高壓直流輸電用消能裝置技術(shù)規(guī)范 第1部分：直流可控自恢復(fù)消能裝置 征求意見稿

1高壓直流輸電用消能裝置技術(shù)規(guī)范第1部分直流可控自恢復(fù)消能裝置本文件適用于±100kV及以上柔性或混合直流工程用消能裝置的設(shè)計及試驗(yàn)要求，其他類型的消能GB/T2900.20—2016GB/T21429—2008戶外和戶內(nèi)電氣設(shè)備用空心復(fù)合絕緣子定義、試驗(yàn)方法、接收準(zhǔn)則和試驗(yàn)GB/T22389—2023高壓直流換流站無間隙金屬氧化物避雷器GB/T22390.1—2008高壓直流輸電系統(tǒng)控制與保護(hù)設(shè)備第1部分：運(yùn)行人員控制系統(tǒng)GB/T36559—2018高壓直流輸電用晶閘GB/T3859.1—2013半導(dǎo)體變流器通用要求和電網(wǎng)換相變流器第1-1部分：基DL/T860變電站通信網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)DL/T2042—2019高壓直流輸電換流閥晶閘管級試驗(yàn)裝置技術(shù)規(guī)范T/CES265—2023特高壓直流工程消能裝置用等離子體噴射觸發(fā)間隙技術(shù)規(guī)范2直流可控自恢復(fù)消能裝置DCcontrollableandself-recoveryenergyabsor并聯(lián)連接于電壓源換流器直流側(cè)，用于限制系統(tǒng)過電壓并注：通常由消能元件、觸發(fā)開關(guān)、旁路開關(guān)、控制保護(hù)設(shè)備、測量設(shè)備、輔助設(shè)備等構(gòu)成。消能元件energyabsorptionel高電位供能設(shè)備high-potentialpowersup34使用條件4.1正常使用條件c)環(huán)境溫度在5℃~50℃;4.2特殊使用條件使用環(huán)境超出正常使用條件時，消能裝置的設(shè)計應(yīng)予5.1基本要求b)應(yīng)能吸收系統(tǒng)故障下的最大盈余能量，并保留一定的裕度；f)應(yīng)進(jìn)行抗電磁干擾設(shè)計，應(yīng)充分考慮臨近的其他設(shè)備操a)應(yīng)具備耐受直流系統(tǒng)產(chǎn)生的最高運(yùn)行電壓及過電壓的能力；b)應(yīng)具備耐受規(guī)定的設(shè)備操作及雷電沖擊電壓的能力；d)應(yīng)對消能裝置串聯(lián)部件間的電壓不均勻分布情況進(jìn)行考慮。5.3機(jī)械性能a)結(jié)構(gòu)緊湊、布置合理、連接可靠；b)應(yīng)能承受所有動、靜態(tài)條件下的機(jī)械應(yīng)力，同時應(yīng)考慮地震的特殊要求；c)應(yīng)能承受消能裝置動作或誤操作及各種故障工況下產(chǎn)生的電動消能裝置的電磁兼容性能應(yīng)符合GB/T11022—2a)消能裝置及各關(guān)鍵部件（除消能元件）均應(yīng)滿足電磁兼容性能要求；4b)消能裝置抗電磁干擾能力可通過型式試驗(yàn)來檢測，在型式試驗(yàn)中控制保護(hù)設(shè)備不應(yīng)發(fā)出錯誤信息，各部件不應(yīng)發(fā)生損壞、誤動作或未按正常邏5.5工作狀態(tài)V0的材料標(biāo)準(zhǔn)；所有的塑料中應(yīng)添加足夠分量的阻燃劑，但不應(yīng)降低材料的其它必備的物理c)消能裝置控制電子電路應(yīng)使用安全可靠的、阻燃的元器件，應(yīng)保證不存在過熱和e)應(yīng)減小絕緣部分的電勢差，避免在污染和潮濕環(huán)境下消能裝置在設(shè)計、制造、安裝中應(yīng)降低外殼爆裂的可能，的防爆設(shè)計a)消能元件應(yīng)采用復(fù)合外套，應(yīng)設(shè)置有壓消能元件用于吸收系統(tǒng)故障工況下直流