标准规范下载简介

DL／T 5563-2019 换流站监控系统设计规程

5.5.1软件系统应采用模块化或面向对象的分层分布式结构，由 操作系统、数据库、应用软件及网络通信软件组成。 5.5.2软件系统的可靠性、兼容性、可移植性、可扩充性及界面友 好性应满足换流站本期及远景规划要求。 5.5.3操作系统应能控制和协调计算机系统的所有硬件设备，并 能支持应用软件的开发和运行。系统软件应为成熟的实时多任务 操作系统，应包括系统生成包、自诊断系统和各种软件维护工具。 站控层系统服务器应采用Linux或Unix等安全性较高的操作系 统。运行人员工作站等人机接口工作站可采用Linux操作系统， 也可采用windows操作系统。 5.5.4数据库可分为实时数据库和历史数据库，其规模应能满足 监控系统基本功能所需的全部数据的需求，并适合所需的各种数

能支持应用软件的开发和运行。系统软件应为成熟的实时多任务 操作系统，应包括系统生成包、自诊断系统和各种软件维护工具。 站控层系统服务器应采用Linux或Unix等安全性较高的操作系 统。运行人员工作站等人机接口工作站可采用Linux操作系统， 也可采用Windows操作系统

5.5.4数据库可分为实时数据库和历史数据库，其规模应能满足 监控系统基本功能所需的全部数据的需求，并适合所需的各种数 据类型。数据库的各种性能指标应能满足系统功能和性能指标的 要求。

5.5.5应用软件用于完成换流站的各种监控应用，主要

监视、异常报警、控制操作、统计计算、报表打印、网络拓扑着色等 应用软件应采用模块化结构JGJT187-2019 塔式起重机混凝土基础工程技术标准，具有良好的实时响应速度和可折 充性。

5.5.6网络通信软件应满足计算机网络各节点之间信息的传输、 数据共享和分布式处理等要求。全站网络宜统一采用现行行业标

5.5.6网络通信软件应满足计算机网络各节点之间信息

5.5.6网络通信软件应满定计算机网络各节点之间信息的传、 数据共享和分布式处理等要求。全站网络宜统一采用现行行业标 准《变电站通信网络和系统》DL/T860标准通信协议，与调度、生 产等主站系统的通信协议宜符合国家现有有关标准的规定。

10 双机系统可用率>99.98%； 11 双机切换时间≤10s； 12 系统时钟对时误差≤1ms。

7.0.1站控层设备中除计算机设备必须采用交流电源外，其他设 备的工作电源宜优先采用直流供电方式。站控层设备的交流电源 应由站内交流不间断电源（UPS）供电，双重化配置的服务器、工作 站等设备应由不同馈电母线分别供电。 7.0.2控制层主机、就地层I/0设备以及组网交换机等宜由相 应的直流电源系统供电。主机、I/0设备的装置电源以及组网交 换机的电源宜采用双电源供电，两路电源分别由两段直流馈电母 线引接。主机及I/）接口设备的信号电源宜采用单电源供电。 7.0.3UPS电源的设置和供电应符合现行行业标准《电力工程 交流不间断电源系统设计技术规程》DL/T5491的规定，直流电 源的设置和供电应符合现行行业标准《电力工程直流电源系统设 计技术规程》DL/T5044的规定

8.0.1控制楼内的主控制室、极控制保护设备室、阀组控制保护 设备室等设备房间应符合下列规定： 1地面宜采用抗静电阻燃材料活动地板或水磨石地面，以满 足计算机设备所规定的空气清洁度要求； 2建筑应考虑防尘、防潮、防噪声、防强电磁干扰和静电干扰 的措施，并满足防火标准要求； 3温度宜在19℃～26℃范围内，温度变化率每小时不应超 过士5℃，相对湿度宜为50%～70%，任何情况下无凝露。 8.0.2继电小室的场地与环境设计，应符合现行行业标准《220~ 500kV变电所计算机监控系统设计技术规程》DL/T5149的 规定。 8.0.3布置监控系统设备的房间应设有适度的工作照明、事故照 明，并宜安装有检修用电源插座。 照明系统的设计应符合现行行

