南方电网备自投装置配置与技术功能要求规范

wordQ/CSG 中国南方电网某某公司企业标准Q/CSG110012-2011南方电网备自投装置配置与技术功能规XConfiguration Requirement and Technical Specification for Spare Power Automatic Switching Equipment中国南方电网电力调度通信中心二O一O年十一月中国南方电网某某公司 发 布2011-12-10实施2011-12-10发布8 / 11目 次前 言I1 X围12 规X性引用文件13 术语和定义14 配置原如此15 技术功能要求26 其他67 附如此7附录A(资料性附录) 110kV变电站10kV侧负荷均分功能逻辑8前 言备用电源自动投入装置简称“备自投作为提高供电可靠性的重要措施，在南方电网得到广泛应用。为进一步加强备自投装置的配置和技术管理，更好发挥其在提高供电可靠性、防止大面积停电中的作用，根据国家和行业相关规定，制定本技术规X。本规X由中国南方电网系统运行部提出、归口并负责解释。本规X主要起草单位：某某电网公司系统运行部、中国南方电网系统运行部本规X参与起草单位：某某省电力设计研究院，某某电网公司某某、某某、某某、某某、某某供电局本规X主要起草人：杨文佳、X勇、陈兴华、吴国炳、徐光虎、余畅、杨银国、梅勇、欧明秀、陈泗贞、冯舒扬、王莉、朱昌学南方电网备自投装置配置与技术功能规X1 X围1.1 本标准规定了南方电网110kV与以上电压等级的备用电源自动投入装置以下简称“备自投装置的配置原如此、根本技术要求和功能设计。1.2 本标准适用于南方电网公司。南方电网公司各相关部门和单位均应遵守本标准；有关单位在南方电网开展备自投装置的科研、设计、制造、试验和运行等工作时，也应遵守本标准。2 规X性引用文件如下文件中的条款通过本标准的引用而成为本规定的条款。但凡注明日期的引用文件，其随后所有的修改单不包括勘误的内容或修订版均不适用于本规定，然而，鼓励根据本规定达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。但凡不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规定。DL755-2001电力系统安全稳定导如此DL/T526-2002静态备用电源自动投入装置技术条件DL/T720-2000电力系统继电保护柜、屏通用技术要求GB/T14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程DLT 478-2010 继电保护和安全自动装置通用技术条件3 术语和定义3.1 静态备用电源自动投入装置技术条件中列出的术语和定义适用于本规X。3.2 无压定值 Setting Value of Low Voltage无压定值是指用于判别系统或母线处于失电状态的电压定值。当备自投装置采集的电压值小于该定值时，判为失去电源。3.3 有压定值 Setting Value of High Voltage有压定值是指用于判别系统或母线处于带电状态的电压定值。当备自投装置采集的电压值不小于该定值时，判为有电源。3.4 工作电源Working Power用于正常运行时给负荷或母线供电的独立电源。3.5 备用电源Standby Power投入后可给失电的负荷或母线恢复供电的独立电源。3.6 备用电源自动投入装置 Spare Power Automatic Switching Equipment当工作电源因故障或其它原因断开后，能自动、迅速地将备用电源投入工作或将用户切换到备用电源上去，而使用户不致于被停电的一种安全自动装置。备自投装置按照动作对象划分，分为母联分段、桥备自投、线路备自投和主变备自投。3.7 双开关 Double-switch某一元件通过两个开关接入同一电压等级，与系统相联。如500kV站高压侧的边、中开关，中压侧的201A、201B开关等。