DL-T 277-2023 高壓直流輸電系統(tǒng)控制保護整定技術規(guī)程

中華人民共和國電力行業(yè)標準DL/T277-20XX高壓直流輸電系統(tǒng)控制保護整定技術規(guī)程ThetechnicalspecificationofsettingforcontrollingandprotectioninHVDCsystem國家能源局發(fā)布I 2 I本文件起草單位：國家電網(wǎng)有限公司國家電力調度控制中心、中國南方南京南瑞繼保電氣有限公司、許繼集團有限公司、中國電力科學研究院有1GB/T22390.4高壓直流輸電系統(tǒng)控制與保護設備2IVY?max(IDCP，IDCN)>max(Isc.set，KsetIres) IVY?min(IDCP，IDCN)>Isc.set （2）IVD?max(IDCP，IDCN)>max(Isc.set，KsetIres) （3）IVD?min(IDCP，IDCN)>Isc.set （4）Kset——比率系數(shù)。啟動定值Isc.set應躲過系統(tǒng)短時過負荷情況下的測量誤差，一般取0.5倍額定直流電流。3Iopovc.setIopIopI=IIop{max(IIDCN)?IVY>max(Icfp.set，Kset1Ires)IDCN)*Kset2>IVY{max(IIDCN)?IVD>max(Icfp.set，Kset1Ires)IDCN)*Kset2>IVD4Ires——制動電流；Icfp.set——啟動定值；Kset1——比率系數(shù)；Kset2——電流制動系數(shù)。Icfp.set為保護啟動定值，可由式（12）計算如下：In——額定直流電流。Icfp.set系數(shù)的整定考慮躲過直流系統(tǒng)短時過負荷工況下兩測量回路產(chǎn)生的最大不平衡電流，Kset1推薦取5IDCP?IDCN>max(Iv.set，KsetIres)…………..（14）IDCP——相應換流器的高壓側直流電流；Ires——制動電流；Kset——比率系數(shù)。采用制動特性時，推薦分為兩段，慢速段啟動定值推薦取值不小于0.02倍額定直流電流，Kset的Kset推薦取0.15~0.3，保護動作時間與直流系統(tǒng)控制特性配合，一般推薦取5~2max(IVY，IVD)?IVY>Iscb.set max(IVY，IVD)?IVD>Iscb.set Iscb.set——保護動作定值。Iscb.setrelKerIn6Krel——可靠系數(shù)；In——額定直流電流。推薦取200ms；在交流電壓異常時，需要躲過交流系統(tǒng)近后備保護動作時間，推薦取2.3s。IVY?min(IDCP，IDCN)>max(Iset，KsetIres) IVD?min(IDCP，IDCN)>max(Iset，KsetIres) IDCP——正極直流電流；Ires——制動電流；Iset——啟動定值；Iset的整定考慮躲過換流器及直流場故障時的最大故障電流對應的測量誤差，推薦取0.5倍額定直流電流。Kset的整定考慮躲過區(qū)外最嚴重故障時兩測量回路產(chǎn)生的最大不平衡電流，推薦取0.15~7Ires——制動電流；Iset——啟動定值；Kset考慮躲過區(qū)外最嚴重故障時，兩測量回路產(chǎn)生的最大不平衡電流，推薦取0.2。min(IDCP，IDCN)?max(IVY，IVD)>Iset （22）max(IDCP，IDCN)?max(IVY，IVD)>Iset （23）IDCP——換流器高壓側直流電流；Iset——保護動作定值。