Q GDW 10548-2016 高压直流输电控制保护系统技术规范.pdf
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1、Q/GDW 10548 2016 代替 Q/GDW 548-2010 高压直流输电控制保护系统技术规范 Technical specification of HVDC control and protection system 2017 - 03 - 24发布 2017 - 03 - 24实施 国家电网公司 发 布ICS 29.120.50 Q/GDW 国 家 电 网 公 司 企 业 标 准 Q/GDW 10548 2016 I 目 次 前 言 II 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语和定义 2 4 总则 2 5 控制保护系统的结构与配置 3 6 运行人员控制系统 4 7 交、直流
2、站控系统 8 8 直流换流器 /极 /双极控制系统 11 9 直流保护 系统 26 10 远动通信系统 37 11 质量保证和试验 39 附录 A(资料性附录) 缩略语 45 附录 B(资料性附录) 换流站直流控制保护系统设备分层结构示意图 46 附录 C(规范性附录) 运行人员控制系统 控制 功能要求 47 附录 D(规范性附录) 人机接口及人机界面要求 54 附录 E(规范性附录) 直流控制保护系统接口要求 57 附录 F(资料性附录) 提高换流站直流控制保护系统 IO 稳定性措施 61 附录 G(规范性附录) 直流控制保护系统软件要求 67 附录 H(规范性附录) 直流控制保护系统自诊断
3、功能 68 附录 I(规范性附录) 交直流控制系统切换功能 70 附录 J(规范性附录) 换流站直流控制系统分层示意图 72 附录 K(资料性附录) 换流站直流控制 系统 功能配置及示意图 73 附录 L(资料性附录) 换流站直流控制保护系统故障录波量 98 附录 M(资料性附录) 换流站直 流控制保护系统系统试验项目 103 编制说明 115 Q/GDW 10548 2016 II 前 言 为规范 高压直流输电工程控制保护系统设计、监理及现场验收试验等工作 , 结合已经投运的直流输电工程控制保护系统运维经验,在 Q/GDW 548-2010 的 基础上 ,制定本标准 。 本标准代替 Q/GD
4、W 548-2010,与 Q/GDW 548-2010 相比,主要技术差异如下: “总则”章节 中条目重组 ,并新增网络风暴 内容 ; 增加特高压 直流控制保护系统技术 规范内容 ; 增加附录 B(资料性附录)换流站直流控制保护系统设备分层结构示意图 ; 增加 附录 C(规范性附录)运行人员控制系统控制功能要求 ; 增加 附录 D(规范性附录)人机接口及人机界面要求 ; 增加 附录 E(规范性附录)直流控制保护系统接口要求 ; 增加 附录 F(资料性附录)提高换流站直流控制保护系统 IO稳定性措施 ; 增加 附录 G(规范性附录)直流控制保护系统软件要求 ; 增加 附录 H(规范性附录)直流控
5、制保护系统自诊断功能 ; 增加 附录 I(规范性附录)交直流控制系统切换功能 ; 增加 附录 J(规范性附录)换流站直流控制系统分层示意图 ; 增加 附录 K(资料性附录)换流站直流控制系统功能 配置及示意图 ; 增加 附录 L(资料性附录)换流站直流控制保护系统故障录波量 ; 增加 附录 M(资料性附录)换流站直流控制保护系统系统试验项目。 本标准 由国家电网公司运检部提出并解释。 本标准 由国家电网公司科技部归口。 本标准 起草单位:南京南瑞继保电气有限公司 、 许继集团有限公司 、国网北京经济技术研究院、中国电力科学研究院 。 本标准 主要起草人: 张民、王永平、王杨正、郝俊芳、 邹强
6、、吕鹏飞、 张建锋 、 王俊生 、 叶周 、 张庆武 、蒲莹、谢国平。 本标准 2010年首次发布, 2016年 10月 第一次修订。Q/GDW 10548 2016 1 高压直流输电控制保护系 统技术规范 1 范围 本标准规定了 110kV及以上背靠背及长距离直流输电系统中直流控制保护系统的技术要求、体系结构、功能要求、质量保证、试验方法等。 本 标准 适用于 高压直流工程 。 本 标准 中提及的基本控制策略和控制方法也适用于特高压直流工程。 110kV以下直流输电系统可参照执行。 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