8.0.3布置监控系统设备的房间应设有适度的工作照明，

明，并宜安装有检修用电源插座。照明系统的设计应符合现行 业标准《发电厂和变电站照明设计技术规定》DL/T5390的规定

9.0.1监控系统应设有防雷和防止过电压的保护措施 9.0.2换流站监控系统的接地设计应符合现行行业标准《火力发 电厂、变电站二次接线设计技术规程》DL/T5136的规定。 9.0.3换流站监控系统设备应具有完备的、良好的抗干扰性能 设备的电磁兼容和抗扰度要求应符合国家现行标准《电磁兼容 试验和测量技术》GB/T17626系列标准和《土800kV特高压直流 换流站二次设备抗扰度要求》DL/T1087的规定。

9.0.1监控系统应设有防雷和防止过电压的保护措施。 9.0.2换流站监控系统的接地设计应符合现行行业标准《火力发 电厂、变电站二次接线设计技术规程》DL/T5136的规定。 9.0.3换流站监控系统设备应具有完备的、良好的抗干扰性能 设备的电磁兼容和抗扰度要求应符合国家现行标准《电磁兼容 试验和测量技术》GB/T17626系列标准和《土800kV特高压直流 换流站二次设备抗扰度要求》DL/T1087的规定。

10.0.1换流站电缆的选择应符合国家现行标准《电力工程电缆 设计标准》GB50217和《火力发电厂、变电站二次接线设计技术规 程》DL/T5136的规定。 10.0.2换流站二次系统的控制电缆宜采用阻燃电缆。 10.0.3换流站同一建筑物内设备之间的网络通信和控制总线传 输介质宜采用光纤，不同建筑物内设备之间的通信网络连线应采 用光纤。需要增强可靠性的穴余网络通信系统之间应采用各自独 立的光缆。 10.0.4室内光缆宜采用尾缆，室外光缆宜采用非金属加强芯光 览或铠装光缆。光缆芯数不宜大于24芯，每根光缆或尾缆应留有 足够的备用光纤芯

附录A直流部分模拟量监视信号

表A直流部分模拟量监视信号表

主：①仅适用于两端直流输电系统的换流站。

附录B直流部分开关量监视信号

表B直流部分开关量监视信号表

注：①仅适用于两端直流输电系统的换流站。

②仅适用于每极双12脉动阀组串联接线的

1为便于在执行本标准条文时区别对待，对要求严格程度不 同的用词说明如下： 1）表示很严格，非这样做不可的： 正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”； 2）表示严格，在正常情况下均应这样做的： 正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得” 3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的： 正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”； 4)表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。 2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合.. 的规定”或“应按执行”。

《电力工程电缆设计标准》GB50217 《电磁兼容试验和测量技术》GB/T17626 《变电站通信网络和系统》DL/T860 《士800kV特高压直流换流站二次设备抗扰度要求》DL/T1087 《电力系统调度自动化设计规程》DL/T5003 《电力工程直流电源系统设计技术规程》DL/T5044 《火力发电厂、变电站二次接线设计技术规程》DL/T5136 《220500kV变电所计算机监控系统设计技术规程》DL/ T5149 《发电厂和变电站照明设计技术规定》DL/T5390 《电力工程交流不间断电源系统设计技术规程》DL/T5491

中华人民共和国电力行业标准

DL/T55632019

《换流站监控系统设计规程》DL/T5563一2019，经国家能源 局2019年6月4日以第4号公告批准发布。 本标准的编制以贯彻国家基本建设方针，体现国家经济政策， 适应换流站设计国产化的需要为原则，以指导换流站监控系统设 计为目的，明确和规范了换流站设计技术标准，使换流站工程设计 做到安全可靠、技术先进、经济适用、符合国情。本标准编制过程 中，编制组进行了大量的调查研究，广泛征询了设计、运行等有关 单位意见，认真总结了已有的高压、特高压及背靠背直流换流站监 控系统设计、施工和运行经验。 为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本 标时能正确理解和执行条文规定，编制组按章、节、条顺序编制 了本标准的条文说明，对条文规定的目的、依据以及执行中需注意 的有关事项进行了说明。但是，本条文说明不具备与标准正文同 等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考。

