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Q／GDW 12187-2021 快速动态响应同步调相机工程二次系统设计技术导则.pdf为规范快速动态响应同步调相机二次系统的监控系统、励磁系统、启动系统、调相机及变压器组保护、 电力系统调度自动化、直流及交流不间断电源系统、辅助系统、二次设备布置及二次回路等的设计原则及 配置方案，制定本文件。 本文件由国家电网有限公司基建部、特高压建设部和国家调度控制中心提出并解释。 本文件由国家电网有限公司科技部归口。 本文件起草单位：国网经济技术研究院有限公司、中国电建集团河南省电力勘测设计院有限公司、中 国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司、中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司、国电南 瑞科技股份有限公司、南京南瑞继保电气有限公司、中国电力科学研究院有限公司、国网冀北电力有限公 司、国网浙江省电力有限公司。 本文件主要起草人：王绍武、韩柳、陈萍、郭艳霞、黄勇、王庆、杨鹏程、黄金军、金一丁、肖智宏、 郑理、吴崇昊、程利娟、史锋、蔡丹、李岩军、刘明松、刘文轩、朱宏超、刘腾、张志、嵇士杰、冯腾、 石祥建、刘龙浩、万洛飞、赵迁、牟伟、于广耀、黄晓博、吴聪颖、严力、刘丽、潘书燕、庄博、杨合民、 徐东海、赵绍兴、朱青山、于慧芳、钟启迪、谭静。 本文件首次发布。 本文件在执行过程中的意见或建议反馈至国家电网有限公司科技部，
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同步调相机工程二次系统设计技
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中， 文件，仅该日期对应的版本适用于本文件：不注日期的引用文件某酒店玻璃幕墙观光电梯专项施工方案，其最新版本（包 单）适用于本文件。 GB/T1094.12电力变压器第12部分：干式电力变压器负载导则 GB/T7409.1同步电机励磁系统定义 GB/T7409.3同步电机励磁系统大、中型同步发电机励磁系统技术要求 GB/T14285继电保护和安全自动装置技术规程 GB/T14549电能质量公用电网谐波 GB/T15291半导体器件第6部分：晶闸管 GB/T22239信息安全技术网络安全等级保护基本要求 GB/T36293火力发电厂分散控制系统技术条件 GB/T36572电力监控系统网络安全防护导则 GB/T37138电力信息系统安全等级保护实施指南 GB/T37762同步调相机组保护装置通用技术条件 GB50116火灾自动报警系统设计规范 GB50217电力工程电缆设计规范 GB50229火力发电厂与变电站设计防火规范 GB50395 视频安防监控系统工程设计规范 DL/T448 电能计量装置技术管理规程 DL/T667 2 远动设备及系统第5部分：传输规约 DL/T701 火电发电厂热工自动化术语 DL/Z713一2000500kV变电所保护和控制设备抗扰度要求 DL/T843 大型汽轮发电机励磁系统技术条件 DL/T860 ）变电站通信网络和系统 DL/T866电流互感器和电压互感器选择及计算规程 DL/T1087特高压直流换流二次设备抗扰度要求 DL/T1348自动准同期装置通用技术条件 DL/T5003电力系统调度自动化设计技术规程 DL/T5044电力工程直流电源系统设计技术规程 DL/T5136火力发电厂、变电站二次接线设计技术规程 DL/T5153火力发电厂厂用电设计技术规程
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DL/T5428火力发电厂热工保护系统设计规定 DL/T5491电力工程交流不间断电源系统设计技术规程 Q/GDW11588快速动态响应同步调相机技术规范 Q/GDW11767调相机变压器组保护技术规范 国家发展和改革委员会2014年第14号令电力监控系统安全防护规定
GB/T7409.1、GB/T36293、DL/T5428和DL/T701界定的以及下列术语和定义适用于本文 件。
静止变频器staticfrequencyconverter（SFC） 利用晶闸管换流装置经交直交变换，将工频交流电转换成频率连续可调交流电的静止式频率 变换设备。一般应用于抽水蓄能机组、燃气发电机组、调相机组的启动。
快速再启动automaticstartingduringidling 在调相机情走过程中，由监控系统控制启动相关设备再次将调相机加速至同步或超同 的启动方式，