7、本 文件 。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/T 2900.49 电工术语 电力系统保护 GB/T 13498 高压直流输电术语 GB/T 13729 远动终端通用技术条件 GB/T 13730 2002 地区电网调度自动化系统 GB/T 17626.1 电磁兼容试验和测量技术抗扰度试验总论 GB/T 17626.2 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验 GB/T 17626.3 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T 17626.4 电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 GB/T 17626.5 电磁兼容试验和测
8、量技术浪涌(冲击)抗扰度试验 GB/T 17626.6 电 磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度 GB/T 17626.8 电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验 GB/T 17626.10 电磁兼容试验和测量技术阻尼振荡磁场抗扰度试验 GB/T 17626.11 电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验 GB/T 17626.12 电磁兼容试验和测量技术振荡波抗扰度试验 GB/T 19000 质量管理体系标准 GB/T 222239 2008 信息 系统安全等级保护 基本 要求 GB/T 22390.1 高压直流输电系统控制与保护设备 第 1部分:运行人员控制
9、系统 GB/T 22390.2 高压直流输电系统控制与保护设备 第 2部分:交直流系统站控设备 GB/T 22390.3 高压直流输电系统控制与保护设备 第 3部分:直流系统极控设备 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 GB/T 22390.5 高压直流输电系统控制与保护设备 第 5部分:直流线路故障定位装置 GB/Z 25843 800kV特高压直流输电控制与保护设备技术导则 CISPR 11 工业、科学和医疗( ISM)无线电频率设备电磁 干扰特性、极限和测量方法 DL/T 634 1997 基本远动任务配套标准 DL/T 476 电力系
10、统实时数据通信应用层协议 Q/GDW 628 换流站直流系统保护装置标准化规范 Q/GDW 10548 2016 2 Q/GDW 11355 高压直流系统保护装置标准化技术规范 IEC 255-22-4 测量继电器和保护设备的电 干扰试验 IEC 60044-8 电子式电流互感器标准 IEC 60633 高压直流输电术语 IEC 60870-5 继电保护信号接口标准 IEC 61000-4-2 静电放电抗扰度试验: 4级 IEC 61000-4-3 辐射电磁场抗扰度试验: 4级 IEC 61000-4-4 快速瞬变电脉冲群抗扰度试验: 4级 IEC 61000-4-5 冲击(浪涌)抗扰度试验
11、IEC 61000-4-6 电磁场感应的传导骚扰抗扰度试验 IEC 61000-4-8 工频磁场的抗扰度试验 IEC 61850 变电站网络与通信协议标准 IEC 68-2-2 干热 试验测试 IEC 68-2-30 湿热温度循环试验测试 IEEE 802.3 局域网网络协议 IEEE 1003.1 计算机环境中可移动操作系统( eqv ISO/IEC 9945-1:1990) IEEE 1588 网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准 ISO 9000 质量管理体系标准 3 术语和定义 GB/T 13498、 GB/T 2900.49、 GB/T 22390.1、 GB/T 22390.2
12、、 GB/T 22390.3、 GB/T 22390.4、 GB/T 22390.5、 IEC 60633和 IEEE 1003.1界定的术语和定义适用于 本文件 。缩略语参见附录 A。 4 总则 4.1 本标准为国家电网公司高压直流输电控制保护系统的科研、设计、制造、施工和运行等有关部门共同遵守的基本原则。 4.2 直流输电控制保护系统的新产品,应按国家电网公司规定的要求和程序进行鉴定,合格后方可推广使用。 4.3 本标准对高压直流输电控制保护系统的运行人员控制系统、交流站控系统、直流站控系统(选配)、直流换流器 /极 /双极控制系统、直流保护系统、远动通信系统等提出了规范要求,上述系统应统
