智能变电站继电保护通用技术条件课件

1、智能变电站继电保护通用技术条件彭 世 宽电话:邮箱: pengsk2022/8/102主要内容适用范围二标准简介一术语和定义三技术要求四2022/8/103一、标准简介1、编制背景及编制工作情况 该标准由国调中心牵头，浙江省调负责编制，预计本月底会完成 报批工作。该标准与Q/GDW 396-2012IEC61850工程继电保护应用模型共同构成了智能变电站继电保护基础标准。国调中心近期将陆续颁布8个智能变电站继电保护相关企标。2022/8/104一、标准简介2、标准技术原则 本标准在Q/GDW441-2010智能变电站继电保护技术规范的基础上，结合Q/GDW 161-2

2、007线路保护及辅助装置标准化设计规范和Q/GDW175-2008变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装置标准化设计规范相关技术要求，本着“安全可靠、先进适用”的原则，规范了智能变电站继电保护及相关设备技术要求、信息交换、试验方法、检验规则等。 2022/8/105二、适用范围本标准规定了智能变电站数字采样、GOOSE跳闸模式的线路保护、断路器保护、短引线保护、母线保护、变压器保护、高压并联电抗器保护、充电过流保护等保护装置及相关设备（以下简称装置）的技术要求、信息交互原则、试验方法、检验规则及对标志、包装、运输和贮存的要求。本标准适用于110（66）kV及以上电压等级智能变电站线路保护、断

3、路器保护、短引线保护、母线保护、变压器保护、高压并联电抗器保护、充电过流保护等保护装置，是装置开发、设计、制造、试验、检验和应用的依据。2022/8/106三、术语和定义3.3采样延时 delay time of sampling从一次模拟量产生时刻到合并单元对外接口输出数字量的时间。3.4保护装置动作时间 operate time of protection device保护装置收到故障起始数据时刻至保护发出跳闸命令的时间。3.5智能终端动作时间 operate time of smart terminal智能终端收到GOOSE跳闸命令时刻至智能终端出口动作的时间。3.6保护整组动作时间 w

4、hole operate time of protection 从故障发生时刻至智能终端出口动作的时间。2022/8/107四、技术要求4.1.1正常工作大气条件a）环境温度： 1）户内：-10+55； 2）户外： -25+70（有温度调节设备） -40+85（无温度调节设备，需经技术经济论证）。2022/8/108四、技术要求4.3.1光纤接口 a）光纤类型：多模光纤（除线路纵联通信接口）； b）光纤芯径：62.5/125m（或50/125m）； c）光波长：1310nm或850nm； d）光纤发送功率和接受灵敏度： 1）光波长1310nm光纤： 光纤发送功率：-20dBm-14dBm； 光

5、接收灵敏度：-31dBm-14dBm。 2）光波长850nm光纤： 光纤发送功率：-19dBm-10dBm； 光接收灵敏度：-24dBm-10dBm。 e）光纤连接器类型：ST或LC接口。2022/8/109四、技术要求4.5.3 保护装置实现其保护功能不应依赖外部对时系统。强调保护装置SV应采用直采方式，而非网采方式。采用SV直采方式，则保护装置以自身内部时钟晶振控制采样，而不依赖外部时钟同步系统。2022/8/1010四、技术要求4.5.4电子式互感器的采集单元（A/D采样回路）、合并单元（MU）、保护装置、光纤连接、智能终端、过程层网络交换机等设备任一元件损坏时应告警，除出口继电器外，不

6、应引起保护误动作跳闸。GB/T 14285-2006 规定强调：除出口继电器外，装置内的任一元件损坏时，装置不应误动作跳闸。智能变电站继电保护装置，采样和跳闸环节，分别由MU和智能终端实现，由单体保护装置演变成由”继电保护装置、合并单元、智能终端、交换机、通道、二次回路等构成”的继电保护系统。因此，继电保护系统任一元件损坏后，也不应导致保护误动作跳闸。2022/8/1011四、技术要求4.5.5保护装置应采用两路不同的A/D采样数据，当某路数据无效时，保护装置应告警、合理保留或退出相关保护功能。当双A/D数据之一异常时，保护装置应采取措施，防止保护误动作。双A/D采样是防止保护误动作的有效措施

