并網(wǎng)電源涉網(wǎng)保護技術要求ofgrid-connectedpower國家標準化管理委員會前言 I 2規(guī)范性引用文件 3術語和定義 4總體要求 35同步機組涉網(wǎng)保護技術要求 5.1定子繞組對稱過負荷保護 45.2轉(zhuǎn)子繞組過負荷保護 5.3低勵失磁保護 45.4失步保護 5.5頻率異常保護 55.6汽輪機超速限制(OPC) 5.7過激磁保護 5.8發(fā)電機定子過電壓保護 5.9變壓器零序過流保護 55.10發(fā)電機復合電壓過流保護 5.11一類輔機保護 65.12零功率保護 65.13過勵限制及過勵保護 65.14過激磁限制 75.15低勵限制 75.16定子電流限制 75.17電壓調(diào)差率 75.18汽輪機功率負荷不平衡控制 85.19無功限制 85.20其他 86新能源場站及分布式電源涉網(wǎng)保護技術要求 8 86.2頻率異常保護 9參考文獻 I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國電力企業(yè)聯(lián)合會提出。本文件由全國電網(wǎng)運行與控制標準化技術委員會(SAC/TC446)歸口。本文件起草單位：中國電力科學研究院有限公司、國家電網(wǎng)公司國家電力調(diào)度控制中心、中國南方電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心、南瑞集團有限公司、內(nèi)蒙古電力(集團)有限責任公司、清華大學、國網(wǎng)上海市電力公司、國網(wǎng)安徽省電力有限公司、國網(wǎng)遼寧省電力有限公司、國家電網(wǎng)公司西北分部、國家電網(wǎng)公司東北分部、國網(wǎng)北京市電力公司、廣西電網(wǎng)有限責任公司、國網(wǎng)青海省電力公司電力科學研究院、國網(wǎng)江西省電力有限公司電力科學研究院、國家電網(wǎng)有限公司華中分部。本文件主要起草人：陳國平、李文鋒、周成、孫華東、許濤、郭強、于釗、安寧、張劍云、王超、何飛、冷喜武、周濟、陸明、牛拴保、張艷軍、齊軍、霍超、陰宏民、魏平、孫驍強、桂林、宋興光、顧軍、湯偉、馬世俊、何洪、王東陽、趙學茂、王衛(wèi)、宮成、楊超、濮鈞、肖洋、邵德軍、肖明、鄒進、趙紅光、王吉利、1并網(wǎng)電源涉網(wǎng)保護技術要求本文件規(guī)定了并網(wǎng)電源涉網(wǎng)保護的總體要求、同步機組涉網(wǎng)保護的技術要求、新能源場站及分布式電源涉網(wǎng)保護技術要求。本文件適用于單機容量100MW及以上火電、燃氣及核電機組，40MW及以上水電、光熱機組，接入220kV及以上電壓等級的同步發(fā)電機組，接入35kV及以上電壓等級的新能源場站、儲能電站、分布式電源和調(diào)相機。其他并網(wǎng)電源參照執(zhí)行。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T31464電網(wǎng)運行準則GB38755電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則GB/T38969電力系統(tǒng)技術導則DL/T684大型發(fā)電機變壓器繼電保護整定計算導則DL/T1523同步發(fā)電機進相試驗導則DL/T1648發(fā)電廠及變電站輔機變頻器高低電壓穿越技術規(guī)范DL/T5153火力發(fā)電廠廠用電設計技術規(guī)程3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。