GBT 26864-2011 电力系统继电保护产品动模试验.pdf
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1、I C S2 9 1 2 0 5 0 K4 5 囝亘 中华人民共和国国家标准 G B T2 6 8 6 4 - - 2 0 1 1 电力系统继电保护产品动模试验 T h ed y n a m i ct e s to ft h ep o w e rs y s t e mp r o t e c t i v ep r o d u c t s 2 0 11 - 0 7 - 2 9 发布2 0 11 - 1 2 0 1 实施 宰瞀鹃紫瓣警糌赞篓发布中国国家标准化管理委员会促1 9 前言一 1 范围- 2 规范性引用文件 3 动模试验系统基本要求 3 1 模拟系统性能要求 3 2 故障模拟 3 3 失稳现
2、象的模拟 3 4 其他要求- 3 5 辅助工作电源 4 模拟元件 目次 G B T2 6 8 6 4 - - 2 0 1 1 1 1 1 4 1 无穷大电源- - 2 4 2 交流线路- 3 4 3 发电厂及模拟发电机一3 4 4 变压器4 4 5 并联电抗器4 4 6 断路器一5 4 7 过渡电阻5 4 8 串联补偿电容器5 4 9 电流互感器6 4 1 0 电压互感器6 4 1 1 直流输电系统6 5 线路保护8 5 1 线路保护试验的典型接线方式及对模型的基本要求 5 2 线路保护产品的试验项目 6 母线保护产品一 6 1 母线保护试验的典型接线方式及对模型的基本要求 6 2 母线保护产
3、品的试验项目 7 变压器保护产品 7 1 变压器保护试验的典型接线方式及对模型的基本要求一 7 2 变压器保护产品的试验项目 8 并联电抗器保护产品 8 1 电抗器保护试验的典型接线及对模型的基本要求 8 2 并联电抗器保护产品的试验项目 9 发电机保护及发电机变压器组保护产品 9 1 发电机及发变组保护试验的典型接线方式及对模型的基本要求“ 8 1 1 n n”加毖 毖 G B r2 6 8 6 4 2 0 1 1 9 2 发变组保护产品的试验项目 1 0 直流输电系统保护 1 0 1 动模试验典型接线方式 l O 2 对模型的基本要求 1 0 3 换流变压器保护产品的试验 1 0 4 交流
4、滤波器保护- 2 3 2 4 2 4 2 5 2 5 2 6 刖置 G B T2 6 8 6 4 - - 2 0 11 本标准按照G B T1 1 2 0 0 9 给出的规则起草。 本标准由中国电力企业联合会提出。 本标准由全国量度继电器和保护设备标准化技术委员会静态继电保护装置分标准化技术委员会 ( S A C T C1 5 4 S C1 ) 归口。 本标准主要起草单位:中国电力科学研究院、南京南瑞继保电气有限公司、北京四方继保自动化股 份有限公司、国电南自股份有限公司、许继电气股份有限公司。 本标准主要起草人:沈晓凡、周春霞、方太勋、黄少锋、周泽听、钟泽章、张克元。 1 范围 电力系统继电
5、保护产品动模试验 G B T2 6 8 6 4 - - 2 0 11 本标准规定了交流1 1 0k V 及以上电压等级、1 0 0M w 及以上发电机组的继电保护产品以及直流输 电系统的换流变压器和交流滤波器保护产品动模试验的典型接线方式、故障模拟及对动态模拟试验系 统( 以下简称动模) 的基本要求,作为交流1 1 0k V 及以上电压等级、1 0 0M W 及以上发电机组的继电保 护产品以及直流输电系统的保护产品进行电力系统动态模拟试验的依据。 本标准适用于交流1 1 0k V 及以上电压等级、1 0 0M w 及以上发电机组的继电保护产品以及直流输 电系统的保护产品动模试验。1 1 0k