一键巡检automaticinspection 在调相机停止状态，按各工艺子系统，对工艺子系统内的设备（泵、风机、阀门）依次进行 启动/停止或打开/关闭操作，以检验工艺设备的可控性和状态反馈正确性，
情速并网automaticsynchronizationduringidling 调相机由超同步转速情走至次同步转速的过程中，由同期装置捕捉同期点并实现机组并网的 自动同期方式。
6.1.1调相机监控系统主要由分散控制系统（DCS）、手动紧急停机单元组成。 6.1.2全站宜按1套DCS配置，DCS采用分层、分布式网络结构，由站控层、控制层、网络 设备等组成。 6.1.3DCS站控层由计算机网络连接的服务器、操作员工作站、工程师工作站等构成，提供 DCS的人机界面，实现调相机组监控、管理功能、 6.1.4DCS控制层设备由过程控制站、分布式I/O单元及通信模块构成，面向各控制区域进行 信息采集和处理，实现闭环控制和顺序控制等功能。 6.1.5手动紧急停机单元应按单元机组各自独立设置，由手动紧急停机按钮及其扩展接点组成， 当采用光纤通信方式时还应包含通信转换模块。
6.2分散控制系统（DCS）
6.2.1.1DCS的监控范围包括：调相机本体及其润滑油、内部冷却系统、外部冷却系统、除盐 水系统、电气站用电系统、启动系统、励磁系统、调变组保护、同期装置、并网高压配电装置 调相机交直流电源系统等。
6.2.1.2DCS宜在主体站主控室集中控制，通过主控室内操作员工作站实现机组启动、停止、 正常运行、调节和异常工况处理。 6.2.1.3调相机高压配电装置宜纳入主体站监控。在启机并网时，只应由DCS通过同期装置对 并网断路器进行合闸操作。 6.2.1.4DCS网络宜按星形双网余配置，便于扩展。网络故障不应引起机组跳闸或使DPU 亭止工作。 6.2.1.5DCS站控层、控制层DPU、网络及电源设备均应双重化冗余配置。 6.2.1.6DCS网络带宽及传输速率应满足电网运行控制的实时性、可靠性和安全性要求。 6.2.1.7DCS网络应具备合理的架构和信息处理机制，正常及事故状态下不应使网络负荷过重 而影响系统正常运行。连接到数据通信网络上的任一系统或设备发生故障，不应导致通信系统瘫 痪或影响其它联网系统和设备的工作。 6.2.1.8DCS应符合GB/T36293的相关技术要求。
6.2.2DCS设备配置
6.2.2.1站控层设备配置宜适应远期扩容的要求。服务器、操作员工作站等应按双重化配置。 可配置就地操作员工作站。 6.2.2.2工程师工作站应具备历史数据记录功能。 6.2.2.3DCS控制层设备、网络设备及电源设备应按单元机组及公用部分各自独立设置，并独 立组屏。 6.2.2.4DPU宜按照功能单元设置。每对DPU间互为备用，无扰切换；每台DPU应设置双路 电源，并设置余的网络通信接口。 6.2.2.5DPU应具备在站控层设备及网络故障时仍能维持在当前工况下运行的能力。 6.2.2.6控制层I/0单元宜按本期规模配置，采用模块化、标准化设备，应易于维护、更换并 允许带电插拔。 6.2.2.7控制层重要IO信号应双重化，双重化信号配置在同一对控制站下的不同I/O单元中。 6.2.2.8网络交换机应采用工业级设备，传输速率大于或等于100Mbit/s，可采用光/电两种接 口型式。 6.2.2.9网络连接线缆宜采用光缆或屏蔽双绞线，室内的通信介质宜采用屏蔽双绞线，穿越室 外的通信介质应采用光缆。
6.2.3DCS系统功能
6.2.3.1DCS应具备数据采集系统（DAS）、模拟量控制系统(MCS)、顺序控制系统(SCS)、联 锁保护功能，并具有与站内其他系统交互的功能。 6.2.3.2模拟量控制系统应将调相机及公用系统作为一个整体进行控制，确保机组快速、可靠 地满足调度指令要求。模拟量控制系统各调节回路宜采用闭环反馈控制，同时具备手/自动无扰 切换、超限报警等功能，保证控制回路的快速和稳定的优良调节品质。 6.2.3.3顺序控制系统采用机组级、功能组级、功能子组级和驱动级分层控制，统一协调调相 机润滑油系统、冷却系统、启动系统、励磁系统、同期装置，实现调相机的“一键启停"功能。 6.2.3.4顺序控制系统中主机启机流程应具备快速再启动功能。 6.2.3.5顺序控制系统应具备“一键巡检"功能。 6.2.3.6顺序控制系统设计应遵守保护优先原则。顺序控制过程中出现保护指令时应中断控制 进程，并使系统按照保护指令执行。 6.2.3.7DCS应能实现所操作的电气设备完善的防误闭锁功能。
6.3手动紧急停机单元
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6.3.2手动紧急停机按钮应设置在主控室内，应具备防误动措施。应根据主控室手动紧急停机 按钮与其动作对象之间的距离远近，选择采用硬接线或者光纤通信方式。