盈余能量，5d)消能元件應(yīng)有可靠的密封結(jié)構(gòu)，在其壽命期內(nèi)不應(yīng)因?yàn)槊芊鈈)固定元件和受控元件應(yīng)分別并聯(lián)；容電路、飽和電抗器、均壓電阻以及觸發(fā)取能系統(tǒng)組成，詳見a)晶閘管串聯(lián)級數(shù)根據(jù)觸發(fā)開關(guān)的電壓水平確定，一般考慮直流耐受、操作沖擊耐受或雷電沖b)阻容電路應(yīng)能滿足晶閘管暫態(tài)工況下的均壓要求，且能夠吸收過沖電壓脈沖能量；c)飽和電抗器應(yīng)能確保晶閘管導(dǎo)通時電流上升率低于晶閘管的設(shè)計要求值，且應(yīng)滿足晶閘管在d)均壓電阻的阻值應(yīng)滿足晶閘管在穩(wěn)態(tài)工況下的均壓效e)晶閘管應(yīng)滿足在極端工況下熱點(diǎn)溫升不高于晶閘管要求f)宜使用直流取能、供能變供能或其他方式對晶閘管進(jìn)行高電位供能；系統(tǒng)要求的基礎(chǔ)上提高5%-10%,一般考慮直流、操作62)異常燃弧工況：間隙電極燃弧，快速機(jī)械開關(guān)拒動，旁路開關(guān)正常動作，燃弧時間約為3)極端燃弧工況：間隙電極燃弧，快速機(jī)械開關(guān)和旁路開關(guān)都拒動，系統(tǒng)保護(hù)動作清除故a)在收到合、分閘命令后，應(yīng)在規(guī)定時間內(nèi)完成動作并保持狀態(tài)，不發(fā)生拒動或誤動；c)操動機(jī)構(gòu)儲能裝置應(yīng)具備狀態(tài)指示，能通過手動或控制保護(hù)設(shè)備將能d)應(yīng)具有分合閘狀態(tài)指示和操作次數(shù)記錄功能，能通過通信接口向a)在收到合、分閘命令后，應(yīng)在規(guī)定時間內(nèi)完成動作并保持狀態(tài)，不發(fā)生拒動或b)應(yīng)滿足消能裝置在規(guī)定工況下的耐受電壓、耐受電流和機(jī)械應(yīng)力等要求；旁路開關(guān)設(shè)計除應(yīng)滿足GB/T11022的規(guī)定7d)應(yīng)具有分合閘狀態(tài)指示和操作次數(shù)記錄功能，能通過通信接口向a)控制系統(tǒng)采用雙重化設(shè)計,控制參數(shù)和控制精度滿足工程設(shè)計要求,確保b)控制保護(hù)設(shè)備嚴(yán)格按照直流控制保護(hù)系統(tǒng)或閥基電子控制系統(tǒng)的指令執(zhí)行投入/退出消能裝置a)至少應(yīng)配置消能元件能量保護(hù)、消能元件溫度保護(hù)、消能元件不平衡保護(hù)、控制開關(guān)分合閘b)動作邏輯應(yīng)與直流保護(hù)系統(tǒng)邏輯相互配合，滿足直流輸電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和故障穿越的要d)消能元件能量和溫度保護(hù)應(yīng)按照三重化配置輸出結(jié)果采用“三取二”邏輯，每重保護(hù)系統(tǒng)都8a)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換功能：消能裝置的運(yùn)行狀態(tài)可分為運(yùn)行和檢修等狀態(tài)，檢修狀態(tài)下可對其內(nèi)部b)投入/退出操作：控制裝置按照直流控制系統(tǒng)和閥基電子控制系統(tǒng)直流控制保護(hù)系統(tǒng)的指令執(zhí)1通過采集消能元件各支路的電流，在消能元件動作時間窗內(nèi)積分計算出流過消能元件的能量，若能量超過消能元件可承受的閾值，則上報直流控制保護(hù)根據(jù)消能元件的實(shí)際承受能2通過采集消能元件各支路的電流，在消能元件動作時間窗內(nèi)計算出流過消能元件的溫度，若溫度超過消能元件可承受的閾值，則上報直流控制保護(hù)系統(tǒng)根據(jù)消能元件的實(shí)際承受能3通過采集消能元件各支路的