DL/T 5224-2014 高壓直流輸電大地返回系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程

專用

人人文庫

中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

高壓直流輸電大地返回系統(tǒng)

設(shè)計技術(shù)規(guī)程

TechnicalcodefordesignofHVDCearthreturnsystem

DL/T5224—2014

代替

DL/T5224—2005專用

主編部門電力規(guī)劃設(shè)計總院

:

批準(zhǔn)部門國家能源局

:

施行日期年月日

:2014111

人人文庫

中國計劃出版社

2014北京

中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

高壓直流輸電大地返回系統(tǒng)

設(shè)計技術(shù)規(guī)程

DL/T5224—2014

代替

DL/T5224—2005專用

☆

中國計劃出版社出版

網(wǎng)址

:

地址北京市西城區(qū)木樨地北里甲號國宏大廈座層

:11C3

郵政編碼電話發(fā)行部

:100038:（010）63906433（）

新華書店北京發(fā)行所發(fā)行

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印張千字

850mm×1168mm1/324.625114

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20141012014101

印數(shù)冊

1—5000

☆

人人文庫統(tǒng)一書號

:1580242·423

定價元

:42.00

版權(quán)所有侵權(quán)必究

侵權(quán)舉報電話

:（010）63906404

如有印裝質(zhì)量問題請寄本社出版部調(diào)換

，

國家能源局

公告

2014年第4號

按照國家能源局關(guān)于印發(fā)能源領(lǐng)域行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化管理辦法

《〈

試行及實施細(xì)則的通知國能局科技號的規(guī)定經(jīng)

（）〉》（〔2009〕52），

審查國家能源局批準(zhǔn)核電廠核島機械設(shè)備材料理化檢驗方法

，《專用》

等項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)見附件其中能源標(biāo)準(zhǔn)項和電力標(biāo)

164（），（NB）158

準(zhǔn)項現(xiàn)予以發(fā)布

（DL）6，。

附件行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)目錄

:

國家能源局

2014年6月29日

附件：

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)目錄

序號標(biāo)準(zhǔn)編號人人文庫標(biāo)準(zhǔn)名稱代替標(biāo)準(zhǔn)采標(biāo)號批準(zhǔn)日期實施日期

……

高壓直流輸電大地

DL/T返回系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)DL/T

1592014-06-292014-11-01

5224—2014規(guī)程5224—2005

……

前言

根據(jù)國家能源局關(guān)于下達(dá)年第一批能源領(lǐng)域行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

《2010

制修訂計劃的通知國能科技號的要求標(biāo)準(zhǔn)編制

（）》（〔2010〕320），

組經(jīng)廣泛調(diào)查研究認(rèn)真總結(jié)了國內(nèi)外高壓直流輸電換流站接地

，

極工程的設(shè)計經(jīng)驗并在廣泛征求意見的基礎(chǔ)上對原高壓直流

，，《

輸電大地返回運行系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)定進(jìn)行修

》DL/T5224—2005

訂

。

本標(biāo)準(zhǔn)共章和個附錄主要內(nèi)容包括總則術(shù)語和符號

109，，，

系統(tǒng)和技術(shù)條件接地極址電極形式及布置形狀電極尺寸接地

，，專用，，

極材料導(dǎo)流系統(tǒng)及輔助設(shè)施對附近設(shè)施的影響及防護(hù)接地極

，，，

線路等

。

本次修訂的主要內(nèi)容是

:

對設(shè)計條件作了部分調(diào)整

1.。

增加了有關(guān)共用接地極的設(shè)計原則和設(shè)計方法

2.。

近幾年來接地極新技術(shù)發(fā)展很快出現(xiàn)了諸如分體式接

3.，，

地極緊湊型接地極垂直型接地極等一系列接地極新技術(shù)這些

、、。

新技術(shù)在本次標(biāo)準(zhǔn)修訂中予以體現(xiàn)

。

在附錄中增加了接地極電場和溫度場的分析計算方法常

4.、

見土壤巖石物理參數(shù)接地極對附近埋地金屬體的腐蝕影響計

（）、

算方法流過接地極附近交流變壓器中性點的直流電流計算方法人人文庫

、。

此外考慮到本標(biāo)準(zhǔn)的專業(yè)特殊性還在附錄中增加了試驗項

，，

目及其方法和運行維護(hù)條款分別見附錄和附錄

，HJ。

本標(biāo)準(zhǔn)自實施之日起代替高壓直流輸電大地返回運行系統(tǒng)

