《换流站二次系统设计技术规程+DLT+5499-2015》详细解读

汇报人：文小库2024-05-23《换流站二次系统设计技术规程DL/T5499-2015》详细解读contents目录1总则2术语3监控系统3.1设计原则3.2监控范围3.3系统结构3.4设备配置3.5系统功能contents目录4直流控制系统4.1设计原则4.2功能分层4.3控制模式及控制功能5直流系统保护5.1配置原则5.2直流保护5.3换流变压器保护5.4直流滤波器保护contents目录5.5交流滤波器保护5.6最后一台断路器保护5.7直流系统暂态故障录波5.8直流线路故障定位系统6交流系统保护及安全自动装置6.1交流系统保护6.2电力系统安全自动装置6.3交流系统故障录波和故障测距6.4保护及故障信息管理系统contents目录7调度自动化7.1直流远动系统7.2电力系统调度自动化8阀冷却控制保护系统8.1配置原则8.2系统功能contents目录9站用电源系统9.1站用交流电源9.2站用直流电源9.3交流不间断电源10辅助二次系统10.1时间同步系统10.2谐波监视系统10.3火灾自动报警系统contents目录10.4图像监视及安全警卫系统10.5设备状态监测系统10.6站用电动机控制11二次回路设计11.1直流系统测量装置11.2二次接线要求11.3二次接地及抗干扰要求12二次设备布置12.1总的要求contents目录12.2控制楼二次设备布置12.3继电器小室二次设备布置13电缆光缆选择及敷设13.1控制电缆选择13.2光缆选择13.3电缆光缆敷设附录A监控系统监视的信号附录B直流保护功能配置附录C故障录波信号contents目录附录D直流远动信号本标准用词说明引用标准名录制订说明011总则统一换流站二次系统设计要求通过本规程的制定，对换流站二次系统的设计提出统一的要求，确保设计质量和安全性。适应电力系统发展需求随着电力系统的不断发展，换流站作为直流输电的重要部分，其二次系统设计也需要不断更新和完善，以适应新的发展需求。提升换流站运行可靠性规范的二次系统设计能够有效提升换流站的运行可靠性，减少故障发生的概率，保障电力系统的稳定运行。1总则022术语换流站指将直流电能转换为交流电能或将交流电能转换为直流电能的设施，是实现电能交直流转换的关键节点。换流器换流站中用于实现交流电和直流电相互转换的设备，包括整流器和逆变器。直流场换流站内布置直流设备、进行直流电能传输与分配的区域。2术语033监控系统采用分层、分布式的系统架构，实现各级监控功能的模块化、独立性和可扩展性。分布式结构关键设备和网络采用冗余配置，确保监控系统的高可用性和可靠性。冗余配置遵循国际标准和行业标准，确保与其他系统的互联互通。标准化接口3监控系统043.1设计原则010203安全性原则换流站二次系统设计应遵循安全性原则，确保设备、人身及电网的安全。在系统设计过程中，应充分考虑设备故障、人为操作失误等潜在风险因素，并采取相应的防护措施。可靠性原则二次系统作为换流站的重要组成部分，其设计应满足高可靠性的要求。在关键设备和回路上应采用冗余配置，提高系统的抗干扰能力和稳定运行水平，确保在极端情况下仍能保持正常的功能。先进性原则随着科技的不断发展，换流站二次系统设计应积极采用先进的技术和设备，提高系统的自动化、智能化水平。通过引入先进的控制技术、通信技术和数据处理技术，提升系统的运行效率和响应速度，为电网的安全稳定运行提供有力支持。3.1设计原则053.2监控范围123实时监测换流阀的工作状态、温度、压力等参数，以及阀冷却系统的流量、温度、液位等。换流阀及阀冷却系统对直流场内的开关设备、滤波器、测量装置等进行全面监控，确保直流系统的稳定运行。直流场设备监测交流场内的变压器、断路器、隔离开关等设备状态，以及电压、电流等电气参数。交流场设备3.2监控范围063.3系统结构冗余配置为确保系统可靠性，重要设备如站控层主机、网络交换机等均采用冗余配置，提高系统可用性。模块化设计系统采用模块化设计思想，便于扩展和维护，同时降低了系统故障对整体运行的影响。层次化设计换流站二次系统采用层次化设计，包括站控层、间隔层和过程层，各层次之间通过高速网络通信实现数据交互。