GB/T 20996.2-2020采用電網(wǎng)換相換流器的高壓直流系統(tǒng)的性能第2部分：故障和操作

ICS292002924099

;

K46...

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

GB/T209962—2020/IECTR60919-22020

.代替:

GB/Z20996.2—2007

采用電網(wǎng)換相換流器的高壓直流

系統(tǒng)的性能第2部分故障和操作

:

Performanceofhih-voltaedirectcurrentHVDCsstemswith

gg()y

line-commutatedconverters—Part2Faultsandswitchin

:g

(IECTR60919-2:2020,IDT)

2020-12-14發(fā)布2021-07-01實(shí)施

國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局發(fā)布

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)

中華人民共和國(guó)

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

采用電網(wǎng)換相換流器的高壓直流

系統(tǒng)的性能第2部分故障和操作

:

GB/T20996.2—2020/IECTR60919-2:2020

*

中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社出版發(fā)行

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網(wǎng)址

:

服務(wù)熱線

:400-168-0010

年月第一版

202012

*

書(shū)號(hào)

:155066·1-66694

版權(quán)專(zhuān)有侵權(quán)必究

GB/T209962—2020/IECTR60919-22020

.:

目次

前言

…………………………Ⅴ

范圍

1………………………1

規(guī)范性引用文件

2…………………………1

高壓直流暫態(tài)性能技術(shù)規(guī)范概述

3………………………2

暫態(tài)性能技術(shù)規(guī)范

3.1…………………2

一般規(guī)定

3.2……………2

無(wú)故障操作的暫態(tài)過(guò)程

4…………………2

概述

4.1…………………2

交流側(cè)設(shè)備的通電與斷電

4.2…………3

甩負(fù)荷

4.3………………4

換流器單元的起動(dòng)與停運(yùn)

4.4…………5

直流斷路器和直流開(kāi)關(guān)的操作

4.5……………………5

交流系統(tǒng)故障

5……………7

概述

5.1…………………7

故障類(lèi)型

5.2……………7

影響暫態(tài)性能規(guī)范的有關(guān)事項(xiàng)

5.3……………………7

技術(shù)規(guī)范對(duì)控制策略的影響

5.4………………………10

交流濾波器無(wú)功補(bǔ)償裝置及交流母線故障

6、…………11

概述

6.1…………………11

濾波器組的暫態(tài)過(guò)電壓

6.2……………11

濾波器及電容器組的暫態(tài)過(guò)電流

6.3…………………12

電容器不平衡保護(hù)

6.4…………………12

濾波器及電容器組保護(hù)實(shí)例

6.5………………………13

并聯(lián)電抗器保護(hù)

6.6……………………13

交流母線保護(hù)

6.7………………………13

換流器單元故障

7…………………………15

概述

7.1…………………15

短路

7.2…………………16

換流器單元預(yù)期功能故障

7.3…………17

換流器單元保護(hù)

7.4……………………17

串聯(lián)換流器單元的附加保護(hù)

7.5………………………18

并聯(lián)換流器單元的附加保護(hù)

7.6………………………19

平波電抗器直流濾波器及其他直流設(shè)備故障

8、………20

Ⅰ

GB/T209962—2020/IECTR60919-22020

.:

概述

8.1…………………20

故障類(lèi)型

8.2……………20

保護(hù)區(qū)

8.3………………21

中性母線保護(hù)

8.4………………………21

平波電抗器保護(hù)

8.5……………………22

直流濾波器保護(hù)

8.6……………………22

直流諧波保護(hù)

8.7………………………23

直流過(guò)電壓保護(hù)

8.8……………………23

直流側(cè)開(kāi)關(guān)保護(hù)

8.9……………………23

直流線路故障

9……………24

架空線路故障

9.1………………………24

電纜故障

9.2……………25

直流故障的特點(diǎn)

9.3……………………25

直流線路故障檢測(cè)功能要求

9.4………………………25

保護(hù)處理

9.5……………25

故障保護(hù)方案

9.6………………………26

直流側(cè)開(kāi)路

9.7…………………………26

交直流線路交叉保護(hù)

9.8/……………27

接地極線路故障

10………………………27

概述

10.1………………27

對(duì)接地極線路的特殊要求

10.2………………………27

接地極線路監(jiān)視

10.3…………………27

金屬回路線路故障

11……………………28

金屬回路

11.1…………………………28

金屬回路故障

11.2……………………28

金屬回路故障檢測(cè)

