《2023建筑设计规范大全》GBT51200-2023 高压直流换流站设计规范887.pdf
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1、中华人民共和国住房和城乡建设部公告第1343号住房城乡建设部关于发布国家标准高压直流换流站设计规范的公告现批准高压直流换流站设计规范为国家标准,编号为GB/T 51200-2016,自2017年7月1日起实施。本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。中华人民共和国住房和城乡建设部2016年10月25日前言根据住房城乡建设部关于印发(2011年工程建设标准规范制订、修订计划的通知)(建标(201117号)的要求,编制组经广泛调查研究,认真总结了我国已投运的土660kV、:J:500kV和背靠背直流输电工程换流站关键技术研究和设计成果以及建设与运行经验,参考有关国际标准和国外先进标准
2、,并在广泛征求意见的基础上,制定本规范。本规范共12章和2个附录,主要技术内容包括:总则,术语,站址选择,交流系统基本条件及直流输电系统的性能要求,电气一次,控制和保护,调度自动化及通信,土建,采暖、通风和空气调节,水工,消防,噪声控制和节能。本规范由住房城乡建设部负责管理,由中国电力企业联合会负责日常管理,由中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议,请寄送中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司(地址:武汉市武昌区中南二路12号;邮政编码:430071)。本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:主编单位:中国电力工程顾问集团中南电
3、力设计院有限公司参编单位:电力规划设计总院中国电力工程顾问集团有限公司中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司主要起草人:曾静梁言桥许斌王丽杰李苇李倩杜明军袁翰笙饶冰陈传新毛永东王国兵谢龙杨金根张巧玲陈俊邹荣盛高湛邓长红颜士海 1 目次1总则(1)2术语(2)3 站址选择(丁)4 交流系统基本条件及直流输电系统的性能要求(5)4.1 交流系统基本条件(5)4.2 直流输电系统的性能要求(5)5 电气一次(9)5.1 电气主接线(9)5.2 过电压保护、绝缘配合及防雷接地(11)5.3 污秽水平及直流外绝缘(12)5.4 主要设备和导体选择(13)5.5 电气设备布置门川5.6 站用电系统(1
4、7)6 控制和保护(18)6.1 一般规定(18)6.2 监控系统(18)6.3 直流控制系统(凹)6.4 直流系统保护(19)6.5 交流保护和安全自动装置(20)6.6 辅助二次系统(21)6.7 二次设备布置(22)7 调度自动化及通信(23)7.1 调度自动化(23)7.2 通信(23)5580444666688800013569 9白?9白ndndqdqnJndndndndqdqA-AA哇A&4&A吐46A吐AU算牛1.标流指电扰扰布节无干干向调陪u波效也气Uu瞥能谐等盯空司HH统报H节u统路引和MH统统系U测统和制系线明主趴HU风和工系系却防探芽制控LI流流说录i莲翩翩翩址服刷刷胁
5、附MUM-叫一盯梢交直脚腕喇国2水J23消12噪12AB范标如土UMM采川9mum-tM.比录录规用品89川口M附附本引附 2 Contents 1 General provisions(1)Z Terms(2)3 Site selection for converter station(3)4 Basic conditions of AC system and performance req)1irements for DC transmission system(5)4.1 Basic conditions of AC system(5)4.2 Performance requiremen
6、ts for DC transmission system(5)5 Primary Electrical(9)5.1 Main circuit of converter station(9)5.2 Over voltage protection,insulation coordination,lightning protection and grounding of converter station(11)5.3 Design for external insulation of equipment in converter statlOn(12)5.4 Selection of the m
