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6.6 辅助二次系统


6.6.1 两端高压直流输电系统换流站的阀冷却控制保护系统应按极双重化配置;背靠背换流站的阀冷却控制保护系统宜按阀组双重化配置。阀冷却控制保护系统应能对阀冷却系统进行控制、保护和监视,并应适应高压直流系统的各种运行工况。
6.6.2 高压直流换流站站用直流电源系统的设计应符合现行行业标准《电力工程直流电源系统设计技术规程》DL/T 5044的规定。两端高压直流输电系统换流站直流电源系统宜按极、站公用或交流场分别独立设置;背靠背换流站直流电源系统宜按换流单元、站公用或交流场分别独立设置。直流电源系统的标称电压可采用110V,也可采用220V。
6.6.3 高压直流换流站交流不间断电源系统的设计应符合现行行业标准《换流站站用电设计技术规定》DL/T 5460的规定。交流不间断电源宜集中设置,主机应双重化配置。
6.6.4 高压直流换流站应配置公用的时间同步系统,时钟源应双重化配置。对时范围应包括站内所有需要对时的控制、保护、监视和智能设备等。
6.6.5 高压直流换流站宜配置独立的谐波监视系统,也可将其功能集成在换流站监控系统。
6.6.6 高压直流换流站宜配置独立的接地极监视系统,也可将其功能集成在换流站其他二次系统。
6.6.7 高压直流换流站图像监视及安全警卫系统的设计应符合现行国家标准《工业电视系统工程设计规范》GB 50115的有关规定。监视范围宜包括换流站大门、阀厅、控制楼各功能房间、就地继电器小室、交/直流配电装置、换流变压器、平波电抗器和换流站围墙等。
6.6.8 高压直流换流站设备状态监测宜采用统一后台分析系统。设备状态监测的范围宜为换流变压器、油浸式平波电抗器、500kV及以上电压等级高压站用/联络变压器、高压并联电抗器等。
条文说明
6.6.1 由于阀冷却系统是高压直流换流站的重要辅助系统,其运行状态的好与坏将直接影响到直流输电系统的运行状态,因此,阀冷却系统应按双重化原则配置。冗余的阀冷却控制保护系统采用互为热备用方式,且其在硬件上是彼此独立的。冗余的阀冷却控制保护系统应具有对其硬件、软件以及通信通道进行自检的功能,并在有效系统发生故障时发出告警信号至站SCADA系统,同时自动切换到备用系统,其切换过程不应引起高压直流输电系统输送功率的降低,如果备用系统不能投运,应发出跳闸命令至直流控制保护系统以停运直流系统。当冗余的阀冷却控制保护系统有一个系统处于检修状态时,该系统不应对运行系统产生任何影响。
    根据两端高压直流输电系统换流站的运行方式,换流阀按极配置,且每极均能独立投退,因此应按极设置阀冷却控制保护系统。
    对于背靠背换流站,换流阀包括整流侧和逆变侧阀组,每个阀组均相对独立,可采用不同型式和不同厂家的产品。当一个换流单元整流侧和逆变侧阀组采用不同厂家的换流阀时,整流侧和逆变侧的阀冷却控制保护系统需要各自独立配置;当一个换流单元整流侧和逆变侧阀组采用同一厂家的换流阀时,整流侧和逆变侧的阀冷却控制保护系统可共同设置一套。考虑到实际工程中换流阀采购流程的不确定因素,本规范推荐背靠背换流站阀冷却控制保护系统按阀组配置,具体配置方案,可综合考虑换流阀供货情况、管理要求和运行习惯确定。
6.6.2 两端高压直流输电系统换流站的直流控制保护系统按极独立配置,背靠背换流站的直流控制保护系统按换流单元独立配置。鉴于上述配置特点,换流站的站用直流电源系统也采用了按区域分散设置的方式。现有高压直流工程中,换流站的站用直流电源系统通常按极(或换流单元)、站公用和交流场区域来分散设置。
6.6.3 在已建成或在建的高压直流换流站实际工程中,需要交流不间断电源供电的负荷主要有以下几部分:
    (1)运行人员操作设备如交直流操作员工作站等各种工作站、站LAN网服务器、站LAN网组网设备、远动设备、数据网接口设备及二次安全防护设备。
    (2)控制保护组网设备、电能计费设备及在线监测系统设备。
控制楼其中第(1)项负荷都集中在控制楼内,第(2)项负荷分布在各个继电器小室及辅控楼(如果有)内。换流站的交流不间断电源负荷主要为第(1)项设备,第(2)项负荷较少,因此推荐采用全站集中设置方式。在第(2)项负荷较多的情况下,也可采用按区域分散设置方式。
    换流站内计算机监控系统主机、控制保护设备及网络设备一般均为双重化配置,且供电可靠性要求高,因此交流不间断电源系统主机也应采用双重化配置。
6.6.4 为保证系统运行的可靠性,时间同步系统的时钟源采用完全的双重化配置,应能同时接收北斗卫星导航系统和GPS全球卫星定位系统的对时源,并具有主/备时钟源自动切换的功能。
6.6.5 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、三沪二回等直流输电工程的谐波监视系统均是独立配置的;ABB技术路线的直流控制保护系统中,三常、三广直流输电工程是将谐波监视系统功能集成在换流站监控系统中实现,三沪I回、呼辽等直流输电工程谐波监视功能是与直流线路故障定位、接地极阻抗监视共用1台主机实现。上述配置方式在工程中均有成熟的运行经验。
6.6.6 换流站接地极监视系统包括接地极线路和本体监视两部分。其中接地极线路监视系统是常规配置,接地极本体监视系统则是近几年来,随着接地极运行可靠性对直流输电工程的影响越来越大而提出的新要求。
    对于接地极线路监视系统,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、三沪二回等直流输电工程的接地极线路监视系统均是独立配置的;ABB技术路线的直流控制保护系统中,三沪I回、呼辽等直流输电工程接地极线路监视功能是与直流线路故障定位、谐波监视共用1台主机实现,该主机与站LAN相连,将所有信息送至站内监控系统。上述配置方式在工程中均有成熟的运行经验。
    对于接地极本体监视系统,目前尚没有投运的工程,但国网和南网两大电网公司均有工程在实施中。该系统对接地极运行安时数、入地电流、土壤温度等接地极本体主要运行参数进行监视,并通过远程通信的方式与换流站内的监控系统或独立的工作站通信,实现在换流站内对接地极状态的监视。
6.6.8 随着通信技术的发展以及各种设备在线监测技术的成熟,对高压直流换流站内的各种设备在线监测系统进行整合,建立一个统一的数据分析平台,实现全站在线监测信息的统一监视、分析和维护是必然的发展趋势。这样一方面减少了在线监测后台的数量,提高了设备利用率,减轻运行人员巡视工作量,节约了设备成本与人力成本;另一方面可为设备状态评估提供全方面的状态监测数据,及时发现设备缺陷和异常征兆,确保设备安全运行,从而提高供电可靠性。
    换流变压器和油浸式平波电抗器,500kV及以上电压等级的变压器、并联电抗器宜监测油中溶解气体、油中含水量。变压器(包括换流变压器)可根据需要选择监测铁芯接地电流。换流变压器阀侧套管宜监测SF6气体密度。

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高压直流换流站设计规范 GB/T51200-2016
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