直流配電系統保護技術導則（征求意見稿）目 次前 言 III范圍 1規范性引用文件 1術語與定義 1總則 2故障類型 2直流配電系統保護分區 2保護功能配置 3性能要求 5附錄A 5附錄B 6I直流配電系統保護技術導則范圍護設備的研制與選型提供參考。本標準適用于3000V（±1500V）到±50kV的中壓直流配電系統，1500V（±750V）及以下低壓直流配電系統可參照執行。規范性引用文件本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本標準。GB/T2887 計算機場地通用規范GB/T9361-2011 計算機場地安全要求GB/T14285-2006 繼電保護和安全自動裝置技術規程DL/T478-2010 繼電保護和安全自動裝置通用技術條件DL/T769-2001 電力系統微機繼電保護技術導則DL/T1193—2012 柔性輸電術語Q/CSG1203005-2015 電力二次裝備技術導則GB/T35727-2017 中低壓直流配電電壓導術語與定義下列術語與定義適用于本文件。3.1AC/DC換流器AC/DCconverter利用功率半導體器件實現交流電能和直流電能轉換的設備。3.2DC/DC換流器DC/DCconverter利用功率半導體器件實現不同電壓等級直流電能轉換的設備。3.3直流斷路器DCbreaker能夠實現直流故障電流分斷的開關設備。注：根據分斷原理的不同，直流斷路器可分為機械式、電子式、機械電子混合式三種。3.4直流母線DCBUS1實現直流電能傳輸、匯集、分配的設備。總則直流配電系統保護必須對直流配電系統區域內所有相關設備進行保護，范圍應覆蓋AC/DC換流器、DC/DC換流器、直流開關（直流斷路器或負荷開關）、直流線路、直流母線等。直流配電系統保護應遵循以下原則：保護范圍全面覆蓋、層次清晰；故障檢測滿足可靠性、選擇性、靈敏性、快速性；直流配電系統保護和交流配電系統保護相互配合；直流配電系統保護配置應滿足不同故障隔離方式的技術要求。故障類型中壓直流配電系統保護應能夠反應如下故障類型。AC/DC換流器故障交流連接區接地、短路、開路、過電壓以及內部元件故障；換流器直流出口單極接地、極間短路故障；換流器橋臂接地、短路故障；換流閥本體故障。DC/DC換流器故障換流器直流出口單極接地、極間短路故障；換流閥本體故障。直流斷路器本體故障機械部分故障；電力電子部分故障。直流線路故障直流線路單極接地、雙極短路故障；正/負極與金屬回線間短路故障；直流線路、金屬回線斷線故障。直流母線故障直流母線單極接地、雙極短路故障；極母線過電壓、開路故障；中性母線故障中性母線接地、開路故障。直流配電系統保護分區直流配電系統保護宜按照下述分區進行功能配置。AC/DC換流器保護區AC/DC換流器保護區包括AC/DC（置）、橋臂電抗器、測量設備和連接以上設備的開關設備及導線。AC/DC換流器保護宜按照下述分區進行配置：間的連接導線及其上所有設備;2導線及其上所有設備。典型的分區圖如附錄B.2所示。DC/DC換流器保護區包括DC/DC換流閥及其他附屬設備。DC/DC高壓側連接區：包括高壓啟動電阻及其旁路設備、測量設備及其相互連接的導線；換流閥區：包括含有電力電子器件的換流閥；典型的保護分區圖如附錄B.3所示。直流斷路器保護區包括直流斷路器本體及其附屬設備。典型的保護分區圖如附錄B.4所示。直流線路保護區包括直流線路兩端測點之間的線路本體、限流設備（如有配置）及其兩端的附屬開關設備。典型的保護分區圖如附錄B.5所示。直流母線保護區直流母線保護區的保護范圍包括直流母線各線路出口電流互感器之間的設備區域。典型的保護分區圖如附錄B.6所示。