Q GDW 11661-2017 1000kV继电保护及辅助装置标准化设计规范.pdf
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1、ICS 29.240 Q/GDW 国 家 电 网 公 司 企 业 标 准 Q/GDW 11661 2017 1000kV继电保护及辅助装置 标准化设计规范 Standardization design specification on AC 1000kV protection and auxiliary equipments 2018 -01 - 02发布 2018 - 01 - 02实施 国家电网公司 发布 Q/GDW 11661 2017 I 目 次 前 言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 总则 . 1 4 一般规定 . 2 5 线路保护及相关设备 . 7 6
2、变压器保护及 辅助装置 . 19 7 高抗保护 . 30 8 母线保护 . 36 9 保护与通信设备接口 . 38 10 相关设备及回路 . 38 11 信息规范 . 39 附录 A(规范性附录) 保护装置定值清单及软压板标准格式 . 45 附录 B(规范性附 录) 保护装置打印报告标准格式 . 64 附录 C(规范性附录) 继电保护信息输出 . 71 附录 D(规范性附录) 变压器保护跳闸矩阵表 . 96 附录 E(规范性附录) 录波文件格式 . 99 附录 F(规范性附录) 保护装置中间节点数据格式 . 101 附录 G(规范性附录) 保护装置中间节点动作逻辑示意图 . 102 编制说明
3、. 103 Q/GDW 11661 2017 II 前 言 为规范 1000kV交流电网的继电保护及辅助设备的输入输出量、压板、端子、通信接口类型与数量、报吿和定值,以及保护装置的技术原则、配置原则以及相关二次回路等,制定本标准。 本标准由国家电力调度控制中心提出并解释。 本标准由国家电网公司科技部归口。 本标准起草单位:国家电网调度控制中心、中国电力科学研究院、国网华北分部、国网华中分部、国网华东分部、北京四方继保自动化股份有限公司、长园深瑞继保自动化有限 公司、国电南瑞科技股份有限公司、南京南瑞继保工程技术有限公司、国电南京自动化股份有限公司、许继电气股份有限公司。 本标准主要起草人:周春
4、霞、詹荣荣、刘宇、王德林、苏黎明、陈争光、艾淑云、刘一民、李勇、刘中平、吕鹏飞、刘虎林、唐翼、阮思烨、张志、赵青春、张广嘉、邓茂军、吴通华、陈福锋、杜丁香、薛明军、张恒祥、刘宏君、潘书燕、张晓宇、李宝伟、李岩军、余越。 本标准首次发布。 本标准在执行过程中的意见或建议反馈至国家电网公司科技部。 Q/GDW 11661 2017 1 1000kV继电保护及辅助装置标准化设计规范 1 范围 本标准规定了 1000kV交 流电网的继电保护及辅助设备(包括线路保护及相关设备,变压器、高压并联电抗器和母线保护及相关设备)的技术原则和设计准则。 本标准适用于国家电网公司 1000kV电压等级常规变电站新建
5、、扩建和技改等工程的继电保护及辅助设备和回路的设计以及 1000kV继电保护及辅助设备生产厂家的产品设计。 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(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 22386 电力系统暂态数据交换通用格式( IEC 60255 24:2001, IDT) GB/T 25931 网络测量和控制系统的精确时钟同步协议 DL/T 860(所有部分) 变电站通信网络和系统 Q/GDW 1396 IEC 61850工程继电保护应用模型 3 总则 3.1 优化设计原则 3.1
