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GB/Z 20996.2-2007

基本信息

标准号: GB/Z 20996.2-2007

中文名称:高压直流系统的性能 第2部分:故障和操作

标准类别:国家标准(GB)

标准状态:现行

发布日期:2007-07-30

实施日期:2008-02-01

出版语种:简体中文

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相关标签: 高压 直流 系统 性能 故障 操作

标准分类号

标准ICS号:电气工程>>29.200 整流器、转换器、稳压电源电气工程>>输电网和配电网>>29.240.99其他有关输电网和配电网的设备

中标分类号:电工>>输变电设备>>K46电力半导体期间、部件

关联标准

采标情况:IDT IEC/TR 60919-2:1991

出版信息

出版社:中国标准出版社

页数:44页

标准价格:30.0 元

计划单号:20031274-Z-604

出版日期:2008-02-01

相关单位信息

首发日期:2007-06-21

起草人:曾南超、苟锐锋、周观允、聂定珍、马振军、黄莹、王明新等

起草单位:中国电力科学研究院、西安高压电器研究所等

归口单位:全国电力电子学标准化技术委员会(SAC/TC 60)

提出单位:中国电器工业协会

发布部门:中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会

主管部门:中国电器工业协会

标准简介

本标准等同采用IEC 60919-2:1991,是GB/T 20996的第2部分。本标准对高压直流系统的暂态性能和故障保护要求提供通用的指导。 GB/Z 20996.2-2007 高压直流系统的性能 第2部分:故障和操作 GB/Z20996.2-2007 标准下载解压密码:www.bzxz.net