7、ajor equipment(13)5.5 Auxiliary power system(15)5.6 Layout of electrical equipment in converter station(17)6 Control and protection(18)6.1 General requirements(18)6.2 Computer monitoring system(18)6.3 DC control system.(19)6.4 DC protection system(19)6.5 AC protection system(20)6.6 Auxiliary system(
8、21)6.7 Layout of control and protection equipment in 3 converter station(22)7 Dispatching automation and communication(23)7.1 Dispatching automation(23)7.2 Communication(23)8 Construction.(25)8.1 General plane layout and vertical arrangement(25)8.2 Construction(28)8.3 Structures.(30)9 Heating,ventil
9、ation and air conditioning system(34)9.1 Heating system(34)9.2 Ventilation system(34)10 Water supply and drainage system.(36)10.1 Water supply system(36)10.2 Water drainage system(36)10.3 Valve cooling system.(36)11 Fire detection and fire suppression system(38)11.1日redetection system(38)11.2 日resup
10、pression system(38)12 Noise control and energy conservation measures of converter statlOn(40)12.1 Noise Control measures(40)12.2 Energy conservation measures(40)Appendix A AC system harmonic disturbance indexes(41)Appendix B Equivalent interference current calculation of DC transmission line(43)Expl
11、anation of wording in this code(45)List of quoted standards(46)Addition:Explanation of provisions(49)4 2术语2.0.1 换流器converter 换流站中用以实现交、直流电能相互转换的设备,也称换流阀组。通常由换流阀连接成一定的回路进行换流。换流器采用一个或者多个三相桥式换流电路(也称为6脉动换流器或6脉动换流阀组)串联或并联构成。两个相差30。的6脉动换流器串联可构成一个12脉动换流器,或称12脉动换流阀组。改变换流阀的触发相位,换流器既可运行于整流状态,也可运行于逆变状态,其中将交流电变
12、换成直流电的称为整流器,将直流电变换成交流电的称为逆变器。整流器与逆变器设备基本相同,统称为换流器。本规范中出现的阀组如无特殊说明则专指12脉动换流阀组。2.0.2 直流保护DC protection 为换流站直流侧提供的保护,其保护区域为换流阀组、极区设备(包括极母线、中性母线、直流线路)以及双极区设备(包括双极中性线连接区、接地极引线区)。2.O.3 直流系统保护DC system protection 为换流站直流系统提供的保护,包括换流站的直流保护、换流变压器保护、直流滤被器保护和交流滤波器保护。2.0.4 背靠背换流单元back to back converter unit 背靠背换