总 则 (31 ) 3 系统构成 (33) 3. 1 系统结构 (33) 3. 2 网络结构 (33) 系统功能 (35) 4. 1 总体功能 （35) 4.3 控制层功能 (36) 系统配置 (39) 5. 1 站控层设备 (39) 5. 2 控制层设备 (39) 5. 3 就地层设备 (40) 5.5软件系统 (40) 系统性能指标 (43) / 电 源 (44) 防雷与接地 (45) 10 电缆与光缆的选择 (46)

都配置有足够的运行人员来负责监盘和操作。随着直流输电、通 信等相关技术的发展，以及运维管理体制的变革，调控一体化和无 人值班的运行模式也逐渐被提上日程。此时，换流站的监控系统 后台设备，如操作员工作站可在现有基础上简化为仅配置1台，同 时可取消文档工作站、站长工作站、保护及故障信息管理子站等人 机接口工作站，并将其功能整合在监控系统的站控层设备中

工程的运维管理，目前国内陆续出现了几个换流站和变电站合建 的工程，如土800kV泰州换流站和1000kV泰州变电站合建工程、 土800kV临沂换流站和500kV智圣变电站合建工程、士1100kV 昌吉换流站和750kV五彩湾变电站合建工程。上述工程均实现 了在换流站可进行对变电站的监控运行的功能，但由于换流站和 变电站的建设时序差异，变电站监控系统设备是采用换流站技术 路线还是变电站技术路线设备（目前国内换流站和变电站采用的 监控系统设备在系统结构、硬件平台和软件功能实现方式上均存 在着较大差异，无法兼容通用）以及换流站和变电站监控系统设备 是否由同一厂家供货等因素的制约，其实现的方式也有所不同

对于泰州交直流、昌吉交直流合建工程，由于变电站先于换流站建 设，相应的变电站均采用变电站技术路线的监控系统设备，且换流 站和变电站监控系统设备采用不同厂家的产品，因而其合建方案 为，将变电站的站控层工作站搬迁至换流站的主控室内，通过光纤 接人原变电站站控层网络，实现在同一主控室对变电站和换流站 的值守。对于临沂交直流合建工程，由于变电站和换流站同期建 设，相应的变电站采用了换流站技术路线的监控系统设备，且换流 站和变电站监控系统设备采用了同一厂家的产品，因而其合建方 案为，变电站监控系统设备直接接入换流站的监控系统，由换流站 监控系统实现对变电站的监控。 根据系统方案，目前换流站还有考虑设置调相机，调相机的监 控和保护系统通常都由一次设备供货商成套提供。由于调相机系 统设备复杂，且其监控采用了DCS分散控制系统，若要与换流站 监控系统互联还存在较大难度，但其监控系统可接入换流站的远 动通信设备，实现远动通信设备和通道的共享。

3.1.5“集中”和“分散”是指从系统结构上和从地理位置上的集 中和分散，系统结构针对设备设置，地理位置针对设备布置。站控 层设备通常包括人机接口设备和服务器等数据处理设备，人机接 口设备集中设置并布置于主控制室，数据处理设备集中设置并布 置于站公用控制保护设备室。控制层设备为各区域控制主机，通 常按区域集中设置，并布置于相应控制保护设备室或继电保护小 室。就地层设备为I/O设备，通常按间隔集中设置，并按区域分 散布置于相应控制保护设备室或继电保护小室

3.2.1目前国内采用ABB公司技术路线和西门子公司技术路线 的换流站监控系统，均采用的是国际标准的通信体系和分层分布 式结构。

3.2.2随着现行行业标准《变电站通信网络和系统》DL/T86

4.1.4换流站监控系统的时间同步技术要求详见表1。

4.1.4换流站监控系统的时间同步技术要求详见表

表1监控系统设备的时间同步技术要

其中，DCF77为是一种欧洲标准广播时钟信号，在贵广和云 一直流输电工程中用于西门子成套提供的直流控制保护系统主机 (TDC)和测控装置（6MD66)等硬件。目前的工程中，换流站监控