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标准内容

ICS 29.200;29. 240.99
中华人民共和国国家标准化指导性技术文件GB/Z20996.2—2007/IEC/TR60919-2:1991高压直流系统的性能
第2部分:故障和操作
Performance of high-voltage direct current (HVDC) systems-Part 2:Faults and switching
(IEC/TR 60919-2:1991,IDT)
2007-06-21发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局数码防伪
中国国家标准化管理委员会
GB/%20996.2—2007/TEC/TR60919-2:1991目
高压自流暂态性能技术规范概述无故障时操作的暂态过程
交流系统故障
交流滤波器、无功功率设备及交流母线故障·.换流器单元故障·.·
直流电抗器、直流滤波器及其他直流设备故障直流线路故障,
接地极线路故障
金属回线线路故障
高压直流系统的绝缘配合
通信要求
辅助系统
附录A(资料性附录)
(信息)义献日录
GB/Z 20996.2—2007/IEC/TR 60919-2:1991前言
GB/Z20996高压直流系统的性能\是国家标准化指导性技术文件,共包括以下3个部分第1部分:稳态;
第2部分:故障和操作;
第3部分:动,
本部分为第2部分,等同采用IEC/TR60919-2:1991高压直流系统的性能第2部分:故障与操作》。编辑格式按我国国家标推GB/T1.12000规定。本部分出中国电器工业协会提出。本部分由全国电力电十学标准化技术委员会(SAC/TC:60)州口。本部分负责起草单位:中国电力科学研究院,西安高压电器研究所。本部分参加起草单位:西安电力电子技术研究所.北京网联直流输电工程技术有限公司、西安西电电力整流器有限公司、南方电网技术研究小心、机械工业北京电工技术经济研究所。本部分主要起草人:曾南超、苟锐锋、周观允、聂定珍、马振军、黄莹、王明新、程晓药、懿红旗、方晓燕、陶瑜、赵豌君、田方。本指导性技术文件是首次发布。本指导性技术文件时全国电力电子学标雅化技术委员会负责解释。I
GB/Z 20996.2-—2007/TEC/TR 60919-2:1991引言
高压直流输电在我国电网建设中,对于长距离送电和大区联网有着非常广的发展前景,是日前作为解决高电压、大容量、长距离送电和异步联网的重要手段,根据我国直流输电1程实际带要和高压直流输电技术发展趋势开展的项月在引逃技术的消化暇收,国内育流输电工程建设经验和设备自主研制的苯础上,研究制定高压自流输电设备国家标推你系。内容包括基础标、主设备标准和控制保护设备标准。项日已完成或正在进行制定共19项国家标准:(1)高压直流系统的性能第部分稳态》(2)《高压直流系统的性能第二部分故障与操作\(3)《高压直流系统的性能第三部分动态”
(4)《高压直流换流站绝缘配台程序》(5)《高压直流换流站损耗的确定》(6)“变流变压器第二部分高压直流输电用换流变压器(7)《高压直流输电用油浸式换流变压器技术参数和要求(8)《高压直流输电用油浸式乎波电抗器》(9)《高压吉流输电用油复式平波电抗器技术数和要求”(10)《高压古流换流站无间隙金属氧化物避雷器导则》(11)《高压苔流输电用并联电容器及交流滤波电容器器(12)《高压直流输电用古流滤波电容器》(13)《高直蔬输电用普通品闸管的一般要求》(14)输配电系统的电力电子技术静正无动补偿装置用品闸管阀的试验(15)《高压直流输电系统控制与保护设备》(16)《高压吉流换流站噪音》(17)“高压吉流套管技术性能和试验方法》(18)“高压流输电用光控品闸管的一股要求》(19)《直流系统研究和设备成套导则》1总则
1.1范围
GB/Z 20996.2—2007/EC/TR 60919-2:1991高压直流系统的性能
第2部分:故障和操作
