DLT871-2004 电力系统继电保护产品动模试验

1 范围 本标准规定了 HOW 及以上电压的电力系统继电保护产品、l00MW及以上的水电机组和200MW 及以上的火电机组的继电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室的基本要 求。 本标准适用于 110kV及以上电压的电力系统继电保护产品、l00MW 及以上的水电机组和 200MW 及以上的火电机组的继电保护产品，作为对它们进行电力系统动态模拟试验的依据。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后 所有的修改单 (不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协 议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本 标准。 GBIT 15145-2001 微机线路保护装置通用技术条件 DINT 670-1999 微机母线保护装置通用技术条件 DUT 671-1999 微机发电机变压器组保护装置通用技术条件 DUT 770-2001 微机变压器保护装置通用技术条件 线路保护产品 线路保护产品动模试验典型接线方式及故障模拟的签本要求 3.1.1 线路继电保护产品的动模试验分为750. 500 (330). 220kV和HOW 四种电压等级。 对于 220kV及以上电压等级，分别在由长距离线路和短距离环网线路组成的模拟系统中进行试 验。 对于 110kV电压等级，要分别在由长距离线路和短距离线路组成的模拟系统中进行试验。 3.1.2 对于 750. 500kV和220kV长距离线路的模拟系统，推荐采用图 1所示的接线方案。图中各元 件所模拟的原型设备容量及原型线路的距离在表1中列出。 3.1.5 对500kV及以上线路，当线路长度不超过l00km时，不考虑接入并联电抗器;当线路长度为l00km- 200km时，只考虑在线路一侧接入并联电抗器，其补偿度约为50%:当线路长度超过3001m 时，考虑在 线路两侧接入并联电抗器，其补偿度每侧约为35%. 200km-300km的线路可按一侧或两侧补偿。 3.1.6 对于带串联补偿电容的线路，串联补偿电容器可根据需要分别放置在线路一端或线路中点，并 在串补电容器两侧分别设置短路点。串联补偿电容的补偿度可根据工程需要调整。 3.1.7 对长距离线路模拟系统，应分别在各回线路的出口、中点及各母线设置短路点，并能够模拟下 列故障: a)在双回线各短路点发生各种接地故障、相间短路及单相接地故障相断开后非全相运行期间，余 下两相再发生单相及两相接地故障。上述故障为瞬时性及永久性两种情况。 b)在母线上发生各种接地短路、相间短路及由单相接地发展成为两相接地，再发展成为三相短路 接地故障 (故障演变时间在5ms-60ms内完成)，故障持续时间在OAS-0.15s之间，由模拟短 路故障的断路器自动断开。在双回线各短路点发生各种发展性短路 〔包括被保护线路本身的发 展性故障以及被保护线路和非保护线路之间的发展性故障，故障演变时间在 5ms^-300ms内完 成)。上述故障为瞬时性故障。对于同杆并架双回线，除前述发展性故障外，还应包括相邻线 之间的跨线故障。 c)应分别在线路轻载、中载、满载情况下进行各种短路故障试验。 3.1.8 对短线环网系统，一般仅在各线路出口设置短路点并模拟下列故障: a)各种接地短路、相间短路以瞬时性故障为主。 b)由单相接地发展为两相接地再发展成三相接地 (故障演变时间在5ms-60ms内完成)。 c)相邻线发生短路，两侧断路器纵续动作，使被保护线路电流出现突然倒向情况。 d)一般可在线路轻载下进行短路故障试验。 3.1.9 对长距离线路系统应进行静稳定破坏和暂态稳定破坏的模拟。 3.1.10 双回线应可设置成有互感双回线万式。 3.2 对模拟系统技术性能的基本要求 3.2.1 模拟系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，尚应 能考核在边缘条件下的技术性能。 3.2.2 无穷大电源未接入模拟系统前，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90ms(相当于短路阻抗角不小于880)。 电源三相应平衡，在未接入模拟系统前，在额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%0 3.2.3 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20%, 3.2.4 通过模拟线路的短路电流值应与按模拟系统的实际参数所计算的数值相符合。 3.2.5 如无特殊要求，模拟系统的最大短路电流值，可按电流互感器的二次侧电流误差值不超过 10% 所允许的最大电流倍数考虑。 3.2.6 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is(实际系统可达数十秒)。 3.2.7 应能模拟出以下几种失稳现象: a)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)，在低压 侧进行操作 (在高压系统的电流或电压回路中不出现使被试产品负序和零序启动元件动作的负 序与零序分量)使系统失稳。第一个振荡周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-1.2s之间。 b)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. c)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, d)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lsa e)系统失稳后，各点频率出现偏离50H2的现象，在振荡过程中，应能出现 10Hz的频差。但允许 长期振荡不能恢复同步运行，而以手动解列。 3.3 对模拟系统元件参数选择的荃本要求 3.3.1 模拟系统与原型系统容i比的选择原则 3.3.1.1 模拟系统接入被试产品的二次额定交流电压、二次额定交流电流值应与原型系统接入的相同。 即二次额定线电压为 100V，二次开口三角额定电压为 I00V，二次额定电流为 5A或 IA:在所模拟的 传送容量下，通入被试产品中的电流值与原型系统所通入的电流值相接近，其差值不大于10%. 3.3.1.2 原型系统线路上所用的电流互感器的变比按国产设备常用规格考虑，例如 110kV和220kV系 统用600/5及1200/5; 500kV系统用 1250/1及2500/1; 750kV系统用2000/1及4000/1。如有特殊需要 可按要求调整变比。 3.3.1.3 模拟电流互感器的二次侧接入被试产品后，自一次侧所测量到的阻抗值应不大于 0.4 52。当互 感器串联接入 HOW 和220kV、距离不超过 20km的短线时，该线段的阻抗角不小于 80";当互感器 串联接入500kV及以上、距离不超过40km的短线时，该线段的阻抗角不小于 85`。模拟电流互感器 在接入不大于5VA的负载后，在20倍额定电流时其二次侧的输出不应出现饱和;在通过最大短路电流 时，其二次侧输出的误差应符合对电流互感器10%误差的有关要求。 3.3.1.4 模拟电压互感器的二次侧接入被试产品后，其电压降不应超过额定值的2%。将一次侧三相短 路，在被试装置端子上所测量到的阻抗值应小于2欧姆,