在發(fā)電機組(含新能源)及同步調(diào)相機、靜止同步補償器等無功調(diào)節(jié)設備的保護和控制裝置中，動作行為和參數(shù)設置與電網(wǎng)運行方式相關、或需要與電網(wǎng)側(cè)安全自動裝置相協(xié)調(diào)的部分。注：如同步發(fā)電機組定子過電壓保護、轉(zhuǎn)子過負荷保護、失磁保護、失步保護、頻率異常、超速保護、頂值與過勵限失磁保護loss-of-fieldprotection發(fā)電機部分或完全失去勵磁時的保護。失步運行out-of-stepoperation發(fā)電機因擾動失去同步，同時保持全部或部分勵磁的運行狀態(tài)。2發(fā)電機或電力系統(tǒng)失去同步時，用于防止失步加劇的保護。用于防止發(fā)電機或升壓變壓器過磁通引起設備損壞的保護。注：也稱為過V/Hz保護或過磁通保護。汽輪機超速限制over-speedprotectioncontrol;OPC一種抑制超速的控制功能。當汽輪機轉(zhuǎn)速達到或超過額定轉(zhuǎn)速的103%或轉(zhuǎn)子加速度超過規(guī)定值時，自動關閉調(diào)節(jié)汽門，當轉(zhuǎn)速恢復正常時再開啟調(diào)節(jié)汽門，如此反復，直至正常轉(zhuǎn)速控制回路可以維持額定轉(zhuǎn)速。過激磁限制voltsperhertzlimiter防止發(fā)電機或與其相連的變壓器過磁通的電壓調(diào)節(jié)器一種附加功能單元。在勵磁系統(tǒng)輸出電流減少時，防止發(fā)電機超越靜態(tài)穩(wěn)定極限或超越由定子端部鐵芯發(fā)熱所要求的發(fā)電機熱容量的電壓調(diào)節(jié)器一種附加功能單元。將勵磁系統(tǒng)輸出電流限制在允許范圍之內(nèi)的電壓調(diào)節(jié)器一種附加功能單元。過勵保護overexcitationprotector在過勵限制器無法將勵磁系統(tǒng)輸出電流限制在允許范圍內(nèi)時發(fā)出保護信號、切換勵磁通道的電壓調(diào)節(jié)器一種附加功能單元。[來源：DL/T1309—2013,3.11,有修改]定子繞組過負荷保護statorwindingsoverloadprotection發(fā)電機過負荷或外部故障引起的定子繞組過電流時，用于防止因熱積累燒毀定子繞組的保護功能，通常由定時限過負荷及反時限過電流兩部分組成。轉(zhuǎn)子繞組過負荷保護excitedwindingsoverloadprotection發(fā)電機勵磁繞組過負荷時，用于防止因熱積累燒毀勵磁繞組的保護功能，通常由定時限和反時限兩部分組成。3定子電流限制statorcurrentlimiter將定子電流限制在允許范圍之內(nèi)的電壓調(diào)節(jié)器一種附加功能單元。[來源：DL/T1309—2013,3電壓調(diào)差率voltagecompensativeratio發(fā)電機在功率因數(shù)等于零的情況下，無功電流從零變化到發(fā)電機額定定子電流值時，發(fā)電機端電壓的變化率。負載電流補償器退出后的電壓調(diào)差率稱自然電壓調(diào)差率。機組功率突降時，用于防止汽輪機超速和軸系斷裂的保護功能。汽輪機功率負荷不平衡控制powerloadunbalancedcontrol;PLU汽輪機的機械功率大于發(fā)電機組有功功率且超過限值時，快速關閉調(diào)節(jié)汽門減小機械功率，當不平衡值小于限值后，調(diào)節(jié)汽門延時復位。發(fā)電廠一類輔機firstclassauxiliaryinpowerplant發(fā)電廠一類輔機是短時(小于5s)中斷供電將會造成機組停機或機組輸出功率大幅下降，影響電網(wǎng)安全運行的輔機。