(F13/2. 20996的本部分是关于高压直流系统暂态性能和故障保护要求的指导性技术义件。论述了三矫式(双路)联结的12脉波(动)换流单元构成的两端高压直流系统故障及操作的暂态性能:不涉及多端高压直流输电系统:但对也含在两端系统内的并联换流器和开联线路作广讨论。假定换流器使用晶闸管榈作为桥臂,采用无闻隙金属氧化物避雷器进行绝缘配合,H功率能够双向传输,本部分没有考虑二极管阀。
GB/Z20996由三个部分组成。第1部分稳态,第2部分故障和操作,第3部分动态,在制定与编写过粗巾,已经尽量避免了三部分内容重复。因此,当使用名谁备编制两端高压直流系统规范时,应参考三个部分的全部内容。
对系统中的各个部件.应注意系统性能规范与设备设计规范之间的差别。本部分没有规定设备技术条件和试验要求,而是着重于那些影响系统性能的技术要求。本部分也没有包括详细的地震性能要求。别外,不同的高压直流系统可能存在许多不同之处,本部分也没有对此详细讨论,因此,本部分不成直接用作某个具体工程项目的技术规范。但是,可以以此为基础为体的输电系统编制出满足实际系统要求的技术规范。本部分涉及的内容没有区分用户和制造)的责任。1.2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本部分的引用而成为木部分的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修记版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的用文件,其最新版本适用于本部分。GB311.11997高压输变电设备的绝缘配合(eqTFC60071-1:1993)GB/T3859(企部)半导体换流器(GB/T3859.1~-3859.3—1993,ejvIEC6014611~60146-1-3:1991;GB/T 3859.4--2004,IEC 60646-2.1999,IDT)GB/T 13498高压直流输电术讲(GB/T 134982007,IEC.60633:1998,IDT)GB/T20990.1高压直流输电晶闸管阀第1部分:电气试验(GB/T20990.1—2007,IEC607001:1999.1013
GB/Z20996.1一2907高乐直流系统的性能第 1部分稳态(1EC60919-1:1988,IDTGB/22C996.3—2007高压直流系统的性能第3部分:动态(IEC 60919-3:1999,IDT)2高压直流暂态性能技术规范概述2.1暂态性能技术规范
高压直流系统在故障与操作期间完整的暂态性能技术规范应包括故障的保护要求。这些概念在下死暂态性能和相应条款的适当地方说明:一第3章:无故障操作的暂态过程…第1章:交流系统故障
—-第5章:交流滤波器、无功功率设备和交流母线故障第6章:换流单元故障
GB/Z20996.2—2007/IEC/TR 60919-2:1991第7章:直流电抗器、直流滤波器或其他直流设备故障第8章:直流线路故障
一一第9竟:接地极线路故障
-第10章:金属回线线路故障
—-第11章:高压直流系统的绝缘配合一第12章:通信要求
第 13 章:辅助系统此内容来自标准下载网
下述有关直流线路,接地极线路及接地极的条款仅限手讨论它们与高压直流换流站的暂态性能或保扩之间的关系。
2.2一般规定
通常,控制策略能够将扰动影响减至最小,但应该指出,设备的安全依赖于自身的良好性能。3无故障时操作的暂态过程
3.1概述
本章讨论高压直流系统在换流站交流和直流两侧操作期间和操作之后的暂态过程,不涉及设备或线路发生故障的情况,这些故障情况将在本指导性技术文件随后的章节中讨论无故障操作可分成下述几类:
1)交流侧设备(如换流变压器、交流滤波器、并联电抗器、电容器组、交流线路、静止无功补偿装置(SVC)和高步调相机等)的投人和切除:恐负荷,
换流器单元的起动或停运;
直流极或直流线路并联时直流开关或直流断路器的操作,直流线路(极)接地极线路、金属向4)
线、直流慧波器等的投入或切除。3.2交流侧设备的投入与切除