電流，在消能元件動作時間窗內(nèi)計算出消能元件兩個支路電流之差除以總過閾值，則上報直流控制保護(hù)系統(tǒng)請求旁路消能裝根據(jù)消能元件的實(shí)際承受能4控制系統(tǒng)發(fā)出快速機(jī)械開關(guān)合閘命令，在預(yù)定的延時時間后檢測到快速機(jī)械開關(guān)未合閘，則上報直流根據(jù)快速機(jī)械開關(guān)的合閘特5控制系統(tǒng)發(fā)出快速機(jī)械開關(guān)分閘命令，在預(yù)定的延時時間后在觸發(fā)開關(guān)上仍檢測到電流，則上報直流根據(jù)快速機(jī)械開關(guān)的分閘特6控制系統(tǒng)發(fā)出旁路開關(guān)合閘命令，在預(yù)定的延時時間后檢測到旁路開關(guān)未合閘，則上報直流控制保護(hù)根據(jù)旁路開關(guān)的合閘特性來7控制系統(tǒng)發(fā)出旁路開關(guān)分閘命令，在預(yù)定的延時時間后檢測到旁路開關(guān)仍有電流，則上報直流控制保根據(jù)旁路開關(guān)的分閘特性來98當(dāng)電壓低于整定值時，在預(yù)定的延時時間后向直流根據(jù)系統(tǒng)電壓和消能元件可9當(dāng)采用晶閘管觸發(fā)開關(guān)時，晶閘管故障數(shù)量超過冗余數(shù)時，則上報直流控制保護(hù)系統(tǒng)晶閘管故障數(shù)量根據(jù)晶閘管配置的冗余數(shù)來觸發(fā)間隙不具備觸發(fā)條件保當(dāng)采用間隙觸發(fā)開關(guān)時，觸發(fā)間隙兩端電壓低于間隙最低可觸發(fā)電壓或間隙觸發(fā)器儲能電容電壓值低于定值，則上報直流控制保護(hù)系統(tǒng)觸發(fā)間隙不具備根據(jù)間隙觸發(fā)開關(guān)設(shè)計值來a)對控制開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，能夠顯示分合狀態(tài)、分合條件等信息，并在故障時發(fā)出相d)暫態(tài)故障錄波查詢及記錄：可手動或自動記錄消能裝置的主要電氣狀態(tài)數(shù)據(jù)和波形、交流控制保護(hù)系統(tǒng)通訊的所有電氣信號、消能裝置內(nèi)部的關(guān)鍵中間并單元，再由合并單元發(fā)送至控制保護(hù)設(shè)備。測量系統(tǒng)的二次元器件應(yīng)由兩套6.7.1消能裝置控制保護(hù)設(shè)備與直流控制保護(hù)系消能裝置控制保護(hù)設(shè)備與直流控制保護(hù)系統(tǒng)極控應(yīng)通過光纖采用交叉冗余方式通信，宜采用出指令。消能裝置控制保護(hù)設(shè)備發(fā)送至直流控制保護(hù)系統(tǒng)極控的信號至少包括以下b)控制開關(guān)可用/不可用狀態(tài)；6.7.2消能裝置控制保護(hù)設(shè)備與合并單消能裝置控制保護(hù)設(shè)備與合并單元采用光纖連接方式，調(diào)制波6.7.3消能裝置控制保護(hù)設(shè)備與觸發(fā)消能裝置控制保護(hù)設(shè)備與觸發(fā)開關(guān)采用光纖連接方式，宜采用IEC60046.7.4消能裝置控制保護(hù)設(shè)備與旁路開6.7.5消能裝置控制保護(hù)設(shè)備與換流閥閥控閥基電子控制系統(tǒng)消能裝置控制保護(hù)設(shè)備與換流閥閥控閥基電子控制系統(tǒng)采用光纖連接方式，宜采用IEC60044-8或高電位供能設(shè)備應(yīng)滿足相應(yīng)電壓等級下的內(nèi)外絕緣設(shè)計及內(nèi)部處于不同電位的功率部件的絕緣設(shè)計要求，輸出電壓及電流參數(shù)應(yīng)滿足消能裝置中需供能功率部件的運(yùn)行b)具備冗余設(shè)計，維持供能系統(tǒng)不間斷可靠運(yùn)行；123456789試驗(yàn)時短接試品的進(jìn)出主端子，短接的主端子與地之間從不大于試驗(yàn)電壓的50%開始升壓，升壓過程中記錄起暈電壓值，升至Utds1，保持1小時，然后減到零。