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DLT 1981.3-2020 统一潮流控制器 第3部分：控制保护系统技术规范.pdf

控制保护设备的冲击要求应包含： a）控制保护设备应具有承受GB/T14537一1993规定的严酷等级为I级的冲击响应能力； b）控制保护设备应具有承受GB/T14537一1993规定的严酷等级为I级的冲击耐受能力

控制保护设备的安全要求应符合DL/T478的规定。

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控制保护设备完成调试后，出厂前应在常温下进行至少100h或在十40℃下进行至少72h连续通 电试验。试验期间DB32T 3831.1-2020 妇幼健康信息平台共享数据集应用规范 第1部分：孕产妇保健，控制保护设备工作应稳定可靠，动作行为、信号指示应正确，无元器件损坏、软 件运行异常或其他异常情况出现

制保护系统的可靠性应符合GB/T22390.3的规

控制保护系统的基本技术要求应包含： a）控制保护系统应适应UPFC、STATCOM、SSSC运行方式。 b）控制保护系统应采用模块化、分层分布式、开放式结构，各子系统的设备应能灵活配置，并具 有良好的可扩展性能。 c）控制保护系统应采用可靠的穴余结构，亢余控制保护的任意一套设备因故障或其他原因退出运 行及检修时，不应影响整个系统的正常运行。 d）控制系统应采用双重化穴余设计，控制设备及其测量回路、信号输入输出回路和通信回路等应 完全独立。从系统应实时跟随主系统的关键控制信息，以保证主从系统之间平滑稳定切换。 e）整个系统应具有较强的开放式结构，网络通信规约应采用标准的国际通用协议，以便与其他系 统连接和数据传输。 f）控制保护系统的主机与I/O采样设备间应采用高速现场总线进行连接。控制保护系统内部跨屏 柜的模拟量和数字量采样数据传输应采用光纤通信实现。 g）控制保护软、硬件平台应采用成熟、先进的控制保护制造技术，并优先采用商业化程度较高的 硬件设备、软件平台和应用程序，以保证有可靠的备品备件来源。 h）控制保护设备的机箱、机柜以及电缆屏蔽层均应可靠接地。各子系统之间和不同接地点的设备 之间的接口和通信连接应具有电气隔离措施。 控制保护系统应采取有效的防病毒侵入和扩散的措施。应采用安全的操作系统，站服务器和远 动工作站宜采用Unix/Linux操作系统。硬件上应采用纵向加密和横向隔离等措施，阻止外部 非法信号和指令的侵入，软件上应采用完善的防/查/杀病毒程序，确保控制保护系统网络的安 全，并具备高度的保密性。 j）控制保护系统应能对所有设备进行自检（出口继电器除外）。设备的自诊断功能应能覆盖包括 控制保护主机、电源、测量回路、输入输出回路、通信回路、所有的硬件和软件模块在内的整 个设备和接口。应根据故障情况采取相应措施，确保单一元件故障不引起控制系统的异常和保 护动作。 k）控制保护系统应具备暂态故障录波功能，宜配置独立暂态故障录波设备。 1）控制系统与保护系统宜相互在物理及电气上独立设计。 m）控制系统与保护系统应协调配合，有效地避免故障扩大，减少对非故障区域危害，以便统一潮 流控制器在故障消除后能迅速恢复稳定运行。

空制系统应能接收并执行运行人员控制系统、远方调度中心的控制指令，产生闭环调节信号，

出参考波形、解锁和闭锁指令以及换流器状态信！

5.2控制系统的结构要

控制系统应双重化穴余配置，各套系统应相互独

控制系统应采用分层结构。

5.3.1交流母线电压控制功能

应能自动控制换流器吸收或发出无功，将交流母线电压控制在指定范围内。

5.3.2无功功率控制功能

5.3.3线路潮流定制控制功能

5.3.4断面潮流均衡控制功能

5.3.5线路潮流限额控制功能

应能将统一潮流控制器所在线路的潮流控制在限额以内

应能将统一潮流控制器所在线路的潮流控制在限额以内

5.3.6顺序控制及联锁

应能接收来自运行人员控制系统或远动系统的控制指令，完成以下控制和操作： a）统一潮流控制器相关的断路器、隔离开关的分（合）操作； b）顺序控制操作； C）紧急停机。 所有这些控制操作，均应设计有安全可靠的联锁功能，以保证系统及设备的正常运行和运行人员 的人身安全。