3.3系统结构073.4设备配置03可扩展性原则随着技术的发展和电力系统的扩展，设备配置应具有一定的可扩展性，以便在未来能够方便地进行升级和扩展。01安全性原则设备配置应遵循电力系统的安全原则，确保换流站二次系统的可靠性和稳定性，防止因设备故障导致的事故发生。02经济性原则在满足安全性的前提下，设备配置应考虑经济性，选择性价比高的设备，降低整个系统的成本。3.4设备配置083.5系统功能对换流站各设备进行实时监测，包括换流阀、换流变压器、平波电抗器等关键设备。实时监测数据采集与处理越限报警收集设备的运行数据，进行必要的数据处理和分析，以支持运行和控制决策。当设备参数超出设定范围时，及时发出报警信号，提醒运行人员采取相应措施。0302013.5系统功能094直流控制系统主控制器作为直流控制系统的核心，负责整体的协调与控制。直流控制保护装置实现对直流系统的过流、过压等故障的快速检测与保护。直流测量装置准确测量直流系统的各项参数，为控制系统提供实时数据。4直流控制系统104.1设计原则确保二次系统设备的安全可靠运行，防止误动、拒动等故障情况的发生。遵循相关国家和行业标准，确保设计满足安全要求，降低潜在风险。考虑设备运行环境的安全性，采取必要的防护措施。4.1设计原则114.2功能分层直接面向一次设备，承担电气量和非电气量的采集、设备状态监测以及控制命令的执行等任务。过程层面向过程层，承担各类二次系统应用功能的数据处理、逻辑运算和监视控制等任务。间隔层面向间隔层，承担全站的监视、控制、告警及信息管理等任务。站控层4.2功能分层124.3控制模式及控制功能站控控制模式在换流站内设置站控系统，通过站控系统对换流站进行本地控制，包括设备监控、保护定值修改等功能。就地控制模式在换流站的关键设备旁设置就地控制装置，实现对设备的紧急操作，如紧急停运、隔离等。远方控制模式通过调度中心或集控中心对换流站进行远程控制，实现换流站的启动、停运、功率升降等操作。4.3控制模式及控制功能135直流系统保护

5直流系统保护安全性与可靠性并重直流系统保护配置应确保故障时可靠动作，防止事故扩大，同时避免误动造成的不必要损失。层级式保护策略根据故障类型和严重程度，设置不同层级的保护，实现逐级判别与动作，提高保护的选择性。通信与就地保护相结合充分利用通信技术实现保护装置的协同动作，同时保留就地保护功能，确保在通信异常时仍能有效动作。145.1配置原则二次系统配置应确保换流站的安全稳定运行，遵循电力系统安全防护的基本要求，有效防范潜在风险。安全性原则二次系统配置应具有高可靠性，关键设备和功能应冗余配置，确保在单一故障发生时，系统仍能保持正常运行。可靠性原则二次系统配置应采用成熟先进的技术和设备，满足换流站智能化、自动化的发展需求，提高运维效率。先进性原则5.1配置原则155.2直流保护直流保护系统应具有高可靠性，确保在各种故障情况下能够准确动作，防止事故扩大。可靠性原则保护配置应能够准确区分故障类型和故障区域，实现选择性切除故障部分，最大限度减小停电范围。选择性原则直流保护系统应快速响应故障，尽快切除故障部分，确保系统稳定运行。速动性原则5.2直流保护165.3换流变压器保护完整性原则换流变压器保护应覆盖所有可能的故障类型，确保设备安全。可靠性原则保护系统应具有高可靠性，防止误动和拒动。灵敏性原则保护应能灵敏地反映故障，快速切除故障设备。5.3换流变压器保护175.4直流滤波器保护可靠性原则保护应能准确区分直流滤波器内部故障与外部故障，避免误动或拒动。选择性原则灵敏性原则保护应对故障具有足够的灵敏度，确保在故障发生时能够快速响应。直流滤波器保护应确保高度可靠，准确识别故障并及时切除，防止故障扩大。5.4直流滤波器保护185.5交流滤波器保护5.5交流滤波器保护完整性原则保护配置应确保交流滤波器的各个关键部分均得到有效保护，防止故障扩大。可靠性原则保护装置应具有高可靠性，确保在滤波器故障时能够准确动作，同时在正常运行时不误动。灵敏性原则保护整定应充分考虑滤波器的运行特性，确保在故障发生时能够迅速、准确地切除故障。195.6最后一台断路器保护独立配置01最后一台断路器保护应独立配置，不与其他保护共用装置或出口。