(高清版)GBT 20996.1-2020 采用電網(wǎng)換相換流器的高壓直流系統(tǒng)的性能 第1部分：穩(wěn)態(tài)

K46GB/T20996.1—2020/采用電網(wǎng)換相換流器的高壓直流系統(tǒng)的性能第1部分：穩(wěn)態(tài)Performanceofhigh-voltagedire國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)IGB/T20996.1—2020/IECTR60919-1:2020 V V 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語(yǔ)和定義 2 2 2 24.3單極大地回路高壓直流系統(tǒng) 24.4單極金屬回路高壓直流系統(tǒng) 54.5雙極大地回路高壓直流系統(tǒng) 54.6雙極金屬回路高壓直流系統(tǒng) 84.7每極兩個(gè)12脈波(動(dòng))換流器 84.8換流變壓器的布置 4.9直流開關(guān)場(chǎng)接線方式 4.10串聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)母邏褐绷飨到y(tǒng) 4.11LCC/VSC混合雙極系統(tǒng) 5環(huán)境信息 6.1額定功率 6.2額定電流 6.3額定電壓 7過(guò)負(fù)荷和設(shè)備容量 7.1過(guò)負(fù)荷 7.2設(shè)備容量 8最小輸送功率和空載備用狀態(tài) 218.1概述 218.2最小電流 218.3降低直流電壓運(yùn)行 8.4空載備用狀態(tài) 9交流系統(tǒng) 23 23Ⅱ 9.4系統(tǒng)工頻阻抗 9.5系統(tǒng)諧波阻抗 9.6正序和零序波阻抗 9.7其他諧波源 25 25 10.4換流器消耗的無(wú)功功率 10.5與交流系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡 2710.7可投切無(wú)功功率組的最大容量 27 28 2911.5接地極 29 29 29 12.4停運(yùn)時(shí)間術(shù)語(yǔ) 12.7最大允許強(qiáng)迫停運(yùn)次數(shù) 13.2控制結(jié)構(gòu) 13.3控制指令設(shè)置 ⅢGB/T20996.1—2020/IECTR60919-1:2020 14.1通信系統(tǒng)的類型 14.7傳輸數(shù)據(jù)的分類 14.9可靠性 40 4015.3交流輔助電源 41 42 16.3工作區(qū)內(nèi)的噪聲 4317.1交流側(cè)諧波的產(chǎn)生 4317.2濾波器 17.3諧波干擾判據(jù) 47 48 4818.2直流濾波器性能 19.2性能規(guī)范 20.2高壓直流系統(tǒng)的無(wú)線電頻率干擾 V 第1部分：穩(wěn)態(tài)：——第2部分：故障和操作本部分代替GB/Z20996.1—2007《高壓直流系統(tǒng)的性能第1部分：穩(wěn)態(tài)》,與GB/Z20996.1第2章，2007年版的第1章和第2章);述(見4.8); V和圖17);圖18);2007年版的16.2和圖19);的第18章、第19章);Vh)交流濾波器；j)平波電抗器；k)換流變壓器；n)換流閥及其輔助設(shè)備；本部分第4章～第22章全面論述了高壓直流系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。1GB/T20996的本部分給出了高壓直流系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能的綜合導(dǎo)則，涉及使用三相橋式(雙路)聯(lián)結(jié)構(gòu)成12脈波(動(dòng))換流器單元(見圖1)的兩端高壓直流系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能，但不包括多端高壓直流輸電系本部分僅涵蓋電網(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、本部分涵蓋穩(wěn)態(tài)性能，IECTR60919-2故障和操作以及IECTR60919-3動(dòng)態(tài)性能另有單獨(dú)的文 IEC60633高壓直流輸電術(shù)語(yǔ)[high-voltage2CIGRé技術(shù)手冊(cè)(TB)N0.391:2009高壓和中壓變電站無(wú)線電頻率干擾測(cè)量指南。干擾傳播、HVandMVsubstations.Disturbancepropagation,characterismeasurementtechniques,conversionmethodologies的合適替代方案。這將在4.10介紹。選擇單極大地回路高壓直流系統(tǒng)(圖3)往往是從經(jīng)濟(jì)上考慮，特別是對(duì)于昂貴的電纜輸電來(lái)說(shuō)更3平平中本本本本GB/T20996.1—2020/IECTR60919-1:中圖2背靠背直流系統(tǒng)示例I414平uFFuF中三圖3單極大地回路高壓直流系統(tǒng)412脈波(動(dòng))換流器，或者是多個(gè)12脈波(動(dòng))換流器串聯(lián)或并聯(lián)(圖4和圖5)。