5.4.1控制系统稳定性

5.4.2控制系统测量元件精度要求

腔制系统测量元件的精度要求如下！

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5.4.3动态性能要求

5.4.3.1无功控制响应

对于统一潮流控制器所有可能的运行方式，在设计允许的无功功率区间运行时（不考虑一次回路 的响应时间），控制器无功从额定值的10%阶跃到额定值的50%的阶跃响应时间不应超过40mS，超调 量不应超过30%，稳定时间不应超过140ms。

5.4.3.2潮流控制响应

对于统一潮流控制器所有可能的运行方式，在设计允许的有功潮流范围内运行时（不考虑一次回 路的响应时间），控制器有功潮流从额定值的10%阶跃到额定值的50%的阶跃响应时间不应超过 100ms，超调量不应超过30%，稳定时间不应超过200ms，同时也具备缓慢调节、减小潮流变化冲击 的能力。

5.4.4故障穿越能力要求

交流系统故障后统一潮流控制器的响应性能应由系统需求确定，如无特殊要求可参照以下要 执行： a）对于交流系统不对称故障等原因引发的交流系统不对称情况，允许设备低于额定值运行或退出 运行。 b）对于交流系统各类故障引起的母线电压暂降，装置应能具备维持直流电压100ms不发散的能力。 c）对于交流系统各类故障引起的母线电压骤升，当相电压不高于额定电压的1.1倍时，装置应维 持原运行状态不变；当相电压高于额定电压的1.1倍时，允许装置退出运行。 d）对于交流系统各类故障引起的短路电流，不超过换流器承受的电流范围，统一潮流控制器应保 持运行状态，可不出力。

5.4.5自诊断和主从切换

自诊断和主从切换要求如下： a）应具有自诊断功能； b）对控制系统自身的各种故障均应能定位到最小可更换单元，并根据不同的故障等级做出相应的 响应； c）控制系统应为穴余的双重化系统，正常运行时只有主控制系统处于值班状态，而从控制系统处 于备用状态； d）双重化的控制系统之间应能进行主从切换，控制系统应包含手动切换和自动切换功能； e）主从切换应遵循以下原则：在任何时候值班的主控制系统总是双重化系统中较为完好的那一套 系统； f）对控制系统状态的定义应至少包括值班、备用、试验三种状态：

保护系统的总体要求如工

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统一潮流控制器应配置完整的保护系统，应能对所在区域内的所有设备进行保护，包含系统接入 区、并联变压器区、串联变压器区、并联变压器阀侧交流区、串联变压器阀侧交流区、换流器区、直 流区等。统一潮流控制器保护系统可根据实际工程需要进行具体的保护区域划分，但相邻保护区域之 间不应有死区。可参见附录A.2进行保护区域划分。保护区域划分如下： a）系统接入区保护的范围宜包括变电站母线出线断路器、串联变压器网侧套管、线路、并联变压 器网侧套管之间的所有设备； b）并联变压器区保护的范围宜包括并联变压器、并联变压器网侧与交流开关场相连的交流断路器 之间区域的所有设备； c) 串联变压器区保护的范围宜包括串联变压器、串联变压器网侧与交流开关场相连的交流断路器 之间区域的所有设备； d）并联变压器阀侧交流区保护的范围宜包括并联变压器阀侧套管至阀桥臂电抗器网侧区域之间的 所有设备； e）串联变压器阀侧交流区保护的范围宜包括串联变压器阀侧套管至阀桥臂电抗器网侧区域之间的 所有设备； f) 换流器区保护的范围宜包括换流器、换流器与换流器交流母线的连接线路及相关设备； g）直流区保护的范围宜包括并联侧换流器与串联侧换流器之间的直流连接线路、母线等设备

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6.3.1系统接入区保护

系统接入区保护可根据工程需要选择配置短引线差动保护、断路器保护等。

6.3.2并联变压器区保护

并联变压器区保护宜选择配置电气量保护设备及非电量保护设备，电气量保护设备选择配置差动 保护、过电流保护、零序差动保护、零序过电流保护、零序过电压保护、过负荷保护、过励磁保护、 阀侧中性点过电流保护等功能，其配置应符合DL/T770一2012中4.10的主要技术要求。

6.3.3串联变压器区保护

串联变压器区保护宜选择配置电气量保护设备及非电量保护设备，电气量保护设备选择配置纵差 保护、绕组差动保护、过电流保护、零序过电流保护、零序过电压保护、中性点直流分量保护等功 能，其配置应符合DL/T770—2012中4.10的主要技术要求，币间保护参照相关标准执行。

6.3.4并联变压器阀侧交流区保护

并联变压器阀侧交流区保护宜选择配置差动保护、过电流保护等功能，其中的启动回路，可配 负荷保护。并联变压器阀侧交流区保护功能可作为统一潮流控制器并联侧换流器保护的一部分 记置专门的保护设备。