6、V 以下电压等级及1 0 0M w 以下发电机组的继电保护产品的动模 试验可参照本标准。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本( 包括所有修改单) 适用于本文件。 G B T4 7 0 3 电容式电压互感器( I E C6 0 0 4 4 5 :2 0 0 4 ,M O D ) G B T1 5 1 4 5 输电线路保护装置通用技术条件 G B T1 6 8 4 7 保护用电流互感器暂态特性技术要求( i d tI E C6 0 0 4 4 6 :1 9 9 2 ) G B T2 0 8
7、 4 0 7 互感器第7 部分:电子式电压互感器( I E C6 0 0 4 4 7 :1 9 9 9 ,M O D ) G B T2 0 8 4 0 8 互感器第8 部分:电子式电流互感器( I E C6 0 0 4 4 8 :2 0 0 2 ,M O D ) G B T2 2 3 9 0 4 高压直流输电系统控制与保护设备第4 部分:直流系统保护设备 D L T6 7 0 微机母线保护装置通用技术条件 D L T6 7 1 微机发电机变压器组保护装置通用技术条件 D L T7 7 0 微机变压器保护装置通用技术条件 3 动模试验系统基本要求 3 1 模拟系统性能要求 3 1 1 在所模拟的
8、传输容量下,通人被试产品中的电流值与原型系统所通人的电流值相接近,其差值 不大于1 0 。模拟系统接人被试产品的二次额定交流电压值应与原型系统接人的相同。 3 1 2 电厂高压侧母线短路时的二次电流值( 强励未起作用前) 应与原型相差不超过2 0 。 3 1 3 通过模拟线路的短路电流二次值应与按模拟系统的实际参数所计算的数值相符合。 3 1 4 如无特殊要求,模拟系统的最大短路电流值,可按被测原型系统最大的短路容量考虑。 3 1 5 接有并联电抗器的模拟线路,在全电压的情况下,将电源侧断路器断开后,在线路上的残余电压 出现暂态低频分量,该电压衰减到零的时间不小于1s 。 3 1 6 在模拟系
9、统的接线方式和运行方式应具有代表性,除了能考核被试产品的一般技术性能外,还 应能考核被试产品在边缘条件下的技术性能。 3 2 故障模拟 动态模拟系统应能 G B T2 6 8 6 4 - - 2 0 11 a ) 模拟不同类型的瞬时性及永久性故障 b ) 应能模拟经过渡电阻的故障; c ) 应能模拟经不同时间的发展性的故障 d ) 应能控制故障初时时刻的合闸角。 3 3 失稳现象的模拟 3 3 1 模拟线路输送功率在接近静态稳定极限的运行条件下( 不超过电流互感器的额定值) 进行系统 操作( 在电流或电压回路中不出现使被试产品负序和零序起动元件动作的负序与零序分量) 使系统失 稳,第一个振荡周
10、期的振荡中心在被试产品所在的线路上,自正常负荷电流上升到振荡电流最大值( 第 一个振荡周期内) 的时间在0 5s 1 5s 之间。 3 3 2 在双回线模拟系统中,当其中一回线无故障断开或因故障断开后,系统出现失稳边缘情况,第一 个振荡周期大于0 5S 。 3 3 3 在无故障的情况下单回线断开单相,使非全相运行期间出现失稳边缘情况,第一个振荡周期的 时间大于0 5s 。 3 3 4 系统失稳后能恢复稳定运行,在恢复同步运行前的一个振荡周期大于1s 。 3 3 5 系统失稳后,各点频率出现偏离5 0H z 的现象,在振荡过程中,应能出现5H z 的频差,但允许长 期振荡不能恢复同步运行,而以手
11、动解列。 3 4 其他要求 3 4 1 环境条件在被试产品正常工作条件范围内。 3 4 2 模拟断路器的操作把手和信号指示应与继电保护二次回路通常的设计相同。 3 4 3 应具有供分析用的储存故障量和产品动作情况的微机型记录设备。 3 4 4 应配备相量测量系统和时钟对时系统。 3 4 5 应配备通道设备,以测试线路保护装置的通道适应性。 3 4 6 宜配置电子式互感器及相关设备。 3 5 辅助工作电源 3 5 1 直流工作电源 应能提供足够容量的直流电源以满足被试二次设备正常运行的全部要求。电压调整范围为- - 2 0 + 1 5 。 3 5 2 交流工作电源 应能提供足够容量的交流电源以满