在以下情況下能采用多個(gè)12脈波(動(dòng))換流器：b)工程建設(shè)分期進(jìn)行；本本本本本圖4兩個(gè)12脈波(動(dòng))換流器串聯(lián)11本本本本圖5兩個(gè)12脈波(動(dòng))換流器并聯(lián)56GB/T20996.1—2020/IECTR60919-1:這種類型的輸電系統(tǒng)提供一系列的應(yīng)急運(yùn)行方式，因此，在規(guī)范中宜考慮以下a)～f)要求：a)當(dāng)圖8中高壓直流輸電系統(tǒng)一個(gè)極11停運(yùn)時(shí)(整流側(cè)直流開關(guān)3和逆變側(cè)直流開關(guān)9斷開),另一個(gè)極12的換流設(shè)備宜通過(guò)大地回路連續(xù)運(yùn)行[整流側(cè)直流開關(guān)4,逆變側(cè)直流開關(guān)10,大地回路轉(zhuǎn)換開關(guān)(ERTS)7和金屬回路轉(zhuǎn)換開關(guān)(MRTB)8閉合]。b)如果不希望出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的地電流，故障極線路仍能保持一定的低電壓絕緣能力，雙極系統(tǒng)宜能7運(yùn)行在單極金屬回路方式(圖8)。向這種應(yīng)急運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換的操作是首先通過(guò)閉合極對(duì)中性線開關(guān)5將被切除的故障極11導(dǎo)線和大地回路并聯(lián)，然后再斷開大地回路，從而通過(guò)斷開MRTB8將電流轉(zhuǎn)換到金屬回路(停運(yùn)極的導(dǎo)線)中。這種不中斷輸電的負(fù)荷轉(zhuǎn)移要求在高壓直流系統(tǒng)的一個(gè)換流站中有一個(gè)金屬回路轉(zhuǎn)換開關(guān)(MRTB)。如果允許短時(shí)間中斷輸送功高于輸電系統(tǒng)另一端中性點(diǎn)設(shè)備的絕緣水平。圖8中，直流開關(guān)3和直流開關(guān)4(命名為平衡電流保持在很小的值是為了避免由于部分不平衡電流流過(guò)變壓器中器飽和。在這種運(yùn)行方式下，當(dāng)一極的輸電線路或換流站的一個(gè)極停運(yùn)時(shí)，兩個(gè)極宜自動(dòng)d)在兩端換流站均采用接地極的雙極運(yùn)行方式下，高壓直流系統(tǒng)兩極的每極宜能在大的差流下8保持雙極平衡運(yùn)行的系統(tǒng)，可取消這些設(shè)備。這種方案稱為固定雙極高壓直流系統(tǒng)接線方式，如4.7每極兩個(gè)12脈波(動(dòng))換流器9兩個(gè)12脈波(動(dòng))換流器能串聯(lián)連接(圖10)或并聯(lián)連接(圖11),換流器布置的選擇取決于工程的種工況下，只損失25%的輸送功率，假設(shè)所有換流器具有相同的額定功率。如果具有充足的過(guò)負(fù)荷能11本2本本2本43本2本本本圖10每極兩個(gè)12脈波(動(dòng))換流器串聯(lián)的雙極系統(tǒng)與同樣容量的每極一個(gè)12脈波(動(dòng))換流器相比，每極兩個(gè)12脈波(動(dòng))換流器的接線方式會(huì)使得本本本本本本本本圖11每極兩個(gè)12脈波(動(dòng))換流器并聯(lián)的雙極系統(tǒng)每個(gè)12脈波(動(dòng))換流器的三相變壓器需要兩個(gè)如果不用備用變壓器，當(dāng)一臺(tái)變壓器退出運(yùn)行時(shí)，上述容量運(yùn)行(假定設(shè)計(jì)的直流系統(tǒng)允許在這種方式下運(yùn)行且交流和直流諧波是可接受的),但是這種運(yùn)行方式對(duì)于方案a)和c)則不行。雙極系統(tǒng)的單極金屬回路運(yùn)行方式已在4.5中描述。12)。這種方式對(duì)于具有全絕緣備用電纜的電纜工程或并聯(lián)電纜的工程是有益的。如果換流站的一個(gè) 圖12線路導(dǎo)線的直流切換這個(gè)極的中性端要求達(dá)到全電壓絕緣水平。圖13給出了一種可能的接線方式。GB/T20996.1—2020/IECTR60919-1 圖13換流器極的直流切換當(dāng)直流輸電系統(tǒng)包括有架空線路和電纜時(shí)，可用圖14所示的在架空線和電纜連接處的直流換接方式。圖14架空線至電纜的直流切換對(duì)于多回雙極線路的情況，可考慮換流站極的并聯(lián)連接，這是為了在一回輸電線路停運(yùn)時(shí)恢復(fù)輸電能力(見圖15)。對(duì)于遠(yuǎn)距離多回雙極線路并聯(lián)運(yùn)行的情況，可采用圖16所示的中間換接方式。GB/T20996.1—2020/IECTR60919-1:4.10串聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)母邏褐绷飨到y(tǒng)雖然常規(guī)的電網(wǎng)換相換流器(LCC)技術(shù)趨于成熟，這種換流器仍然有兩個(gè)缺點(diǎn)：a)存在大量的無(wú)功功率消耗，大約占有功功率的50%;b)對(duì)交流側(cè)擾動(dòng)敏感，通常表現(xiàn)為換相失敗。