GB T 26864-2011 电力系统继电保护产品动模试验.pdf
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1、ICS 29.120.50 K 45 远望中华人民共和国国家标准GB/T 26864-2011 电力系统继电保护产品动模试验The dynamic test of the power system protective products 2011-07-29发布2011-12-01实施暂且轨防伪/中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局中国国家标准化管理委员会发布GB/T 26864-2011 目次前言.皿1 范围.2 规范性引用文件3 动模试验系统基本要求3.1 模拟系统性能要求.3.2 故障模拟.3.3 失稳现象的模拟.2 3.4 其他要求.3.5 辅助工作电源4 模拟元件.2 4. 1 无
2、穷大电源24.2 交流线路-4. 3 发电厂及模拟发电机.4.4 变压器.4 4.5 并联电抗器.4 4.6 断路器4. 7 过渡电阻.4.8 串联补偿电容器-4. 9 电流互感器4. 10 电压互感器4.11 直流输电系统5 线路保护.8 5. 1 线路保护试验的典型接线方式及对模型的基本要求.8 5.2 线路保护产品的试验项目.6 母线保护产品.13 6. 1 母线保护试验的典型接线方式及对模型的基本要求6.2 母线保护产品的试验项目.14 7 变压器保护产品.四7.1 变压器保护试验的典型接线方式及对模型的基本要求.7.2 变压器保护产品的试验项目.17 8 并联电抗器保护产品.四8.
3、1 电抗器保护试验的典型接线及对模型的基本要求8.2 并联电抗器保护产品的试验项目.20 9 发电机保护及发电机变压器组保护产品.22 9. 1 发电机及发变组保护试验的典型接线方式及对模型的基本要求22GB/T 26864-2011 9.2 发变组保护产品的试验项目2310 直流输电系统保护.24 10. 1 动模试验典型接线方式.24 10.2 对模型的基本要求2510.3 换流变压器保护产品的试验2510.4 交流滤波器保护.26 E GB/T 26864-20门前言本标准按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本标准由中国电力企业联合会提出。本标准由全国量度继电器和保护设备标准化
4、技术委员会静态继电保护装置分标准化技术委员会(SAC/TC 154/SC 1)归口。本标准主要起草单位:中国电力科学研究院、南京南瑞继保电气有限公司、北京四方继保自动化股份有限公司、国电南自股份有限公司、许继电气股份有限公司。本标准主要起草人:沈晓凡、周春霞、方太勋、黄少锋、周泽昕、钟泽章、张克元。E GB/T 26864-2011 电力系统继电保护产品动模试验1 范围本标准规定了交流110kV及以上电压等级、100MW及以上发电机组的继电保护产品以及直流输电系统的换流变压器和交流谑波器保护产品动模试验的典型接线方式、故障模拟及对动态模拟试验系统(以下简称动模)的基本要求,作为交流110kV及
5、以上电压等级、100MW及以上发电机组的继电保护产品以及直流输电系统的保护产品进行电力系统动态模拟试验的依据。本标准适用于交流110kV及以上电压等级、100MW及以上发电机组的继电保护产品以及直流输电系统的保护产品动模试验。110kV以下电压等级及100MW以下发电机组的继电保护产品的动模试验可参照本标准。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有修改单)适用于本文件。GB/T 4703 电容式电压互感器(lEC60044-5: 2004 , MOD) GB/T 15145 输电线路保