7、。微机保护装置采样由保护装置控制，双A/D的一致性能很到地得到保证。智能变电站保护装置采样由电子式互感器或MU控制，由于采样环节问题导致保护装置的问题比较突出，因此强调双A/D之一数据异常时，应防止保护误动作。当一路数据异常后，仅退出与可能导致保护误动作的与该通道有关的保护。2022/8/1012四、技术要求4.5.7双重化配置的过程层网络应遵循相互独立的原则，当一个网络异常或退出时不应影响另一个网络的运行。强调了过程层双网的独立性，不允许采用交换机跨双网模式。保护采用直采直跳方式，但启动失灵、闭锁重合闸等连闭锁信息，仍然采用GOOSE网络。因此，应强调双网的独立性。2022/8/1013四、

8、技术要求4.5.8装置接入不同网络时，应采用相互独立的数据接口控制器。主要原因是采用点对点模式后，装置光口数量多，强调了装置光口不能采用交换机模式，每个光口应采用独立的PYH芯片。防止一个网络发生故障，波及另外一个网络。4.5.9装置宜具备光纤接口光强监视及报警功能，实时监视光纤接口接收到光信号强度。监视光纤接口光强是难点，因为ST、SC等光模块，从结构设计上就无法监视其光强。LC接口具备监视光强功能。2022/8/1014四、技术要求4.5.10 保护装置过程层光纤接口发送同一报文的最大时间差不应大于100s。部分装置直跳口比网跳口出口时间长，本条规定了保护装置各跳闸网口发送同一报文时间差不

9、能大于100s。4.5.11保护功能不应受站控层网络的影响。强调了保护装置站控层网口与过程层网口的独立性，即使站控层网络瘫痪后，保护装置仍能独立工作。15四、技术要求4.5.15装置上电、重启过程中，不应发送与外部开入（例如：断路器和刀闸位置）不一致的信息。主要原因是装置重启或上电过程中，SV报文250us等间隔发送给保护，而GOOSE最长经过心跳报文时间才能建立连接，在此过程中保护装置可能发送刀闸或断路器位置异常信号。2022/8/1016四、技术要求4.6.2保护装置应自动补偿采样延时，当采样延时异常时，应发报警信息、闭锁采自不同MU且有采样同步要求的保护。保护装置采样输入接口数据的采样频

10、率宜为4kHz。保护自动补偿采样延时指不应人工输入MU额定延时 。MU输出的额定采样延时，不应动态调整。MU额定采样延时超出保护装置允许值时，应闭锁保护。2022/8/1017四、技术要求4.6.4保护装置应按MU设置“SV接收”软压板。当保护装置检修压板和MU上送的检修数据品质位不一致时，保护装置应报警并闭锁相关保护；“SV接收”压板退出后，相应采样值显示为0，不应发SV品质报警信息。将MU压板改为SV接收压板，并按MU设置。当MU检修、保护不检修时，应闭锁该MU相关保护功能。当SV接收压板退出后，该MU采样值应清零。2022/8/1018四、技术要求4.6.8保护装置应能通过不同输入虚端子

11、对电流极性进行调整。3/2断路器接线的中断路器、桥接线的桥断路器、角形接线的断路器，其MU应同时供相关两回出线保护使用，两回出线保护对电流互感器的极性要求相反。目前有两种方案可解决此问题。一种方案是MU同时输出正反极性电流，但此种方案会导致数据量显著增大，电流数据占用通道量增加，对MU和保护装置数据处理影响较大；另一种方案是通过保护装置调整电流互感器极性，但增加了保护的复杂性，不便于运行管理和维护。本规范提出通过保护装置不同输入虚端子对电流极性进行调整的新方案，在工程设计阶段，由设计院通过不同的虚端子连线保证电流互感器极性的正确性。2022/8/1019四、技术要求4.6.9线路保护装置应适应