投入情況下，逆變側交流系統(tǒng)故障恢復時也可能會出現(xiàn)換相失敗，動作時間考慮躲過該情況，推薦取8慢速段反映故障特征不明顯的閥區(qū)故障，定值根據(jù)最小直流功率時的逆變側閥組短路故障電流整定，根據(jù)最小直流功率下故障仿真結果，并結合IVY和IVD測量回路帶來的測量誤差，推薦取0.07倍額 （24） （25）Ker——測量誤差；Krel——可靠系數(shù)，取0.6~0.7；9IDNC?IDCN>IBP.set IBP>IBP.set IDCN——換流器低壓側直流電流；IDNC——中性母線靠近換流器側電流；IBP.set——動作定值。IBP.set可按閥最小導通電流整定，也可根據(jù)開關耐受能力整定。該保護用于防止旁通對長時間過流損壞換流閥，只在雙十二脈動換流器串聯(lián)的直流輸電系統(tǒng)中選換流器旁通對過負荷保護判據(jù)可根據(jù)工程實際情況選擇由式（30）IDCN>IBPP.set min(IDCP，IDCN)>IBPP.set （31）IDCP——換流器高壓側直流電流；IBPP.set——動作定值。IBPP.set一般按閥最小導通電流整定，也可根據(jù)換流閥耐受能力整定。保護判據(jù)可根據(jù)工程實際情況選擇由式（32）或帶電流輔助判據(jù)的ΔUD>Ud.set {ΔUD>Ud.set lID<Id.setUd.set——電壓定值；Id.set——電流參數(shù)值。Id.setKrel——可靠系數(shù)，取0.2~0.6；Ker——測量設備百分比誤差；Idmin——正常運行時的最小直流電流。該保護為選配，主要作為交流側的后備保護。保護判據(jù)K——比率系數(shù)，取0.3~0.5；該保護為選配，是發(fā)生換相失敗等閥觸發(fā)異常的后備保護，檢測直流電流中的50Hz分量。保護判I50Hz（38）Inorm——額定直流電流；K50Hz.set——比率系數(shù)。I100Hz（39）Inorm——額定直流電流；保護時間定值根據(jù)一次設備耐受能力整定，并宜與近區(qū)交流系統(tǒng)后該保護為直流電壓超過設備承受能力時的保護，防可根據(jù)工程實際情況選擇由式（40）或帶電流輔助判據(jù)UDL>Ud.set （40）{UDL>Ud.set （41）lID<Id.setΔUD>Ud.set （42）{ΔUD>Ud.set （43）lID<Id.setUDL——對于長距離直流輸電系統(tǒng)，為直流線路電壓，對于背靠背直流輸電系統(tǒng)，為正極或負極ID——對于長距離直流輸電系統(tǒng)，可取換流器高壓側直流電流或中性母線電流，對于背靠背直流Ud.set——電壓定值；Id.setKer——測量設備百分比誤差；Idmin——正常運行時的最小直流電流。該保護是直流系統(tǒng)出現(xiàn)低電壓現(xiàn)象的后備保護。保護判據(jù)Ker——測量設備百分比誤差；Idiff>max(Iset,KsetIres)Ires——制動電流；Iset——啟動電流；慢速段Kset推薦取0.15，快速段Kset推薦取0.2。該保護為中性母線發(fā)生接地故障時的保護。保護判據(jù)Idiff>max(Iset,KsetIres)…………..（50）Ires——制動電流；Iset——啟動電流；慢速段Kset推薦取0.1~0.15，快速段Kset推薦取0.2。Idiff>max(Iset,KsetIres)…………..（51）Ires——制動電流；Iset——啟動電流；極母線差動保護以及中性母線差動保護快速段的后備保壓側的連接線之間區(qū)域發(fā)生接地故障時的保護。保護判據(jù)可由IDC2P?IDC1N>max(Iset，KsetIres)…………..（52）Ires——制動電流；Iset——啟動定值；的整定推薦取0.1~0.15；快速段啟動定值推薦不低該保護為選配，為換流器區(qū)域發(fā)生接地故障時的保護。保護IDCP?IDCN>max(Iv.set，KsetIres)…………..