在高压真流输电系统运行寿命期内,换流变压器、交流滤波器、并联电抗器电容器组、静止无功补偿装置和其他设备的投区或切除可能会多次出现。据交流系统和被操作设备的特性,在开关操作时产生的电流和电压应力将施加到被操作的设备上,并且通常还会侵入交流系统的某部分巾中。对工程设计来说,最为严酷的过电压和过电流適常都是来自故障(见第A章到第8章),而不是来自止常的开关操作。但是,为完整起见,本指导性技术文件还是将其视为交流系统的电压扰动进行讨论滤波器的投切也会引起母线电压的瞬时崎变。并川能十扰换相过程,在离系统中还可能导致换相失败。
因此,为广下述目的,应完成设备的投切研究:一确定交流网络和设备产生异常应力的临界条件和相应的抑制措施,设备设计
-—校验避雷器能耗。
为了控制谐波十扰和终端稳态电压而需投划瀛波器或电容器组时,通常会出现暂态过程,由于操作过电压经常发生,所以通常希望过电压保护装置在这样的操作过程中不要吸收过多的能量。例如在与滤波器或电容器组柑连的断路器中加人适当的电阻或断路器选相合,都可减小例行的严合摄作时产生的过电压幅值也可撼小逆变器换相失败的概率牵。高压直流控制系统用于抑制某些过电压也十分有效。
在切除电容器时,应采用无重击穿的开关装置,以防止当切除滤波器或电容器红时可能发生重击穿而引起严重的过电压。
变压器合闹的励磁通流可能引起交流和古流系统之间不利的粘互作用。此电流可持续数秒钟,起2
GB/7 20996.2—2007/1EC/TK 60919-2:1991始的峰值至少可达变压器额定电流的3倍-~4倍。如果变压器二作在饱和区,此时则可能激发某些模式的振荡,出现欠阻尼的暂时过电压。另-个结果则是问电网注入高幅值的低欲谐波电流,常常造成对逆变器来说很敏感的电压畸变,并有可能导致换相尖败.为减小励磁涵流,常用的方法包括加装断路器合闹电阻、断路器极间同步、设定变压器有载分接开关在最高分接位置等。同时,也应洋意换流站其他变压器的投人或静止无功补偿装置的投切也会导致已投运的换流变压器出现饱和,采用低次谐波滤波器也有助丁减轻励磁涌流带来的问题。这个方法的有效性很大程度取决于系统和有关设备的特性,另外,交流系统的响成对己投入的换流变压器台数很敏感,在多个换流器单元串联而换流变压器尚米带负载时光为如此电容器和滤波器组的疫入会使这些元件与电网其余部分之间产生振荡。操作过电压与电容器利滤波器组的容量及电网的特性有关,并可能和过电流同时出现在已准电的变流系统元件上。出于在分闻操作后电容器中有余电荷,所以应注意电容器冉投人时损坏的可能性,如果电容器的内部放电电阻在规定的等待时间内不是以完成放电过程,那么在重合之前可能需要采取放电措施,否则就可能需要较长的等待时间。滤波器的投入可能会引发振荡,其频率由滤波器和交流网络所决定。同样,划除滤波器或电容器组也可能会引起交流系统的电压振荡。静止无功补偿装置可用于稳定电压和控制暂时过电压,静止无功补偿装置的投人成仪对系统电压产生轻微的影间,或甚至无暂态现象发生,大多数静止无功补偿装置都是通过控制作用来达到这一自的。
并联抗器或出容器的投切会引起交流电压的变化。为了把由投切引起的电压变化限制在允许范围内,对这些设备的容最和操作应予以规定。与高压自流换流站相连的交流输电线的投入和切除也会产生电压暂态过程,也应予以考虑,这些操作侵影响态谱被效应的交流谐波组抗发生变化:当同步调相机在起动或作为感应电动机运行时,会吸收无功功率、降低系统电压,并引起暂态电压,它们在这方面的性能减仔细检验。应将各系统元件在操作期间可接受的暂时或暂态过电压和过电流水平,以表格的形式,或优先以预期的暂态过电压水平和过电流水平随时间变化的曲绒的形式写人规范之中。综「所述,有关交流系统的电气特性和末来发展都应尽可能全面地在规范中提供。在现范书中还应提供相关的运行规程和现有的及预期的交流过电压水平。无论投人或切除高压百流换流站中的哪个儿件,在前面条款中所述的暂态条件下所希望的性能部应绪予说明。
高压言流系统的过电压性能应与现在所连交流电网的实际性能特性相配合3.3甩负荷