6、.1 优先通过保护装置自身实现相关保护功能,尽可能减少外部输入量,以降低对相关回路和设备的依赖。 3.1.2 优化回路设计,在确保可靠实现继电保护功能的前提下,尽可能减少装置间的连线。 3.2 双重化原则 继电保护双重化的原则是:保护装置的双重化以及与保护配合回路(包括通道)的双重化,双重化配置的保护装置及其回路之间应完全独立,无直接的电气联系。 3.3 保护装置软件构成原则 本标准保护装置功能由“基础型号功能”和“选配功能”组成;功能配置由设备制造厂出厂前完成。功能配置完成后定值清单及软压板等应与所选功能一一对应。本标准按最大化列举设备参数定值、保护定值、保护控制字、保护功能软压板,出厂时未
7、选配功能对应项自动隐藏,其它项顺序排列。 3.4 主接线型式 3.4.1 本标准中线路适用于 3/2断路器接线方式。接线以完整串为例,当用于非完整串(一组边断路器退出)时,中断路器相关信息适用于第二组边断路器。 3.4.2 本标准中主体变压器以高 压侧 3/2断路器接线、中压侧 3/2断路器接线、低压侧双分支单母线接线的分相自耦变压器(高 2-中 2-低 2)为基础型号,无选配功能。 Q/GDW 11661 2017 2 3.4.3 本标准中高压并联电抗器(以下简称高抗)以 3/2断路器接线的线路电抗器为基础型号。其它高压并联电抗器可参照执行。 3.4.4 本标准适用于 3/2断路器接线方式,
8、若出现其它接线方式则按母线段数配置母线保护。 3.5 装置基本类型 本标准所述装置均为常规装置,即采用常规电缆进行采样、开入、开出等回路连接。 3.6 信息输出基本原则 3.6.1 本标准明确继电保护信息(以下简称保护信息)输出内容,统一信息描述,实现各类保护信息输出标准化,在满足继电保护在线监测、信息可视化和智能诊断的基础上,对保护输出的信息进行优化。 3.6.2 继电保护输出的信息按本标准所规定的各类保护功能描述,保护装置按配置的保护功能输出本标准中的相应信息。 3.6.3 本标准将电压互感器统称为 PT,电流互感器统称为 CT。 3.6.4 装置打印信息、装置显示信息描述应保持一致,与后
9、台、远动信息的应用语义应保持一致性。 3.6.5 本标准适用于 DL/T 860协议传输的信息,其它协议参照执行。 4 一般规定 4.1 保护装置的通用要求 4.1.1 保护装置单点开关量输入“ 1”和“ 0”的定义如下: a) 采用正逻辑,即触点闭合为“ 1”, “ 1”肯定所表述的功能; b) 采用正逻辑,即触点断开为“ 0”, “ 0”否定所表述的功能。 4.1.2 保护装置功能控制字“ 1”和“ 0”定义如下: a) “ 1”肯定所表述的功能; b) “ 0”否定所表述的功能,或根据需要另行定义; c) 不应改变定值清单和装置液晶屏显示的“功能表述”。 4.1.3 保护功能投退的软、硬
10、压板应一一对应,采用“与门”逻辑,以下压板除外: a) 断路器保护的“停用重合闸”控制字、软压板和硬压板三者为“或门”逻辑; b) 线路保护的“沟通三跳”软压板和硬压板为“或门”逻辑; c) 主体变压器保护的各侧“电压压板”只设硬压板,调压补偿变保护“有载调档压 板”只设硬压板; d) “远方操作”只设硬压板。“远方投退压板”、“远方切换定值区”和“远方修改定值”只设软压板,只能在装置本地操作,三者功能相互独立,分别与“远方操作”硬压板采用“与门”逻辑。当“远方操作”硬压板投入后,上述三个软压板远方功能才有效,此时保护装置本地投退软压板、切换定值区和修改定值无效; e) “保护检修状态”只设硬