6.3.5串联变压器阀侧交流区保折

事联变压器阀侧交流区保护 等功服。 串联变压器阀侧 护功能可作为统一潮流控制器串联 部元， 也可配置专门的保护设备。

6.3.6换流器区保护

换流器区保护可根据工程需要，选择配置以下保护功能： a） 桥臂差动保护； 桥臂过电流保护； c) 桥臂电抗差动保护； 桥臂电抗过电流保护； 桥臂谐波保护、阀侧过电压保护； f) 换流器本身配置过电流保护、过电压保护； g) 桥臂环流保护。

直流区保护可配置纵差保护，或通过其他保护识别直流区域故障。可选择配置以下保护功能： a）直流电压不平衡保护：检测直流母线单极接地故障、交流接地故障； b）直流欠电压过电流保护：检测直流母线双极短路故障； c）直流低电压保护：检测直流母线异常电压故障，可作为直流欠电压过电流保护的后备保护 d）直流过电压保护：检测直流母线单极接地故障，保护直流设备免受直流过电压的损坏。

保护应至少具备如下动作行为：

保护应至少具备如下动作行为：

a）报警：对于不影响正常运行的异常情况，首要反应措施应是通过报警来告知运行人员出现问 题，但系统仍然保持在正常运行状态。 b）控制系统切换：可能由控制系统异常导致的保护动作，第一响应应是请求控制系统切换。 c）换流器闭锁：经过控制系统发送闭锁信号给换流器阀控系统，用于关断换流器。 d）并联侧交流断路器跳闸：跳开并联变压器高压侧交流断路器，断开交流网络和并联变压器的连 接，防止交流系统向位于并联变压器阀侧的故障点注入电流。 e） 触发串联变压器阀侧晶闸管旁路开关：触发串联变压器阀侧晶闸管旁路开关，快速将串联变压 器阀侧短路，避免故障电流注入换流器，保护换流器。 f 串联变压器阀侧旁路断路器合闸；在触发串联变压器阀侧旁路的同时，阀侧旁路断路器应合 闸，故障电流从晶闸管旁路开关转移至阀侧旁路断路器。 g）串联变压器网侧旁路断路器合闸：在控制保护系统发送串联变压器阀侧旁路断路器合闸时，应 同时发送串联变压器网侧旁路断路器合闸指令。 1 启动并联侧断路器失灵保护：在跳闸信号发送到交流断路器的同时，应进行重跳闸，并启动断 路器失灵保护，如果本级交流断路器在一定时间内没有正常动作，断路器失灵保护跳开上一级 断路器。系统接入区保护、并联变压器电气量保护在跳闸并联侧断路器的同时宜启动失灵保 护，并联侧断路器分闸失灵应联跳上一级断路器。并联变压器阀侧交流设备保护、换流器保 护、直流区设备保护可不启动失灵保护也可根据用户运行要求启动失灵保护。 i）启动串联侧断路器失灵保护：在合闸信号发送到串联侧旁路断路器的同时，应进行重合闸，并 启动断路器失灵保护，如果本级交流断路器在一定时间内没有正常动作，断路器失灵保护跳开 上一级断路器。串联变压器电气量保护在合闸旁路断路器的同时宜启动失灵保护，串联侧旁路 断路器合闸失灵应联跳上一级断路器。串联变压器阀侧交流设备保护可不启动失灵保护也可根 据用户运行要求启动失灵保护。 j）并联侧断路器和串联侧旁路断路器的锁定：为了避免故障清除前并联侧断路器的误合闸或者串 联侧旁路断路器的误分闸，可发送锁定信号来闭锁并联侧断路器或者串联侧旁路断路器。锁定 指令和解除锁定指令也可由运行人员手动发出

统一潮流控制器保护应满足下列性能要求： a）所有设备应受到全面的保护而免受过应力，或所受应力在最短时间内降至最低； b）保护系统应保证故障设备在最短时间内被隔离； c）故障时串联变压器阀侧晶闸管旁路开关的旁路响应尽可能短，以确保换流器安全； d）不应发生由单套保护设备本身故障而导致的统一潮流控制器停运； e）当故障区域断电并隔离后，停运设备区的保护系统不应影响其他系统的正常运行； f）所有报警、闭锁、退出运行等信号，应分别传送给运行人员控制系统和故障录波设备，并应定 位发出信号的设备位置； g）在穴余配置的保护系统的其中一套设备上进行维护工作时，不应影响其他保护设备的运行，不 应对线路潮流产生任何扰动； h）统一潮流控制器保护的动作准确度和延时时间应满足DL/T478的相关要求