為了克服這些缺點(diǎn)，已經(jīng)對(duì)串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置進(jìn)行了更為深入的開發(fā)。實(shí)際上，目前有以下兩種類型的串聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)腍VDC方案：——電容換相換流器(CCC),電容器串聯(lián)在換流變壓器與換流閥之間；-—可控電容換相換流器(CSCC)。在這個(gè)方案中，這種換流器的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相同；無(wú)論怎樣，串聯(lián)電容器安裝在交流濾波器母線和交流網(wǎng)絡(luò)之間。通過(guò)用控制串聯(lián)補(bǔ)償量消除CSCC引起的鐵磁諧振。圖15兩個(gè)雙極換流器和線路直流切換4圖16線路中間直流切換CSCC接線方式的最大閥電壓和交流電流諧波低于CCC接線方式。另一方面，整流運(yùn)行的CCC圖17電容換相換流器結(jié)構(gòu)圖17(續(xù))——在某些情況下，由于取消了在與弱交流網(wǎng)絡(luò)連接的相關(guān)應(yīng)用中的可投切換當(dāng)考慮CCC或CSCC作為一個(gè)特定工程的HVDC拓?fù)鋾r(shí)，宜強(qiáng)調(diào)最佳系統(tǒng)額定值的選擇與常規(guī)轉(zhuǎn)的開關(guān)宜安裝在VSC換流器上，如圖18所示。LCC/VSC混合系統(tǒng)另一個(gè)可能工況是一端是LCC,另一端是VSC。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能用在向弱交流系統(tǒng)輸電的直流系統(tǒng)。采用VSC的混合系統(tǒng)宜是不對(duì)稱的單極接線方式。圖18LCC/VSC混合雙極系統(tǒng)5環(huán)境信息對(duì)于每一個(gè)高壓直流換流站，宜提供表1所示環(huán)境條件資料。表1每一個(gè)高壓直流換流站提供的資料m℃為了計(jì)算過(guò)負(fù)荷能力的需要。如果用戶想要設(shè)備能過(guò)負(fù)荷運(yùn)行并且允許相應(yīng)的縮短預(yù)計(jì)壽命，這些均宜加以說(shuō)明功率能力宜給出以月為基礎(chǔ)的一年中溫度的變化曲線℃℃閥冷卻，變壓器和電抗器設(shè)計(jì)；交流和直流濾波器設(shè)計(jì)℃℃℃℃℃℃最高和最低戶內(nèi)空氣溫度和相℃%℃%期內(nèi)的室內(nèi)空氣溫度和相對(duì)℃%℃%如果戶內(nèi)溫度對(duì)維修人員來(lái)說(shuō)非常高時(shí)需要規(guī)定————水平面；———最大連續(xù)風(fēng)速；——最大陣風(fēng)速；——無(wú)風(fēng)時(shí)的最大冰厚；————最大雪荷；————年平均；———1h最大量；10km內(nèi)的雷擊水平雷擊次數(shù)/km2/a(換流站)——最大水平加速度；——水平振動(dòng)的頻率范圍；——最大垂直加速度；——垂直振蕩的頻率范圍；———發(fā)生地震的持續(xù)時(shí)間表1(續(xù))用二次冷卻時(shí))冷卻。蒸發(fā)式冷卻塔對(duì)絕緣子可能是高濕度來(lái)源，宜特別注意其安放位置最好可給出以月為基礎(chǔ)的這些參數(shù)在一年中的變化曲線功率能力允許的最高回水溫度pH水平℃℃℃℃高壓直流換流站最大地電阻率：———地下水位深度；——現(xiàn)場(chǎng)土壤條件；——現(xiàn)場(chǎng)交通狀況；——運(yùn)輸重量及尺寸的限制；m決定安裝和運(yùn)輸費(fèi)用對(duì)設(shè)備、母線和建筑物設(shè)計(jì)的影響宜給出上面未列出的特殊條件，例如影響系統(tǒng)性能的相關(guān)規(guī)對(duì)于遠(yuǎn)距離高壓直流輸電系統(tǒng)，規(guī)定額定電壓在送端。如果直流輸電線路的電壓高，則應(yīng)予以說(shuō)明。對(duì)于背靠背系統(tǒng)的額定電壓，如6.1.3所述，不需要作出規(guī)定，除非有特殊不同的。輸送容量與環(huán)境溫度的關(guān)系曲線能結(jié)合交流系統(tǒng)條件規(guī)定。曲線宜采用濕球和干球環(huán)境環(huán)境溫度下連續(xù)運(yùn)行后發(fā)生過(guò)負(fù)荷時(shí)，晶閘管的結(jié)溫將升高。在規(guī)定換流閥的在換流閥冷卻回路中通常設(shè)有備用，換流閥的設(shè)計(jì)能在最不利的環(huán)境條件下，并且失去閥的冗余冷卻設(shè)備時(shí)，仍滿足所規(guī)定的額定容量的要求。如需要在無(wú)備用冷卻時(shí)加大容量，則宜做出明確變壓器或電抗器繞組的熱時(shí)間常數(shù)約為15min,而其油回路(如有)大約在1h至數(shù)小時(shí)的范圍內(nèi)，持續(xù)超過(guò)1h的過(guò)負(fù)荷，宜規(guī)定是否允許縮短預(yù)期壽命。