11、压板。采用 DL/T 860 标准时,当“保护检修状态”硬压板投入,保护装置报文上送应带品质位信息。“保护检修状态”硬压板遥信不置检修标志。 4.1.4 保护装置的保护采样回路应使用 A/D冗余结构(公用一 个电压或电流源),保护装置采样频率不应低于 1000 Hz。 4.1.5 保护装置的测量范围为 0.05IN( 20 40) IN,在此范围内保护装置的测量精度均应满足:测量误差不大于相对误差 5%或绝对误差 0.02IN,但在 0.05IN以下范围 ,用户能整定并使用,故障电流超过( 20 40) IN时,保护装置不误动不拒动。 4.1.6 保护装置的定值要求如下: Q/GDW 1166
12、1 2017 3 a) 保护装置的定值应简化,宜设置自动的辅助定值和内部固定定值; b) 保护装置定值应采用二次值 、变压器额定电流( Ie)倍数,并输入变压器额定容量、 CT 变比和 PT 变比等必要的参数 ; c) 保护功能投 /退,如线路保护的 “ 距离保护 ”、变压器保护的“高压侧后备保护” ,可由运行人员 选择 就地投 /退硬压板或远方操作投 /退软压板实现 ; d) 运行中基本不变的保护分项功能,如线路保护的 “ 距离保护 段 ”、变压器保护的“复压过流段 1 时限”, 采用控制字投 /退 ; e) 保护装置的定值清单应按以下顺序排列 : 1) 设备参数定值部分; 2) 保护装置数
13、值型定值部分; 3) 保护装置控制字定值部分。 f) 保护装置允许的定值整定范围不应小于附录 A 要求; g) 保护装置软压板与保护定值相对独立,软压板的投退不应影响定值; h) 线路保护装置应至少设 16 个定值区;调压补偿变保护装置 应至少设 21 个定值区;其余保护装置至少设 5 个定值区; i) 保护装置具有可以实时上送定值区号的功能; j) 装置上送后台定值及软压板应符合附录 A 的要求。 4.1.7 保护装置应具备以下接口: a) 对时接口:应支持接收对时系统发出的 IRIG-B对时码。条件成熟时也可采用 GB/T 25931标准进行网络对时,对时精度应满足要求; b) 间隔层通信
14、接口:装置具备 3 个通信接口(包括以太网或 RS-485 通信接口);其中至少 2路以太网口支持 MMS网通信; c) 其它接口:调试接口、打印机接口。 4.1.8 保护装置的液晶屏在正常运行时应能显示电流、电压等必要的参数及运行 信息,默认状态下,相关的数值显示为二次值,也可选择显示系统的一次值。 4.1.9 保护装置应能记录相关保护动作信息,保留 8 次及以上最新动作报告。每个动作报告至少应包含故障前 2个周波、故障后 6个周波的数据。 4.1.10 保护装置记录的所有数据应能转换为 GB/T 22386 规定的电力系统暂态数据交换通用格式( COMTRADE)。 4.1.11 保护装置
15、记录的动作报告应分两大类在装置液晶屏调阅和打印,打印报告标准格式见附录 B: a) 应具备供运行、检修人员查阅的功能,便于值班人员了解装置运行情况和保护动作信息; b) 应具备供继电保护专业人员分析事故和保护动作行 为的记录。 4.1.12 保护装置定值、控制字、软压板和开入量名称应规范、统一,具体要求如下: a) 对于不能完整显示标准名称的装置,厂家应在说明书中提供与标准名称相应的对照表; b) 硬压板名称应与对应软压板名称描述一致。 4.1.13 保护装置软件版本构成方案如下: a) 基础软件由“基础型号功能”和“选配功能”组成; b) 基础软件版本含有所有选配功能,不随“选配功能”不同而
16、改变; c) 基础软件版本描述由基础软件版本号、基础软件生成日期、程序校验码(位数由厂家自定义)组成; d) 保护装置版本原则上各地区应使用六统一版本,如有地区定制需求,应先向国网申请备案; e) 保护装置软件版本描述方法见图 1。 Q/GDW 11661 2017 4 X X X X - X X X X X X X X - * * - G - X X X X X X V 1 . 0 0 X X X X X X X X X X 厂 家 硬 件 平 台 代 码 , 限 2 4 位 字 符 厂 家 保 护 系 列 代 码 , 限 2 5 位 字 符 保 护 “ 基 础 型 号 ” 代 码 - G