4.3.1直流控制系统宜配置下列基本控制功能：

2对于每极双12脉动阀组串联接线的换流站，可以采用对 串联的两个阀组进行统一控制，两个阀组接收相同的触发信号，保 持串联阀组的触发角相同，从而保证串联阀组的电压平衡；也可采 用对串联的两个阀组进行独立控制，两个阀组独立运行，增加阀组 协调控制功能。 对于逆变侧为分层接入方式即接入不同电压等级交流系统的 换流站，其分层接入的两个阀组必须独立控制

LH 用对串联的两个阀组进行独立控制，两个阀组独立运行，增加阀组 协调控制功能。 对于逆变侧为分层接入方式即接入不同电压等级交流系统的 换流站，其分层接入的两个阀组必须独立控制。 4.3.3根据现有的工程经验，大容量直流输电系统采用送端孤岛 运行方式，可减少直流跳闸后潮流转移对交流系统的影响，有效改 善远距离送电系统的稳定性。 孤岛方式下，由于送端与交流主网没有电气联系，孤岛系统的 短路比和有效惯性时间常数显著低于联网方式，导致交直流相互 间的影响更为明显，由此带来频率稳定、过电压抑制和功角稳定等 一系列问题。因此对孤岛运行方式下的控制策略的优化包括：附 加控制策略、调频控制策略和过电压控制策略。 直流输电线路在冬季覆冰严重时会威胁电力系统的安全运 行。因此，对于输电线路穿越覆冰地区的直流输电工程，在直流控 制系统中通常需考虑融冰运行模式。融冰方式下的控制策略是利

4.3.3根据现有的工程经验，大容量直流输电系统采用送端孤岛

用阀组在直流线路导体中形成足够的环流来阻止线路结冰，甚至 在已经结冰时产生融冰效果，通常包括异向融冰或并联融冰。 为了节省工程用地和工程造价，共用接地极的接线方式在土 地资源紧张的地区被广泛应用。从直流控制系统的动作特性分 析，共用接地极可能引起接地极电流的越限，对直流控制系统的相 关功能有一定的影响，相关的功率协调控制策略需要进行优化 调整。

4.3.4根据换流站的接线和运行特点，换流站设计了一系列特殊

4.3.4根据换流站的接线和运行特点，换流站设计了一系

的防误闭锁逻辑。阀厅大门与阀厅内接地闸的联锁条件为：仅 在阀厅内接地刀闻闭合时，才允许打开阀厅大门：仅在阀厅大门关 闭后，才允许断开阀厅内接地刀闸。直流滤波器高压侧的隔离开 关的联锁条件为：直流滤波器可能会充许带电投切，在带电切除 时，因为该隔离开关没有断流能力，需要对滤波器支路电流进行判 断以充许分开隔离开关，通常当电流超过100A的情况下，不充许 隔离开关分闸。交直流滤波器围栏场地的网门与交直流滤波器高 压侧的接地刀闻之间的联锁条件为：仅在交直流滤波器高压侧的 接地刀闸闻闭合时，才充许打开网门；仅在网门关闭后，才充许断开 交直流滤波器高压侧的接地力闸。 交流滤波器、直流场和阀厅区域的断路器、隔离开关、接地开 关等开关设备，由于要参与换流站的顺序控制，因此其防误闭锁均 由软件闭锁逻辑实现，不宜再设计电气硬接线闭锁回路

4.3.5为了平稳起动和停运直流输电系统，实现直流输电系统各

种运行方式和状态之间的平稳切换，换流站控制系统应设置相关 的顺序控制，依次完成一系列操作步骤的自动控制功能。顺序控 制通常包括：直流输电系统的正常起停控制、阀组解锁/闭锁控制、 金属回线/大地回线转换、直流滤波器连接/隔离和极连接/隔 离等。 顺序控制和防误闭锁的设计应保证控制逻辑一致，避免控制 操作的不安全、不正常执行。