（53）IDCP——單十二脈動換流器的直流輸電系統(tǒng)中為換流器高壓側直流電流，雙十二脈動換流器串聯(lián)IDCN——單十二脈動換流器的直流輸電系統(tǒng)中為換流器低壓側直流電流，雙十二脈動換流器串聯(lián)Ires——制動電流；Kset——比率系數(shù)。值推薦取值不小于0.05倍額定直流電流，Kset的整定考慮躲過區(qū)外最嚴重故障時兩測量回路產(chǎn)生的最該保護為選配，是發(fā)生換相失敗等閥觸發(fā)異常的后備保護，檢測直流電流中的50Hz分量。I50HzIord——電流指令值；I50Hz.set——啟動定值；Imf.50Hz——直流電流中的最大連續(xù)50Hz電流或躲過交流系統(tǒng)暫態(tài)過程引起的5K50.setKrel——可靠系數(shù)，取0.90~0.95；Iordk——對應工況的電流指令值大小。工況條件包括從正常運行的最小電流到最大電流，根據(jù)選I50HzI50Hz——直流電流中50Hz諧波電流；K50Hz.set——比率系數(shù)。I50HzId——當前運行直流電流；K50Hz.set——比率系數(shù)。I100HzIord——電流指令值；I100Hz.set——啟動定值；I100Hz.setK100.setKrel——可靠系數(shù)，取0.90~0.95；Iordk——對應工況的電流指令值大小。工況條件包括從正常運行的最小電流到最大電流，根據(jù)選保護時間定值根據(jù)一次設備耐受能力整定，并宜與近區(qū)交流系統(tǒng)后I100Hz（62）Inorm——額定直流電流；保護時間定值根據(jù)一次設備耐受能力整定，并宜與近區(qū)交流系統(tǒng)后I100HzId——當前運行直流電流；保護時間定值根據(jù)一次設備耐受能力整定，并宜與近區(qū)交流系統(tǒng)后UDN lIDE<IsetUdn.set1、Udn.set2——電壓動作Iset——電流參數(shù)值。），INBS>Iset1 （66）IDNE>Iset2 （67）斷口2保護判據(jù)可由式（68）計算如下：IDNE?INBS>Iset3 （68）IDNE——中性母線電流；Iset1、Iset2、Iset3——電流定值。該保護為交、直流線路發(fā)生碰線故障時的保護，可以采用保護判據(jù)一利用本站的直流電壓電流，可由式（69）或{lIDL>IDL.set{IDL.50Hz——直流電流中的50Hz分量；IDL——直流電流；IDL.50Hz.set——50Hz分量的電流定值；IDL.set——電流定值。Iset——電流定值。I>I斷口2保護判據(jù)可由式（75）計算如下：I?I>IIDNE——中性母線電流；Iset——電流定值。保護。保護判據(jù)可根據(jù)工程實際情況選擇由式（76）或帶電壓輔助判據(jù)的IDGND>IIDGND>Isetd.setIset——電流定值；UDL.min——正極母線電壓和負極母線電壓絕對保護一般分為慢速段和快速段，慢速段定值需低于系統(tǒng)最小運行電流，保護定值可取0.08~0.095倍額定直流電流，也可根據(jù)接地網(wǎng)過流能力快速段可選配電壓判據(jù)，也可按有電壓判據(jù)和無電壓判據(jù)分別配置為兩段保護。保護定值可取該保護在背靠背直流輸電系統(tǒng)中選配，是兩側換流變壓器閥側電流間換流器Y橋背靠背差動保護判據(jù)可根據(jù)工程實際情況選擇由式（78IVY1?IVY2>max(Iset,KsetIres) IVY1?IVY2>Iset 換流器D橋背靠背差動保護判據(jù)可根據(jù)工程實際情況選擇由式（IVD1?IVD2>max(Iset,KsetIres) IVD1?IVD2>Iset IVY1、IVY2——兩側星接換流變壓器閥側三相電流絕對值的最IVD1、IVD2——兩側角接換流變壓器閥側三相電流絕對值的最Ires——制動電流；Iset——啟動電流；該保護為雙極中性母線發(fā)生接地故障時的保護。