 2 本规范适用于35kV及以上电压等级的电力系统安全自动装置设计,低电压等级(10kV及以下)的电力系统安全自动装置设计也可执行本规范。1. O. 3 电力系统安全自动装置设计陈应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。4. 3 Control of series compensation and shunt compensation (1 0) 4. 4 System splitting and switching in the backup gener
9、ation (10) 4. 5 Dc control (1 1 ) 5 Configuration of security automatic devices (1 2 ) 5. 1 Configuration principles of security automatic devices (1 2 ) 5.2 Configurations of security automatic devices (1 3 ) 5. 3 Requirements for channel and secondary circuit of security automatic devices (1 4 ) E
10、xplanation of wording in this code (1 7) List of quoted standards . (1 8) Addition: Explanation of provisions (1 9 ) 2 1 2术语2.0.1 安全自动装置security automatic devices of power system 防止电力系统失去稳定性和避免电力系统发生大面积停电事故的自动保护装置。如输电线路自动重合闸装置、安全稳定控制装置、自动解列装置、自动低频减负荷装置和自动低电压减负荷装置等。2.0.2 安全稳定控制装置security and stabilit
11、y control de-vices of power system 为保证电力系统在遇到电力系统安全稳定导则)DL755规,定的第二级安全稳定标准的大扰动时的稳定性而在电厂或变电站(换流站)内装设的自动控制设备,实现切机、切负荷、快速减出力、直流功率紧急提升或回降等功能,是确保电力系统安全稳定的第二道防线的重要设施。主要由输入、输出、通信、测量、故障判别、控制策略等部分组成。2.0.3 安全稳定控制系统security and stability control sys-tem 由两个及以上厂站的安全稳定控制装置通过通信设备联络构成的系统,实现区域或更大范围的电力系统的稳定控制,宜分为控制主
12、站、子站、执行站。2.0.4 自动解列装置automatic splitting devices of power system 针对电力系统失步振荡、频率崩横或电压崩溃的情况,在预先安排的适当地点有计划地自动将电力系统解开,或将电厂与连带的适当负荷自动与主系统断开,以平息振荡或防止事故扩大的自动装置。依系统发生的事故性质,按不同的使用条件和安装地点,自动解列装置可分为失步解列装置、频率解列装置和低电压解列装置。2.0.5 低频低压减负荷装置low-freqency or under-voltage shedding load devices 自动低频减负荷装置是指在电力系统发生事故出现功率缺
13、额引起频率急剧大l幅度下降时,自动切除部分用电负荷使频率迅速恢复到允许范围内,以避免频率崩溃的自动装置;自动低压减负荷装置是指为防止事故后或负荷上涨超过预测值,因元功缺额引发电压崩愤事故,自动切除部分负荷,使运行电压恢复到允许范围内的自动装置。同时具备自动低频减负荷和自动低压减负荷功能的装置称为低频低压减负荷装置。2.0.6 在线稳定控制系统on-line stability control system 由设置在调度端或枢纽控制站的在线稳控决策主站及广站端的稳控装置通过通信通道构成的系统。系统可实时采集电力系统运行方式信息、在线跟踪电网变化、进行动态安全分析、实现在线暂态安全一体化定量评估并
14、制定相应的预防控制措施和紧急控制措施。2.0.7 自动重合闸a u to-reclose 架空线路或母线因故断开后,被断开的断路器经预定短时延而自动合闸,使断开的电力元件重新带电;如果故障未消除,则由保护装置动作将断路器再次断开的自动操作循环。主要分为三相重合闸、单相重合闹。2.0.8 事故扰动disturbance 电力系统由于短路或系统元件非计划切除而造成的突然巨大的和实质性的状态变化称为事故扰动。2.0.9 连接和断面connection and section 连接是联系电力系统两个部分的电网元件(输电线、变压器等)的组合。中间发电厂和负荷枢纽点也可包括在连接概念中。断面是一个或数个连
15、接元件,将其断开后电力系统分为两个独立部分。 3 3 电力系统安全稳定计算分析原则3. 1 稳定计算水平年3. 1. 1 安全稳定计算分析所选取的设计水平年主要应为工程投产年;若工程分期投产,则还应包括过渡年。3. 1. 2 用于计算的电网结构应与设计水平年相对应。3. 1. 3 计算负荷应与设计水平年相对应。当负荷增长对系统稳定影响显著时,宜进行负荷对系统稳定影响的敏感性分析。3.2 稳定计算运行方式3.2.1 稳定计算中应针对具体校验对象(线路、母线、主变等),选择对安全稳定最不利的方式进行安全稳定校验。3.2.2 稳定计算可选择下列运行方式:1 正常运行方式:包括计划检修运行方式和按照负