运行人员控制系统的配置要求如下

DL/T1981.3—2020 a）运行人员控制系统应由服务器、工作站、防火墙、网络隔离设备等组成，通过站局域网连接； b）为保证系统运行的安全，二次安防应符合GB/T16895.21的规定； c）统一潮流控制器站内交流场区和直流场区应设立统一的运行人员控制系统。

7.2.1统一潮流控制器模式选择

7.2.1.1控制位置的选择

统一潮流控制器应具备控制位置选择功能，宜从以下控制位置中选择： a）远方控制中心； b）主控制室； c）就地控制。

7.2.1.2统一潮流控制器运行方式的选择

统一潮流控制器宜包含以下运行方式 a）UPFC运行方式； b）STATCOM运行方式： c） SSSC运行方式。

7.2.1.3统一潮流控制器控制模式的选择

7.2.1.4运行指令值的设定

7.2.2统一潮流控制器的状态控制

在UPFC、STATCOM、SSSC不同运行方式下，运行人员应能进行操作，使统一潮流控制器达到 以下不同的运行状态。统一潮流控制器的状态应包含： a）检修状态； b）冷备用状态； c）热备用状态； d）运行状态。 可参见附录A.3进行运行状态划分。

7.2.3运行过程控制

在运行过程中，运行人员应能实现以下在线操作，且这些操作不会对统一潮流控制器

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扰动： a) 统一潮流控制器控制模式在线切换； b）运行方式在线转换； c）运行指令值在线设置，包括有功功率指令、无功功率指令、交流电压指令； d）对控制系统的备用通道各种参数进行检查及调整 e）故障录波设备手动启动。

7.2.4故障过程控制

当统一潮流控制器一次设备发生故障时，运行人员应能进行以下操作： a）报警或保护动作后的手动复归； b）紧急停运。

子的工作站人机界面，界面的设计满足运行监控

8.1远动工作站和远方监控中心通信

（专线通信 数据网通信方式作为主方式，

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8.2站内接口交互和通信功能

8.2.1控制系统与保护系统之间的接口

不同控制设备之间、控制设备和保护设备之间的接口可根据需要配置满足现场需要的通信通道。 用于设备之间实时配合的信息宜采用高速控制总线，通信物理介质宜采用光纤。

8.2.2控制系统与阀控系统之间的接口

控制系统应通过阀控系统对换流器进行控制，与阀控系统一一对应，不应采用交叉余方式。控 制系统与阀控系统之间应采用高速光纤通信，数据传输协议宜采用GB/T20840.8定义的通信协议。控 制系统下发到阀控系统的通信内容可包含参考电压信号、解锁、闭锁指令。阀控系统上传到控制系统 的通信内容可包含跳闸请求信号、完余切换请求信号、阀运行状态、阀控允许解锁信号、阀控可控充 电完成信号

8.2.3保护系统与晶闸管旁路开关阀控系统之间的接口

保护系统应通过晶电管劳路升关阀控： 旁路开关进行控制。保护系统与晶闸 关阀控系统之间应采用高速光纤通信，数据传输协议宜采用GB/T20840.8定义的通信协议。

8.2.4控制保护系统与测量系统之间的接口

控制系统和保护系统应配置独立的测量回路，且与各自的测量回路之间应具备标准的数学通信接 口或模拟式互感器接口，按照工程设计要求的测点位置、互感器的类型和数量配置。接口的抗干扰能 力和测量精度应满足系统设计的要求。数字标准接口宜采用GB/T20840.8定义的通信协议，

8.2.5控制保护系统与保信子站之间的接口

各保护设备和暂态故障录波设备应能接入保信子站系统，相关数据应集中管理，将集中采集到的 数据形成统一有序的数据格式。保信子站与监控系统可信息共享。数字标准接口应采用DL/T860.81定 义的通信协议。

8.2.6控制保护系统与一次设备之间的接口

控制保护系统宜通过输入输出层设备、测量单元以及设备自身的输入输出回路等实现与一次系统 的接口。穴余控制保护的各套设备与一次系统的接口应互相独立。应保证控制保护系统与一次设备之 间的电气隔离。输入信号应正确反映一次设备的状态