此外，預(yù)計(jì)發(fā)生這種過(guò)負(fù)荷的頻度也宜作出高壓直流換流站存在一個(gè)最小穩(wěn)態(tài)電流的限制。這是由于在電流小到一定程度時(shí)將產(chǎn)生電流斷電流限制值。一般來(lái)說(shuō)最小電流取額定電流的5%～10%。這個(gè)最小電流值能用選擇較大的平波電抗降低直流電壓運(yùn)行的電壓值一般為額定電壓的70%～80%,或許會(huì)同時(shí)要求降低直流電流。當(dāng)使用備用冷卻裝置時(shí)，如果稍高的諧波干擾水平可接受，在75%的額定電壓下的連續(xù)運(yùn)行能力大約可達(dá)低50%,此時(shí)不必加大換流器的觸發(fā)角和降低直流電流。對(duì)兩端的交流系統(tǒng)的每個(gè)發(fā)展階段以及所預(yù)期的變化情況，第9章中均宜作出規(guī)定。對(duì)性能和額宜提供附近發(fā)電機(jī)的詳細(xì)參數(shù)，特別是當(dāng)發(fā)電機(jī)的大部分負(fù)荷是通過(guò)直流輸電送出時(shí)更是如此。在適當(dāng)情況下，HVDC控制系統(tǒng)可協(xié)助電壓恢復(fù)到正常便保護(hù)設(shè)備。也可要求HVDC換流設(shè)備在這種情況下仍繼續(xù)運(yùn)行，其代價(jià)是設(shè)備造價(jià)提高和性能的在適當(dāng)情況下，HVDC控制系統(tǒng)可協(xié)助電壓恢復(fù)到正常的運(yùn)行范圍(通過(guò)HV設(shè)計(jì)(見第17章、第18章和第21章)。為了進(jìn)行交流濾波器的設(shè)計(jì)和性能計(jì)算，需要提供2次～50次諧波頻率的系統(tǒng)阻抗。波阻抗圖，畫出所預(yù)期的系統(tǒng)條件下的諧波阻抗軌跡的包絡(luò)線。圖上宜包括最小電率約為額定功率的50%～60%。很小的范圍內(nèi)變化。在這個(gè)策略下，圖19給出無(wú)功功率隨有功功率的變化曲線。曲線1為恒定直流電低負(fù)荷時(shí)所消耗的無(wú)功功率將增大。能得到曲線1和曲線3確定區(qū)域范圍內(nèi)任意特性以滿足交流系統(tǒng)3321p圖19HVDC換流器的無(wú)功功率Q隨有功功率P的變化必要時(shí)通過(guò)投切濾波器組和電容器組，可把換流器消耗的和濾波器很寬的范圍。這將導(dǎo)致?lián)Q相角(μ)減小和無(wú)功功率消耗降低。交流濾波器僅如果1)～3)沒(méi)有可用的參數(shù)，作為一種替代方案，給出能計(jì)算出這些參數(shù)所需的數(shù)據(jù)。這些數(shù)c)沿線的土壤電阻率；d)過(guò)電壓和過(guò)電流的限制。高壓直流系統(tǒng)的可靠性是指在所規(guī)定的系統(tǒng)條件和環(huán)境條件下性計(jì)算方法。更多信息請(qǐng)參閱附錄A。其參照IECTR62762,論述了編寫高壓直流系統(tǒng)在運(yùn)行中特定下面定義的容量術(shù)語(yǔ)通常是在HVDC系統(tǒng)的一個(gè)點(diǎn)定義的(例如送端的交流端口、受端的交流端口或送端的直流端口)。如果每個(gè)換流站都有各自的所有權(quán)，可分別定義每個(gè)站的額定值。12.3.2最大連續(xù)容量Pm這是為高壓直流輸電系統(tǒng)額定連續(xù)運(yùn)行定義的最大功率值(MW),不包括任何通過(guò)冗余設(shè)備提供的額外可用容量。12.3.3停運(yùn)容量P。在停運(yùn)期間，最大額定值與可用功率的差值(MW)被稱為停運(yùn)容量。12.3.4停運(yùn)降額系數(shù)(ODF)停運(yùn)的降額系數(shù)是定義為，停運(yùn)容量P。與最大容量Pm的比見式(1): (1)12.4停運(yùn)時(shí)間術(shù)語(yǔ)實(shí)際停運(yùn)持續(xù)時(shí)間被定義為在停運(yùn)開始到結(jié)束之間所經(jīng)過(guò)的十進(jìn)制小時(shí)時(shí)間。停運(yùn)通常開始于發(fā)生中斷的主電路的潮流或觸發(fā)下降到停運(yùn)功率水平的一個(gè)轉(zhuǎn)換事件。停運(yùn)通常結(jié)束于轉(zhuǎn)換事件發(fā)生時(shí)，以將設(shè)備恢復(fù)到準(zhǔn)備運(yùn)行的狀態(tài)，盡管不必投入運(yùn)行，即該設(shè)備可用于運(yùn)行服務(wù)。實(shí)際的停運(yùn)時(shí)間可分為強(qiáng)迫的和計(jì)劃的，因此，每個(gè)停運(yùn)的AOD值是實(shí)際強(qiáng)迫停運(yùn)時(shí)間(AFOD)或?qū)嶋H計(jì)劃停用時(shí)間(ASOD)。12.4.2等效停運(yùn)時(shí)間(EOD)考慮到容量的部分損失，等效停運(yùn)時(shí)間規(guī)定為實(shí)際停運(yùn)時(shí)間乘以停運(yùn)降額系數(shù)見式(2): (2)類似于強(qiáng)迫的和計(jì)劃的實(shí)際停運(yùn)時(shí)間的確定，等效停運(yùn)時(shí)間可分為強(qiáng)迫的和計(jì)劃的，即等效強(qiáng)迫停運(yùn)時(shí)間(EFOD)和等效計(jì)劃停運(yùn)時(shí)間(ESOD)。