保護功能配置AC/DC換流器保護交流連接區保護對于AC/DC換流器交流連接區主設備，一般可根據工程需要選擇配置以下保護功能：聯接變過流保護；聯接變零流保護；聯接變過負荷；聯接變中性線熱過載保護；變壓器本體保護；啟動回路熱過載保護；閥側連接線差動保護；閥側零序分量保護。交直流變換區保護對于交直流變換區主設備，一般可根據工程需要選擇配置以下保護功能：橋臂過流保護；橋臂電抗差動保護；閥差動保護；橋臂環流保護；交流過流保護；直流電壓不平衡保護；3直流電壓異常保護；直流側接地過流保護；諧波保護。DC/DC換流器保護對于DC/DC換流器區主設備，一般可根據工程需要選擇配置以下保護功能：電流縱聯差動保護；電流橫聯差動保護；直流過壓保護；直流過流保護；極間過壓保護；換流閥組保護。直流斷路器保護對于直流斷路器區主設備，一般可根據工程需要選擇配置以下保護功能：直流過流保護；差動保護；其他，根據直流斷路器機械式、混合式等不同設計方案配置。直流線路保護對于直流線路區域的主設備，一般可根據工程需要選擇配置以下保護功能：直流線路縱聯保護；低壓（方向）過流保護；直流過壓保護；直流欠壓保護；直流線路過負荷保護；直流線路差動保護；直流線路電壓突變量保護；直流行波保護；直流暫態突變量保護直流電壓不平衡保護；電流變化率和電流增量（DDL）保護。注：行波保護、突變量保護、暫態量保護等保護可根據線路特征選配。直流線路故障響應包括以下內容：直流線路單極故障情況下，保護應能定位故障線路并給出故障告警或跳閘信號。器開斷動作時序實現協調配合，可靠、快速地實現故障選線與切除。直流線路高阻接地故障情況下，應能定位故障線路并給出告警信號。直流母線保護對于直流母線保護區，一般可根據工程需要選擇配置以下保護功能：直流母線差動保護；直流母線過壓保護；直流母線欠壓保護；直流母線電壓不平衡保護；4開關失靈。性能要求設備穩定性要求：平均無故障間隔時間（MTBF）≥100000h；測量精度要求：模擬量測量綜合誤差≤1.0%；動作精度：動作誤差在±5%范圍內。附錄A直流配電網的典型拓撲主要包括如下圖所示的放射型、手拉手型、環網式。=~=儲能設備====直流負荷==~交流負荷分布式電源====低壓直流配電網附錄A.1放射型直流配電網拓撲圖~==~==分布式電源~= = = ======= = ~ =低壓直流配電網交流負荷直流負荷儲能設備電動汽車充換電站等交流 交流母線 母線高壓 高壓直流 直流母線 母線附錄A.2手拉手型直流配電網拓撲圖5===儲能設備電動汽車充換電站等==低壓直流配電網高壓=~~=高壓高壓===高壓==分布式電源==分布式電源===~交流負荷=直流負荷附錄A.3環網式直流配電網拓撲圖附錄B換流器保護區 換流器保護區===儲能設備電動汽車充換電站等==低壓直流配電網母線保護區母線保護區換流器保護區換流器保護區高壓=~~=直流線路保護區高壓=====分布式電源==分布式電源=母線保護區母線保護區母線保護區==~交流負荷直流斷路器保護區=直流負荷換流器保護區 換流器保護區附錄B.1直流配電系統典型的保護分區6交流連接區 交直流變換

Udp

Idp

QS4QF1Is

QF2

QF3Iv

Ibp Lg

Us：變壓器網側電壓Is：變壓器網側電流Uv：變壓器閥側電壓Iv：變壓器閥側電流IRg：變壓器中性點電流Ibp、Ibn：橋臂電流UsIRg

Uv

Lg Ibn

Idp、Idn：直流電流Udp、Udn：直流電壓QS5Udn

IdnB.2AC/DC換流器保護區高壓側連接區高壓側連接區換流閥區低壓側連接區B.3DC/DC換流器保護區7直流斷路器保護區uabc+DC直流斷路器保護區uabc+DCIdPUdP1 UdP2AC‐IdNUdN1 UdN2直流斷路器保護區UdP1:近母線側直流電壓UdP2

:近線路側直流電壓IdN:直流電流U:近母線側直流電壓dN1Ud