6.4.1DCS应具备与励磁系统、启动系统、调变组保护、同期装置、自动电压控制系统、交直 流系统等系统（设备）的通信接口，宜采用DL/T860标准规约。 6.4.2调相机励磁系统（含启动励磁和主励磁）、启动系统、同期装置、自动电压控制系统还 宜通过硬接线方式与DCS连接，接点数量应满足接入DCS双重化I/O单元的要求。 6.4.3DCS宜通过逻辑隔离措施与主体站监控系统站控层网络通信，通信规约宜遵循DL/T860 规定。
6.5.1DCS供电电源应满足GB/T36293的要求。 6.5.2DCS供电电源按单元机组及公用部分各自独立设置，每组调相机单元及公用部分的电源 柜应取自两路独立的交流不间断电源再分配给控制柜和网络柜等负载。 6.5.3DCS电源柜向控制柜和网络柜的供电回路均为两路，互为备用。任何一路电源失去或发 性故障时，应保证DPU能够正常工作。 6.5.4手动紧急停机按钮与动作对象之间若采用光纤通信方式建筑公司办公及住宿楼装饰施工组织设计，其通信转换模块电源宜采用两 路不同直流电源或UPS电源供电，并应与DCS电源独立配置
7.1.1调相机励磁系统应按照单元机组配置，每台调相机组应包含启动励磁系统和主励磁系统。 励磁系统典型接线示意图见附录B。 7.1.2启动励磁系统宜采用他励静止励磁方式，包括启动励磁变压器、功率整流装置、励磁调 节器、切换开关，启动励磁可与主励磁共用磁场断路器，也可单独配置磁场断路器，启动励磁和 主励磁宜共用灭磁电阻和转子过电压保护装置。 7.1.3主励磁系统宜采用自并励静止励磁方式，包括励磁变压器、功率整流装置、励磁调节器、 灭磁装置和转子过电压保护装置。灭磁装置包括磁场断路器和灭磁电阻。
7.2.1励磁系统应具备就地/远方控制功能。励磁系统应能配合调相机其它控制系统实现“一键 启停"功能。 7.2.2励磁系统应满足调相机快速再启动的要求。 7.2.3在启动过程完成后，应能可靠地由启动励磁系统切换到主励磁系统运行，宜采用直流侧 切换方式。 7.2.4励磁系统应符合GB/T7409.3、DL/T843、Q/GDW11588的相关技术要求。 7.2.5励磁回路应配置性能良好、动作可靠的自动灭磁装置。调相机正常停机时宜采用逆变灭 磁方式；调相机故障时应至少具备两种灭磁方式，且应包含磁场断路器分断灭磁方式。磁场断路 器应采用双跳闸线圈。 7.2.6励磁系统在小室内可设置直流分电屏，也可在其中1面柜内设置独立的直流分电开关， 向小室内各个屏柜提供电源。每台主/启动励磁自动电压调节器的控制电源应采用双路独立电源 供电。
7.3.1启动励磁自动电压调节器宜设置两个独立的调节通道，每个通道应具备恒励磁电流运行 方式或配套启动系统的其它运行方式。
7.3.2启动励磁系统与SFC宜采用硬接线连接，实现调相机启动时与不同SFC的有效配合。 7.3.3启动励磁变压器宜采用室内三相干式变压器，接线型式宜选为Yd，铜绕组，F级绝缘 7.3.4启动励磁系统的功率整流装置应采用双桥余配置，每桥应能单独提供调相机变频启动 时所需的最大励磁电流。
7.4.1主励磁自动电压调节器应设置两个独立的自动调节通道，每个通道应具备恒机端电压、 恒励磁电流、恒无功功率、恒角度控制方式，每个通道均能单独承担调相机各种运行工况下的调 节、限制、保护和发信任务。 7.4.2主励磁自动电压调节器宜在调相机空载建压时投入系统电压跟踪功能。 7.4.3为满足调相机快速动态响应需求，额定工况下，调相机主励磁系统的电压响应时间，上 升不大于0.02s，下降不大于0.025s。调相机励磁系统强励电压倍数不小于3.5（对应调相机端电 压为80%额定值时），强励电流倍数不小于2.5，允许强励时间不低于15s。 7.4.4主励磁自动电压调节器应配置电力系统稳定器（PSS）或具有同样功能的附加控制单元。 7.4.5励磁变低压侧总出口处宜装设带有电子式脱扣器保护功能的断路器。 7.4.6主励磁系统应在机端频率45Hz~55Hz范围内维持正常工作。 7.4.7主励磁变压器宜采用室内三相干式变压器，接线型式宜选为Yd，铜绕组，F级绝缘，温 升按80K考核。励磁变压器的绕组温度应具有有效的监视手段，并控制其温度在设备允许的范 围之内，有条件的可装设铁芯温度在线监视装置。 7.4.8励磁系统的功率整流装置应留有备用容量，当有1个支路退出运行时，应满足调相机强 励和1.1倍额定励磁电流长期运行的要求。 7.4.9主励磁系统自动电压调节器可根据工程需要预留与主体站直流控制保护系统、安全稳定 控制装置的接口。
8.1.1调相机启动方式宜采用静止变频器（SFC）启动方式。全站宜配置两套启动装置，一主 备喷锚及土方工程施工组织设计.doc，每套启动装置应能够分别启动站内各台调相机组。 8.1.2每套启动装置由输入断路器、隔离变压器、静止变频器（SFC）、切换开关、隔离开关 等组成。启动系统典型接线示意图见附录C。