双重化配置02为提高保护可靠性，宜采用双重化配置，包括主保护和后备保护。相互独立03主保护与后备保护应相互独立，互不干扰。5.6最后一台断路器保护205.7直流系统暂态故障录波电流突变启动当直流电流发生突变，超过设定阈值时，录波器应能准确启动，记录故障波形。电压突变启动直流电压出现异常波动，达到或超过预设的启动电压值时，录波器需可靠启动。手动启动在必要时，运行人员可通过手动操作启动录波器，以确保对特定事件的记录。5.7直流系统暂态故障录波215.8直流线路故障定位系统精确性系统故障定位应具备高精度，以减小故障排查范围，缩短停电时间。可靠性直流线路故障定位系统应具有高可靠性，确保在故障发生时能够准确、迅速地定位故障点。实时性系统应能够实现实时监测和数据分析，为运维人员提供及时、有效的故障信息。5.8直流线路故障定位系统226交流系统保护及安全自动装置后备保护配置在主保护拒动或断路器拒动时，后备保护能够可靠动作，切除故障，包括近后备和远后备保护。保护装置性能保护装置应满足速动性、选择性、灵敏性和可靠性的要求，确保电网安全稳定运行。主保护配置根据系统重要性及故障后果，合理配置主保护，如差动保护、距离保护等，确保故障快速切除。6交流系统保护及安全自动装置236.1交流系统保护完整性原则交流系统保护应覆盖所有重要设备和线路，确保整个系统的安全运行。选择性原则保护装置应能准确区分故障区域，实现选择性切除，最小化故障影响范围。速动性原则保护装置应尽快动作，缩短故障持续时间，减轻设备损坏程度。6.1交流系统保护246.2电力系统安全自动装置安全自动装置应能自动检测并判断电力系统中的故障，包括线路故障、设备故障等。自动检测与判断故障在出现故障时，装置需能自动执行紧急控制措施，如切机、切负荷等，以防止事故扩大。执行紧急控制措施安全自动装置应具备与监控系统通信的功能，实时上传装置状态、告警信息等，并接受监控系统的远程控制。实现与监控系统的通信6.2电力系统安全自动装置256.3交流系统故障录波和故障测距交流系统故障录波器应独立于其他二次系统配置，确保录波数据的准确性和可靠性。独立性配置录波器应具备同步采样功能，确保各通道数据采集的同步性，以准确反映系统故障时的电气量变化。同步性要求录波器应具备良好的抗干扰能力，包括电气干扰和电磁干扰，防止误动和拒动。抗干扰能力0102036.3交流系统故障录波和故障测距266.4保护及故障信息管理系统模块化设计系统采用模块化设计，便于扩展和维护，提高系统的可靠性和稳定性。冗余配置关键设备和重要数据采用冗余配置，确保在系统故障时能够及时切换，保障系统的正常运行。高速通信网络构建高速通信网络，实现各保护设备之间以及保护与监控系统之间的快速数据传输。6.4保护及故障信息管理系统030201277调度自动化硬件设备配置根据实际需求，合理配置各类服务器、工作站、网络设备等硬件，保障系统的高效稳定运行。软件功能要求系统软件应具备数据采集与处理、监视与控制、报警处理、操作票及防误闭锁等功能，以满足调度自动化的需求。整体架构设计调度自动化系统应采用分层分布式结构，包括站控层、间隔层等，确保系统的可靠性和可扩展性。7调度自动化287.1直流远动系统7.1直流远动系统直流远动系统应采用冗余配置，包括主备服务器、双网冗余等，确保系统的高可靠性。分层结构系统应分为站控层、间隔层和设备层，各层次之间通过高速网络通信，实现数据采集与监控的集中管理。网络安全需配置安全防护设备，防止外部网络攻击和系统内部数据泄露。冗余配置297.2电力系统调度自动化硬件配置包括调度中心主站系统、厂站端子站系统以及数据通信网络等，确保系统的稳定性和可靠性。软件设计采用模块化、分布式、开放式的设计思想，便于系统的扩展和维护，同时提高系统的可用性和可维护性。数据处理具备高效的数据处理能力，包括数据采集、处理、存储、分析和挖掘等环节，为调度决策提供有力支持。7.2电力系统调度自动化308阀冷却控制保护系统阀冷却控制保护系统应独立于其他系统，确保在其他系统故障时仍能正常工作。独立性原则关键设备和重要回路应采用冗余配置，提高系统的可靠性。冗余配置系统应具备实时监控功能，对阀冷却系统的运行状态进行实时监测。