，《

設(shè)計技術(shù)規(guī)定

》DL/T5224—2005。

本標(biāo)準(zhǔn)由國家能源局負(fù)責(zé)管理由電力規(guī)劃設(shè)計總院提出由

，，

·1·

能源行業(yè)電網(wǎng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會負(fù)責(zé)日常管理由中國電力

，

工程顧問集團(tuán)中南電力設(shè)計院負(fù)責(zé)具體技術(shù)內(nèi)容的解釋執(zhí)行過

。

程中如有意見或建議請寄送電力規(guī)劃設(shè)計總院地址北京市西

，（:

城區(qū)安德路號郵政編碼

65，:100120）。

本標(biāo)準(zhǔn)主編單位主要起草人和主要審查人員

、:

主編單位：中國電力工程顧問集團(tuán)中南電力設(shè)計院

主要起草人：曾連生梁言橋江衛(wèi)華彭開軍王光平

黃玲謝龍楊金根謝國恩龔永光

曾靜張先偉王偉剛戚樂

主要審查人：李寶金種芝藝尚濤王盾方靜

鄧長紅周健董曉輝紀(jì)新元俞正

李學(xué)鵬魏德軍張濤徐迪張勁松

專用

人人文庫

·2·

目次

總則…………………

1（1）

術(shù)語和符號………………

2（2）

術(shù)語……………………

2.1（2）

符號……………………

2.2（5）

系統(tǒng)和技術(shù)條件…………

3（7）

系統(tǒng)條件………………

3.1（7）

技術(shù)條件………………

3.2（9）

接地極址…………………

4專用（12）

極址選擇………………

4.1（12）

土壤參數(shù)測定……………

4.2（13）

設(shè)計取值………………

4.3（14）

電極形式及布置形狀……

5（15）

電極形式………………

5.1（15）

電極結(jié)構(gòu)及其布置………

5.2（16）

電極尺寸…………………

6（19）

接地極材料………………

7（22）

導(dǎo)流系統(tǒng)及輔助設(shè)施……

8（24）

導(dǎo)流系統(tǒng)的接線布置及其參數(shù)……………

8.1人人文庫（24）

連接及防護(hù)……………

8.2（25）

輔助設(shè)施………………

8.3（26）

對附近設(shè)施的影響及防護(hù)………………

9（28）

地下金屬構(gòu)件……………

9.1（28）

電力變壓器……………

9.2（28）

接地極線路………………

10（30）

·1·

一般規(guī)定………………

10.1（30）

技術(shù)條件………………

10.2（30）

附錄接地極對附近埋地金屬體的腐蝕影響

A

計算方法……………

（33）

附錄接地極電場和溫度場的分析計算方法……………

B（35）

附錄接地極特征參數(shù)……

C（45）

附錄常見土壤巖石物理參數(shù)…………

D（）（49）

附錄主要土壤巖石參數(shù)測量方法……

E（）（52）

附錄在線監(jiān)測系統(tǒng)原理圖………………

F（57）

附錄流過交流變壓器中性點的直流電流計算方法……

G（58）

附錄試檢驗項目及其方法……………

H（）（62）

附錄運行維護(hù)……………

J（66）

本標(biāo)準(zhǔn)用詞說明………………

專用（68）

引用標(biāo)準(zhǔn)名錄…………………

（69）

附條文說明…………………

:（71）

人人文庫

·2·

Contents

………

1Generalprovisions（1）

………

2Termsandsymbols（2）

…………………

2.1Terms（2）

………………

2.2Symbols（5）

………

3Systemandtechnicalconditions（7）

………

3.1Systemconditions（7）

……

3.2Technicalconditions（9）

……………

4Electrodesite專用（12）

………………

4.1Selectionofelectrodesite（12）

…………

4.2Measurementofsoilparameter（13）

……………

4.3Designvalue（14）

………

5Electrodetypeandarrangement（15）

…………

5.1Electrodetype（15）

……

5.2Electrodestructureandarrangement（16）

……………

6Electrodesize（19）

………………

7Materialofearthelectrode（22）

………

8Currentguidingsystemandauxiliaryfacilities（24）

8.1Wiringlayoutandparametersofcurrentguiding

人人文庫…………………

system（24）

………………

8.2Connectionandprotection（25）

………

8.3Auxiliaryfacilities（26）

9Impactonsurroundingfacilitiesandmitigation

…………………

measures（28）

…………

9.1Undergroundmetalcomponents（28）

·3·

………

9.2Powertransformer（28）

…………………

10Lineofearthelectrode（30）

……

10.1Generalrequirement（30）

……

10.2Technicalconditions（30）

AppendixACalculationmethodforcorrosionofnearby