12、足被试二次设备及辅助设备正常运行的全部要求。交流电源应 能提供的电压为单相2 2 0V ,频率为5 0H z ,空载时的电压偏差为一1 5 + 1 0 ,波形为正弦,电压纹 波系数不大于5 。 4 模拟元件 4 1 无穷大电源 无穷大电源在未接人模拟系统前,高压侧的谐波电压值应小于额定值的1 5 ;三相短路时的二次 电流最大值应达原型水平,单相短路时的零序回路3 倍电流值应小于三相短路相电流值,短路电流中的 非周期分量衰减时间常数不小于9 0m s ( 相当于短路阻抗角不小于8 8 。) 。 2 G B T2 6 8 6 4 - - 2 0 11 无穷大电源三相应平衡,在未接人模拟系统前,在额
13、定电压下的负序相电压分量应小于0 5V ( 二 次值) ,在模拟线路末端三相短路时,负序相电流应小于相电流值的4 。 4 2 交流线路 4 2 1 对交流线路的模拟,应与各电压等级的原型线路相符。 4 2 2 对所有模拟线路元件,在通过工频电流时,其电压与所通过的电流值成正比,即阻抗值恒定。 4 2 3 对原型为1 0 0k m 及以上的模拟线路,应至少由5 节以上的等值“r ”回路组成,在模拟故障点不 应装设线路电容的模拟电容器。1 0 0k m 以下的线路,可适当地减少等值“r 回路的节数,4 0k m 以下线 路可不考虑装设模拟电容。在接人电流、电压互感器后各电压等级线路的模拟阻抗角应不
14、小于表1 中 的要求。 表1 各电压等级线路模拟阻抗角要求 L 1 0 0k m 6 0k m L 1 0 0k m 4 0k m L 1 0 0k m2 0k m L 1 0 0k m 10 0 0k V8 8 4 。8 6 。 7 5 0k V8 7 4 。8 6 。 5 0 0k V8 6 4 。8 5 0 3 3 0k V8 6 4 。8 5 。 2 2 0k V 8 3 08 0 。 1 1 0k V8 1 。 8 0 。 4 2 4 模拟并联电抗器的阻抗角应不小于8 9 。 4 2 5 对于环形网络及双回线的模拟,应保证同一线路在零序网络中所通过的零序电流与相网络中所 通过的零序电
15、流相等。 4 2 6 对于同杆并架双回线路的模拟 对需要考虑零序互感对被试保护性能影响的试验项目,可根据具体情况( 故障类型,故障地点等) 对 零序互感进行专门的模拟。 在进行同杆并架线路的模拟时,应保证互感比例系数( 回路问互感与相问互感的比值) 在0 8 8 0 9 之问。双回线运行时的零序阻抗角小于单回线运行时的零序阻抗角,线路半长处的零序电抗大于单 回线半长处的零序电抗,而小于线路全长时的零序电抗的一半。 4 2 7 对电缆和架空线混合线路的模拟 电缆线路的参数与电缆的金属护套接地方式、电缆线路的互联方式以及换位、回流线和回路数均有 直接的关系,且电缆和架空线混和线路的长度比例以及混合
16、方式由具体工程确定。当具体工程对电缆 线路和电缆与架空线混合线路有要求时,可根据需要进行专门的模拟。 对于电缆线路,应考虑装设模拟电容。 4 3 发电厂殛模拟发电机 4 3 1 一般应用二台及以上模拟发电机模拟一个发电厂,对大容量有切机要求的发电厂,要求其中一 台机组的容量与原型一台或几台机等价。 对于短距离环形网络线路模型,其中一个电厂可用一台模拟发电机模拟。 4 3 2 接人2 2 0k V 及以下系统的最小发电厂容量按1 0 0M w 考虑,最大发电厂容量按不大于 8 0 0M w 考虑;接人5 0 0k V 及以上系统的最小发电厂容量按3 0 0M w 考虑( 送电线长度不超过 3 G
17、 B T2 6 8 6 4 - - 2 0 11 3 0 0k m ) 或按6 0 0M w 考虑( 送电线长度超过3 0 0k m ) ,最大发电厂容量按大于21 0 0M w 考虑。 4 3 3 在模拟电厂高压侧发生三相短路时,其短路电流中的非周期分量衰减时间常数应大于1 0 0m s 。 4 3 4 模拟电厂未接人系统前,在高压侧的谐波电压应小于额定电压值的1 - 5 。 4 3 5 发变组的变压器容量应与发电机容量相配合并与原型相同。 4 3 6 模拟发电机应配置自动调压器及调速器。 4 3 7 发电机励磁系统 a )模拟发电机的励磁系统应与原型相似; b ) 励磁系统允许强行励磁时间