由于以下原因,无故障时高压直流系统传输的班率可能突然减小:一·…由于某侧交流断路器意外跳间;一由于控制系统作用使换流单元闭锁或旁路:一由于发电机组丧失或其他可能的各种原因。交流系统电压升高,主要原因是高压直流换流站无功补偿过剩。由丁电力变压器饱和满足谐振条件变压器、滤波器与交流电网之间可能发生谐振。交流系统频率偏移列能切剧过电压的影响。应特别注意逆变器只与滤波器和并埃电容器组连接而与交流系统断开的情记。对丁这种故障,逆变器应该闭锁并旁路以防止过电压损坏滬波器元件、交流侧避雷器或阀避雷器。对于逆变器通过·回或很少儿回线踏与交流系统相连的系统,设计保扩方案时成考意线路远端断路器跳闸的情说:交流系统故障后用负荷的暂态过程,将在4.3.5中讨论。如果预计电负衙引起的过电压大于3.2所描述的水平时,则成专门规定其可接受的幅值和持续3
GB/Z 20996.2-—2007/1EC/1R 60919-2: 1991时间。
需研究适当的运行方案,使系统返回正常运行工况。为此可采取的措施,包括通过对运行中的换流单元进行控制,借以调行系统电压,或者投人电抗器,或者切除电穿器或滤波器组等,如果需妄在过电压状态下投切电容器或滤波器组,在选择断路器的额定值和容量时应考虑到这一点。如果现有的断路器容显不足,则应禁止使用这种而式而应改用其他抗法降循过出托群欲物换流器用丁电压控制,在阀的设计和制造时,应考虑阀在大憾发角下运行的工况来用控制换流器的方法降低交疏系统过电压的程度玻决丁满足交流系统动态性能的供电莲臻料要求。
另外,也叫能需要来用其他方法,如投切电容器、电抗器、同步调相机、静止无功补偿装置、特殊金屑氧化物(MO)暂时过电压(TOV)吸收器等,把过电压限制在可接受的水平,从而达到希望的换流器性能:
虽然在大多数系统设计方案中,经济性占据主要地位,但在成本与系统性能之间,可能仍需要进行存缅叔衡。
3.4换流器单元的起动与停运
应该编制高压直流输电系统极的正常起动或停运操作规程。申联换流单元的起动与停运是由控制系统完成的,有时由控制系统与换流器单元上并联的开关装置共同完成,为此自的,在断开或闭合旁路开关之前,自动程序通常使阀桥内部形成阀旁路,在这一过程中,任何特殊的要求或限制,如交流母线电压变化的最大允许值特殊的联锁要求或传输功率的最大变化雾,都应加以规定。尤其在工程分期建设阶段,应当注意系统中运行的换流器数目少于最终设计的换流器数月。3.5直流断路器和直流开关的操作用在高压直流输电系统肖流侧的开关装置,其作用如下旁路或切除换流单元;
一双极系统中使换流站极与接地极线路连接或断开将极或双极并联,包括极性倒换;投切中性母线:
投切直流线路一
投切育流滤波露,
企单极运行期间将真流滤波器并联。它们可根据不同特点分成几类。图「给出换流站吉流侧下几科开关装置的布置:电流转换开关(S)
隔离开关(D):
接地开关(F):
要注意下列区别:
用于无流分闻的装置,即使其具有限定的关合利开断能力:髂够把电流从:-通路转换到与它相并联的另-通路的装置,广在转换期间分断预定的电流,样的装置具有足够的能量吸收能力;“·直流断路器能够断开额定估内任意大小的直流电流并能够承受随后的恢复电压。直流断路器可以用米使换流站或直流线路极不受限制地并联或解并联:直流断路器的·个特殊
应用就是用做金属回路转换断路器(MRTB)无电流情况下操作的开关和具有不超过负载电流的电流乃断能力的直流断路器,在故障条件下及运行操作中部施与控制系统的动作相配合。例如,换流站或线路极的并联或邂除并联操作就需要断开和闭合不同的开关。
GR/Z 20996.2—-2007/1EC/TR 60919-2: 1991这些操作可能引起多种电压和电流的暂态过程,这些操作功能是由直流控制所决定的操作顺序完成的:
因此,这种暂态过程取决于控制系统、开关的动作时间以及交流利直流系统的电气特性:对于可靠性要求很高的两端系统,采用直流断路器,通过输电线路并联及沿其路径分段的方法,可以提高输电的可靠性及可用率。这样,当运行需要或发尘持续性故障时,其至无需暂时停运直流输电系统,就叮以将择联线路之一惑某一段线露隔离。因此,作发热允许范围内,剩下的健全线路能维持最大输电容最。当然,如同并联交流线路,需要采用有选择性的保扩。