metalstructurescausedbyearth

……

electrodes（33）

AppendixBCalculationmethodofelectricfieldand

………

temperaturefieldforearthelectrode（35）

AppendixCCharacteristicparametersofearth

………

electrode（45）

AppendixDPhysicialparametersofcommon

……

soil（rock）專用（49）

AppendixEMeasurementmethodofmain

………

soil（rock）parameters（52）

AppendixFSchematicdiagramofonlinemonitoring

…………

system（57）

AppendixGClaculationmethodforDCcurrentflowing

throughACtransformerneutral

…………

point（58）

………

AppendixHTest（inspection）itemsandmethods（62）

………

AppendixJOperationmaintenance（66）

…

Explanationofwordinginthisstandard（68）

人人文庫……

Listofquotedstandards（69）

………

Addition:Explanationofprovisions（71）

·4·

1總則

1.0.1為了在高壓直流輸電大地返回系統(tǒng)設(shè)計中貫徹執(zhí)行國家

，

的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策做到安全適用技術(shù)先進(jìn)經(jīng)濟(jì)合理確保質(zhì)量

，、、、，

制定本標(biāo)準(zhǔn)

。

1.0.2本標(biāo)準(zhǔn)適用于及以下電壓等級單極和雙極運行

±660kV

的高壓直流輸電系統(tǒng)中一次性建設(shè)的陸地和海岸接地極架空接

、

地極線路和輔助設(shè)施的設(shè)計測試

、。

1.0.3高壓直流輸電大地返回系統(tǒng)設(shè)計必須貫徹國家的基本建

設(shè)方針和技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策必須執(zhí)行現(xiàn)行的國家法令和法規(guī)

，專用。

1.0.4高壓直流輸電大地返回系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)從實際出發(fā)積極慎重

，

地推廣采用成熟的大地勘探技術(shù)先進(jìn)的分析計算手段和科學(xué)的

、

設(shè)計思想積極采用經(jīng)過科學(xué)論證的新型接地極技術(shù)做到安全可

，，

靠先進(jìn)適用經(jīng)濟(jì)合理環(huán)境友好

、、、。

1.0.5高壓直流輸電大地返回系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)符合國情除了地面永

，

久設(shè)施占用場地可以征地外地下設(shè)施占用場地不宜征地

，。

1.0.6高壓直流輸電大地返回系統(tǒng)設(shè)計除應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)外尚應(yīng)

，

符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定

。

人人文庫

·1·

2術(shù)語和符號

2.1術(shù)語

2.1.1高壓直流輸電大地返回系統(tǒng)

HVDCearthreturn

system

在高壓直流輸電系統(tǒng)中以大地或海水作電流回路運行而專

，

門設(shè)計和建造的一組裝置的總稱它主要包括接地極線路接地

。、

極導(dǎo)流系統(tǒng)及其輔助設(shè)施

、。

2.1.2接地極

earthelectrode

可持續(xù)地為直流系統(tǒng)傳遞直流電流的接地裝置是由若干組

專用。

接地導(dǎo)體和活性填充材料組成放置在陸地上的接地極被稱為

。，

陸地電極放置在海水或海岸的接地極被稱為海洋或海岸電極

；，。

2.1.3接地極址

electrodesite

接地極所在場地

。

2.1.4接地極線路

lineofearthelectrode

連接換流站中性母線與接地極導(dǎo)流系統(tǒng)的架空線路或地下電

纜

。

2.1.5分體式接地極

separatedearthelectrode

由兩個及以上單個接地極并聯(lián)并通過接地極線路連接到一個

換流站中性點的接地極

人人文庫。

2.1.6共用接地極

commonearthelectrode

被兩個及以上換流站共同使用的單個接地極或分體式接地極

。

2.1.7緊湊型接地極

compactearthelectrode

通過外部技術(shù)措施改善電流分布特性和壓縮占地面積的接

，

地極

。

2.1.8垂直接地極

verticalearthelectrode

·2·

將子電極垂直于地面布置的接地極

。

2.1.9饋電元件

feedingrod

放置在接地極活性填充材料中的接地導(dǎo)體

。

2.1.10導(dǎo)流線

guidingline

連接母線與饋電電纜的主干支路它可以采用架空線或地下

，

電纜

。

2.1.11饋電電纜

feedingcable

連接導(dǎo)流線和饋電元件的電纜的總稱包括引流電纜或引流

，（

棒和配電電纜

）。

2.1.12導(dǎo)流系統(tǒng)