12.4.3周期小時(shí)數(shù)(PH)在分析所覆蓋周期內(nèi)的全部日歷小時(shí)數(shù)即為周期小時(shí)數(shù)，通常一年8760h。實(shí)際停運(yùn)小時(shí)數(shù)為分析期間內(nèi)，各個(gè)的實(shí)際停運(yùn)時(shí)間的總和見式(3): (3)可將該AOH值細(xì)分成強(qiáng)迫的和計(jì)劃的停運(yùn)小時(shí)數(shù)，通過(guò)AFOD和ASOD值求和，代替求AOD值的總和。這個(gè)規(guī)定為在分析期間內(nèi)，各個(gè)的等效停運(yùn)時(shí)間之和見式(4):可將該EOH值細(xì)分成強(qiáng)迫的和計(jì)劃的停運(yùn)小時(shí)數(shù)，通過(guò)EFOD12.5能量不可用率(EU)能量不可用率是指因停運(yùn)而未傳輸?shù)哪芰康牧慷?。能量不可用率由如下的等效停運(yùn)小時(shí)確定見式(5):它通常用百分?jǐn)?shù)表示。和ESOD值求和，代替求EOD值對(duì)可靠性研究來(lái)說(shuō)，主要是要區(qū)別單極輸電系統(tǒng)線路故障的影響和多極(雙極)輸電系統(tǒng)線路故障在單極系統(tǒng)中，線路故障使輸電系統(tǒng)全部停運(yùn)。在雙極系統(tǒng)中，大部分情況下線路故障只影響輸電系統(tǒng)的一個(gè)極，因此線路故障一般來(lái)說(shuō)只降低50%的輸送能量。但是，如果剩下的一個(gè)極的輸電線路設(shè)計(jì)有一定的過(guò)電流能力，并且高壓直流換流站的換流器能并聯(lián)連接，則通過(guò)換流器并聯(lián)連接，輸電系統(tǒng)可輸送大于50%的能量。當(dāng)換流器單元發(fā)生故障時(shí)，故障的換流器需要退出工作，損失的輸送容量的百分比取決于退出工作的換流器個(gè)數(shù)與總的換流器數(shù)的比例。還可能有其他事故情況，如失去部分濾波器、接地極線路故障等。對(duì)于這些故障對(duì)可用率的影響也宜作出規(guī)定。12.5.2強(qiáng)迫能量不可用率(FEU)強(qiáng)迫能量不可用率是指因強(qiáng)迫停運(yùn)而未傳輸?shù)哪芰康牧慷纫娛?6): (6)計(jì)劃能量不可用率是指因計(jì)劃停運(yùn)而未傳輸?shù)哪芰苛慷纫娛?7): (7)12.6能量可用率(EA)能量可用率是指高壓直流系統(tǒng)能輸送的能量的量度見式(8):EA=100%—EU (8)系統(tǒng)中每個(gè)元件能用它的故障率(λ)表征。宜對(duì)統(tǒng)計(jì)性故障(隨機(jī)停運(yùn))和元件因壽終而失效(例1)與交流系統(tǒng)交換的無(wú)功功率控制，包括無(wú)功功率消耗的增加或減小；2)交流電壓控制；3)頻率控制；4)有功功率調(diào)制；5)有功功率和無(wú)功功率聯(lián)合調(diào)制；7)遠(yuǎn)程控制；高壓直流換流站的各種控制回路通常為分層結(jié)構(gòu)。主要控制功統(tǒng)的可靠性和可用性。正常情況下它們?nèi)甲詣?dòng)運(yùn)行。對(duì)于遠(yuǎn)距離逆變站之間的相互配合，需要一個(gè)通信系統(tǒng)。以下從最低的層次開始對(duì)各控制層次進(jìn)行說(shuō)明(見圖b)等距觸發(fā)允許的偏差宜為士△°,即在所規(guī)定的條件下，每次觸發(fā)應(yīng)產(chǎn)生于前次觸發(fā)之后的通常每個(gè)換流站極均需配備一個(gè)極控制(見圖20),它控制由換流閥觸發(fā)時(shí)刻所決定的換流器的直交流/直流系統(tǒng)控制級(jí)交流/直流系統(tǒng)高壓直流系統(tǒng)控制/多端控制雙極控制級(jí)閥控制單元閥控制單元圖20高壓直流系統(tǒng)/特高壓直流系統(tǒng)控制分層高壓直流換流站控制通常是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。HVDC系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)通常是盡可能減少c)高壓直流換流站極之間的配合(如果是多極時(shí));的不平衡電流極限可達(dá)額定電流的3%。圖21(續(xù))的精度約為1.5%。功率控制定值的分辨率可做出規(guī)定(在1000MW額定功率時(shí)，常用10MW),也可對(duì)它的變化率高壓直流保護(hù)系統(tǒng)用于檢測(cè)和清除故障，隔離故障設(shè)備以恢復(fù)系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)(如果可能), ——關(guān)斷角壓范圍內(nèi)給提供額定負(fù)荷的時(shí)間宜予規(guī)定。典型的時(shí)間是6h。還宜規(guī)定蓄電池組提供額定負(fù)荷時(shí)的再充電時(shí)間及允許的紋波電壓。