高压吉流输电系统中所有开关和断路器,其操作特性,包括速度要求都应圳以确定和规定。对于自流开关裴置:施定文下刻功能:在高压直流换流站内的作用;
一运行方式,
一动作时问要求;
—连续工作电流:
分断电流:
关台电流;
一分断电压;
断.床
合阐和分阐位置时的对地电压
考虑到极直流侧低阻抗接地故障的情况,至少需要一台能把电流从运行极转移到地的中性线开关。
4交流系统故障
4.1概述
高压直流系统作交流系统故障及故障清除后紧接着的恢复过程的暂态性能,在系统的设计和规范编制时要慎重考。此恢复性能受所采用的特定控制策略的影响,也白接影响到高压自流设备的额定值,与之相莲的交流变电站设备以及交流电网的响应。4.2故障类型
在制定高压直流系统技术规范时,应考虑下列交流故障:…-每功率流问的送端(整流器)和受端(逆变器)故障;一高乐直流换流站中三相短路、三相短路接地相间短路、两相短路接地利单相接地故障对于大多数规划项日,只要分析三相短路故障及单相接地故障期直流系统的性能即可;一远离高压直流换流站的交流故障;应考虑重合间的实际情况;在有交流线路与直流线路平行架设且靠待很近的情说下,交流及直流线路上的.上述各种故障;这种类型的极端情况是作交流线露和自流线跨的交叉处,发生交流线路对直流线路的闪络,4.3影响态性能规范的有关事项
对于交流系统故障期间及故障之后的暂态性能,高压直流系统的技术规范应考意影响百流及交流系统运行和设备额定值的所有方面。为了在整个系统的成本和性能之间取得最佳平衡,在高乐直流系统规范中应综合考虑。
以下条款将讨论影响交流系统故障期间及故障后暂态性能的特性。4.3.1有效的交流系统阻抗
有效的交流系统阻抗最简单的形式遥常表达为短路比(SCR),即交流系统短路容量(MVA)与换流器古流功率额定值(MW)之比。5
GB/Z 20996.2-—2007/IEC/IR 60919-2:1991然而。短路比的更帮确表达形式应是以额定直流功率利受流电压为基雅的交流系统导纳。它是在系统频率下计算的,并应包含阻抗。许多研穿都紗及到从换流器向交流系统着进去的总导纳,包括连接在高压直流换流站交流母线L的滤波器及其他无功功率件的导纳。这称为有效短路比(ESCR)低次谐波频率范围内的阻抗足最重要的。这里定.义的短路比不同于GB/T3859定义的短路比(R.SC)后者是以换流器额定兆伏安(MVA)作分母的
短路比对誓态故障性能的影响表现在以下方面:1)在故障期间能够维持功率稳定传输不发生换相失败:2)恢复时闻间,特别是当逆变侧故障时;3)故障后控制恢复电压在可接受的范国内;4)可能出现的低频谐振条件,即小于5次谐波的谐振:5)暂时过电压。
所有这些因素郡随交流系统阻抗和相角的增加而变得更郝显著,4.3.2故障期间的功率传输
对于距离较远的交流系统故障,即使引起的高压直流换流站的交流母线出压变化不大,但高压直流系统叫能对此感。交流故障造成的电压降落和崎变会影响换流器的触发角,并使传翰的直流功率降低。对于远端一相短路故障,损失的直流功率与交流电压降基本上戏正比,当直流电压降到“定水平后,可能需要采用某些形式的与电压相关的控制对策,这将在后闻有关章节中讨论。控制模式的转执会造成逊一步的流功率减小,这将在1.3.8中说期。与电压相关的控制提供了一-种通过相互配合使电流裕度不会失去的方法修改每端换流器的电流限值或电流参考值。每端的百流电压代表了整流端和逆变端相互配合所需的信息,在此无需湛他通信。这样的控制方案有儿种,图2所示是一个例了,当换流器用作无功功率控制时,与电压相关的控制的输人电压应为交流母线电压。应对每一系统逊行系统研究,以确定所需直流或交流电压阐值、电流限制值.时间常数及升降速率的最优整定值,