13、流站站内实现交流一直流-交流两次换流转换的设备连接组成的基本单元。由整流和逆变两侧换流器及与其配套的换流变压器、平:皮电抗器、保护和开关设备以及其他必要的辅助设备等连接所构成。2 3站址选择3.0.1 站址选择除应符合现行行业标准GB/T311.2、绝缘配合第3部分:高压直流换流站绝缘配合程序GB/T311.3、交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范GB/T50064以及现行电力行业标准高压直流换流站绝缘配合导则)DL/T605的有关规定。5.2.2 换流站接地设计应符合现行国家标准交流电气装置的接地设计规范GB/T50065的有关规定。5.2.3 换流站过电压保护和避雷器配置应符合下列要
14、求:1 交流侧产生的过电压应由交流侧避雷器限制;2 直流侧产生的过电压应由直流侧避雷器限制;3 换流站的重要设备应由其邻近的避雷器保护;4 换流变压器的阀侧绕组可由保护其他设备的避雷器联合保护;5 避雷器可采用多柱并联结构避雷器,也可采用多支避雷器并联分散布置方式;6 直流侧中性母线应装设冲击电容器。5.2.4 其他过电压保护措施应符合下列要求:1 晶闸管应配备保护性触发功能;2 换流变压器交流侧断路器应装设合闸电阻或选相合闸装置;3 交流滤波器和电容器小组断路器应装设选相合闸装置或合闸电阻。5.2.5 直流甩负荷、接地故障清除和孤岛运行产生的过电压应专题研究。5.2.6 换流站绝缘配合应符合
15、下列规定:1 换流站设备额定耐受电压应采用绝缘配合的确定性法确定;2 避雷器直接保护的设备额定操作耐受电压、雷电耐受电压和陡波前耐受电压与避雷器保护水平的最小裕度系数应符合表5.2.6的规定。表5.2.6额定耐受电压与避雷器保护水平的最小裕度系数裕度系数设备类型操作雷电陡波交流开关场(包括母线及户外绝缘和其他常规1.20 1.25 1.25 设备)交流滤波器元件1.15 1.25 1.25 换流变(泊绝缘设备)网侧1.20 1.25 1.25 阀侧1.15 1.20 1.25 换流阀1.101.15 1.101.15 1.151.20 直流阀厅设备1.15 1.15 1.25 直流开关场设备(
16、户外)包括直流滤波器和平1.15 1.20 1.25 波电抗器5.3 污秽水平及直流外绝缘5.3.1 换流站交流侧设备外绝缘爬电比距应根据站址污秽等级,按照现行国家标准污秽条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定第1部分:定义、信息和一般原则GB/T26218.1,(污秽条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定第2部分:交流系统用瓷和玻璃绝缘子GB/T26218.2以及污秽条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定第3部分z交流系统用复合绝缘子GB/T26218.3 12 确定。5.3.2 换流站直流侧设备外绝缘爬电比距应根据站址污秽水平预测的研究结果确定。5.3.3 换流站直流侧设备外绝缘设计应符合
17、下列要求:1 直流侧设备的爬电比距应根据换流站的污秽水平以及直流绝缘子和套管的耐污特性选择,还应计及直径对爬电距离的影响;2 直流侧设备的外绝缘应根据污秽特征选择合适的伞形结构;3 直流侧设备干闪距离应通过研究确定;4 高海拔地区换流站的外绝缘设计应根据海拔对外绝缘闪络特性的影响,进行高海拔修正。5.4 主要设备和导体选择5.4.1 换流站交流设备和导体的选择应符合现行国家标准电力设施抗震设计规范)GB50260和现行行业标准导体和电器选择设计技术规定)DL/T5222的有关规定。5.4.2 换流阀选择应符合下列规定:1 换流阀宜采用户内悬吊式、空气绝缘、水冷却;2 换流间触发方式可采用电触发
18、方式或光触发方式;3 换流阅应为组件式,晶闸管冗余度不宜小于3%;4 换流阀连续运行额定值和过负荷能力应满足系统要求;5 换流阀浪涌电流取值不应小于阀的最大短路电流;6 换流阀应能承受各种过电压,并应有足够的安全裕度;7 换流阀本体及其控制、保护装置的设计应保证阀能承受由于阀触发系统误动以及站内外各种故障所产生的电气应力。5.4.3 换流变压器选择应符合下列规定:1 换流变压器容量应满足直流系统额定输送容量及过负荷要求;13 2 换流变压器型式应结合容量、设备制造能力以及运输条件等经技术经济比较后确定;3 换流变压器阻抗除应满足交直流系统要求外,还应满足换流阀的浪涌电流能力要求;4 有载调压范
19、围应满足交直流系统运行工况;5 调压开关分接头级差应与无功分组的投切协调;6 换流变压器耐受直流偏磁电流的能力不宜低于单相lOA;7 换流变压器的噪声水平应满足换流站的总体噪声控制要求。5.4.4 平波电抗器选择应符合下列要求:1 平波电抗器的型式可根据工程具体要求选择油浸式或空芯干式;2 平波电抗器额定电流应按直流系统额定电流选定,并应考虑各种运行工况下的过电流能力;3 平波电抗器电感值应能满足在最大直流电流到最小直流电流之间总体性能的要求,并应避免直流侧发生低频谐振;4 平波电抗器应能承受由于短路冲击电流产生的机械应力;5 平波电抗器的噪声水平应满足换流站的总体噪声控制要求。5.4.5 交