典型的充電時(shí)間是10h,以達(dá)到蓄電池不低于90%的最低充電狀態(tài)。UPS的可靠性也應(yīng)仔細(xì)評(píng)估。許多商業(yè)性UPS系統(tǒng)只適用于提高配電系統(tǒng)供電質(zhì)量，如果用于——如果是自動(dòng)投切，宜注意保證不能發(fā)生頻繁起動(dòng)，否則用于起動(dòng)的蓄電池能量可能全部被助電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)宜能滿足上述要求，通過(guò)正確的切換，宜避免讓輸電因輔助電源設(shè)備故障而受到總噪聲是否能接受。設(shè)備位置到換流站產(chǎn)權(quán)邊界線的距離特別重要?？赡苄枰捎脤ｉT的減噪措施，油浸平波電抗器的噪聲來(lái)自其鐵芯、構(gòu)架和冷卻器。預(yù)計(jì)鐵芯和構(gòu)架的噪聲在6次和12次諧波相關(guān)的紋波頻率上達(dá)到峰值。在工廠對(duì)平波電抗器的噪聲進(jìn)行有效的試驗(yàn)可能是不實(shí)際的。如果需要，時(shí)予以考慮。這類問(wèn)題在高壓直流換流站并不嚴(yán)重，除非在空冷閥冷卻用的某種風(fēng)機(jī)附近進(jìn)行檢修。流特征諧波的次數(shù)為kp±1,取決于換流器的脈波(動(dòng))數(shù)p,其中k是整數(shù)。在理想情況產(chǎn)生的特征諧壓的0.25%～1%范圍內(nèi)。其他不平衡來(lái)源，包括換流變壓器換相電抗的差異(一般是±2%~±5%)和435435(見第10章)。圖22所示是接于雙極高壓直流系統(tǒng)交流饋線上交流諧波濾波器的例子。換流站的交流系統(tǒng)阻抗可由從基波到50次諧波頻率范圍內(nèi)的阻抗(R/X)圖確定。本35本吉44本5本本35本F1———11和13次濾波器；b)公共交流系統(tǒng)母線另外，系統(tǒng)也可由線路及發(fā)電機(jī)等的諧波阻抗詳細(xì)地表達(dá)，通常如第9章所述，由高壓直流換流站擴(kuò)展到5條～8條母線。交流諧波濾波器的設(shè)計(jì)，還宜考慮可能由其他諧波源流入濾波器的任何諧波如果嚴(yán)格規(guī)定了交流諧波性能要求，或采用了CCC/CSCC高壓直流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，有源交流濾波器是一個(gè)合適的措施。每個(gè)有源交流濾波器由一個(gè)傳統(tǒng)的無(wú)源濾波器與有源電壓源串聯(lián)。有源部分通常設(shè)計(jì)成在多個(gè)頻率下降低諧波電壓，以便提高無(wú)源部分的諧波性能。另外，有源部分能降低流過(guò)連接到換流站交流線路的諧波電流。交流濾波方面包括：交流側(cè)諧波的產(chǎn)生、交流濾波器的設(shè)計(jì)、干擾標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以及監(jiān)控問(wèn)題，在IECTR62001(所有部分)中進(jìn)行了更詳細(xì)地描述和討論。17.3諧波干擾判據(jù)諧波干擾的性能是按照單次諧波畸變率D,、總有效諧波畸變率De、電話干擾系數(shù)TIF、電話諧波波形系數(shù)THFF和加權(quán)IT積各項(xiàng)決定。對(duì)電話干擾采用了兩種加權(quán)規(guī)則，兩種規(guī)則考慮了電話設(shè)備的響應(yīng)和人耳的靈敏度，即：國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)(CCITT)推薦的噪聲計(jì)加權(quán)，以及由貝爾電話系統(tǒng)(BTS)和愛(ài)迪生電氣研究所(EEI)開發(fā)的信息加權(quán)“C”。上述各項(xiàng)指標(biāo)的定義如下：根據(jù)CCITT或BTS推薦，單次諧波畸變率見式(9):U?——基波額定電壓方均根值；總有效諧波畸變率見式(10):式中：電話諧波波形系數(shù)(CCITT系統(tǒng)中的THFF)和電話干擾系數(shù)(BTS系統(tǒng)中的TIF)二者都用以描述輸電線路對(duì)電話線路的干擾影響并作為確定干擾性能的指標(biāo)。確定THFF和TIF的方法除加權(quán)系數(shù)外均相同見式(11)和式(12):…f——諧波頻率；Pr——噪聲加權(quán)系數(shù)1/1000;對(duì)于實(shí)際應(yīng)用，最高的諧波次數(shù)建議采用50。TIF和THFF間的大致比值見式(13):也就是說(shuō)，例如TIF等于40,則THFF約為1%。計(jì)算在單條線路上的加權(quán)電流積(IT),要求知道連到換流器交流母線上的各條線路的諧波阻抗，以便使其在確定高壓直流裝置的干擾性能時(shí)有意義。宜確定各條線路的IT,但只有連在高壓直流換流制可能是不現(xiàn)實(shí)的。如果要確定網(wǎng)狀系統(tǒng)的IT,同時(shí)滿足上述兩個(gè)要求更不現(xiàn)實(shí)。Dn、TIF和IT數(shù)a)單次畸變率D,,在任一次諧波下為1%;c)電話干擾系數(shù)TIF等于25～50,THFF在0.6%～1.25%范圍內(nèi)；d)加權(quán)電流積IT,每條線路25000～50000。