4 配置原如此4.1 凡具备环网供电条件、可能因系统运行需要而采取解环等措施的变电站，应设计和配置备自投装置。4.2 对新建、扩建的变电站，应对其配置备自投装置的必要性进展研究，并根据需要同步建设。4.3 一次网架结构发生变化时，应对相关变电站备自投装置功能、配置的适应性进展分析研究，必要时进展调整、改造。4.4 500kV与以上电压等级变电站的备自投装置配置原如此4.4.1 500kV与以上电压等级变电站的备自投装置应采用完全独立的双重化配置。4.4.2 500kV变电站的220kV母线采取分列运行方式时，宜根据运行需要配置220kV侧的母联备自投装置。4.4.3 正常方式下主变热备用的500kV与以上电压等级变电站，宜根据运行需要配置主变备自投装置。4.4.4 正常方式有500kV线路热备用的站点，宜根据运行需要配置线路备自投装置。4.5 220kV变电站的备自投装置配置原如此4.5.1 凡采取220kV线路热备用或220kV母线分列运行方式的220kV变电站，应在220kV侧配置线路或母联备自投装置。4.5.2 正常方式下主变热备用的220kV变电站，应根据运行需要配置主变备自投装置。4.5.3 凡采取110kV线路热备用或110kV母线分列运行方式的220kV变电站，应在110kV侧配置线路或母联备自投装置。4.6 110kV电压等级变电站的备自投装置配置原如此4.6.1 对于具备两路与以上不同电源的110kV变电站，在可能出现由单路电源供电的运行方式时，110kV侧应配置备自投装置T接方式除外，并可依据正常运行方式确定工作电源和备用电源，配置必要的备自投装置实现备自投方案。4.6.2 装有两台与以上主变的变电站，应在中、低压侧装设备自投装置。4.6.3 对于重要的供电负荷，运行方式条件允许时，宜装设备自投装置。5 技术功能要求5.1 额定电气参数5.1.1 直流回路5.1.1.1 额定电压：220V、110V5.1.1.2 允许偏差：-20%+10%5.1.1.3 纹波系数5%5.1.2 交流回路5.1.2.1 交流电压：100V、100/V5.1.2.2 交流电流：5A、1A5.1.2.3 频率：50Hz5.2 功率消耗5.2.1 交流电流回路5.2.1.15.2.1.25.2.25.2.3 直流电源回路5.2.3.1 备自投装置正常工作时，单套装置功耗50W5.2.3.2 备自投装置动作时，单套装置功耗80W5.3 交流输入回路要求5.3.1 交流输入量的允许工作X围5.3.1.15.3.1.2 电流：2In允许连续工作、10In允许工作10s、40In允许工作1s5.3.1.3 频率：220kV与以上备自投装置4060Hz，110kV备自投装置4555Hz5.3.2 低通滤波：备自投装置交流模拟量输入回路应加低通滤波，把高频分量滤除；并可进一步采取数字滤波。5.4 直流电源要求5.4.1 在正常试验的标准大气条件下，直流电源在5.1.1.2、5.1.1.3项规定的X围内变化时，装置应可靠工作。5.4.2 装置电源的自启动性能5.4.2.1 当合上备自投装置电源插件上的电源开关，直流电源由零缓慢上升至80%额定电压值，此时装置电源插件面板上的电源指示灯应亮，备自投装置工作正常。5.4.2.2 当外部直流电源调至80%额定电压，断开、合上装置电源开关，装置电源应能正常启动，备自投装置工作正常。5.5 采样与测量技术要求5.5.1 备自投装置的采样频率不小于1000Hz，即每周波采样点数不小于20。5.5.2 交流电压有效值测量误差3%0.21.2Un，49Hz51Hz。5.5.3 交流电流有效值测量误差3%0.21.5In，49Hz51Hz。5.5.4 功率测量误差2%。5.5.5 频率测量必须采自电压误差0.01%。5.5.6 相位角测量误差1。5.5.7 备自投装置在10s内的零点漂移值应小于额定值的5。5.6 时钟和时钟同步5.6.1 备自投装置应设硬件时钟电路，装置失去直流电源时，硬件时钟应能正常工作。5.6.2 备自投装置应配置与外部授时源的对时接口，如B码对时等。