4.3.6考虑到光纤通信系统已广泛应用，直流远动系统宜采用光 纤通信系统作为信号传输的通道，通信速率宜采用2Mbit/s，以提 高传输的可靠性。根据直流控制保护主流成套供货厂家的动态性 能试验结论，综合已投运工程的通信通道传输延时实测值，确定为 了满足直流输电系统的动态响应要求，直流远动系统的总体传输 延时不应大于30ms。

5.1.3为了便于运行人员同时查看各不同区域的监视画面，目前

5.1.3为了便于运行人员同时查看各不同区域的监视画面，目前 国内已投运及在建换流站一般都配置有4台～5台操作员工作 站，因此具体工程操作员工作站的数量可根据需要确定。

5.2.4直流站控主机可独立配置，也可集成在直流极控设备中。 SIEMENS技术路线一般配置独立的直流站控主机，而ABB技术 路线一般不配置独立的直流站控主机，将其功能集成在直流极控 主机中；交流站控主机可集中配置，也可按间隔分散配置。SIE MENS技术路线全站一般配置独立的交流站控主机，而ABB技 术路线将其功能分别集成在交流场各设备间隔的控制主机中；站 用电控制主机宜独立配置，也可集成在交流站控主机中。SIE MENS技术路线全站一般不配置独立的站用电控制主机，将其功 能集成在交流站控主机中。由于站用电主机要实现高、低压站用 电源的备自投功能，推荐配置独立的站用电主机。 当背靠背换流站终期建设规模仅为一个背靠背换流单元时， 可不独立配置直流站控主机；当终期建设规模为两个及以上背靠 背换流单元时，直流站控主机宜独立配置。 5.2.6本条对两端直流输电换流站的直流远动系统的配置原 则进行了规定。每极双12脉动阀组串联接线换流站的直流远 动系统仍然以极为基础双重化配置，在设备层次结构中仍然属 于极控制层，要高于阀组控制层。目前已投运的哈郑、溪浙、酒湖 800kV特高压直流输电工程中的阀组层的控制保护之间均没有

5.2.6本条对网直流电换流站的直流选动系统的配直原 则进行了规定。每极双12脉动阀组串联接线换流站的直流远 动系统仍然以极为基础双重化配置，在设备层次结构中仍然属 于极控制层，要高于阀组控制层。目前已投运的哈郑、溪浙、酒湖 士800kV特高压直流输电工程中的阀组层的控制保护之间均没有

设独立的站间通信。 本条对两端直流输电换流站换流站的直流远动系统的通道配 置进行了规定。直流远动系统的通道配置依赖于直流控制保护系 统的分层和余结构设计。站间通信通道包括极控、极保护和站 间SCADA，还包括直流线路故障定位装置。ABB技术路线的直 流控制保护系统中极控与极保护一般为共用站间通道，SIEMENS 技术路线的直流控制保护系统中极控、极保护均配置独立的站间 通道。当直流控制系统配置有直流站控，且直流站控中含有极/双 极层功能时，还可为直流站控配置独立的站间通信通道。余的 极控、极保护、站控设备之间的站间通信通道应独立，两极之间的 站间通信通道应独立。

5.3.4早期的直流工程中，监控系统设备通常由国外供1

5.3.4早期的直流工程中，监控系统设备通常由国外供货商成套 提供，当就地层设备采用独立的测控装置时为了节省投资，一般采 用单套配置，如贵广直流输电工程；当就地层设备采用主机加I/O 板卡方式时，一般采用双套配置，如龙政直流输电工程。近期的直 流工程中，监控系统设备通常由国内供货商成套提供，其设备费用 大大降低，为提高监控系统的整体可靠性，交流场就地层设备一般 按双套配置，其设备费用增加也不多。为了提高换流站监控系统 的整体可靠性，本条提出换流站交流场就地层设备宜采用双套配 置的规定。

5.5.1软件分为系统软件、支撑软件和应用软件。系统软件由操 作系统、实用程序、编译程序等组成。操作系统实施对各种软硬件 资源的管理控制。实用程序是为方便用户所设，如文本编辑等。 编译程序的功能是把用户用汇编语言或某种高级语言所编写的程 序，翻译成机器可执行的机器语言程序。支撑软件有接口软件、工