新能源場站renewableenergystation集中接入電力系統(tǒng)的風電場或光伏電站并網(wǎng)點以下所有設備。4總體要求4.1涉網(wǎng)保護在保護電源安全的同時，應能有效預防由于外部系統(tǒng)干擾的誤動。4.2涉網(wǎng)保護定值應根據(jù)GB38755與GB/T38969中要求與發(fā)電設備配合，保證電源充分發(fā)揮其設計的過載能力。4.3啟動條件相同或相關的保護應協(xié)調(diào)配合。4.4新建并網(wǎng)電源的涉網(wǎng)保護評估應作為并網(wǎng)運行條件之一，涉網(wǎng)保護每年校核一次。4.5涉網(wǎng)保護相關設備改造、軟件升級、定值與動作邏輯修改完成后均應開展保護的校核工作。4.6當電網(wǎng)結構、線路參數(shù)和短路電流水平發(fā)生變化時(如近區(qū)接入新能源與電力電子設備等),應及時校核涉網(wǎng)保護的配置與定值，避免保護不正確動作。4GB/T40586—20215同步機組涉網(wǎng)保護技術要求5.1定子繞組對稱過負荷保護5.1.1發(fā)電機定子繞組過負荷保護宜包括定時限和反時限兩部分。5.1.2定子繞組過負荷保護定時限延時應按躲過系統(tǒng)相間短路后備Ⅲ段的最大延時整定，動作于告警或自動減負荷。5.1.3定子繞組過負荷保護反時限的動作特性應與定子繞組允許的過熱特性協(xié)調(diào)配合，反時限功能應動作于解列機組或程序跳閘。反時限整定公式宜采用式(1)。 (1)式中：t?——定子繞組對稱過負荷保護動作時間，單位為秒(s);K?——定子繞組熱容量系數(shù)(由發(fā)電機制造廠家提供);I定——以額定定子電流為基準的定子電流標幺值；α——散熱系數(shù)。5.1.4反時限的上限值應與機端三相短路或系統(tǒng)振蕩時機組最大電流相配合，最小動作時間應大于出線縱聯(lián)保護動作時間(與振蕩配合時，應大于系統(tǒng)振蕩周期)。5.2轉(zhuǎn)子繞組過負荷保護5.2.1發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組過負荷保護宜包括定時限和反時限兩部分。5.2.2轉(zhuǎn)子繞組過負荷保護反時限的動作特性與轉(zhuǎn)子繞組允許的過熱特性相同，反時限功能應動作于解列機組或程序跳閘。反時限整定公式宜采用式(2)。式中：t?——轉(zhuǎn)子繞組過負荷保護動作時間，單位為秒(s);K?——轉(zhuǎn)子繞組熱容量系數(shù)(由發(fā)電機制造廠家提供);I轉(zhuǎn)——以額定勵磁電流為基準的轉(zhuǎn)子電流標幺值；5.2.3轉(zhuǎn)子繞組過負荷保護定時限功能動作于告警。5.2.4若以勵磁變過負荷保護替代轉(zhuǎn)子繞組過負荷保護功能，其動作特性應與5.2.2要求一致。5.3低勵失磁保護5.3.1發(fā)電機組低勵失磁保護應能躲過系統(tǒng)振蕩(含同步振蕩),宜動作于解列。5.3.2發(fā)電機組低勵失磁保護應具備不同測量原理復合判據(jù)的多段式方案。與系統(tǒng)聯(lián)系緊密的發(fā)電廠或采用自并勵勵磁方式的發(fā)電機組宜將阻抗判據(jù)作為失磁保護的復合判據(jù)之一，優(yōu)先采用定子阻抗判據(jù)與機端三相正序低電壓的復合判據(jù)。5.3.3發(fā)電機組低勵失磁保護阻抗定值應基于系統(tǒng)最小運行方式的電抗值確定。5.4失步保護5.4.1發(fā)電機組失步保護應能正確區(qū)分短路與振蕩，正確判定失步振蕩與穩(wěn)定振蕩。