实时监控8阀冷却控制保护系统318.1配置原则安全性原则二次系统的配置应确保换流站的安全稳定运行，遵循国家及行业标准，防止潜在的安全隐患。可靠性原则配置应选用经过验证的可靠设备和技术方案，确保二次系统在各种运行工况下均能保持稳定。先进性原则在满足安全性和可靠性的基础上，应选用先进的技术和设备，提高换流站的自动化和智能化水平。8.1配置原则328.2系统功能对换流站主要电气量、非电气量以及设备状态进行实时监测，确保系统运行在安全稳定的范围内。实时监测控制操作告警与事件记录根据系统运行需求，对换流站内的断路器、隔离开关等设备进行远程控制，实现灵活的系统运行方式调整。对换流站内出现的异常情况进行及时告警，并记录相关事件信息，便于后续故障排查与分析。8.2系统功能339站用电源系统主要电源包括交流电源、直流电源及不间断电源（UPS）。辅助电源包括事故照明电源、试验及检修电源等。监控及管理系统对各类电源进行实时监测、控制和管理。9站用电源系统349.1站用交流电源03灵活性电源配置应具备灵活性，便于根据不同运行工况调整电源运行方式。01可靠性站用交流电源应保证高度可靠，满足换流站正常运行及事故处理的需求。02冗余性电源配置应考虑冗余设计，确保在主电源故障时，备用电源能够及时投入，保证站用交流电源不间断。9.1站用交流电源359.2站用直流电源直流电源系统应独立配置，具备可靠性、稳定性和冗余性。应采用双重化配置，包括充电装置、蓄电池组等关键设备，确保电源系统的可靠供电。应配置绝缘监察装置，实时监测直流电源系统的对地绝缘状况。9.2站用直流电源369.3交流不间断电源123交流不间断电源应具有高可靠性，确保在外部电源故障时，能持续为关键设备提供稳定的电力供应。可靠性应根据换流站的实际需求和设备功耗，合理配置不间断电源的容量，以确保在满载情况下仍能保持稳定的输出电压和频率。容量配置为提高系统的可靠性，应采用冗余设计，包括电源模块的备份、电池组的并联等，以降低单点故障的风险。冗余设计9.3交流不间断电源3710辅助二次系统

10辅助二次系统辅助二次系统主要由站用电源系统、照明系统、视频监控系统、消防系统、工业水系统、生活水系统、暖通系统等组成。这些系统在换流站中起着重要的辅助作用，确保换流站安全、稳定、高效地运行。辅助二次系统的设计应遵循相关标准和规范，确保系统的可靠性和稳定性。3810.1时间同步系统时间同步装置作为时间同步系统的核心设备，负责接收和处理时间信号，为其他设备提供精准的时间同步服务。时间信号传输设备将时间同步装置产生的时间信号传输给各个需要同步的设备，确保时间信号的准确传递。时间同步监测系统对整个时间同步系统进行实时监测，确保系统正常运行，及时发现并处理潜在问题。10.1时间同步系统3910.2谐波监视系统专用谐波监视装置应配置专用的谐波监视装置，实现对换流站各点谐波的实时监测。数据采集与处理装置应具备高速数据采集与处理能力，确保谐波数据的准确性和实时性。多通道输入支持多通道输入，同时监测换流站交流侧和直流侧的多点谐波数据。10.2谐波监视系统4010.3火灾自动报警系统用于实时监测换流站内的火灾情况，及时发现火情。火灾探测器对火灾探测器进行信号处理和逻辑判断，确认火情后触发报警。报警控制器根据火灾情况，自动控制消防设备进行灭火，如启动灭火装置、关闭防火门等。联动控制设备10.3火灾自动报警系统4110.4图像监视及安全警卫系统确保图像清晰可辨，满足监控需求。高清晰度摄像机数字化存储与管理可靠的网络传输采用数字化技术对图像信息进行存储和管理，便于查询和回溯。保障图像信息在网络传输过程中的稳定性和安全性。03020110.4图像监视及安全警卫系统4210.5设备状态监测系统数据采集层将传感器层采集的数据进行汇总、预处理和格式化，确保数据的准确性和可用性。数据传输层将处理后的数据通过有线或无线方式传输至监测中心，实现数据的远程监控和管理。传感器层负责采集设备状态数据，包括温度、压力、电流、电压等关键参数。10.5设备状态监测系统4310.6站用电动机控制安全性控制系统应具有高可靠性，确保在恶劣环境下仍能稳定运行，满足电动机的控制需求。可靠性智能化应用先进的控制技术，实现站用电动机的智能化管理，提高运行效率。