具软件、环境数据库等，它能支持用机的环境，提供软件研制工具。 支撑软件也可认为是系统软件的一部分。应用软件是用户按其需 要自行编写的专用程序，它借助系统软件和支援软件来运行，是软 件系统的最外层。一般地，系统软件和支撑软件采用成熟的商业 软件，其通用性好、可靠性高。也有部分支撑软件是由供货厂家自 行开发的（如网络软件），应用软件则基本上全为供货厂家开发

5.5.2本条主要针对工程扩建时，监控系统的软件基本不做变

务操作系统。 根据不同直流控制保护成套供货厂家的设计理念和采购渠道 不同，其站控层设备选用的操作系统也不相同，主要采用了Unix、 Linux和windows这三种操作系统。其中，Unix、Linux操作系 统较为安全，但操作界面复杂；windows操作系统操作界面简捷 易用，但安全性较差。为了满足直流输电系统运行既安全可靠文 操作简便的要求，目前的工程中，运行人员控制系统通常采用混合 的操作系统平台。即换流站内以数据处理工作为主的设备如系统 服务器、远动通信设备等一般采用Unix、Linux操作系统以保证 系统安全，而以人机界面为主的设备如操作员工作站、工程师工作 站等则采用Windows操作系统。 近年来，随着计算机、网络技术的飞速发展，业主和运维部门 对监控系统的安全性要求越来越高，目前南网和国网两大电网公 司都提出了希望运行人员工作站等人机接口工作站也采用Unix、 Linux操作系统的要求。由于Unix的源代码是不开放的，且仅与 惠普等几家国外的大型服务器制造商合作，而Linux的源代码是 开放的，且可以由用户自由编写各种各样的驱动程序和应用软件。 可以预见，后续的工程中运行人员工作站等人机接口工作站采用

Linux操作系统将成为一种应用趋

5.5.4数据库的内容包括系统所采集的实时数据、变电站主要电 气设备的参数、作为历史资料长期保存的数据、经程序处理和修改 的数据等。数据库应用软件应具有实时性，能对数据库进行快速 访问，同时具有可维护性及可恢复性。对数据库的修改，应设置操 作权限，并记录用户名、修改时间、修改前的内容等详细信息。历 史数据库应采用标准的商用数据库软件。在任一工作站上对数据 库中的数据修改时废铅酸电池回收技术规范GB/T37281-2019，数据库管理系统应自动对所有工作站中的相 关数据同时修改，保证数据的一致性

5.5.5应用软件系统的性能直接确定监控系统的运行水平，它厂

满足功能要求和各项技术指标。另外，当用户有自行开发要求时， 用户程序中有许多接口是与应用软件系统有关的，因此，应用软件 系统还应能提供通用的接口方式，使用户能顺利地完成自行开发 工作。

此性能指标系根据目前换流站主要监控系统设备技术指标的 低限值获得，规定了换流站监控系统主要性能指标的般要求，实 际采购监控系统的技术指标不应低于此要求

7.0.2目前的工程中，控制主机及1/0接口设备的信号电源均 为单电源供电。控制主机均为双重化配置；I/0接口设备多为双 重化配置，少数工程也采用了单重化配置。对于双重化配置的控 制主机和I/O接口设备，其信号电源宜由A、B两段直流馈电母线 分别供电；对于单重化配置的I/O接口设备DB34／T 3174-2018 旧水泥混凝土路面微裂均质化再生技术规程，其信号电源宜由A、 B两段直流馈电母线切换后的C段馈电母线供电

9.0.1此条是对监控系统设备的要求，要求监控系统设备生产厂 家采取防止雷电感应等过电压的措施，如对电源输入端进行隔离、 信号输入端加防雷器/过电压保护器、采用光纤连接等。 9.0.3在雷击过电压、一次回路操作、开关场故障、二次回路操作 干扰及其他强于扰作用下，监控系统应能保证正常工作及动作正 确性，装置不应要求其交直流输入回路外接抗干扰元件来满足有 关电磁兼容标准的要求。监控系统设备的电磁兼容性能应达到表 2的等级要求。

表2监控系统设备的电磁兼容性能等级要求