16、荷曲线以及季节变化出现的水电大发、火电大发、风电多发、最大或最小负荷、最小开机和抽水蓄能运行工况等可能出现的运行方式。2 事故后运行方式:电力系统事故消除后,在恢复到正常运行方式前所出现的短期稳态运行方式。3 特殊运行方式:大型发电机组、主干线路、大容量变压器、直流单极、串联补偿等设备检修、区域间交换功率变化等对系统安全稳定运行影响较为严重的方式。3.3 稳定计算故障类型3.3.1 稳定计算应考虑在对稳定最不利地点发生金属性短路故障。3.3.2 故障属于电力系统遭受的大事故扰动,按严重程度和出现概率大扰功可分为表3.3.2所列的类型。表3.3.2事故扰动类型类型事故扰动备注(1)任何线路发生单
17、相瞬时接地故障重正常运行方式下电力系统受合闸成功;到I类扰动后,继电保护、断路(2)同级电压的双回或多回线和环网,任器及重合闸正确动作,不应采一回线单相永久故障重合不成功及元故取稳定控制措施,应保持电力障三相断开不重合;系统稳定运行和电网的正常供I类(3)同级电压的双团或多回线和环网,任电,其他元件不应超过规定的(单一轻微回线三相故障断开不重合,事故过负荷能力,不发生连锁(4)任-台发电机组跳闸或失磁;跳闸。但对于发电厂的交流送故障)(5)受端系统任一台变压器故障退出出线路三相故障、发电厂的直运行;流送出线路单极故障、两级电(6)任大负荷突然变化;压的电磁环网中单囚高一级电(7)任回交流联络线
18、故障或无故障断压线路故障或无故障断开,必开不重合5要时可采用切机或快速降低发(8)直流输电系统单极故障电机组出力的措施(1)单回线路单相永久接地故障重合不成功及元故障三相断开不重合;正常运行方式下电力系统受E类(2)任-段母线故障;到E类扰动后,继电保护、断路(单一严重(3)同杆并架双回线的异名两相同时发器及重合闸正确动作,应能保故障)生单相接地故障重合不成功,双回线三持稳定运行,必要时可采取切相同时跳开;机和切负荷等稳定控制措施(4)直流输电系统双极故障(1)故障时开关拒动,当电力系统受到E类事故扰(2)故障时继电保护、自动装置误动或动时,应采取措施,防止系统崩E类拒动;渍,避免造成长时间大
19、面积停(多重严重(3)自动调节装置失灵;电和对最重要用户(包括厂用故障)(4)多重故障;电)的灾害性停电,使负荷损失(5)失去大容量发电厂;尽可能减少到最小,电力系统( 6)其他偶然因素应尽快恢复正常运行特殊故障(1)同一走廊的双回及以上线路中的任应采取措施保证电力系统稳类型意两国线同时元故障或者故障断开,导定运行和对重要负荷的正常供致两囚线路退出运行电,其他线路不发生连锁跳闸续表33.2类型事故扰动备汪、( 2)线路(变压器发生单相永久故障在电力系统中出现高一级电压的初期,允许采取切机措施在电力系统中出现高一级电特殊故障(3)线路(变压器)发生兰相短路故障压的初期,允许采取切机和切类型负荷措
20、施,保证电力系统的稳定运行(4)任一线路、母线主保护停运时,发生应采取措施保证电力系统的|单相永久接地故障稳定运行.3.3.3 安全稳定分析计算的故障类型应选择表3.3.2所列的I类和E类故障,需要时可对表3.3.2所列的皿类故障进行分析。3.4 稳定计算模型及参数3.4.1 同步发电机及控制系统模型及参数应按下列规定进行选择:1 同步发电机宜采用次暂态电势变化的详细模型;2 对于能提供实测模型及参数的同步发电机,均应采用实测模型和实测参数;3 对于不能提供实测模型及参数的同步发电机,可采用典型模型和典型参数;4 原动机及调速系统的参数原则上应采用实测参数,不能提供时可采用制造厂家提供的参数;
21、5 在规划设计阶段或元完整参数时,较大容量同步发电机可参考已投运的相同厂家相同容量机组的模型及参数。3.4.2 常用的风力机组模型有鼠笼异步风电机组、双反馈式异步风电机组和直接驱动式同步风电机组,应根据实际选择相应模型。3.4.3 负荷模型和参数应根据地区电网实际负荷特性和所使用的程序确定,并应符合下列规定:1 综合负荷的模型可用静态电压和频率的指数函数并选用恰当的指数代表。2 比较集中的大容量电动机负荷的模型,可在相应的llOkV($6kV)高压母线用-等价感应电动机负荷与并联的静态负荷表示。3 在规划设计阶段,负荷可用与所在地区相同特性的负荷模型或者恒定阻抗模型。4 进行动态稳定分析时,应
22、采用详细模型。3.4.4 其他设备参数应按下列规定进行选择:1 现有设备应采用实际参数;2 新建设备宜采用设计参数;3 在规划设计阶段或无完整参数时,可按同类型设备典型参数考虑。3.5 稳定计算故障切除时间及自动装置动作时间3.5.1 稳定计算中的故障切除时间应包括断路器全断开和继电保护动作(故障开始到发出跳闸脉冲)的时间。线路、主变、母线、直流系统故障的切除时间宜按表3.5.1的规定执行。表3.5.1线路、主变、母线、直流系统故障切除时间故障元件电压等级及传输容量故障切除时间500kV或750kV近故障端0.098,远故障端。.18 线路故障220kV或330kV近故障端和远故障端均为0.1
23、281000kV 可采用与500kV线路相同主变故障高压侧、中压侧、低压侧宜米用相同电压等级线路近端故障切除时间母线故障220kV1000kV 宜采用相同电压等级线路近端故障切除时间直流系统故障传输容量750MW及以上0.068闭锁故障极,0.168切除滤波器3.5.2 重合闸时间为从故障切除后到断路器主断口重新合上的时间,应根据电网实际重合闸整定时间确定。 7 3.5.3 断路器失灵保护动作切除时间为元件保护或者母线保护动作时间、失灵保护整定延时和断路器跳闸时间的总和。元件保护或者母线保护动作时间与断路器跳闸时间的总和可参考表3.5.1所列的故障切除时间,失灵保护整定延时可按下列规定选择:1
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