对下靠近整流端及淇附近的交流单柜对地故障。现代换流器传输功率的减小基乖上与平均的交流电压降成正比,因为通过换流器不平衡触发可以很容易地补偿较大的交流压不对称。另一方面,对丁采用等距触发方案的大多数逆变器控制,为便换相失败减至最小而设定的最早触发时刻,确定了所有阅的触发时刻,这种控制行为与电压相关的控制一起,通常导致在逆变端交流单相故障期间传翰输功率最小。在逆变端交流线路对地故障期间,逆变侧切换到按相控制运行,这种方式提供了一种使传输功率天丁上述最小传输功率而不会发生款数过多的换相先的方法。在交流故障条件下能否传输功率,很大程度上取决于所考虑的高压直流系统的性能,因此,最好通过数字仿真和(或)模拟器研究决定,4.3. 3龄障清后的恢复
恢复时间川以定义为:故障清除后,高正直流统在规定的超调量和稳定时问内,恢复到规定的功率水平所需的时间。此功率水平的典型值是故障前功率水平的90%,对与低阳抗交流系统相连的整流器或逆变器来说,在换流站发生的所有非持续性交流故障,对丁具有现代控制系统的高压直流系统,恢复时间可以很快,如50 ms~~1G0 ms。I实际设计或建设的许密高压直流系统的一端连接在高阻抗交流系统「,在这种情况下,其恢复时间可能要比连接在低阻抗交流系统「.的高正直流系统长儿倍。使用长距离直流电缆或很长的直流架空线路的高压直流系统,其恢复时间他会较长,
恢复时间的整定信应考虑交流系统受主保护和后备保护故障清除时间影问的稳定性。然而,有些因素,如需要尽量减少换相失败或降低故障后的恢复电压等,经常影响倒直流系统控制6
方案中实际设定的恢复时例。
GB/Z 20996.2—2007/IEC/TR 60919-2:1991在严重的交流单相接地或三相短路故障期间,如果可能,通过的触发控制,把自流电流维持在降低了的某一数值,通常也叫以改善恢复特性:在故障期间对调继续触发或在故障被清除后立即顾复触发都川降低恢复电压的福值,提高稳定性。技术规范应考虑单相接地及三相故障可能持续的时间,包括可能有的后备保护清除故障时间。对于后备保护清除故障的情况,高压直流系统应具有快速恢复能力,这·点是重要的,困为设计阀时,应使其门被电路存谐足够的能量,以渡过预期的故障阶段。4.3.4故障期间和故障后恢复期间的无功消耗交流故障期间及故障后高压首流换流站的无功功率消耗最获于换流站的控策哗。其有特定性能的低压限流特性经常用来调节功消耗(是电压的函数),以及用来改善逆变器的恢复能力,且不发生损相失败。
对于高压直流系统远端兀故障站以及故障站(如可能的话),部可以采取-些策略维持无功的消耗或把交流丹线申压维持在规定的极限范围内。在焕相失败期间,无功潮流发生显著变化。换流器持续焕相失败引起保护动作,使无功功率回流人交流系统,从而导致在高阻抗系统中出现相当高的过电压,高压直流系统的研究,对子确定控制交流母线电压的方法,及确定维持唤相以及维持交流电网稳定性的方法都是重要的,
4.3.5交流故障引起的电负荷
川能导致换流器闭、切负荷、三相故障清除后解锁失败及严重的换相败等故障情况,都以电负荷的形式表现出来,并会引起很高的暂时过电压、铁磁共振或可能导致系统崩溃的交流系统不稳定。另外,对某些系统注意用掉大的直流负荷导致高压流换流站中或在电气上靠近它的发电机或同步调相机自激的可能性
甩负荷过电压将会对高压直流设备的额定值产牛直接影响。为了评估成进行以下研究工作:交流电网中现有设备能承受这些过电压的程度利必要的应对措施的设计:高压直流换流站设备的设订要求,包括能承受这种甩负荷过电压所需的变流保护,换流器木闭锁时可用来协助限制过电压,但是,要考虑到交流系统放障恢复失败后换流器闭锁的可能性。这样的然事故可能需要采用其他手段,如通过无功功率设备的高速开关、静止无功补偿装置低次阻尼滤波器或保护性能显证放装置求控制甩负循过电压。技术规范应指出对丁上述偶然事故可接受的过电压幅值和持续时间。4.3.6无功功率设备的投切