6、护装置通用技术条件GB/T 16847 保护用电流互感器暂态特性技术要求CidtIEC 60044-6 :1 992) GB/T 20840. 7互感器第7部分:电子式电压互感器(lEC60044-7: 1999 , MOD) GB/T 20840.8互感器第8部分:电子式电流互感器(lEC60044-8: 2002 , MOD) GB/T 22390. 4 高压直流输电系统控制与保护设备第4部分:直流系统保护设备DL/T 670 微机母线保护装置通用技术条件DL/T 671 微机发电机变压器组保护装置通用技术条件DL/T 770 微机变压器保护装置通用技术条件3 动模试验系统基本要求3. 1
7、 模拟系统性能要求3. 1. 1 在所模拟的传输容量下,通人被试产品中的电流值与原型系统所通人的电流值相接近,其差值不大于10%。模拟系统接人被试产品的二次额定交流电压值应与原型系统接入的相同。3.1.2 电厂高压侧母线短路时的二次电流值(强励未起作用前)应与原型相差不超过20%。3. 1.3 通过模拟线路的短路电流二次值应与按模拟系统的实际参数所计算的数值相符合。3.1.4 如无特殊要求,模拟系统的最大短路电流值,可按被测原型系统最大的短路容量考虑。3. 1.5 接有并联电抗器的模拟线路,在全电压的情况下,将电源侧断路器断开后,在线路上的残余电压出现暂态低频分量,该电压衰减到零的时间不小于1
8、So 3.1.6 在模拟系统的接线方式和运行方式应具有代表性,除了能考核被试产品的一般技术性能外,还应能考核被试产品在边缘条件下的技术性能。3.2 故障模拟动态模拟系统应能:1 GB/T 26864-2011 a) 模拟不同类型的瞬时性及永久性故障;b) 应能模拟经过搜电阻的故障;c) 应能模拟经不同时间的发展性的故障;d) 应能控制故障初时时刻的合闸角。3.3 失稳现象的模拟3.3. 1 模拟线路输送功率在接近静态稳定极限的运行条件下(不超过电流互感器的额定值)进行系统操作(在电流或电压回路中不出现使被试产品负序和零序起动元件动作的负序与零序分量)使系统失稳,第一个振荡周期的振荡中心在被试产
9、品所在的线路上,自正常负荷电流上升到振荡电流最大值(第一个振荡周期内)的时间在O.5 s1. 5 s之间。3.3.2 在双回线模拟系统中,当其中一回线元故障断开或因故障断开后,系统出现失稳边缘情况,第一个振荡周期大于0.5So 3.3.3 在元故障的情况下单回线断开单相,使非全相运行期间出现失稳边缘情况,第一个振荡周期的时间大于0.5So 3.3.4 系统失稳后能恢复稳定运行,在恢复同步运行前的一个振荡周期大于1So 3.3.5 系统失稳后,各点频率出现偏离50Hz的现象,在振荡过程中,应能出现5Hz的频差,但允许长期振荡不能恢复同步运行,而以手动解列。3.4 其他要求3.4. 1 环境条件在
10、被试产品正常工作条件范围内。3.4.2 模拟断路器的操作把手和信号指示应与继电保护二次回路通常的设计相同。3.4.3 应具有供分析用的储存故障量和产品动作情况的微机型记录设备。3.4.4 应配备相量测量系统和时钟对时系统。3.4.5 应配备通道设备,以测试线路保护装置的通道适应性。3.4.6 宜配置电子式互感器及相关设备。3.5 辅助工作电源3.5. 1 直流工作电源应能提供足够容量的直流电源以满足被试二次设备正常运行的全部要求伊电压调整范围为一20%+15%。3.5.2 交流工作电源应能提供足够容量的交流电源以满足被试二次设备及辅助设备正常运行的全部要求。交流电源应能提供的电压为单相220V
11、,频率为50Hz,空载时的电压偏差为一15%+10%,波形为正弦,电压纹波系数不大于5%。4 模拟元件4. 1 无穷大电源无穷大电源在未接入模拟系统前,高压侧的谐波电压值应小于额定值的1.5%;三相短路时的二次电流最大值应达原型水平,单相短路时的零序回路3倍电流值应小于三相短路相电流值,短路电流中的非周期分量衰减时间常数不小于90ms(相当于短路阻抗角不小于880)。GB/T 26864-2011 元穷大电源三相应平衡,在未接人模拟系统前,在额定电压下的负序相电压分量应小于0.5V(二次值),在模拟线路末端三相短路时,负序相电流应小于相电流值的4%。4.2 交流线路4.2. 1 对交流线路的模