currentguidingsystem

將接地極線路上的電流引導(dǎo)至各饋電元件的裝置它依次由

。

母線導(dǎo)流線和構(gòu)架隔離開關(guān)饋電電纜及其連接件組成

、、、。

2.1.13跳線電纜專用

jumpercable

連接饋電元件與饋電元件的電纜

。

2.1.14額定電流

ratedcurrentundermonopolarmode

單極大地返回方式運行時額定功率下的工作電流

，。

2.1.15最大過負(fù)荷電流

maximumoverloadcurrent

單極大地返回方式運行時換流閥可連續(xù)輸送能量的最大過

，

負(fù)荷工作電流

。

2.1.16最大暫態(tài)電流

maximumtransientcurrent

在系統(tǒng)發(fā)生擾動時流過接地極數(shù)秒時間內(nèi)的最大平均電流

，。

2.1.17不平衡電流

unbalancecurrent

雙極直流系統(tǒng)運行時兩極電流之差對于雙極對稱運行方

。

式由于觸發(fā)角和設(shè)備參數(shù)的差異人人文庫有不平衡電流流過其值大小

，，，

可由控制系統(tǒng)自動控制在額定電流的之內(nèi)當(dāng)雙極電流不對

1%。

稱運行時流過接地極的電流為兩極運行電流之差

，。

2.1.18復(fù)合電流

compositedcurrent

在共用接地極中當(dāng)兩個及以上換流站同時出現(xiàn)單極大地返

，

回運行時流過接地極的電流

。

·3·

2.1.19陰極

cathode

電流由大地流向接地極時接地極的極性

。

2.1.20陽極

anode

電流由接地極流向大地時接地極的極性

。

2.1.21溢流密度

currentreleasingdensity

單位長度饋電元件泄入到大地中的電流

。

2.1.22設(shè)計壽命

designedlife

接地極運行時間的設(shè)計取值一般與換流站設(shè)計壽命同步

，。

2.1.23腐蝕壽命

corrosionlife

接地極以陽極運行時電流與時間乘積的積分

，。

2.1.24熱時間常數(shù)

thermaltimeconstant

在額定電流的持續(xù)作用下接地極溫度按其初始速度上升到

，，

達(dá)穩(wěn)態(tài)溫度需要的時間

。專用

2.1.25額定持續(xù)運行時間

continuoustimeunderrating

current

額定電流運行下允許的最長持續(xù)運行時間

。

2.1.26接地電阻

earthingresistance

接地極對大地?zé)o窮遠(yuǎn)處的電阻

。

2.1.27跨步電位差

steppotentialdifference

當(dāng)直流接地極運行時人體兩腳接觸地面且水平距離為

，1m

的任意兩點間電壓

。

2.1.28接觸電位差

touchpotentialdifference

當(dāng)直流接地極運行時在地面上離導(dǎo)電的金屬物件等水平距

，

離為處與沿金屬物件離地面的垂直距離為人人文庫處兩點間的

1m1.8m

電位差

。

2.1.29轉(zhuǎn)移電位

transferpotential

當(dāng)直流接地極運行時人站在接地極附近地面觸摸遠(yuǎn)方引入

，

的接地導(dǎo)體或人站在遠(yuǎn)處地面觸摸極址附近引出的接地導(dǎo)體所

，

承受的接觸電位差

。

·4·

2.1.30電滲透

electro-osmosis

直流電場迫使接地極附近土壤中的水分子離開陽極的效應(yīng)

。

2.1.31偏差系數(shù)

errorindex

評價接地極溢流密度均衡度的物理量

。

2.1.32等效入地電流

equivalentearthingcurrent

接地極以陰極或陽極運行的總安時數(shù)與設(shè)計壽命之

（A·h）

比用于分析接地極對附近埋地金屬體的腐蝕影響

。。

2.2符號

2.2.1系統(tǒng)參數(shù)

I接地極入地電流

d———；

I額定電流

N———；

I接地極等效入地電流

eq———；專用

I流經(jīng)接地極線路上的電流

L———；

T額定持續(xù)運行時間

0———。

2.2.2土壤和材料參數(shù)

