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4.2 直流输电系统的性能要求


4.2.1 直流输电系统的额定参数应包括额定功率、额定电流和额定电压。

4.2.2 直流输电系统的过负荷能力应包括连续过负荷能力、短时过负荷能力和暂态过负荷能力。

4.2.3 直流输电系统允许的最小直流电流不宜大于额定电流的10%。

4.2.4 在不额外增加无功补偿容量的前提下,直流输电系统任一极都应具备降低直流电压运行的能力。降压运行的电压值宜为额定电压的70%~80%,但可按不低于80%正常运行电压的方式考核无功配置。

4.2.5 直流输电系统的功率倒送能力应根据系统要求确定。

4.2.6 双极直流输电系统应具备下列基本运行方式:

    1 完整双极运行方式。

    2 不完整双极运行方式。

    3 完整单极大地返回运行方式。

    4 完整单极金属回线运行方式。

    5 不完整单极大地返回运行方式。

    6 不完整单极金属回线运行方式。

4.2.7 无功补偿及电压控制应符合下列规定:

    1 整流站宜充分利用交流系统提供无功的能力,不足部分应在站内安装无功补偿设备;逆变站的无功功率宜就地平衡。当直流小负荷运行方式因投入交流滤波器引起容性无功过剩时,可利用交流系统的无功吸收能力。

    2 无功补偿设备应根据换流站接入的交流系统的强弱,选择采用并联电容器、静止补偿器和同步调相机。当采用并联电容器作为无功补偿设备时,应与交流滤波器统一设计。

    3 无功补偿设备宜分成若干个小组,且分组中应至少有一小组是备用。

    4 无功补偿设备分组容量除应满足无功平衡的要求外,还应符合下列规定:

    1)投切单组无功补偿设备引起的稳态交流母线电压变化率应在系统可以承受的范围之内,且不应导致换流变压器有载调压开关动作;

    2)任一组无功补偿设备的投切,不应改变直流控制模式或直流输送功率,不应引起换相失败,不应引起邻近的同步电机自励磁。

    5 无功补偿设备的无功容量宜按交流系统的长期运行电压计算。

4.2.8 直流输电系统不应与邻近的发电机产生次同步谐振。

4.2.9 交流系统谐波干扰指标及滤波应符合下列规定:

    1 换流站交流母线上谐波干扰指标可采用单次谐波的畸变率、总有效谐波畸变率和电话谐波波形系数来表征。交流系统谐波干扰指标应符合本规范附录A的规定,谐波次数应计算到50次。对220kV及以上的交流系统,单次谐波的畸变率,奇次不宜大于1.0%(其中3次和5次可不大于1.25%),偶次不宜大于0.5%;总有效谐波畸变率不宜大于1.75%;电话谐波波形系数不宜大于1.0%。

    2 交流滤波器的配置应根据换流站产生的谐波和交流系统的背景谐波以及谐波干扰指标确定。

4.2.10 直流系统谐波干扰指标及滤波应符合下列规定:

    1 直流系统谐波干扰指标可采用直流线路等效干扰电流来表征。直流线路等效干扰电流的计算应符合本规范附录B的规定,谐波次数应计算到50次。

    2 采用架空线输电的两端直流系统应在换流站的直流侧配置直流滤波器。直流系统谐波干扰指标及直流滤波器配置方案应根据具体工程直流线路沿线通信线路的实际情况、通信干扰杂音电动势的标准、直流滤波器制造技术水平及设备费用确定。

    3 当直流系统中存在非特征谐波的激励源和谐振点时,应采取相应的限制措施。

4.2.11 换流站损耗的确定应符合现行国家标准《高压直流换流站损耗的确定》GB/T 20989的有关规定。

4.2.12 换流站的可听噪声应符合现行国家标准《高压直流换流站可听噪声》GB/T 22075的有关规定。

4.2.13 直流输电系统可靠性的设计目标值应符合下列规定:

    1 强迫能量不可用率不宜大于0.5%。

    2 计划能量不可用率不宜大于1.0%。

    3 换流器单元平均强迫停运次数不宜大于2次/(单元·年)。

    4 单极强迫停运次数不宜大于2次/(极·年)。

    5 双极强迫停运次数不宜大于0.1次/年。

4.2.14 直流输电系统的动态和暂态性能应根据系统研究确定。


条文说明
4.2.1 高压直流输电系统的额定功率是指在规定的环境温度及交流系统条件下(交流电压和交流频率在正常变化范围内),全部设备均投入运行(不包括冗余设备)时所能连续输送的直流有功功率。
    高压直流输电系统的额定电流是指在所有规定的环境条件下能连续无时间限制传送的直流电流平均值。
    高压直流输电系统的额定电压是指按额定电流传输额定功率时所需要的直流电压的平均值。
4.2.2 连续过负荷能力是指直流输电系统能够长期连续运行的过负荷能力。连续过负荷能力可以规定为备用冷却设备投运或不投运两种情况。短时(2h)过负荷能力是指直流输电系统在2h内可连续运行的过负荷能力。短时(2h)过负荷能力可以规定为备用冷却设备投运或不投运两种情况。直流系统在最小功率至连续过负荷之间的任意功率水平连续运行后仍具备规定的短时(2h)过负荷能力。
    暂态过负荷能力是指直流输电系统在数秒中内的过负荷能力。为满足交流系统的需要,暂态过负荷能力可规定为3s、5s或10s。直流系统在最小功率和短时(2h)过负荷之间的任意功率水平连续运行后仍具备规定的暂态过负荷能力。
4.2.3 本条所给出的最小直流电流参考目前国内±500kV和±800kV直流输电工程对直流输电系统允许的最小直流电流水平值确定。
4.2.4 对于每极两个12脉动换流器单元串联的接线方式,当任一极只有一个换流器单元运行时,该极不再考虑降压运行方式。
4.2.6 本条所给出的双极直流输电系统的基本运行方式适用于每极两个12脉动换流器单元串联接线方式。
4.2.9 目前我国对220kV及以上交流系统的谐波干扰指标并无相应规定。本条所给出的交流系统谐波干扰指标参考IEC及IEEE相关标准编写,仅用于交流滤波器设计,不作为电能质量考核依据。
4.2.10 直流系统谐波干扰指标的选择是一个复杂的工程问题。
    我国±800kV云南至广东特高压直流输电工程要求各种运行方式下的直流线路等效干扰电流不大于2000mA,±800kV向家坝至上海特高压直流输电工程要求双极和单极运行方式下的直流线路等效干扰电流分别不大于3000mA和6000mA。
4.2.13 本条所给出的直流输电系统可靠性的设计目标值适用于每极两个12脉动换流器单元串联接线方式。
4.2.14 直流输电系统的动态性能研究应该包括直流系统的响应、换流器在交流系统故障期间的运行以及直流回路的谐振等内容。直流输电系统的暂态性能研究应该针对正常投切和故障两部分进行。
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±800kV直流换流站设计规范 GB/T50789-2012(2022年版)
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