无功功率设备如交流滤波器、并联电抗器和并联电容器组的投划,是高压直流换流站交流侧控制谐被下扰及稳态电压的常用方法,稳态电压是交流系统负荷惑交流系统一饮回路电压的函数:当指定用开关装置投切被器、并联电抗器或并联电容器组时,不仅要注意其在正带稳态下的开断能力和速度,而耳要注意清除交流故障及甩人负荷引起的过电压要求,更复黎的情说是如果一台现有的无功功率开关装萱在瞬时甩负荷过电压期问不足以安全开断此时,应配备一台容量足以开断超额无功电源的备用断器,如果被切除的无功功率设备在高压直流系统的负荷达到故障前的水平之前必须巫新投人,删这种无功设备投切力式会导致高压流系统的再启动时间太长,这是需要考虑的另个问题。4.3.7故障期间谐波电压和电流的影响在交流故障期闻感恢复期问,著发生多同被的换相失败或阀触发异带故障,可能在交流侧和育流侧产生低次非特征谐波的电压和电流并激发其他频率的电和电流。这些川能在交流或直流系统中暂时引发谐振,但产车的电流和电压通据不太天,部分原因是现代控制系统的基减作用。但是,刘对这样的影7
GB/Z 20996.2—2007/THC/TR 60919-2 : 1991响应该研究,以检查它对诸如滤波器的暂态额定值的影响以及可能导致的交流系统继电保护误动作等如果背流侧在基波频率上谱振,州换流变压器用能山现饱和。这会在换流变压器网侧产生二次谘波,并可能造战系统不稳是。在整流端附近发生的变流单相接地蔽障也会在直流侧引起大的二次谱被电压,且将随着融发的继续一育保持下去。考虑到这些情记,有必要仔细研究直流线路对这种谐波产生谱振的可能性。
在设计交流滤波器的额定值和决定逆变器在故障恢复期间的换相能力时,应考虑故障期间产牛的波。
另外,应当仔细检查在交流改障期间出低次谐波引起的交流保护误动作的可能性。4.3.8运行控制方式转换
在交流故障情况下,可能需要改变运行方式:例如,变为功率控制方式或电流控制方式。从整流侧电流控制转换到逆变侧电流控制会导致传输功率减小,故需要调整电流指令以补偿功率损尖,对于两端之间有或没有通信情况下的电流裕度配合以及无功功率消耗随电流裕度调整的变化也应进行研究。对于-些高阻抗交流系统,在故障引起的暂态期间:在功率控制方式下运行可能出现不稳定,除非转换到电流控制方式,或使功率控制方式具有定电流控制特性:4.3.9高压直流系统的功率调制
交流系统的暂态稳定性及高压直流系统的故障恢复性能有时可通过功率调制,直流电流或直流电压调制米改善,这部分内容将在本系列指导性技术文件的第三部分中讨论。4.3.10紧急功率降低
在导致关键交流线路被切除的故障情况下,为了缓解交流系统的不稳定问题,作为一种应急方案,可能需要其有紧急功率降低或甚牟功率反转的能力。技术规范应考忠这种控制作用对以下各项的影响:
一连接到另-端换流站的交流系统,由于甩部分负荷可能产的过电压利不意定;-配合紧急功率降低及故障后增加功率的通信时间要求以及可能发生的通信中断的影响在某些情说下,从交流故障直到恢复措施执行完毕的故障恢复期间,可能需要直流系统降低功率水平运行。这可以通过适当的系统研究于以确定。4.4技术规范对控制策略的影响
在确定交流故障期间及故障清除后的恢复期间最佳的暂态性能时应考虑交流系统工况。由于交流系统工况变化范围很!,没有单一-的控制策略能适用于所有的工说。每·系统应在接近指定的工况下进行优化,这可以利用数宇伤真和(或)物理模拟对该系统进行研究确定。性能规范应允许直流控制策略在维持功率传输与防止换州失败,不稳定或很大的恢复电压之间做出晨佳权衡,其总体效果应使所连接的交流系统满意运行。5变流滤波器,无功功率设备及交流母线故障5.1概迷
本章讨论交流诺波滤波器、无功功率设备及交流母线上的做障,这些故障中可能出现较人的谐波电流,成在保护方而加以考虑,本部分未涉及静止无功补偿装置(SVC)的故障保护。图3是双极高正直流系统巾,交流滤波幕和并联电容器布置方法的·个例子。每组中的电容器、电抗幕及滤波器支露可分别避过负荷隔离开关投划,而接地放障则应由控制繁组的断路器清除。有时采用另·补布骨方案,即通过换流变压器的第三组连接滤波器,电容器及电抗器组,滤波器和无功功率组的基波及谐波阻抗对交流母毁上出现的过电咔幅和波形影响很大。因此,交流滤波器和无功功率组的详细模型是研究暂态条件下的册线京压的础。5.2滤波器组的暂态过电压
在正常运行系件下,所在滤波器主电容器两端的电乐接近相电压,而其他撼波器元件两端的电压通
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