5.6.3 备自投装置时钟准确度应满足：5.6.3.1 在有时钟同步系统对时信号下，24小时备自投装置时钟误差10ms。5.6.3.2 在无时钟同步系统对时信号下，24小时备自投装置时钟误差10s。5.7 硬件设计要求5.7.1 备自投装置屏柜应满足电力系统继电保护柜、屏通用技术要求DL/T720-2000。5.7.2 备自投装置应根据装置功能逻辑设置足够的模拟量与开关量的开入开出接点。应合理安排模拟量与开关量的端子排排布，平均分配两侧端子排的电缆。5.7.3 输入、输出接点的要求5.7.3.1 出口接点和信号接点按需要配置，接点工作电压250V直流，允许闭合电流5A，在该电流下能持续工作。跳闸出口应能自保持，直至断路器断开。自保持宜由断路器的操作回路来实现。5.7.3.2 继电器输出触点容量应满足以下要求。跳闸触点容量：长期允许通过电流不小于5A； 触点断开容量为不小于50W。其他触点容量：长期允许通过电流不小于3A；触点断开容量为不小于30W。5.7.3.3 跳闸、合闸出口的脉冲展宽不少于100ms。5.7.4 220kV与以上备自投装置应设置备自投功能压板、元件检修压板、元件旁代压板、合闸与跳闸出口压板等。110kV可参照执行。5.7.4.1 装置应设置备自投功能压板。备自投功能压板退出后，闭锁装置的跳合闸出口与控制逻辑功能，装置异常、输入量显示等功能保持正常；备自投功能压板投入后，经延时，装置应解除闭锁，开放备自投功能。5.7.4.2 装置应设置元件检修压板。当元件检修压板投入时，装置功能逻辑中判断该元件为检修，应且只应闭锁该检修元件的备自投功能。5.7.4.3 对于工作电源具备旁代条件的变电站，备自投装置应设置工作电源的旁代压板。当投入相应旁代压板时，装置可自动实现旁代功能。5.7.4.4 装置应设置合闸、跳闸出口压板。当出口压板投入时，装置的合闸、跳闸脉冲才可作用于实际开关。5.7.5 装置跳合闸引出端子应与正电源适当隔开，安全距离应1个与以上端子。5.7.6 备自投装置的绝缘性能、耐湿热性能、电磁兼容性能、机械性能、冲击性能、结构、外观等应满足静态备用电源自动投入装置技术条件DL/T526-2002的要求。5.8 逻辑功能要求5.8.1 备自投装置应尽可能根据系统的实际运行和装置压板投退情况，实现不同自投方式的自动切换。5.8.2 备自投装置的充电条件应包含相关功能压板状态、工作电源和备用电源工况，以与相关闭锁信号判别等。5.8.3 对于判母线无压自投的备自投装置，当其工作电源电压小于无压定值、工作电源电流小于无流定值、备用电源电压大于有压定值，且无其它闭锁条件时，备自投装置应能启动。5.8.4 备自投装置应能准确可靠地记录故障前的运行工况，为逻辑的正确判断提供必需的前提条件。5.8.5 备自投装置一般应在投入备用电源前确保工作电源开关已断开，并应考虑备投区域内机组对系统同期并列的影响，必要时可先切除备投区域内的机组。5.8.6 对于备自投功能动作后有可能造成备用电源过载的情况，备自投装置宜设置智能选切负荷功能。5.8.7 对于检同期自投的装置，应至少分别满足电压相角差和幅值差两个同期条件才可投入备用电源。5.8.8 对于重要且有多个备用电源的站点，可根据具体情况允许装置屡次备投。当一个开关自投不成功时，装置应启动后续其它备用电源开关实现自投。5.8.9 备自投装置宜有电源自投于故障元件后的保护措施，并应考虑主变励磁涌流对备自投后加速保护的影响。5.8.10 对于装设有3台与以上主变且采用线变组接线方式的110kV变电站，其10kV侧宜配置带有负荷均分功能见附录A的备自投装置。5.8.11 备自投装置的定值设置应分类别如功能策略定值、元件参数定值等设置，易于理解，便于整定。5.9 可靠性要求5.9.1 备自投装置应具备的闭锁功能5.9.1.1 母差或开关失灵保护动作时，应闭锁同一电压等级的母联或线路备自投功能，并须待手动复归后，装置才可重新开放自投功能。5.9.1.2 装置在非启动状态下收到任意工作电源的手跳信号时，均应闭锁相应元件的备自投功能。