17、表 示 国 网 常 规 装 置 , 常 规 采 样 、 常 规 跳 闸 保 护 “ 选 配 功 能 ” 代 码 基 础 软 件 版 本 基 础 软 件 生 成 日 期 程 序 校 验 码装 置 型 号装置面板(除液晶显示屏以外的部分)应能显示、部分的信息。 注 1: “基础型号”代码不组合,代码参见各保护功能配置表,其中断路器保护、短引线保护、高抗保护基础型号默认为 A; 注 2: “选配功能”代码可无,也可多个代码组合,功能代码参见各保护功能配置表,组合时按从上到下顺序依次排列。 图 1 保护装置软件版本描述方法 4.1.14 保护判别 CT 二次回路断线不考虑如下故障类型: a) 主保护在
18、同一时刻发生 CT、 PT二次回路断线; b) 一次元件无流时 CT二次回路断线; c) 一次设备三相电流对称情况下 CT 二次回路中性线断线; d) 在同一时刻发生两相、三相 CT二次回路断线; e) 在同一时刻多个元件发生 CT二次回路断线; f) 在同一时刻发生 CT二次回路断线和一次故障; g) 在系统振荡过程中再发生 CT二次回路断线。 4.2 保护配置及二次回路的通用要求 4.2.1 对保护配置及组屏(柜)的原则要求如下: a) 应按照“强化主保护,简化后备保护和二次回路”的原则进行保护配置、选型与整定; b) 优先采用主保护、后备保护一体化的微机型保护装置,每套保护应能反映被保护
19、设备的各种故障及异常状态; c) 双重化配置的保护装置应分别 组在各自的保护屏(柜)内,保护装置退出、消缺或试验时,宜整屏(柜)退出; d) 双重化配置的保护装置,两套保护的跳闸回路应与断路器的两个跳闸线圈分别一一对应;非电量保护应同时作用于断路器的两个跳闸线圈; e) 两套完整、独立的电气量保护和一套非电量保护应使用各自独立的电源回路(包括直流空气小开关及其直流电源监视回路),在保护屏(柜)上的安装位置应相对独立; f) 线路保护应提供直接启动失灵保护的分相跳闸触点; Q/GDW 11661 2017 5 g) 线路保护应独立完成合闸(包括手合、重合)后加速跳闸功能。 4.2.2 对保护装置
20、信号触点的要求如下: a) 保护装置的跳闸信号应有 2组 不保持触点,可有 1组保持触点; b) 保护装置的过负荷、运行异常、装置故障等告警信号应至少 1组不保持触点; 4.2.3 对电缆直跳回路的要求如下: a) 对于可能导致断路器跳闸的直跳开入,应采取措施防止直跳开入的保护误动作。例如:在开入回路中装设大功率抗干扰继电器,或者采取软件防误措施; b) 大功率抗干扰继电器的启动功率应大于 5W,动作电压在额定直流电源电压的 55% 70%范围内,额定直流电源电压下动作时间为 10ms 35ms,应具有抗 220V工频电压干扰的能力; c) 当传输距离较远时,可采用光纤传输跳闸信号。 4.2.
21、4 二次回路设计原则如下: a) 3/2断路器接线,三跳启动失灵宜采用操作箱内 TJR(启动失灵、不启动重合闸)触点; b) 对于不采用操作箱(插件),而采用操作继电器接口的方案,保护出口应经继电器重动后作用于断路器跳闸线圈。操作继电器接口应提供断路器位置触点。 4.2.5 对 3/2断路器接线“沟通三跳”和重合闸的要求如下: a) 3/2断路器接线“沟通三跳”功能应由断路器保护实现,断路器保护失电时,由断路器三相不一致保护三相跳闸; b) 3/2断路器接线的断路器重合闸,先合断路器合于永久性故障,两套线路保护均应加速动作,跳三相并闭锁重合闸。 4.2.6 对操作箱(插件)的相关要求如下 :
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