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6.4 直流系统保护


6.4.1 直流系统保护的设计应符合现行国家标准《继电保护和安全自动装置技术规程》GB/T 14285的有关规定,并应符合下列要求:
    1 直流系统保护应按保护区域设置,每一个保护区应与相邻保护电路的保护区重叠,不应存在保护死区;
    2 对每一保护区域内设备的短路、开路、过电压或接地故障及异常运行方式,宜配置相应的主、后备保护;
    3 直流系统保护应冗余配置,各保护装置的测量回路、通道及辅助电源等应相互独立。
6.4.2 两端高压直流输电系统换流站的直流保护应按极独立配置;背靠背换流站的直流保护应按换流单元独立配置。
6.4.3 直流滤波器保护宜按极集成在直流保护中,也可按直流滤波器小组双重化独立配置。
6.4.4 换流变压器电量保护宜双重化独立配置,也可集成在直流保护中;非电量保护宜独立配置。
6.4.5 交流滤波器保护宜按交流滤波器大组双重化独立配置,也可按滤波器小组为单元配置双重化的滤波器大组母线保护和小组滤波器保护。
6.4.6 两端高压直流输电系统换流站的直流系统暂态故障录波宜按极、换流变压器、交流滤波器组分别独立配置;背靠背换流站的直流系统暂态故障录波宜按换流单元、换流变压器、交流滤波器组分别独立配置。
6.4.7 两端高压直流输电系统直流线路故障测距装置宜单套配置。

条文说明
6.4.2 本条规定了直流保护应按极、按换流单元独立配置的要求,但未明确直流保护冗余度的配置要求,主要是考虑到直流保护的冗余度基于不同技术路线可双重化配置或三重化配置,两种配置方式均有成熟的工程实践应用。
6.4.3 目前国内已投运的高压直流输电工程,SIEMENS技术路线的直流控制保护系统中,贵广I回、Ⅱ回、三沪Ⅱ回直流输电工程的直流滤波器保护均为双重化独立配置;ABB技术路线的直流控制保护系统中,三常、三广、三沪I回直流输电工程的直流滤波器保护均是集成在极保护内,不单独配置;南瑞继保公司提供的PCS9500系列直流控制保护系统中,呼辽、德宝直流输电工程的直流滤波器保护均为双重化独立配置,P℃S9550系列直流控制保护系统中,溪洛渡、天广高压直流输电工程的直流滤波器保护也均为双重化独立配置。
    上述工程中,直流滤波器保护有集成在直流保护内也有独立配置的,集成式和独立配置的直流滤波器保护功能一致,仅在硬件构成和动作出口方式上略有不同。集成式直流滤波器保护均集成于直流保护内,其功能由直流保护主机实现,即与直流保护共用主机,其动作出口也与直流保护共用。独立配置的直流滤波器保护,其硬件和动作出口均独立。
    考虑到直流滤波器组布置在直流场,其故障闭锁直流系统,因此推荐直流滤波器保护集成在直流保护中。直流滤波器保护是否独立配置,可综合考虑管理要求和运行习惯确定。
6.4.4 目前国内已投运的高压直流输电工程中,SIEMENS技术路线的直流控制保护系统中,换流变压器电量保护均为双重化独立配置;ABB技术路线的直流控制保护系统中,除早期的三常、三广直流输电工程的换流变压器电量保护功能集成在直流保护中外,三沪I回等直流输电工程的换流变压器电量保护均是双重或三重化独立配置的。
    上述工程中,换流变电量保护有集成在直流保护内也有独立配置的,集成式和独立配置的换流变压器电量保护功能一致,仅在硬件构成和动作出口方式上略有不同。集成式换流变压器电量保护均集成于直流保护内,其功能由直流保护主机实现,即与直流保护共用主机,其动作出口也与直流保护共用。独立配置的换流变压器电量保护,其硬件和动作出口均独立。
    考虑到换流变压器保护功能复杂,测点较多,逻辑运算量较大,因此推荐换流变压器电量保护独立配置。换流变压器电量保护是否独立配置,可综合考虑管理要求和运行习惯确定。
    对于换流变压器的非电量保护,其功能实现方式和设备配置方案包括:(1)配置单套非电量保护装置实现,本体非电量跳闸接点配设1副,目前南网的工程基本采用这种方案;(2)配置双套非电量保护装置实现,可采用独立的保护装置或采用极控主机十I/O单元的方式实现,同时为提高非电量保护动作可靠性,本体非电量跳闸接点需配设3副,由双重化非电量保护装置或极控主机实现“三取二”逻辑出口,目前国网的工程基本采用这种方案。
6.4.5 目前国内已投运的高压直流输电工程中,南方电网公司现已投运的天广、贵广I回、贵广Ⅱ回直流输电工程的交流滤波器保护为按交流滤波器大组和其中的每个小组分别独立配置;国家电网公司现已投运的三常、三广、三沪I回直流输电工程的交流滤波器保护为按每个交流滤波器大组分组配置,交流滤波器保护的范围包括滤波器大组母线和其中的每个滤波器小组,呼辽、德宝、三沪Ⅱ回直流输电工程为按交流滤波器大组和其中的每个小组分别独立配置。
    上述工程中,交流滤波器保护有按大组配置的,也有按小组和母线分别配置的,两种方式下的交流滤波器保护功能一致,仅在硬件构成和动作出口方式上略有不同。按大组配置的交流滤波器保护,大组滤波器的所有功能由1台保护主机实现,保护动作后需要考虑跳交流断路器和停直流的出口。按小组和母线分别配置的交流滤波器保护,其硬件由独立的各小组保护和大组母线保护构成,小组保护动作后除了需要考虑跳本小组断路器外,还需要考虑至大组母线保护的失灵联跳回路,大组母线保护动作后需要考虑跳交流断路器和停直流的出口。
    考虑到交流滤波器保护按大组配置可以简化二次回路接线,且保护分区也比较独立,因此推荐交流滤波器保护按大组配置。交流滤波器保护采用哪种配置方式,可综合考虑管理要求和运行习惯确定。

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高压直流换流站设计规范 GB/T51200-2016
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