在規(guī)定的1h試驗(yàn)中，超過300pC的局部放電數(shù)目應(yīng)按照IEC60700-1附錄B中的規(guī)定——平均每分鐘500pC以上的脈沖數(shù)目應(yīng)utds1=udr×k1×kt··································································(1)udr——額定耐受直流電壓；k1——試驗(yàn)安全系數(shù)，推薦取值1.5；kt——大氣修正系數(shù)，取值應(yīng)按照GB/T1692在試品兩個主端子之間從不大于1h試驗(yàn)電壓的50%開始升壓，升壓過程中記錄起暈電壓值，升至——平均每分鐘500pC以上的脈沖數(shù)目應(yīng)本試驗(yàn)主要考核控制開關(guān)通流及最大電流轉(zhuǎn)于系統(tǒng)過電壓時消能裝置流經(jīng)的最大故障電流，試驗(yàn)電流持續(xù)時間不低于故本試驗(yàn)主要考核消能裝置在自身內(nèi)部產(chǎn)生及外部強(qiáng)加的瞬態(tài)電壓和電流引起產(chǎn)生的強(qiáng)電磁干擾環(huán)發(fā)開關(guān)、快速機(jī)械開關(guān)、旁路開關(guān)、控制保護(hù)設(shè)備等123456789123456789消能元件銘牌信息要求按照GB/T11032-2020的4.1執(zhí)行，觸發(fā)開關(guān)、旁路開關(guān)銘牌信息要求按照GB/T11022-2020的5.10執(zhí)行,控制保護(hù)系統(tǒng)銘牌信息要求按照DL/T478—2013的8.9包裝、運(yùn)輸、貯存和安裝9.1包裝9.2運(yùn)輸、貯存和安裝9.2.1消能元件9.2.2控制開關(guān)按照GB/T11022—2020的11.2、GB/T9.2.3控制保護(hù)系統(tǒng)A.1觸發(fā)開關(guān)支路A.1.1晶閘管觸發(fā)開關(guān)典型結(jié)構(gòu)示意晶閘管觸發(fā)開關(guān)配置飽和電抗器、均壓電阻、阻容回路，保證晶閘A.1.2間隙觸發(fā)開關(guān)典型結(jié)構(gòu)示意觸發(fā)間隙觸發(fā)間隙續(xù)流回路A.1.3快速機(jī)械開關(guān)典型結(jié)構(gòu)示意快速機(jī)械開關(guān)采用多斷口設(shè)計，考慮阻容均壓滿足消能裝置設(shè)計要斷路器CB1斷路器CB2電容C11電容C12電阻R11電阻R12電阻R21電阻R22斷路器CB1斷路器CB2電容C11電容C12電阻R11電阻R12電阻R21電阻R22A.2控制保護(hù)設(shè)備典型架構(gòu)示意極控B系統(tǒng)▲直流可控自恢復(fù)消能裝置控制B系統(tǒng)保護(hù)A系統(tǒng)三取二單元B保護(hù)B系統(tǒng)保護(hù)C系統(tǒng)▲A.4。極控B系統(tǒng)▲直流可控自恢復(fù)消能裝置控制B系統(tǒng)保護(hù)A系統(tǒng)三取二單元B保護(hù)B系統(tǒng)保護(hù)C系統(tǒng)▲極控A系統(tǒng)直流可控自恢復(fù)消能裝置控制A系統(tǒng)三取二單元A至控制B至保護(hù)B至保護(hù)C合并單元A至控制B至保護(hù)B至保護(hù)C合并單元-B合并單元-C消能裝置收到控制保護(hù)設(shè)備的動作指令時，動作順序a)觸發(fā)開關(guān)和旁路開關(guān)同時開始合閘動作，觸發(fā)開關(guān)首先完成b)旁路開關(guān)完成合閘，流經(jīng)觸發(fā)開關(guān)的電流開始向旁路開關(guān)轉(zhuǎn)移，故障電流流經(jīng)固定元件+觸發(fā)開關(guān)