但装置在启动状态下收到任意工作电源的手跳信号时，不应闭锁相应元件的备自投功能。5.9.1.3 被安自装置切除的负荷不允许经备自投装置恢复供电。相关的备自投装置应具备闭锁功能，确保安自装置切除负荷的有效性。5.9.1.4 主变后备保护动作时，应闭锁低压侧备自投功能。5.9.2 备自投装置的动作逻辑时延宜可整定，便于不同电压等级的备自投间协调。5.9.3 对引入的开关量信号应采用必要的防抖措施，防抖时间应不小于20ms。5.9.4 备自投装置的定值整定应具备数据有效性校验、越限告警以与安全权限等功能。5.9.5 备自投装置应具备强电开入信号电源监控功能，以防止开入信号错误导致装置误动作。5.9.6 备自投装置应具备的异常告警功能5.9.6.1 备自投装置的各类异常情况应分类明确，并有相应记录与告警功能。5.9.6.2 备自投装置应具备完善的在线自检功能，包括硬件损坏、功能失效和二次回路异常等。当任一元件出口继电器可除外损坏后，能与时发现异常状态，发出告警指示，并根据异常对装置功能的影响情况，闭锁相关备自投功能。5.9.6.3 CT、PT断线、工作电源的位置信号异常、直流电源消失等影响备自投装置功能的异常发生后，备自投装置应有防止误动作的措施并闭锁相关功能，异常期间装置面板上的异常信号灯保持直流电源消失除外。各类关键异常情况应上送至监控后台。5.9.6.4 对各类异常情况导致的装置闭锁，应合理设置装置解除闭锁的方式，可采取异常消失后自动复归解除闭锁、异常消失且人工复归才解除闭锁两种方式。5.9.6.5 装置应能记录并自动打印异常报告。5.9.6.6 备自投装置死机后应具备自动复归功能。5.10 数据记录要求5.10.1 备自投装置的动作报文应包括动作类型、装置启动前重要元件的运行工况与备自投元件的状态、事故原因与动作过程的具体描述与其发生时刻、动作结果等。其中动作过程报文不仅应有装置发出命令的报文，还应包括装置动作期间检测到各类开入信号的报文。单次记录应能连续记录从本次动作启动前200ms开始到整组复归完成之间备自投装置的详细信息。5.10.2 备自投装置的异常报文应包括异常类型、异常开始时间、异常消失时间与损坏元件的所在部位。直流电源消失等无法给出详细事件记录的异常情况，至少应给出接点信号至监控系统。5.10.3 备自投装置的事件记录异常报文与动作报文存储能力要求5.10.3.1 事件记录要求具有掉电保持功能。5.10.3.2 应能通过串行接口、以太网口或USB接口从装置中提取事件记录。5.10.3.3 事件记录能上传到本站监控系统，并可供下载。5.10.3.4 装置至少能记录20次事件。5.10.4 装置应以报文的形式记录开入量的变化情况和装置的充放电状况，并可查询或打印。5.10.5 故障录波功能要求5.10.5.1 备自投装置的故障录波记录格式应符合IEC60255-24:2001的规定。5.10.5.2 应记录备投启动、备投动作等全过程的所有信息故障前2个周波、故障后8个周波的数据。5.10.5.3 故障录波采样频率不应低于100Hz。5.10.5.4 动作数据记录应至少包含装置在上述记录持续时间内输入电气量电压、电流、功率等、开关量、备自投装置内部关键数字继电器的动作情况、实际控制量和控制对象等。5.10.5.5 应能通过串行接口或USB接口调取录波数据。5.10.5.6 备自投装置应具有离线软件供分析、打印动作数据记录，离线分析时可将电流、电压、功率等电气量的数据记录用波形表示，元件位置变位信号、出口跳闸、内部数字继电器动作情况等二进制信息用方波图表示。5.10.5.7 装置至少能记录10 次最新动作录波。5.10.6 装置至少能记录100 条最新的异常或开入变位记录。5.11 外回路设计要求5.11.1 双重化配置的备自投装置应采用完全独立的两组直流电源。5.11.2 模拟量回路的设计要求5.11.2.1 对于备自投装置双重化配置的站点，接入两套装置的每一个元件，均应选取不同的二次绕组。5.11.2.2 对于电磁型电流互感器，备自投装置电流回路宜优先接入独立绕组；在条件不具备的情况下，选择接入故障录波绕组；当上述情况都不满足时，应接入保护绕组。