11.3………………28

金屬回路故障保護(hù)系統(tǒng)

11.4…………29

高壓直流系統(tǒng)的絕緣配合

12……………31

概述

12.1………………31

使用避雷器的保護(hù)方案

12.2…………31

交流側(cè)操作過(guò)電壓和暫時(shí)過(guò)電壓

12.3………………32

直流側(cè)操作過(guò)電壓和暫時(shí)過(guò)電壓

12.4………………32

雷電及陡波沖擊

12.5…………………32

保護(hù)裕度

12.6…………………………32

避雷器功能

12.7………………………33

防止避雷器電流引起繼電保護(hù)動(dòng)作

12.8……………35

絕緣間距

12.9…………………………35

Ⅱ

GB/T209962—2020/IECTR60919-22020

.:

絕緣爬距

12.10…………………………35

通信要求

13………………38

概述

13.1………………38

對(duì)通信系統(tǒng)的特殊要求

13.2…………38

通信系統(tǒng)中斷的后果

13.3……………39

電力線載波系統(tǒng)的特殊考慮

13.4(PLC)……………39

輔助系統(tǒng)

14………………39

概述

14.1………………39

電氣輔助系統(tǒng)

14.2……………………39

機(jī)械輔助系統(tǒng)

14.3……………………40

參考文獻(xiàn)

……………………42

Ⅲ

GB/T209962—2020/IECTR60919-22020

.:

前言

采用電網(wǎng)換相換流器的高壓直流系統(tǒng)的性能分為個(gè)部分

GB/T20996《》3:

第部分穩(wěn)態(tài)

———1:;

第部分故障和操作

———2:;

第部分動(dòng)態(tài)

———3:。

本部分為的第部分

GB/T209962。

本部分按照給出的規(guī)則起草

GB/T1.1—2009。

本部分代替高壓直流系統(tǒng)的性能第部分故障和操作與

GB/Z20996.2—2007《2:》,

相比主要技術(shù)變化如下

GB/Z20996.2—2007:

將總則更改為范圍規(guī)范性引用文件見(jiàn)第章第章年版的第章

———“”“”“”(1、2,20071);

修改了范圍見(jiàn)第章年版的

———(1,20071.1);

修改了規(guī)范性引用文件見(jiàn)第章年版的

———(2,20071.2);

將條標(biāo)題交流側(cè)設(shè)備的投入與切除修改為交流側(cè)設(shè)備的通電與斷電見(jiàn)年版

———“”“”(4.2,2007

的

3.2);

修改了對(duì)變壓器勵(lì)磁涌流的表述見(jiàn)年版的

———(4.2,20073.2);

增加了換流變壓器分閘操作建議變壓器最高分接位置的定義和斷路器選相合閘要求以及電

———、

容器和濾波器組充電的表述見(jiàn)

(4.2);

增加了有助于遠(yuǎn)端斷路器跳閘的設(shè)置建議見(jiàn)年版的

———(4.3,20073.3);

修改了直流開(kāi)關(guān)裝置的規(guī)定見(jiàn)年版的

———(4.5,20073.5);

修改了高壓直流換流站接地和接地故障的表述見(jiàn)年版的

———(5.2,20074.2);

增加了交流故障期間及恢復(fù)后直流設(shè)備的暫態(tài)特性需考慮的條件見(jiàn)年版的

———(5.2,20074.2);

刪除了影響暫態(tài)性能規(guī)范有關(guān)事項(xiàng)中懸置段的內(nèi)容見(jiàn)年版的

———“”(20074.3);

增加了減少換相失敗可采取的措施的表述見(jiàn)年版的

———(5.3.2,20074.3.2);

刪除了如果被切除的無(wú)功功率設(shè)備在高壓直流系統(tǒng)的負(fù)荷達(dá)到故障前的水平之前必須重新

———“

投入則這種無(wú)功設(shè)備投切方式會(huì)導(dǎo)致高壓直流系統(tǒng)的再啟動(dòng)時(shí)間太長(zhǎng)這是需要考慮的另一

,,

個(gè)問(wèn)題見(jiàn)年版的

?！?20074.3.6);

增加了數(shù)字式及舊型繼電保護(hù)裝置使用時(shí)的注意事項(xiàng)見(jiàn)

———(5.3.7);

修改了雙極高壓直流系統(tǒng)中交流濾波器和并聯(lián)電容器布置示例的表述見(jiàn)年版的

———,(6.1,2007

5.1);