站用电动机控制应首先确保操作过程的安全性，防止因误操作或设备故障导致的安全事故。10.6站用电动机控制4411二次回路设计二次回路设计应符合国家及行业相关标准、规范，确保系统安全、可靠运行。遵循标准与规范根据换流站的实际需求，合理配置各类二次回路，包括保护回路、控制回路、信号回路等，实现站内设备的有效监控与控制。回路配置要求在关键回路设计中，应充分考虑冗余配置，提高系统的可靠性，降低单点故障风险。冗余与可靠性11二次回路设计4511.1直流系统测量装置精确测量01直流系统测量装置应具备高精确度，以确保对直流系统中各项参数的准确监测。稳定性与可靠性02装置应具有良好的稳定性和可靠性，能够长时间稳定运行，确保测量数据的可靠性。防护等级03装置应具备一定的防护等级，以适应直流系统所处的复杂环境，防止外部因素对测量结果造成干扰。11.1直流系统测量装置4611.2二次接线要求二次接线应布局合理，简化接线复杂性，确保线路清晰可见，便于维护。简明清晰接线应符合相关安全规范，确保设备及人身安全，并具备相应的保护措施。安全可靠遵循行业标准，采用通用的接线方式和标识符，提高系统的通用性和互换性。标准化设计11.2二次接线要求4711.3二次接地及抗干扰要求为确保人身和设备安全，二次系统各设备应实施保护接地，将设备金属外壳与接地网可靠连接。保护接地为提供稳定的电位参考点，二次系统中应设置工作接地，以保证系统正常、稳定运行。工作接地对于采用屏蔽电缆的二次回路，屏蔽层应在一点接地，以减少电磁干扰对信号的影响。屏蔽接地11.3二次接地及抗干扰要求4812二次设备布置合理性根据设备的功能、运行需求和使用频率，合理规划布置空间，提高使用效率。可维护性布置时应考虑设备的维护、检修和更换方便，节省人力物力成本。安全性二次设备的布置应确保运行安全，避免相互干扰，降低故障风险。12二次设备布置4912.1总的要求确保系统安全稳定运行二次系统设计应首先保障电网的安全稳定，具备足够的抗干扰能力和防护措施。遵循相关安全标准符合国家及行业标准，确保设备和系统在设计、制造、安装、调试等各环节的安全性。可靠的数据传输与存储保障数据在传输和存储过程中的可靠性，防止数据丢失或损坏。12.1总的要求5012.2控制楼二次设备布置集中布置原则将二次设备集中布置在控制楼内，便于运行监视、维护和管理。分区布置原则根据设备功能及系统要求，将控制楼划分为若干区域，如监控区、保护区、通信区等，各区域内设备相对独立，减少相互干扰。安全可靠原则设备布置应满足安全、可靠的要求，确保设备在正常运行和异常情况下均能保持稳定性。12.2控制楼二次设备布置5112.3继电器小室二次设备布置安全可靠设备布置应确保运行安全可靠，便于维护和检修。整齐美观设备应排列整齐，布线清晰，符合美学要求。便于扩展考虑未来发展的需要，应留有一定的扩展余地。12.3继电器小室二次设备布置5213电缆光缆选择及敷设符合国家标准选择的电缆光缆应符合国家相关标准，确保其质量可靠、性能稳定。考虑使用环境根据换流站的实际使用环境，选择适合的电缆光缆类型，如防火、防水、耐腐蚀等。容量与长度匹配根据系统需求，选择适当容量的电缆光缆，并确保其长度满足敷设要求。13电缆光缆选择及敷设0302015313.1控制电缆选择屏蔽电缆对于需要防止电磁干扰的重要控制回路，应选择屏蔽电缆以确保信号的稳定传输。阻燃电缆应选用符合相关标准的阻燃电缆，以提高电缆在火灾等异常情况下的安全性。耐高温电缆在高温环境中，应选用耐高温电缆，以确保电缆在正常工作温度下长期稳定运行。13.1控制电缆选择5413.2光缆选择123根据工程实际情况选择适当类型的光缆，如室外光缆、室内光缆等，确保光缆性能满足系统需求。在选择光缆时，应考虑其传输性能、机械性能、环境适应性以及成本等因素，进行综合评估。针对不同的应用场景，选择合适的光缆结构，如层绞式、中心管式等，以提高光缆的敷设效率和可靠性。13.2光缆选择5513.3电缆光缆敷设确认无损伤、变形或污染，保证产品质量。检查电缆光缆外观根据设计要求，确保所选电缆光缆符合要求。核对电缆光缆型号规格选用合适的敷设工具，确保敷设过程顺利进行。准备敷设工具13.3电缆光缆敷设56附录A监控系统监视的信号电气量信号包括电压、电流、功率、频率等反