5.11.2.3 交流电压回路在接入屏柜后需经过空气开关再接入备自投装置。5.11.2.4 备自投、继电保护、故障录波装置共用CT绕组时，应保证绕组负载不超过其额定容量，且应确保电流回路中备自投装置接于故障录波装置之前。5.11.2.5 对带有220kV旁路母线的500kV变电站，主变220kV侧的电流宜优先接入套管CT的绕组。否如此需增加接入220kV旁路的开关CT绕组，并设置旁代压板。5.11.3 开关量回路的设计要求5.11.3.1 开关位置信号应优先取开关本体位置信号。5.11.3.2 对于双开关的元件应将两个开关的位置信号均接入装置。5.11.3.3 备自投装置启动后再次跳工作电源所接的回路，不应引发手跳、失灵、重合闸或其他会闭锁备自投装置的信号。5.11.4 双重化配置的备自投装置应采取1套装置对应1个跳闸线圈的方式；单套配置的备自投装置中的220kV与以上元件应采取1套装置对应2个跳闸线圈的方式，需设置双重跳闸出口。5.11.5 备自投装置应设置足够的外部闭锁开入接点，且应包括自动、手动复归两类接点。5.11.6 对于备自投装置的所有工作电源，其对应元件开关的手跳信号均应独立接入。5.12 供货商提供的图纸资料要求5.12.1 备自投装置内部的硬件回路图以与修改历史记录。5.12.2 备自投装置的软件框图、软件版本号、修改日期以与修改历史记录。5.12.3 备自投装置出厂时应提供装置的技术说明书和使用操作说明书。5.12.3.1 技术说明书主要说明备自投装置的技术特点、硬件结构、关键技术指标、软件框架、计算方法、动作时序图、须知事项等，让用户全面掌握装置的技术特性。5.12.3.2 使用操作说明书重在指导运行维护人员掌握定值输入更改、压板定义与投退的须知事项、打印报告、监视备自投装置状态、调取备自投装置记录、解除闭锁等工作的具体操作步骤和方法、设备故障与异常处理方法。5.12.4 定值清单和整定说明：定值说明主要阐述每项定值的含义，整定X围、步长；整定说明重点阐述有关定值的整定依据、计算方法、参考定值等。5.12.5 备自投装置试验大纲：试验大纲应参照备自投装置检验作业指导书的内容，说明备自投装置检验的内容、周期、方法等，指导备自投装置维护工作。6 其他6.1 备自投的试验、检验参照DL/T526-2002静态备用电源自动投入装置技术条件、中国南方电网安全自动装置检验规定试行南方电网调200611号执行。6.2 备自投装置的标志、包装、运输、贮存应符合DL/T526-2002静态备用电源自动投入装置技术条件的要求。附录A(资料性附录) 线变组接线方式110kV变电站10kV侧负荷均分功能逻辑对于装设有3台与以上主变的110kV变电站，其10kV侧宜配置带有负荷均分功能的备自投装置。负荷均分功能是由两套10kV母联分段备自投装置配合实现的。当其中一套备自投动作并确认母联分段在合位后，由该套备自投装置驱动另一套备自投装置实现负荷均分功能。图1负荷均分母联分段备自投逻辑示意图以图1的主接线为例，在3DL和6DL分别配置一套母联分段备自投装置，两套装置配合实现负荷均分功能。3DL备自投装置的进线1固定接1DL，进线2固定接2DL；6DL备自投装置的进线1固定接5DL，进线2固定接4DL。事前运行方式：#1变通过1DL供I母，#2变通过2DL、4DL供A母、B母，#3变通过5DL供母，3DL、6DL处于分位，3DL备自投装置与6DL备自投装置均已充电，且均启动负荷均分功能。故障形式X例：#1变故障跳闸，1DL跳开。备自投装置动作逻辑：l 3DL备自投装置动作合上3DL，恢复I母电压，并输出负荷均分命令至6DL备自投装置。l 6DL备自投装置收到3DL备自投装置的负荷均分命令后，同时检测母有压，如此经延时跳4DL。确认4DL跳开后，且B母无压、4DL无流，如此经延时合6DL。备自投负荷均分功能动作后，实现了#2变供I母和A母负荷，#3变供B母和母负荷。其余故障的动作逻辑与上述类似，不一一举例。