13、一设计。 4.4 直流控制保护系统的各子系统应采用模块化、分层分布式、开放式结构,并具有良好的可扩展性能。 4.5 直流控制保护系统的开发平台应采用成熟、先进的技术,采用商业化程度较高的硬件设备、软件平台和应用程序,以保证设备运行的可靠性,并保证有可靠的备品备 件来源,且具有方便的升级和改造能力。 4.6 直流保护系统应与直流控制系统相对独立。换流器 /极 /双极保护系统不应与换流器 /极 /双极控制系统共用主机,直流双极保护功能应配置在极保护主机中,交流滤波器保护应独立设置。 4.7 直流控制保护系统应采用冗余结构,冗余控制保护的任意一重设备因故障或其它原因退出运行及检修时,不应影响整个直流
14、系统的正常运行。 4.8 直流控制保护系统自检能力应达到 100 的覆盖率。设备的自诊断功能应能覆盖包括主机、电源、测量回路、输入输出回路、通信回路等所有的硬件和软件模块在内的整个设备和接口。应根据故障情况Q/GDW 10548 2016 3 采 取相应措施,确保单一元件故障不引起控制系统的异常和保护的不正确动作,并提供足够的信息使故障定位到最小可更换单元。 4.9 正常运行时,站服务器的 CPU 负载率不应大于 35 ,控制保护主机的 CPU 负载率不应大于 50 。 4.10 控制保护系统应采取有效的 安全 防护 措施 。 站服务器和远动工作站 应采用 满足安全 防护要求 的 安全 操作系
15、统。 站内数据 网路应合理分区,严格按照安全防护要求部署 隔离 措施 及 防火墙,与 调度 中心等远端服务器通信 应 部署纵向加密认证装置 。软件上应采用完善的防、查、杀病毒程序。 4.11 控制保护设备的机箱、机柜、以及电缆屏蔽层均应可靠接地 。各子系统之间和不同接地点的设备之间的接口和通信连接宜具有电气隔离措施。 4.12 控制与保护设备宜具有完备的、良好的抗干扰性能,应通过相关的电磁兼容试验。 4.13 网络通信规约应采用标准的国际通用协议。 4.14 控制保护系统的主机与 IO 采样设备间应采用满足国际标准的高速现场总线进行连接。控制保护系统内部跨屏柜的模拟量和数字量采样数据传输宜采用
16、光纤实现。 4.15 控制保护系统应具有防止网络风暴的措施。 5 控制保护系统的结构与配置 5.1 控制保护系统设备分层结构 5.1.1 按照所实现的功能,高压直流输电的控制保护系统分为远动通信层、运行人员控制层、控制保护设备 层、现场 IO 设备层等四层设备。各分层之间以及同一分层的不同设备之间通过标准接口及网络总线相连,构成完整的控制保护系统。控制保护系统设备分层结构示意图参见附录 B。 5.1.2 远动通信层:远动通信设备(远动 LAN 网和远动工作站)的功能是将直流系统的运行参数和换流站控制保护系统的相关信息经由 调度 数据网或专线通道接入远方调度中心,同时将调度中心的操作指令传送到换
17、流站控制保护系统。 5.1.3 运行人员控制层:运行人员控制层的功能是对直流输电系统及一次二次设备的的运行状态信息进行采集和存储,并为换流站运行人员提供运行监视和控制操作的界面。 通过运行人员控制层设备,运行人员完成包括运行监视、控制操作、故障或异常工况处理、控制保护参数调整等在内的全部运行人员控制任务。 5.1.4 控制保护层:包括交流站控系统(含站用电控制和辅助系统接口)、直流站控系统、换流器 /极 /双极控制系统和直流系统保护(直流保护、换流变压器保护、交直流滤波器保护)。通过站内交流站控设备,实现对该交流站控所负责设备的控制。通过站内直流站控设备,实现直流场设备的控制、站内无功平衡的控
18、制和相关的顺序控制等功能。双极控制在逻辑上位于极控制之上,也可以集成在极控制系统或直流站控系统中。极控制负责 完成本极直流系统的运行控制。直流站控和极控应具有就地控制功能并配置相应的控制界面,在交流站控层和其相应的就地测控单元( IO 单元)层上,应至少在任一层上具有就地控制功能并配置相应的控制界面。 5.1.5 就地测控单元(现场 IO)层:作为控制保护层设备与交直流一次系统和换流站辅助系统的接口,现场 IO 层设备完成对一次设备状态和系统运行信息的采集处理、顺序事件记录、信息上传、控制命令的输出以及就地联锁控制等功能。 5.2 控制保护系统基本配置原则 5.2.1 换流站远动信息应根据工程
19、的具体要求直送国调主调 /备调、相关网调和省调。 5.2.2 远动工作站信息的 接收和传送应遵循 “ 直采直送 ” 的原则,远动信息不能取自服务器。 5.2.3 直流保护录波数据应能通过专用数据通道上送至调度中心。 Q/GDW 10548 2016 4 5.2.4 直流控制保护系统应具备与远程诊断系统的接口功能。 5.2.5 交、直流站控系统、直流换流器 /极 /双极控制系统均按双重化冗余结构配置,即从测量设备的二次绕组、采样单元、传送数据总线、主设备、专用电源到控制出口,按完全双重化原则配置。运行人员控制系统中的服务器、站 LAN 网以及远动通讯系统中的远动工作站等按双重化冗余结构配置,其余
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