8.2.7控制保护系统与辅助二次设备之间的接口

控制保护系统应按照系统设计的要求，配置与水冷系统、时钟同步等辅助二次设备的接口。

控制保护系统试验分为：型式试验、出厂试验和现场试验。试验条件应符合4.1的规定。 试验方法及要求

9.2.1结构和外观检查

用目测和仪器测量的方法检查，控制保护设备各组成部分接线应无机械损伤，表面无划痕，接

子压接应连接紧固，电气接线完好，光纤无损坏，应按用户要求配备一定数量的备用光纤，线 正确。

9.2.2气候环境试验

对控制保护设备至少应进行以下气候环境试验： a）按照DL/T478的规定进行高温运行试验，检查设备运行时的耐高温能力，并确定由于高温引 起的设备性能上的任何变化； b）按照DL/T478的规定进行低温运行试验，检查设备运行时的耐低温能力，并确定由于低温引 起的设备性能上的任何变化： c）按照DL/T478的规定进行高温贮存试验，检查设备贮存时的耐高温能力； d）按照DL/T478的规定进行低温贮存试验，检查设备贮存时的耐低温能力； e）按照DL/T478的规定进行温度变化试验，检查设备运行时对温度快速变化的承受能力； 按照DL/T478的规定进行恒定湿热试验，检查设备长期暴露在高湿度大气中的承受能力； 按照DL/T478的规定进行交变湿热试验，检查设备暴露在高湿凝露大气中的承受能力。

控制保护设备应按照DL/T478绝 试验结果应符合4.2的规定

9.2.4电磁兼容试验

控制保护设备应进行以下电磁兼容试验： a）发射试验：按照DL/T478传导发射和辐射发射试验的规定对外壳端口及直流电源端口进行传 导发射及辐射发射试验，试验结果应符合4.2.的规定； b）抗扰度试验：按照DL/T478抗扰度试验的规定对外壳端口、辅助电源端口、输入输出端口进 行抗扰度试验，试验结果应符合4.2的规定。

控制保护设备应进行以下机械试验： a）承受振动响应、振动耐久能力测试：测试设备承受振动响应、振动耐久能力，分别按GB/T 11287一2000中3.2.1和.3.2.2规定的方法进行，测试后产品内元器件及结构件不应损坏，产品 性能应符合本文件4.3.3的要求； b）承受冲击响应、承受冲击耐久能力测试：测试设备承受冲击响应、承受冲击耐久能力，按 GB/T14537一1993中4.2.1和4.2.2规定的方法进行，测试后产品内元器件及结构件不应损坏， 产品性能应符合本文件4.3.4的要求； c）承受碰撞能力测试：测试设备承受碰撞能力，按GB/T14537一1993中4.3规定的方法进行 测试后产品内元器件及结构件不应损坏，产品性能应符合本文件4.3.5的要求。

控制保护设备应进行以下安全试验： a）外壳防护：应符合DL/T478的规定； b）电击防护：应符合DL/T478的规定。

9.2.7连续通电试验

控制保护设备应尽可能按实际 在整个运行过程中，其各种动作、

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9.2.8通电自检功能试驱

9.2.9控制功能试验

控制功能宜采用实时数字仿真进行测试，试验项目和要求应符合5.3的规定，检验结果应满足 能要求。

9.2.10保护功能试验

保护功能试验内容如下： a）用继电保护试验设备进行保护功能测试，相关试验应符合第6章的规定。试验时，模拟故障， 确认保护正确动作，故障显示与故障项目相符，驱动信号可靠动作。 6 保护功能宜进行实时数字仿真试验或动模试验，相关试验应符合第6章的规定。在模拟试验情 况下，设备动作行为正确、信号指示正常。

9.2.11通信功能试验

通信功能检验内容应符合第8章的规定，检验结果应满足8.2的功能要求。

JJF 1350-2012 陀螺经纬仪校准规范联调试验宜包括： a）控制功能闭环试验： 1）分接头控制试验； 2）顺序控制与联锁试验； 3）UPFC启动及停运试验； 4）STATCOM功能试验； 5）SSSC功能试验； 6） 运行方式转换试验； 7）控制模式转换试验； 8）稳态功能试验（见5.3.1～5.3.5）； 9）动态性能试验（见5.4.3）。 b) 保护功能闭环试验： 1）保护功能试验（见6.3）； 2）实时数字仿直/动模试验

型式试验、出厂试验和现场试验的试验项目见表1。

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有下列情况之一时，控制保护设备应进行型式检验： a）新产品定型； b）产品正式投产后如遇设计、工艺、材料、元器件有较大改变，经评估影响设备性能或安全 性时； c）当设备软件有较大改动时。

出厂试验指出厂的每一套控制保护设备需进行的试验，目的在于检验制造中的缺陷和对某些 牛进行参数整定。试验项目见表1。

现场试验是控制保护 目的在于检验设备在运输和安 香受到损伤，设备的功能、

GB/T 25123.2-2018 电力牵引 轨道机车车辆和公路车辆用旋转电机 第2部分：电子变流器供电的交流电动机10标志、包装、运输和购存

10标志、包装、运输和购存