12、拟,应与各电压等级的原型线路相符。4.2.2 对所有模拟线路元件,在通过工频电流时,其电压与所通过的电流值成正比,即阻抗值恒定。4.2.3 对原型为100km及以上的模拟线路,应至少由5节以上的等值r回路组成,在模拟故障点不应装设线路电容的模拟电容器。100km以下的线路,可适当地减少等值r回路的节数,40km以下线路可不考虑装设模拟电容。在接入电流、电压互感器后各电压等级线路的模拟阻抗角应不小于表1中的要求。表1各电压等级线路模拟阻抗角要求L二三100km 60 km;4 80km #2机组,-气IJ /毛.i_f7飞_.i.|负荷的机组+ 气J-(). L 200 km 7 立干在图63/
13、2断路器接结试验系统图6. 1. 4 当模拟区内故障母线有电流流出的情况时,可使用图5和图6的接线图。在按图5接线试验时,将I、E母联及I、皿母联断开,11、皿母并联,# 1机组、#2机组退出工作,元穷大系统经I母、200 km线路向终端变电所供电,终端变电所另一回线运行在皿母,故障点在E母;在按图6接线试验时,模拟K点故障,将全部线路断路器断开,双串成环运行,并将元穷大电源直接接至母线上。6.1.5 图5、图6中对500kV及以上电压等级的接线可带电抗器;对220kV及以下电压等级的接线可不带电抗器。6. 1. 6 在模拟系统单机对无穷大电源振荡时,为使振荡中心在母线附近,可使用图5中虚线所
14、示的接线图。6.1.7 图5、图6中各设备的原型容量及线路参数应根据不同电压等级的情况模拟。13 GB/T 26864-2011 6.2 母线保护产品的试验项目6.2. 1 试验项目根据DL/T670的规定,母线保护产品应进行以下项目的动态模拟试验。6.2.2 保护区内外金属性故障模拟保护区内瞬时性金属性单相接地、两相短路接地、两相相间短路、三相短路以及三相短路接地故障。模拟保护区外瞬时性金属性单相接地、两相短路接地、两相相间短路、三相短路以及三相短路接地故障。6.2.3 动作时间根据DL/T670所规定的条件模拟瞬时性金属性单相接地、两相短路接地、两相相间短路、三相短路和三相短路接地故障,母
15、线保护产品的动作时间应符合DL/T670的要求。6.2.4 发展及转换性故障模拟同一母线由单相接地故障经不同时间发展成为两相接地或者三相接地短路故障;模拟区外故障经不同时间再相继发生区内同名相和异名相间单相接地故障的发展性故障;模拟区内一段母线与另一段母线之间的发展性故障及两段母线(双母线接线)同时故障,发展性故障的两次故障间隔时间为10 ms500 mso 6.2.5 区内外经过渡电阻短路模拟保护区内外经过渡电阻发生单相接地故障,过渡电阻可以调整,经最大电阻接地时,故障点故障电流应小于800A(一次值)。模拟经弧光电阻的两相短路接地、两相相间短路、三相短路和三相短路接地故障,故障中在弧光电阻
16、上的压降不大于额定电压的5%。6.2.6 断路器失灵模拟母联、分段、线路断路器在故障中因失灵而拒动。应正确跳开与故障断路器相邻的断路器。6.2.7 振荡中再故障动作行为考察模拟由于稳定破坏引起的系统振荡中,母线区内外发生各种类别的故障(振荡中心在母线附近,双母线接线用图5,3/2接线用图的。6.2.8 双母线接线方式倒闸操作过程中的故障模拟双母线接线方式在倒闸操作过程中(即同一出线的两隔离开关同时接通两段母线时)发生各种区内外故障。在旁路带路的倒闸操作过程中(旁母和所接母线同时带电时),模拟各种区内外故障。在隔离开关位置触点失灵时,模拟各种区内外故障。6.2.9 电流互感器饱和对保护功能影响模
17、拟区内外金属性故障和发展性故障,使单个电流互感器或多个电流互感器不同程度的暂态饱和. G/T 26864-20门(电流互感器的线性传变时间小于5ms)。模拟区外故障使故障支路电流互感器出现饱和后再转区内故障。6.2. 10 电流互感器断续在不同负荷情况下,模拟电流互感器二次回路单相、三相断线及断线后的区内外故障。6.2. 11 电压互感器断续在不同负荷情况下,模拟电压互感器二次回路单相、三相断线及断线后的区内外故障。6.2.12 空充母线和线路保护动作模拟由一段母线向另一段母线(或旁母)充电、由母线向空载线路充电、由母线向空载变压器充电、由一段母线向另一段或旁母)带故障母线或线路充电。6.2.