的5次負(fù)序及7次正序非特征諧波電流之和。17.5濾波器性能-—運(yùn)行在任一濾波器或無(wú)功功率源退出的情況下，濾波器理解為一組能由開-—規(guī)定的事故情況下的頻率變化；-—短時(shí)過(guò)負(fù)荷?，F(xiàn)代換流單元的設(shè)計(jì)，通常采用12脈波(動(dòng))換流單元，產(chǎn)生了12k次(k為整數(shù))的特征諧波。除宜考慮兩組諧波：造成電話干擾的較高次諧波組(7次～48次)和可能引起其他干擾問(wèn)題的低次諧波組(1次～6次)。可引起的其他干擾問(wèn)題有：b)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸和鐵路信號(hào)回路的影響；c)在語(yǔ)音通信線路中除話音干擾d)二次感應(yīng)效應(yīng)；e)可能激發(fā)高壓直流輸電線路與接地極線路之間的諧振條件；析的常用式計(jì)算。如果直流輸電線和明線電話線路之間的距離比較近(小于200m),計(jì)算極線和避雷權(quán)系數(shù)相同。對(duì)于在非語(yǔ)音通信回路中的其他干擾問(wèn)題，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算方法，需各方共同參與和為得到解決干擾問(wèn)題的最佳方案，有必要了解通信和鐵路公司的要求。表2給出由國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)CCITT、美國(guó)電話和電報(bào)公司(AT&T)和美國(guó)農(nóng)業(yè)電氣化部(REA)所規(guī)定的對(duì)語(yǔ)音通信除以上所討論的高壓直流基本運(yùn)行方式以外，規(guī)范宜指出輸電系統(tǒng)最終可能運(yùn)行的其他方式或工況。濾波器的額定參數(shù)宜考慮所有這些工況。但是，在這幾種運(yùn)行方式或工況下，干擾水平宜處于正常雙極平衡運(yùn)行方式和最不利的單極運(yùn)行方式之間。在規(guī)范中也可給出在緊急運(yùn)行情況下的對(duì)人身安全，由諧波引起的危險(xiǎn)感應(yīng)電壓還沒(méi)有專門的限制。對(duì)于基波頻率(50Hz或60Hz),CCITT和AT&T分別規(guī)定為60V交流方均根值(r.m.s)和50V交流方均根值(r.m.s)。為了保證人身和設(shè)備安全，這些限值宜考慮在低次諧波(1次～6次)所感應(yīng)的縱向諧波電壓最大值的平方和的平方根值(r.s.s)。此外，電流非常大的較高次諧波也宜包含在平方和的平方根值(r.s.s)的計(jì)算中。1.平衡電纜線路明線2.橫向(金屬)噪聲限制h從BTS得到的信息，最小平衡宜是60dB。美國(guó)農(nóng)業(yè)電氣化部對(duì)平衡規(guī)定有另外的數(shù)值，該數(shù)值對(duì)應(yīng)于平衡度較好的線路。d該值是總噪聲。從單一干擾源(例如，高壓直流線路)來(lái)的最大值是17dBrnC。0dBrnC對(duì)應(yīng)于在1000Hz下此值是對(duì)主干線路的。a)在離雙極運(yùn)行的高壓直流線路1km遠(yuǎn)的平行試驗(yàn)線路中，規(guī)定一個(gè)1)在直流輸電線路影響范圍內(nèi)(例如在離線路走廊中心線10km之內(nèi)),取得現(xiàn)有的或計(jì)劃2)在直流輸電線路影響范圍內(nèi)，取得典型的土壤樣品進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)所取得的信息及所考慮的系統(tǒng)正常運(yùn)行方式(雙極),可能確定以下兩個(gè)干擾電流分a)諧波電流濾波水平宜在高壓直流系統(tǒng)所規(guī)定的標(biāo)稱條件和雙極平衡運(yùn)行方式下確定b)規(guī)范還宜對(duì)單極運(yùn)行時(shí)可接受的沿線干擾電流分布圖的最大值作出d)用戶還宜對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行條件的限制作出規(guī)定。在這些運(yùn)行條件下，濾波器性能都宜滿足高壓直1)直流電壓和直流電流的變化范圍；2)交流母線電壓正常運(yùn)行的范圍；3)交流電壓工頻負(fù)序分量；4)在一定時(shí)間內(nèi)或超過(guò)1min的最大交流頻率6)在切除濾波器之前，允許出故障的電容器元件或電容器組的最大數(shù)目；7)初始失諧達(dá)到設(shè)計(jì)的極限值。a)為確定與所規(guī)定的性能要求是否相符而進(jìn)行的諧波電流分布計(jì)算宜考慮：交流系統(tǒng)之間的相b)宜考慮在規(guī)范中所給出的直流線路、接地極線路及兩者端部與頻率有關(guān)c)在確定流入直流線路的諧波電流時(shí)，宜考慮平波電抗器的電阻和電感隨負(fù)荷和頻率而變化的次諧波的有效干擾電流(一般對(duì)應(yīng)于殘留模電流);N——所考慮的最大諧波次數(shù)；In=√(Im)2+(Kb×Ibn)2流閥開通過(guò)程中的電壓突降期間。