18、不小于1 0s ; c ) 励磁系统的电压响应时间不大于0 1S ; d ) 自动调节励磁装置应包括自动调压器、强行励磁和灭磁装置; e ) 自动调压器应保证在发电机空载额定电压的7 0 l l o 范围内进行稳定、平滑地调节; f ) 其他条件可参照有关励磁系统的规程、规定; g )电力系统稳定器( P S S ) :励磁系统装设电力系统稳定器( P S S ) ,可选择其投入和退出运行,其有 效频率范围为0 1H z 2 5H z ,同时,设置必要的保护和控制回路。 4 3 8 模拟发电机应有匝间短路设置,匝间短路的匝数( 与总匝数之比) 应在1 2 5 间可选择。 4 3 9 模拟发电机
19、的频率特性 a )频率每变化1 ,发电机端电压变化不大于额定值的0 2 5 ; b ) 整定值调节速度要求可编程,满足不大于1 s ,不少于0 3 s ; c ) 在空载额定电压情况下,当发电机给定阶跃为土1 0 时,发电机电压超调量小于阶跃量的 3 0 ,振荡次数小于2 次,调节时间小于5s ; d ) 零起升压:当发电机零起升压时,机端电压超调量不超过额定电压的1 0 ,振荡次数小于2 次, 调节时间小于5s 。 4 4 变压器 4 4 1 变压器模型应具备自耦变压器和普通三绕组变压器两种,分别对应原型中的自耦变压器和普通 三绕组变压器,各电压等级的短路电压见表2 ,变压器最大调压抽头为士
20、1 2 5 u 。 表2 11 0k Y 殛以上电压变压器短路电抗 1o o ok V 自藕变压器5 0 0k V 自藕变压器 2 2 0k V 三绕组变压器1 1 0k V 三绕组变压器 高一中( o A ) 1 6 2 0 1 2 1 21 2 1 41 0 5 高低( ) 5 6 6 83 4 3 84 2 4 62 2 2 41 7 1 8 中一低( “) 3 6 4 42 0 2 22 8 3 07 9 6 5 4 4 2 变压器模型在空投时其涌流应足够大,三相中最大涌流峰值应不小于2 倍额定电流峰值。 4 4 3 变压器模型高压侧绕组应有匝间短路设置。匝问短路匝数( 与总匝数之比)
21、 应在1 1 0 间 可选择。 4 5 并联电抗器 4 5 1 模拟并联电抗器的阻抗值以及时间常数应与原型参数相近,且为分相式,三相电抗器可经一小 电抗接地。 4 G B T2 6 8 6 4 - - 2 0 1 1 4 5 2 固定电抗值的模拟并联电抗器应有匝间短路设置,匝间短路匝数( 与总匝数之比) 应在1 1 0 问可选择,间隔不大于1 匝。 4 5 3 可控并联电抗器应采用与原形相同的控制原理和主体结构。 4 5 4 有级调节式可控并联电抗器的高压绕组、低压绕组、空芯电抗器各自从中性点开始至首端之间 多处抽出抽头用于匝间短路,匝间短路的匝数与每相总匝数之比应在1 1 0 之间可选择。
22、4 5 5 无级调节式可控并联电抗器的高压绕组自中性点开始至首端之间多处抽出抽头用于匝间短路, 匝间短路的匝数与每相总匝数之比应在1 1 0 之间可选择。 4 5 6 模拟可控并联电抗器引入模型系统的谐波分量比例不大于所模拟的原形系统的相应值。 4 6 断路器 4 6 1 装设在2 2 0k V 及以上模拟线路上的断路器应为分相操作式,装设在其他位置的断路器可为三 相操作式。任一组模拟断路器在进行三相合闸及分闸时,三相触头闭合时间之差应小于5m s ,三相触 头分离时间之差应小于3 3m s 。对于特殊试验,模拟断路器三相合闸时,可根据需要增大时差。 4 6 2 用以切除短路故障的断路器应有足
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