5.4.2發(fā)電機組失步保護應采用三元件式或遮擋器式的失步保護。5.4.3當失步振蕩中心位于發(fā)變組外時應發(fā)出信號；當失步振蕩中心位于發(fā)變組內(nèi)，滑極次數(shù)超過規(guī)5定值時，保護應動作于解列。5.4.4保護的整定應與系統(tǒng)振蕩周期配合。5.5頻率異常保護5.5.1汽輪發(fā)電機組應配置頻率異常保護，動作定值應滿足GB/T31464中汽輪發(fā)電機組頻率異常運行能力的要求，且應具備頻率異常單次持續(xù)時間與頻率異常累計時間統(tǒng)計功能。5.5.2發(fā)電機組低頻保護應與電網(wǎng)的低頻減載裝置配合，遵循低頻保護后于電網(wǎng)低頻減載動作的原則。5.5.3發(fā)電機組過頻保護應與電網(wǎng)高頻切機裝置配合，遵循高頻切機先于過頻保護動作的原則。5.5.4同一電廠過頻保護應采用時間元件與頻率元件的組合，分輪次動作。5.6汽輪機超速限制(OPC)5.6.1汽輪發(fā)電機組宜配置OPC。5.6.2OPC應與機組過頻保護、電網(wǎng)高頻切機協(xié)調(diào)配合，遵循高頻切機先于OPC,OPC先于過頻保護動作的原則，電網(wǎng)有特殊要求除外。5.6.3OPC整定時，同廠機組宜差異化整定，同時也應防止OPC反復動作。5.7過激磁保護5.7.1發(fā)電機應配置過激磁保護，防止過激磁運行時因鐵芯發(fā)熱、漏磁增加、電流波形畸變等原因損壞發(fā)電機或變壓器。5.7.2發(fā)變組單元接線形式下，過激磁保護整定值應與發(fā)電機或變壓器過激磁能力低者相配合，不應超過設備的過激磁能力。當發(fā)電機與主變壓器之間有斷路器時，過激磁保護應與發(fā)電機過激磁能力相配合，并且應為變壓器配置單獨的過激磁保護。5.7.3發(fā)電機組過激磁保護可裝設由低定值和高定值兩部分組成的定時限過激磁保護或反時限過激磁保護，有條件時應優(yōu)先裝設反時限過激磁保護。5.7.4發(fā)電機組過激磁保護如果配置定時限保護，其低定值部分應動作于信號，高定值部分應動作于解列；如果配置反時限保護，反時限保護應動作于解列。5.7.5過激磁保護啟動值由電壓運行上限與頻率運行下限比值確定。5.8發(fā)電機定子過電壓保護5.8.1發(fā)電機應配置定子過電壓保護，以防止輸出端電壓升高而使發(fā)電機絕緣受到損害。5.8.2發(fā)電機定子過電壓保護的整定值應根據(jù)電機制造廠提供的允許過電壓能力或定子繞組的絕緣狀況決定。保護動作于解列滅磁。5.8.3水輪發(fā)電機，不宜低于額定電壓的1.5倍，動作時限取0.5s;汽輪發(fā)電機，一般不低于額定電壓的1.3倍，動作時限取0.5s。5.9變壓器零序過流保護5.9.1中性點直接接地的主變壓器應配置零序過流保護，作為主保護或相應斷路器拒動時的后備保護，可由兩段式零序過電流保護構成。5.9.2每段零序過電流保護的動作電流應與出線零序過電流保護的相應后備段相配合。5.10發(fā)電機復合電壓過流保護5.10.1發(fā)電機應配置復合電壓過流保護，作為主保護或相應斷路器拒動時的后備保護。65.10.2過電流保護按發(fā)電機額定負荷下可靠返回下整定，靈敏系數(shù)按主變壓器高壓側(cè)母線兩相短路的條件檢驗，與主變壓器后備保護的動作時間配合，動作于停機。5.10.3低電壓元件接線電壓，按躲過發(fā)電機失磁時最低機端電壓整定；靈敏系數(shù)按主變壓器高壓側(cè)母線三相短路的條件檢驗。5.10.4負序電壓元件接相電壓或線電壓，按躲過正常運行時的不平衡電壓整定，靈敏系數(shù)按主變壓器高壓側(cè)母線兩相短路的條件檢驗。5.10.5當發(fā)電機為自并勵方式時，電流元件應具有記憶功能，記憶時間稍長于動作時限。