18、 13 在解列点解到和并罔模拟系统在解列点的解列和并网。6.2. 14 母联和分段断路器的非全相运行模拟母联和分段断路器非全相运行。6.2. 15 保护死区故障模拟母联或分段断路器在合位或分位时,在断路器与电流互感器之间故障。6.2. 16 在区内故障有电流流出母线依图6模拟区内故障有电流流出母线。6.2. 17 系统频率偏移使模拟系统分别运行在48Hz和52Hz,模拟保护区内外金属性单相接地、两相短路接地、两相相间短路、三相短路和三相短路接地故障。6.2. 18 特殊项目的试验a) 根据被试保护产品的有关技术说明确定相应的试验项目;b) 根据试验委托人的特殊要求确定相应的试验项目。7 变压器
19、保护产晶7. 1 变压器保护试验的典型接线方式及对模型的基本要求7.1.1110kV及220kV系统三绕组变压器典型接线方式如图7a)所示;330kV、500kV及750kV系统三电压等级自藕变典型接线方式如图7b)所示。对于500kV及以上变压器,低压侧应模拟套管电流互感器。15 GB/T 26864-2011 输电线路如却毛飞飞输电线路J斗b斗b?也快上TiT人a) 三绕组变压器模型型模器压藕Z向同Ja级士14I四AY人到阳U町图7三绕组及三电压等级自藕变压器典型接线方式7.1.2 lOookV特高压变压器系统自藕变典型接线方式如图8所示。7.1.3 变压器保护产品的动模试验应考虑电流互感
20、器变比不同的情况。1000 kV侧母线* 1000 kV侧母线* 1 L_ 低压侧开关TA3 . A相110 kV侧母线线母刷回-*V -关山-开3日山)删mM时-低lL_ 低压侧开关TA3 C相110kV侧母线图81 000 kV调压补偿变典型接线方式7. 1. 4 在模拟系统的高、中压两侧应有电源,电源可采用无穷大系统或发电机。变压器模型可通过长距离线路模型或直接与无穷大系统相连。该模型低压侧应接有有功负荷和元功负荷(无功负荷包括电GB/T 26864-20门容器和电抗器或调相机)。7. 1. 5 在模拟变压器出口或系统短路时,流过被试装置的最大电流应大于20倍的额定电流(即当电流互感器二
21、次额定电流为5A时应大于100A;当电流互感器二次额定电流为1A时,应大于20A)。7. 1. 6 变压器模型在空投时其涌流应足够大,三相中最大涌流峰值应不小于2倍额定电流峰值。7. 1. 7 系统模型的接线方式和运行方式应可方便的调整为最大运行方式或最小运行方式。7.2 变压器保护产品的试验项目7.2. 1 试验项目根据DL/T770的规定,变压器保护产品应进行以下项目的动态模拟试验。对于全套变压器保护的动模试验,应将差动保护和后备保护均接人系统并按要求进行整定,在考验差动保护的模拟试验时,故障持续时间应短,以保证后备保护不误动作。在1000kV系统中有/元调压补偿变均要满足系统要求。7.2
22、.2 变压器空投试验分别由高压侧和中压侧空投正常变压器至少10次。分别由高压倒和中压侧空投带故障的变压器(其故障类型有单相接地、两相短路、两相接地、三相短路及臣间短路等并适当考虑励磁涌流的影响),10kV系统中要从高中压侧空投到有臣间短路调压补偿变。7.2.3 动作时间根据DL/T770所规定的条件模拟瞬时性金属性单相接地、两相短路接地、两相相间短路、三相短路和三相短路接地故障,考核变压器保护产品的动作时间。变压器保护产品的动作时间应符合DL/T 770的要求。7.2.4 差动保护区内、外金属性故障在变压器满载及空载情况下,分别模拟以下各种故障:高压倒和中压倒区内金属性单相接地、两相接地、两相
23、短路、三相短路、三相短路接地故障,低压侧区内两相短路和三相短路故障等。在变压器满载及空载情况下,分别模拟高压侧和中压侧区外金属性故障z单相接地、两相接地、两相短路、三相短路、三相短路接地,低压倒区外两相短路和三相短路故障。7.2.5 变压器臣间短路在变压器满载及空载情况下,模拟高压侧绕组臣间短路。对于特高压变压器模拟调压变及补偿变的高压绕组臣间短路。7.2.6 经过渡电阻短路在变压器满载及空载的情况下,分别模拟高压侧及中压侧区内经过渡电阻的短路故障。7.2.7 发展性故障在变压器满载情况下,分别模拟高压侧及中压侧区外同一点发生不同故障类型的转换;如单相接地故障转换成两相短路接地,故障转换时间为
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