20、流滤波器选择应符合下列规定:1 交流滤波器可采用单调谐型、双调谐型、兰调谐型等类型,结合不同频次的谐波可组成多种型式;2 同一个换流站内交流滤波器型式不宜超过3种;3 交流滤波器各元件的额定参数应根据换流器产生的谐波电流和电压以及背景谐波所产生的谐波电流和电压确定;4 交流滤波器电抗器宜采用低噪声电抗器,交流滤波器电容器应采用低噪声结构。5.4.6 直流滤波器选择应符合下列要求:1 直流滤波器宜采用双调谐或三调谐无源滤波器;14 2 直流滤波器元件额定参数应根据直流电压分量和换流器产生的谐波电压确定。5.4.7 直流避雷器配置和参数选择应根据换流站过电压计算和绝缘配合结果确定。5.4.8 金属
21、回线转换开关和大地回线转换开关宜具备在直流输电系统允许的短时过负荷电流工况下的转换能力。5.4.9 直流中性母线低压高速开关和中性母线临时接地开关的电流转换能力不宜小于直流输电系统允许的短时过负荷电流。5.4.10 直流隔离开关应满足各种工况的直流工作电流的要求。直流滤波器回路的高压直流隔离开关应具有带电投切直流滤波器的能力。5.4.11 直流电压和电流测量装置选择应符合下列要求:1 用于极线和中性母线的直流电压分压器宜采用阻容分压器;2 极线和中性母线上的直流电流测量装置可选用电子式电流互感器或零磁通直流电流测量装置;3 直流电压和电流测量装置应具有良好的暂态响应和频率响应特性,并应满足直流
22、控制保护系统的测量精度要求。5.4.12 直流绝缘子、套管选择应符合下列规定:1 直流绝缘子和套管应根据等值盐密与积污特性关系、运行电压和伞裙对积污的影响、闪络特性及闪距选择;2 直流极母线设备的套管宜采用复合绝缘型;3 直流极母线支柱绝缘子宜采用瓷质型或涂防污涂料瓷质型支柱绝缘子,也可选用瓷质芯棒复合绝缘型或玻璃钢芯棒复合绝缘型;4 复合绝缘型直流设备套管或绝缘子的最小爬电比距可按瓷质直流套管或绝缘子爬电比距的75%选择。5.5 电气设备布置5.5.1 换流站的交流开关场布置应结合交流滤波器和元功补偿设 15 备、阀厅、换流变压器以及换流建筑物布置,通过技术经济比较确定,并应符合现行行业标准
23、高压配电装置设计技术规程师LjT5352的有关规定。5.5.2 交流滤波器及无功补偿设备布置应符合下列要求:1 交流滤波器及无功补偿设备宜集中或分区集中布置,整体布局设计还应满足换流站厂界的噪声标准要求;2 当小组交流滤波器及元功补偿设备分散接入主母线时,宜与交流配电装置的布置统筹考虑;3 交流滤波器和并联电容器的高压电容器宜采用单塔布置,当单塔高度不满足噪声控制要求时可采用双塔布置。5.5.3 直流开关场布置应符合下列要求:1 极母线设备宜采用户外布置,当站址污秽条件较严重时经过技术经济比较,可采用户内布置;2 直流开关场布置应符合现行国家标准中对于静电感应场强等电磁环境的有关规定;3 直流
24、开关场宜按极对称分区布置,布置方式应便于设备的巡视、操作、搬运、检修和试验。5.5.4 阀厅及阀厅内设备布置应符合下列要求:1 两端高压直流输电系统换流站应按极设置极1和极2阀厅;背靠背换流站应按背靠背换流单元设置阀厅;2 换流阀布置方式宜根据换流变压器型式选择二重阀布置或四重阀布置。当采用单相双绕组换流变压器时,宜采用二重阀布置;当采用单相三绕组换流变压器时,宜采用四重问布置。5.5.5 换流变压器及平波电抗器布置应符合下列要求:1 换流变压器及平波电抗器布置应符合换流站总体布置需要;2 换流变压器阀侧套管宜采用插入阀厅布置,插入阀厅布置的阀侧套管应采用充气式或干式套管;3 两端高压直流输电
25、系统换流站极母线的平波电抗器宜布 16 置在阅厅和直流滤波器高压侧之间,当采用油浸式平波电抗器时,阀侧套管宜插入阀厅布置;4 两端高压直流输电换流站直流开关场采用户内布置时,平波电抗器的布置应根据技术经济比较确定;5 背靠背换流站的平波电抗器当采用油浸式平抗时,阀侧套管宜插入阀厅布置;6 换流变压器及平波电抗器的布置应满足搬运、安装及更换的场地要求;7 备用换流变压器和备用平波电抗器布置位置应考虑搬运和替换的要求;8 换流变压器和油浸式平波电抗器布置应满足消防要求。5.6 站用电系统5.6.1 换流站站用电系统设计应符合现行行业标准换流站站用电设计技术规定)DL/T5460的要求。17 6 控
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