5.11一類輔機保護5.11.1發(fā)電廠一類輔機應配置高、低電壓保護。5.11.2對頻率敏感的一類輔機，應配置頻率異常保護。5.11.3系統(tǒng)異常時，發(fā)電廠一類輔機保護定值應滿足DL/T5153的要求。5.11.4發(fā)電廠一類輔機變頻器高、低電壓保護定值應滿足DL/T1648要求。5.12零功率保護零功率保護應具備防止電網(wǎng)擾動等原因(如直流閉鎖)誤動的措施。5.13過勵限制及過勵保護5.13.1發(fā)電機的電壓調(diào)節(jié)器應配置過勵限制功能，應采用與轉(zhuǎn)子過負荷保護相同的計算公式，其反時限動作特性應與轉(zhuǎn)子過負荷保護反時限動作特性相配合，應將勵磁電流限制到機組長期允許運行值以下，且不低于額定勵磁電流。過勵限制反時限動作定值曲線、轉(zhuǎn)子過負荷保護反時限動作定值曲線、轉(zhuǎn)子過負荷能力曲線配合關系如圖1所示。5.13.2發(fā)電機的電壓調(diào)節(jié)器可選配過勵保護，其反時限動作特性應與過勵限制、轉(zhuǎn)子繞組過負荷保護相配合。5.13.3當過勵保護動作出口于解列機組時，過勵保護反時限應采用與轉(zhuǎn)子過負荷保護相同計算公式；當過勵保護動作出口于通道切換或報警時，過勵保護反時限的熱容量系數(shù)應大于過勵限制反時限的熱容量系數(shù)，且小于轉(zhuǎn)子過負荷保護熱容量系數(shù)。5.13.4高起始響應勵磁系統(tǒng)應具備瞬時勵磁電流限制功能。瞬時勵磁電流限制應先于轉(zhuǎn)子繞組過負荷保護動作。5.13.5勵磁變過負荷保護定值應與過勵限制配合。圖1電壓調(diào)節(jié)器過勵限制、轉(zhuǎn)子繞組過負荷保護、過勵保護與轉(zhuǎn)子過負荷能力配合關系示意圖75.14過激磁限制5.14.1電壓調(diào)節(jié)器應配置過激磁限制(V/Hz限制)功能，其限制特性應與發(fā)變組中發(fā)電機或變壓器的定子鐵芯過激磁保護相匹配(單元接線按變壓器整定),限制應先于保護動作。5.14.2過激磁限制整定值曲線與過激磁保護定時限高段整定值配合關系如圖2所示。圖2過激磁限制與過激磁保護定時限配合關系示意圖5.14.3過激磁限制整定值曲線與過激磁保護反時限整定曲線配合關系如圖3所示。圖3過激磁限制與過激磁保護反時限配合關系示意圖5.15低勵限制5.15.1電壓調(diào)節(jié)器中應配置低勵限制，限制定值應基于發(fā)電機進相試驗結果確定。5.15.2電壓調(diào)節(jié)器中的低勵限制應與失磁保護相協(xié)調(diào)，遵循低勵限制先于失磁保護動作的原則。低勵限制定值與發(fā)電機進相能力應根據(jù)GB/T31464與DL/T1523進行整定與實測，并需要結合電壓進行修正。5.16定子電流限制5.16.1發(fā)電機的電壓調(diào)節(jié)器可選配定子電流限制功能。5.16.2定子電流限制應與發(fā)電機定子過負荷能力相協(xié)調(diào)，不應限制機組強勵能力。5.17電壓調(diào)差率5.17.1單元接線機組應采用負調(diào)差，調(diào)差率設置范圍應為主變短路阻抗的-20%～—50%。且應滿8足發(fā)電機無功電流由零增加到額定無功電流時，發(fā)電機電壓變化不大于5%額定電壓的要求。5.17.2單元接線的多臺機組接于同一高壓母線的情況，各個發(fā)電機變壓器組的等效調(diào)差應相等。注：總調(diào)差為折算到以主變?nèi)萘繛榛鶞手档陌l(fā)電機調(diào)差系數(shù)與主變短路阻抗之和。5.18汽輪機功率負荷不平衡控制5.18.1為