這些暫態(tài)過(guò)程是由高壓直流換流站的雜散電容和電感元件(如變壓測(cè)量結(jié)果說(shuō)明，對(duì)于同樣的導(dǎo)線表面最大電場(chǎng)強(qiáng)度，高壓直流輸電線路的電暈比交流線路低圖24所示是固態(tài)換流器在高壓直流線路上產(chǎn)生的典型載波干擾頻率曲線。等于-20dBm,以防止對(duì)高壓直流換流站連接的高壓輸電線路電力線載波的有害干擾。測(cè)量以標(biāo)稱的0圖24RYCOM干擾測(cè)量結(jié)果平均值——直流側(cè)典型換流如果現(xiàn)有的或計(jì)劃中的載波頻率范圍是20kHz～100kHz,可能需要濾波器。對(duì)降低干擾用的濾波器的經(jīng)濟(jì)性當(dāng)然也宜進(jìn)行評(píng)估。宜考慮寬帶PLC濾波器的成本顯著高于窄帶PLC濾波器的成本。受到關(guān)注，所以幾乎沒(méi)有文獻(xiàn)記錄關(guān)于高壓和中壓變電站RFI的相關(guān)信息。然而，國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議CIGRé技術(shù)手冊(cè)391號(hào)提供了變電站RFI的相關(guān)方面的深入分析，包括高壓直流換流站。該分析是基RFI涉及較寬的頻率范圍。根據(jù)CISPR被國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)當(dāng)前的國(guó)際頻率分配表覆蓋。因此，在這個(gè)頻率范圍內(nèi)的電磁干擾定義為無(wú)線技術(shù)手冊(cè)391號(hào)。20.2.3RFI特征20.3.2規(guī)范的RFI限值和驗(yàn)證規(guī)范的要求宜作為一個(gè)最大電場(chǎng)[用dB(μV/m)表示]與頻率的關(guān)系圖，整個(gè)頻帶150kHz~測(cè)量驗(yàn)證的推薦步驟如圖25所示。具體的建議詳見CIGRé技術(shù)手冊(cè)391號(hào)。圖25用測(cè)量點(diǎn)的定義推薦的測(cè)量步驟按照CIGRé技術(shù)手冊(cè)391:2009表D.2中對(duì)于變電站的限制值適合于圍繞變電站有效部分的輪廓和沿著線路最接近部分的輪廓。在超過(guò)4km的距離后，則按照CIGRé技術(shù)手冊(cè)391:2009表D.3中由于頻率特性可能是很不規(guī)則的，執(zhí)行的測(cè)量應(yīng)作為頻率掃描覆蓋整個(gè)RFI頻率范圍。僅在規(guī)范中宜要求對(duì)提出的限制RFI在規(guī)定限制值內(nèi)方法的說(shuō)明。這也宜在設(shè)計(jì)階段通過(guò)計(jì)算在整個(gè)頻率范圍內(nèi)對(duì)預(yù)期的RFI水平估計(jì)的說(shuō)明。這個(gè)估計(jì)應(yīng)涵蓋如圖25中定義的源于變電站和線路的RFI。戶外交流場(chǎng)/變電站應(yīng)采用最有效地減少電暈的方式實(shí)現(xiàn)按無(wú)電暈的技術(shù)可能來(lái)設(shè)計(jì)和建設(shè)。驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的綜合考慮而確定，這是因?yàn)橛捎跍y(cè)量精度不夠，單獨(dú)用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定總損耗是不現(xiàn)高壓直流換流站損耗的確定詳細(xì)描述見IEC61803。3)單極到雙極；1)增加的交流線路；2)穩(wěn)態(tài)交流電壓的額定值和變化范圍；2)交流系統(tǒng)提供的無(wú)功功率。f)擴(kuò)建后控制和保護(hù)方式的變化(計(jì)劃中如果有的話);h)交流濾波器和直流濾波器擴(kuò)建的次序。中中本本本本本平平平平圖26高壓直流系統(tǒng)擴(kuò)建方式迫停運(yùn)，并且一個(gè)高壓直流換流器極中的連續(xù)設(shè)備故障不宜導(dǎo)致f)控制和保護(hù)設(shè)備已設(shè)計(jì)為每年每極引起的不連續(xù)暫態(tài)擾動(dòng)不超過(guò)規(guī)定的數(shù)量(由用戶定義的●火災(zāi)監(jiān)測(cè)與報(bào)警；h)用戶可指定要求輔助設(shè)備(包括其相關(guān)的控制和保護(hù))的設(shè)計(jì)和障不降低額定高壓直流輸電能力。冗余的冷卻b)在各自額定值范圍內(nèi)使用并已在使用中證明的部件，或在調(diào)試前已進(jìn)行過(guò)適當(dāng)加速進(jìn)行老化);d)使用通用組件的電路(以減少專用備件的數(shù)量);e)使敏感部件和電路免受外部電纜和屏柜布線中感應(yīng)電壓和電流的損壞和干擾的設(shè)計(jì)實(shí)踐(如1)識(shí)別和分離每個(gè)換流器和相關(guān)設(shè)備的控制開關(guān)，以最大限度地減少操作者錯(cuò)誤；b)A.1.2提到的大部分通用設(shè)計(jì)的原則和A.1.3所列的大部分具體原則，也適用于軟件。例如，最小復(fù)雜度原則宜研究減少錯(cuò)誤的可能性，并能