ρ表層土壤等效電阻率

s———；

ρ接地極埋設(shè)層土壤等效電阻率

m———；

λ接地極埋設(shè)層土壤等效熱導(dǎo)率

m———；

ρ任意點P處的土壤電阻率

P———；

C任意點P處的土壤熱容率

P———；

θ土壤自然最高溫度

c———；

焦炭電阻率

ρ———人人文庫；

C焦炭熱容率

———；

饋電元件材料密度

g———。

2.2.3計算系數(shù)

k計算土壤溫升的配合系數(shù)

———；

k保護(hù)系數(shù)焦炭中單位面積離子流與總電流之比

1———，；

k電腐蝕匯集效應(yīng)系數(shù)

2———；

·5·

k溢流密度偏差系數(shù)

er———；

垂直型接地極子電極長度與間距的配合系數(shù)

η———。

2.2.4幾何參數(shù)

S點P處焦炭截面邊長

P———；

Φ點P處饋電元件等效直徑

P———；

φ接地極運行時間到達(dá)設(shè)計壽命時的饋電元件殘余等效

———

直徑

；

D垂直型子電極布置間距

1———；

L電極總長度

———；

L垂直型子電極長度

0———；

h接地極最小埋設(shè)深度

———；

d接地極與地下金屬構(gòu)件的最小距離

———；

D導(dǎo)線水平極線間距離

———；專用

f導(dǎo)線最大弧垂

c———；

A覆冰線間距離增大常數(shù)

———。

2.2.5特征參數(shù)

V接地體電位

———；

ρ極址整體大地等效電阻率

eq———；

R接地極的接地電阻

e———；

T接地極熱時間常數(shù)

———；

θ設(shè)計允許的接地極最高溫度

pm———；

τ電極溢流密度

———；

τ任意點P處的溢流密度

p———人人文庫；

U最大允許跨步電位差

pm———；

F陽極運行壽命

———；

V饋電元件材料在土壤中的電腐蝕速率

f———；

U接地極線路點P處的電壓

P———；

R接地極線路單位長度線路的電阻

0———；

L點P離開接地極的距離

P———。

·6·

3系統(tǒng)和技術(shù)條件

3.1系統(tǒng)條件

3.1.1高壓直流輸電大地返回系統(tǒng)應(yīng)滿足在各種運行工況下的

入地電流及其持續(xù)時間設(shè)計壽命接地極的極性以及對包括換流

、、

站電力設(shè)施等在內(nèi)的環(huán)境影響的技術(shù)要求

、。

3.1.2高壓直流輸電大地返回系統(tǒng)的入地電流及其持續(xù)時間應(yīng)

根據(jù)直流輸電系統(tǒng)的功能和建設(shè)要求確定如無資料設(shè)計時可

。，

按下列取值

:

1額定電流及持續(xù)時間額定電流為系統(tǒng)額定直流電流該

。專用，

電流最長持續(xù)時間為額定持續(xù)運行時間對雙極系統(tǒng)如雙極分

。，

期建成額定持續(xù)運行時間宜取單極建成投運后至雙極建成投

，

運前單極大地運行時間如雙極一次建成額定持續(xù)時間宜取

；，

天天

20～60。

2最大過負(fù)荷電流及持續(xù)時間最大過負(fù)荷電流宜取額定

。

電流的倍該電流最長持續(xù)時間宜取冷卻設(shè)備投運后最大過

1.1。

負(fù)荷電流下的持續(xù)運行時間并不小于

，2h。

3最大暫態(tài)電流最大暫態(tài)電流宜取額定電流的倍

。1.25～

倍

1.50。

4不平衡電流對雙極電流對稱運行的直流輸電系統(tǒng)最大

。，

不平衡電流宜取額定電流的人人文庫對非對稱運行的直流輸電系統(tǒng)

1%；，

宜取兩極額定電流之差不平衡電流持續(xù)時間宜取直流系統(tǒng)雙極

。

正常運行的總時間

。

3.1.3對于兩個及以上換流站共用的接地極設(shè)計接地極時的入

，

地電流應(yīng)考慮事故情況下的復(fù)合電流復(fù)合電流宜根據(jù)事故情

。

況下兩個及以上換流站同時出現(xiàn)同極性單極以大地返回方式運

·7·

行的時間概率合理取值計算跨步電位差和電纜截面復(fù)合電流

:，

可取其中兩個換流站額定電流之和的最大值其他計算