保護判IDNE——中性母線靠近接地極側電流，根據(jù)站、極選取方向；IDNE_OP——對極中性母線靠近接地極側電流，根據(jù)站、極選IDGND——站內接地開關電流；IDME——金屬回線電流；Iset——啟動定值；Ires——制動電流。IsetKrel——可靠系數(shù)，取1.3~1.5；Iunb.0——實測最大過負荷工況下差電流。啟動電流定值Iset根據(jù)工程經(jīng)驗，一般推薦取0.03~0.06倍額定直流電流。比率系數(shù)Kset推薦取0.05~0.1。IDGND>IDG.setIDG.set——過流定值。IDNE——中性母線靠近接地極側電流，根據(jù)站、極選取方向；IDNE_OP——對極中性母線靠近接地極側電流，根據(jù)站、極選IDME——金屬回線電流；IDG.set——過流定值。該保護為站內接地開關失靈的保護。保護判據(jù)可由式（8INBGS>Iset1 （86）IDGND>Iset2 （87）IDGND——站內接地開關電流；Iset1、Iset2——電流定值。IGRTS>Iset1 （88）IDME>Iset2 （89）斷口2保護判據(jù)可由式（90）計算如下：IDME?IGRTS>Iset3 （90）IDME——金屬回線電流；IGRTS——GRTS開關內部電流；Iset1、Iset2、Iset3——電流定值。IMRTB>Iset1 （91）IDEL1+IDEL2>Iset2 （92）斷口2保護判據(jù)可由式（93）計算如下：IDEL1+IDEL2?IMRTB>Iset3 （93）IMRTB——MRTB開關內部電流；Iset1、Iset2、Iset3——電流定值。僅在金屬回線運行時接地的換流站投入，保護判據(jù)可由式（IDGND+IDEL1+IDEL2>max(Iset,KsetIres)…………..（94）IDGND——站內接地開關電流；Ires——制動電流；Iset——啟動電流；保護啟動電流Iset定值推薦取0.015~0.05倍額定直流電流。比率系數(shù)Kset推薦取0.05~0.1。IDNE±IDME>max(Iset,KsetIres) IDL?IDL.OP>max(Iset,KsetIres) IDME——金屬回線電流；IDL——直流線路電流；Ires——制動電流；Iset——啟動電流；保護啟動電流定值Iset推薦取0.04~0.1倍額定直流電流。比率系數(shù)Kset推薦取0.1~0.3。動作時間定值與站接地過電流保護和金屬回線接地IDME+IDME.OST>max(Iset,KsetIres) IDL.OP?IDL.OST.OP>max(Iset,KsetIres) IDME——金屬回線電流；IDME.OST——對站金屬回線電流；IDL.OP——對極直流線路電流；IDL.OST.OP——對站對極直流線路電流；Ires——制動電流；Iset——啟動電流；Iset（99）Krel——可靠系數(shù)，取1.3~1.5；Iunb.0——實測最大過負荷工況下差電流。比率系數(shù)Kset推薦取0.05~0.3。保護動作時間應躲過交流系統(tǒng)故障的暫態(tài)過程，IDEL1>Iset （100）IDEL2>Iset （101）Iset——保護動作定值。Iset——保護動作定值。保護動作定值按從換流站側到接地極側至少70%區(qū)域的接地極線路發(fā)生金屬性接地故障時能識別該保護為選配，可作為接地極線路發(fā)生接地故障時的保護。兩條接地極線路保護判據(jù)可分別由式IDEE1?IDEL1>max(Iset,KsetIres) （103）IDEE2?IDEL2>max(Iset,KsetIres) Iset——啟動電流；Ires——制動電流；保護啟動定值Iset推薦取0.01~0.03倍額定直流電流。