12、两端分别采用常规互感器和电子式互感器的情况。仅强调线路保护两端可分别采常规互感器和电子式互感器。母线保护和变压器保护应均经过MU接入保护装置，即不允许常规互感器和电子式互感器混接。2022/8/1020四、技术要求4.6.10保护装置零序电压宜采用自产零序电压。智能变电站无论采用电子式互感器还是采用常规互感器，线路保护零序方向采用自产零压，主变压器保护直接接地系统侧零序电压跳闸和小电流接地系统侧零序电压告警功能等所有保护装置用零序电压均采用自产零序电压，会带来两个好处：第一，对于常规互感可节省电压互感器三次绕组和相关回路，第二，可增加常规互感器和电子式互感器保护装置的通用性，便于运行和管理。常

13、规站主变零序过电压保护应采用外接零压，而不应采用自产零压。2022/8/1021四、技术要求4.6.17宜简化保护装置之间、保护装置和智能终端之间的GOOSE软压板，保护装置应在发送端设GOOSE出口软压板；除双母线和单母线接线启动失灵/失灵联跳开入软压板外，接收端不设相应GOOSE开入软压板。保护装置之间GOOSE开出和开入压板设置原则：为简化装置间的GOOSE软压板，一般仅在开出端设置出口GOOSE压板，开入段不设置相应的GOOSE开入压板，但含失灵保护功能的母线保护，为防止失灵保护误动作，导致全站停电事故发生，在开入端也按间隔设置相应的启动失灵GOOSE开入压板。2022/8/1022四

14、、技术要求4.8.2a）MU应支持DL/T 860.92或通道可配置的扩展GB/T 20840.8等规约，通过FT3或DL/T 860.92接口实现MU之间的级联功能。规定了母线电压MU和本间隔MU之间的级联通过FT3或DL/T 860.92接口实现均可。2022/8/1023三、技术要求4.8.2.e）当MU接收到时钟信号从无到有，导致MU接收到的时钟信号发生跳变时，按图1时序处理，在收到2个等秒的脉冲信号后，在第3-4个秒脉冲间隔内将采样点偏差补偿，并在第4个秒脉冲沿将样本计数器清零、将采样数据置同步标志。主要目的是防止网络采样方式，时钟同步信号发生跳变时，不同MU之间恢复同步时间早晚不同

15、，造成有同步要求的保护装置无法及时恢复正常运行。2022/8/1024四、技术要求4.8.2.e）当MU接收到时钟信号从无到有，导致MU接收到的时钟信号发生跳变时，按图1时序处理，在收到2个等秒的脉冲信号后，在第3-4个秒脉冲间隔内将采样点偏差补偿，并在第4个秒脉冲沿将样本计数器清零、将采样数据置同步标志。主要目的是防止网络采样方式，时钟同步信号发生跳变时，不同MU之间恢复同步时间早晚不同，造成有同步要求的保护装置无法及时恢复正常运行。2022/8/1025四、技术要求4.8.2.h）双母线接线电压切换功能，应由各间隔MU实现。当母刀闸和母刀闸均在分位时，电压数值为零，数据有效。明确了双母线接

16、线电压切换功能由各间隔MU实现，不由保护装置实现。由于MU为保护、自动化、计量等各专业共用装置，电压切换功能应统一由MU实现。2022/8/1026四、技术要求4.8.2.o）点对点采样方式，MU失步后，不会导致保护误动作。为了防止MU失步后，导致保护装置大面积频繁告警，规定MU失步后，保护装置不发失步告警信号。点对点采样方式，MU失步后，不会导致保护误动作。为了防止MU失步后，导致保护装置大面积频繁告警，规定MU失步后，保护装置不发失步告警信号。2022/8/1027四、技术要求4.8.2.p）MU重新启动过程中，刀闸和断路器位置等相关通信连接正常后，才发送采样数据。因为MU要完成电压切换或电压并列功能，故MU重新启动过程中，只有刀闸和断路器位置等相关通信连接正常后，才能发送采样数据。4.8.3.e）智能终端发送的外部采集开关量应带时标。遵循“数据谁采集谁打时标”的原则，智能终端发送的外部采集开关量应带时标。常规变电站由测控打时标。2022