將分析應(yīng)要考慮到導(dǎo)致最嚴(yán)重應(yīng)力的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中包括濾波器和并聯(lián)電容器修改為

———“,?！?/p>

分析時(shí)宜考慮包括濾波器和并聯(lián)電容器在內(nèi)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的最嚴(yán)酷應(yīng)力見(jiàn)

“?！?6.3,2007

年版的

5.3);

增加了電容器組橋接線的表述見(jiàn)

———“H”(6.4);

增加了閥的設(shè)計(jì)時(shí)針對(duì)斷路器故障的考慮原則和換相電容器兩端的避雷器設(shè)計(jì)的考慮事項(xiàng)

———

見(jiàn)

(7.2);

將條標(biāo)題換流器單元功能失效修改為換流器單元預(yù)期功能故障見(jiàn)年版的

———“”“”(7.3,2007

6.4);

將門(mén)極脈沖修改為觸發(fā)脈沖全文中后續(xù)文字也進(jìn)行了相應(yīng)修改見(jiàn)年版的

———“”“”,(7.3.2,2007

Ⅴ

GB/T209962—2020/IECTR60919-22020

.:

6.4.1);

將如果超過(guò)規(guī)定的時(shí)間或換相失敗是由丟失門(mén)極脈沖引起的那么就應(yīng)閉鎖換流器修改為

———“,?！?/p>

如果超過(guò)規(guī)定時(shí)間或由于丟失觸發(fā)脈沖引起換相失敗那么就宜閉鎖換流器見(jiàn)

“,?！?7.3.3,

年版的

20076.4.2);

增加了為消除保護(hù)盲區(qū)實(shí)際系統(tǒng)保護(hù)設(shè)置的建議見(jiàn)年版的

———(8.3,20077.3);

增加了鋪設(shè)備用電纜電纜接頭及其開(kāi)關(guān)裝置和采用同軸電纜時(shí)的保護(hù)配置方面的建議見(jiàn)

———、(

9.2);

增加了金屬回路故障定位設(shè)備檢測(cè)故障頻率的規(guī)定見(jiàn)

———(11.3);

增加了電弧熄滅后斷開(kāi)直流斷路器的操作規(guī)定見(jiàn)

———,(11.4);

增加了帶有串聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)母邏褐绷鲹Q流站及具有串聯(lián)連接換流器的特高壓直流輸電系統(tǒng)避

———

雷器配置方案的表述見(jiàn)

(12.2、12.7.1);

將全文中的直流電抗器修改為平波電抗器文中的圖做相應(yīng)的修改

———“”“”,;

增加了不同于交流站高壓直流設(shè)備的絕緣水平不必取標(biāo)準(zhǔn)值見(jiàn)

———“,(SIWV、LIWV)?！?12.6);

將閥廳電容的放電電流修改為閥廳電容的放電雷電波放電電流修改為雷電波放

———“;”“;”、“”“

電見(jiàn)年版的

”(12.7.3,200711.7.3);

增加了另外除了上述應(yīng)對(duì)污穢的措施外復(fù)合絕緣子也是選擇之一見(jiàn)

———“,,?！?12.10.1);

增加了對(duì)閥廳清潔的規(guī)定見(jiàn)

———(12.10.2);

增加了通信也可用于線路故障定位并能區(qū)別電纜故障和架空線故障見(jiàn)

———“,?！?13.2);

增加了設(shè)計(jì)熱備用或冗余設(shè)備的規(guī)定見(jiàn)

———(14.3)。

本部分使用翻譯法等同采用采用電網(wǎng)換相換流器的高壓直流系統(tǒng)的性能

IECTR60919-2:2020《

第部分故障和操作

2:》。

與本部分中規(guī)范性引用的國(guó)際文件有一致性對(duì)應(yīng)關(guān)系的我國(guó)文件如下

:

絕緣配合第部分定義原則和規(guī)則

———GB/T311.1—20121:、(IEC60071-1:2006,MOD)

半導(dǎo)體變流器通用要求和電網(wǎng)換相變流器第部分基本要求規(guī)

———GB/T3859.1—20131-1:

范

(IEC60146-1-1:2009,MOD)

半導(dǎo)體變流器通用要求和電網(wǎng)換相變流器第部分應(yīng)用導(dǎo)則

———GB/T3859.2—20131-2:

(IECTR60146-1-2:2011,MOD)

半導(dǎo)體變流器通用要求和電網(wǎng)換相變流器第部分變壓器和電

———GB/T3859.3—20131-3:

抗器

(IEC60146-1-3:1991,MOD)

高壓直流輸電術(shù)語(yǔ)

———GB/T13498—2017(IEC60633:2015,MOD)

高壓直流輸電晶閘管閥第部分電氣試驗(yàn)

———GB/T20990.1—20201:(IEC60700-1:2015,

MOD)

采用電網(wǎng)換相換流器的高壓直流系統(tǒng)的性能第部分穩(wěn)態(tài)

———GB/T20996.1—20201:

(IECTR60919-1:2017,IDT)

采用電網(wǎng)換相換流器的高壓直流系統(tǒng)的性能第部分動(dòng)態(tài)

———GB/T20996.3—20203:

(IECTR60919-3:2016,IDT)

本部分做了下列編輯性修改

:

圖中將l以線性或指數(shù)上升時(shí)ττ修改為I以線性或指數(shù)上升時(shí)

———2,“o:R=20ms,1=10ms”“o:

ττ

R=10ms,1=20ms”;

圖中將I修改為III修改為IIII修改為II

———14,“f”“t”,“n-f”“d-t”,“n-n”“t-n”。

本部分由中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì)提出

。

Ⅵ

GB/T209962—2020/IECTR60919-22020

.:

本部分由全國(guó)電力電子系統(tǒng)和設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口

(SAC/TC60)。

本部分起草單位中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司西安高壓電

:、、

器研究院有限責(zé)任公司西安電力電子技術(shù)研究所全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限責(zé)任公司清華大學(xué)南

、、、、

京南瑞繼保電氣有限公司西安西電電力系統(tǒng)有限公司許繼電氣股份有限公司中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)

、、、

任公司超高壓輸電公司國(guó)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院有限公司西安端怡科技有限公司平高集團(tuán)有限公司國(guó)

、、、、

網(wǎng)安徽省電力有限公司電力科學(xué)研究院

。

本部分主要起草人吳婭妮傅闖周會(huì)高蔚紅旗王明新張靜楊曉輝龐廣恒劉濤林少伯

:、、、、、、、、、、

趙曉斌王俊生李亞男范彩云裴翔羽趙彪任軍輝王永平邱偉劉翀嚴(yán)喜林高子健申笑林

、、、、、、、、、、、、、

洪波張晉華吳戰(zhàn)鋒王高勇王向克陳曉鵬董添華陳忠

、、、、、、、。

本部分所代替標(biāo)準(zhǔn)的歷次版本發(fā)布情況為

:

———GB/Z20996.2—2007。

Ⅶ

GB/T209962—2020/IECTR60919-22020

.:

采用電網(wǎng)換相換流器的高壓直流

系統(tǒng)的性能第2部分故障和操作

:

1范圍

的本部分是關(guān)于高壓直流系統(tǒng)暫態(tài)性能和故障保護(hù)要求的指導(dǎo)文件論述了三相橋

GB/T20996;

式雙路聯(lián)結(jié)的脈波動(dòng)換流單元構(gòu)成的兩端高壓直流系統(tǒng)故障和操作的暫態(tài)性能不涉及多端高

()12(),

壓直流輸電系統(tǒng)但對(duì)包含在兩端系統(tǒng)里的并聯(lián)換流器和并聯(lián)線路做了討論假定換流器使用晶閘管閥

,;

作為橋臂采用無(wú)間隙金屬氧化物避雷器進(jìn)行絕緣配合且功率能雙向傳輸本部分沒(méi)有考慮二極

,,。

管閥

。

本部分僅涉及電網(wǎng)換相換流器包括電容換相電路結(jié)構(gòu)的換流器在

,。IEC60146-1-1、IEC60146-1-

和1)中給出了電網(wǎng)換相半導(dǎo)體變流器的一般要求本部分不考慮電壓源換流器

2IEC60146-1-3。。

由穩(wěn)態(tài)故障和操作動(dòng)態(tài)三部分組成在制定與編寫(xiě)過(guò)程中已經(jīng)盡量避免了三個(gè)

GB/T20996、、。,

部分內(nèi)容的重復(fù)因此當(dāng)使用者準(zhǔn)備編制兩端高壓直流系統(tǒng)規(guī)范時(shí)應(yīng)參考三部分的全部?jī)?nèi)容

。,,。

對(duì)系統(tǒng)中的各個(gè)部件注意系統(tǒng)性能規(guī)范與設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)范之間的差別