比率系數(shù)Kset推薦取0.1~0.3。IGRTS>Iset1 斷口2保護判據(jù)可由式（106）計算如下：IDME?IGRTS>Iset2 IDME——金屬回線電流；Iset1、Iset2——電流定值。IMRTB>Iset1 斷口2保護判據(jù)可由式（108）計算如下：IDEL1+IDEL2?IMRTB>Iset2 Iset1、Iset2——電流定值。該保護為直流線路發(fā)生接地故障時的主保護。方式向兩站傳播，保護通過檢測行波的特征來檢出線路的故障。行波算法可由i(t)——直流電流瞬時值；u(t)——直流電壓瞬時值。dUDL/dt——直流電壓下降斜率；dUDL.set——直流電壓下降斜率定值；ΔUDL.set——直流電壓變化定值；ΔIDL.set——直流電流變化定值。ΔUDL.set、ΔIDL.set可通過仿真計算與仿真試驗確定。該保護為直流線路發(fā)生接地故障時的主保護。保護判據(jù)dUDLllUDLDL.setdUDL.set——直流電壓下降斜率定值；UDL.set——直流低電壓定值。該保護為直流線路發(fā)生接地故障時的后備保護。保護僅在整流側投入，判據(jù)可由式（112UDLUDL.set——直流低電壓定值。續(xù)一定的時間低，同時沒有發(fā)生交流系統(tǒng)故障或發(fā)生換相失敗，UDL.setKrel——可靠系數(shù)，取0.3~0.8；Ker——測量設備百分比誤差；Ud.min——降壓運行的最低直流電壓。該保護為直流線路上發(fā)生接地故障時的后備保護。保護判據(jù)|IDL?IDL.OST|>max(Iset,KsetIres)………….IDL——本站直流線路電流；Ires——制動電流；Iset——啟動電流；比率系數(shù)Kset推薦取0.05~0.3。保護動作時間躲過交流系統(tǒng)故障及清除階段的暫態(tài)過程，該保護為直流濾波器內部發(fā)生接地故障時的保護。保護判據(jù)Idiff>max(Iset,KIres)K——比率制動系數(shù)；Iset——啟動電流；Ires——制動電流。差動啟動電流Iset應按躲過直流濾波器正常運行時的最大差動電流IsetononI——直流濾波器運行電流；onKrel——可靠系數(shù)，建議不低于1.3；ererItro——直流濾波器的穿越電流；不平衡保護定值Kubzd可由式（118）計算如下：K——不平衡比率系數(shù)。容器結構等條件，計算出K。該保護為選配，為直流濾波器內部的電容器發(fā)生接地故障時的保護。保護判據(jù)可由式（11Idiff——差動電流；Iqd.set——差動有流定值；Iub——直流濾波器的不平衡電流；Itro——直流濾波器的穿越電流；Iubqd——不平衡啟動值；Kubzd——不平衡保護定值。差動有流定值按躲過直流濾波器正常運行時的最大差動電流整定，可onI——直流濾波器運行電流；onKrel——可靠系數(shù)，建議不低于1.1；erer不平衡保護定值Kubzd參考9.2節(jié)計算，可根據(jù)仿真試驗的結果進行調整。保護的時間定值根據(jù)電容器制造商給出電容器元件所能承受Udset應能計及電抗器電流特征諧波的影響，并考慮各次諧τ——熱過負荷時間常數(shù)；τ——熱過負荷時間常數(shù)；I——實時測量全電流有效值，不考慮集膚效應系數(shù)。檢測直流濾波器的調諧狀態(tài)?？筛鶕?jù)直流濾Kset——比率系數(shù)定值。Kset——比率系數(shù)定值。ΔI12setIset——電流定值。差動啟動電流定值Icdqd應按躲過換流變壓器額定負載時的最大不平衡電流整定，可由式（127）計Ie——換流變壓器額定電流；Krel——可靠系數(shù)，一般取1.3~1.5；）；ΔU——換流變壓器調壓引起的誤差，取調壓范圍中偏離額定值的最大在工程實用整定計算中Icdqd可選取0.3~0.7Ie。比率差動保護的靈敏度系數(shù)Ksen應按最小運行方式下差動保護區(qū)內換流變壓器閥側兩相金屬性短路計算。根據(jù)計算最小短路電流Ik.min和相應的制動電流Ires，在動作特性曲線上查得對應的動作電流Iop，可由式（128）計算如下：護延時動作。其整定值應按躲過換流變壓器勵磁涌流整定，一般可由Icdsd=KIe K——勵磁涌流的倍數(shù)，換流變壓器K值推薦不小于4。該保護簡稱換流變壓器小差保護，是由換流變壓器交流側套管電流和閥側套管電流構成的差動保護判據(jù)。換流變壓器引線差動保護采用比率制動方式構成，其動差動啟動電流定值Icdqd應盡可能躲過任一元件電流回路斷線時最大負荷電流引起的差動電流，可Icdqd≥KrelICTmaxICTmax——引線上各支路在正常運行情況下的最大支路負荷電流（不考慮串內支路Krel——可靠系數(shù)，一般取1.2~1.8。Icdqd=KrelIunb.0 （132）Krel——可靠系數(shù)，一般取1.3~1.5；Iunb.0——在換流變壓器額定電流下，Ie——換流變壓器額定電流。在工程實用整定計算中Icdqd可取0.1~0.4Ie,一般宜取0.3Ie?；騿蜗喙收嫌嬎悖婚y側按差動保護區(qū)內換流變壓器閥側兩相金屬性短路計算。根據(jù)計算最小短路電流Ik.min和相應的制動電流Ires，在動作特性曲線上查得對應的動作電流Iop,要求Ksen≥2。靈敏系數(shù)Ksen按區(qū)內發(fā)生金屬性接地短路進行校驗，要求不小于1.5。Iset——動作定值。IsetIsetKrel——可靠系數(shù)，可取1.2；Kr——返回系數(shù)，可取0.95；ILmax1——系統(tǒng)設計的直流短時過負荷ILmax2——換流變壓器耐受的短時過負荷電流。流的自產(chǎn)零序或外接中性點零序電流。保護判據(jù)可由Iset——動作定值。換流變壓器網(wǎng)側零序過電流保護與交流系統(tǒng)N(%)0N—過勵磁倍數(shù)；t—過勵磁時間序電流和直流電流的關系，保護通過檢測接地支路的零序電流計算磁化峰值來進IDGND(Y)(A)tt(s)IDGND(Y)—流過星接換流變壓器中性點的直流電流；t—飽和時間Kset——過壓系數(shù)定值；Kset（或Uset）和時間定值應根據(jù)設備的允許過電壓能力和系統(tǒng)設計的過電壓水平?jīng)Q定，與無功控Idiff>max(Icdqd,KIres)…………..（139）K——比率制動系數(shù)；Idiff——差動電流，交流濾波器母線開關電流和各交流濾波器小組電流的矢量和；Icdqd——差動啟動電流定值；Ires——制動電流。IcdqdIFHmax——母線上諸元件在正常運行情該保護為選配，檢測交流濾波器母線及其引線發(fā)生的故障。保護判據(jù)IsumIset——電流定值。Kr——返回系數(shù)，可取0.95；ILmax——流過母線的最大負荷電流。該保護檢測交流濾波器母線電壓水平，使交流濾波器免受過應Kset——過壓系數(shù)定值；Kset（或Uset）和時間定值應根據(jù)交流濾波器的允許過電壓能力和系統(tǒng)設計的過電壓該保護是交流濾波器內部發(fā)生接地故障時的主保護。保護判據(jù)Idiff>max(Icdqd,KIres)…………..（145）Idiff——差動電流；Ires——制動電流。差動啟動定值Icdqd作為差動保護的最小動作電流值，應按躲過交流濾波器過電壓運行時的最大不Icdqd≥KovKrel(Ker+Δm)IeIe——交流濾波器額定電流；金屬性短路情況下，交流濾波器小組最小差動電流為0整定，推薦取2~6Ie。壓電容器