NB/T 42107-2017
基本信息
标准号:
NB/T 42107-2017
中文名称:高压直流断路器
标准类别:能源标准(NB)
标准状态:现行
出版语种:简体中文
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相关标签:
高压
直流
断路器
标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
NB/T 42107-2017.High-voltage direct current circuit-breaker.
1范围
NB/T 42107适用于直流6kV及以上电力系统用高压直流断路器(以下简称直流断路器)。本标准主要针对机械式直流断路器。电力电子式及混合式直流断路器也可参照本标准。
NB/T 42107规定了直流断路器的使用环境条件、术语和定义、额定值、技术要求、型式试验、出厂试验、特殊试验、现场试验等。
NB/T 42107也适用于直流断路器的操动机构及其辅助设备。
注:本标准涵盖了用于直流断路器的避雷器、电容器、电抗器等装置。
2规范性引用 文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 1094.6-2011 电力变压器 第6部分:电抗器
GB 1984-2014 高压交流断路器
GB/T 2900.20-2016 电工术语高压开关 设备和控制设备
GB/T 11022-2011 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求
GB/T 13498-2017 高压直流输电术语
GB/T13540高压开关设备和控制设备的抗震要求
3术语和定义
GB/T 2900.20-2016、GB 1984-2014 和GB/T 13498-2017界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1直流断路器DC circuit-breaker
能够关合、承载和开断高压直流输电系统中的直流运行电流,并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件(如短路条件)下电流的开关装置。
3.1.1机械式直流断路器mechanical DC circuit-breaker
主通流支路为机械开关装置,转移支路为电感和电容(有源或无源),能量吸收支路为避雷器。
如图A.1所示。
3.1.2电力电子式直流断路器power electronic DC circuit-breaker
主通流支路和转移支路是由电力电子元件组成的同一支路,能量吸收支路为避雷器。如图A.2所示。
标准内容
ICS29.120.40
备案号:59884-2017
中华人民共和国能源行业标准
NB/T42107—2017
高压直流断路器
High-voltage direct current circuit-breaker2017-08-02发布
国家能源局
2017-12-01实施
规范性引用义件
术语和定义·
正常和特殊使用条件
额定值:
额定直流电压
额定电流
额定短路电流
额定截断电流
最大持续运行电流
绝缘水平
机械操作次数
额定战断电流开断次数
额定功耗·
额定吸能
额定辅助和控制回路的电源电压结构与性能要求
般要求
端子机械负荷
爬电比距·
轴助和控制设备
动力操作
外壳的防扩等级
电磁兼容性(上MC)
型改试验
绝缘试验:
主回路电阻的测量
7.4温川试验
防护等级验证
7.6密封试验
电磁兼容性试验(EMC)
周围空气温度下的机械操作试验端子静负载试验
NB / T 42107 2017
NB / T 42107 2017
7.10直流断路器的开断试验
抗震试验
8出试验
8.1概述·
整机出!试验(适用时)
8.3主回路电附测量
设计和外观检查
9特殊试验
10现场试验
运输、储存、安装、运行和维修规则.
概述·
运输、储存和安装的条件
安装·
11.4返行·
11.5维修·
12安全性
13产品对环境的影响
附录A(资料性附录)
直流断路器的选用导则
附录B(资料性附录)
直流输电系统过负荷电流
附录C(资料性附录)
直流断路器试验回路和试验电流波形参考文献
NB/T42107—2017
本标准按照GB/T1.1一2009《标准化T作导则第1部分:标准的结构和编写》给山的规则起草。本标准中中国电器工业协会提出。本标准巾全国高压元关设备标准化技术委员会(SAC/TC65)归口。本标准起节单位:西安高压电器研究院有限贡任公司、南方电网科学研究院有限员任公司、西安交通人学、国网智能电网研究院、深圳供电局、清华人学、中国船舶重工集团公司712研究所、平高集团有限公司、许继集团有限公司、荣信电力电子股份有限公司、中电普瑞电力工程有限公司、人全集团有限公司、南京南瑞继保电气有限公司、施耐德电气(中国)有限公司、西电宇鸡电气有限公司、厦门华电开关有限公司、西安西电电力系统有限公司、西安西电开关电气有限公司、西安西电高压开关有限责任公司、机械工业高压电器设备质量检测中心、西安神电电器有限公司。木标淮主要起草人:赵羲英、刘广义、陈名、贾中利、吴鸿雁、田恩文、黎小林、姚斯立、赵宁明、张升、魏晓光、刘平、邢娜、蔡汉牛、黄瑜珑、任志刚、程铁汉、十帮田、刘佑、查鲲鹏、朱忠建、方太勋、韩游洋、寇政理、游一民、封磊、南振乐、张晋波、杨英杰、黄志峰、古十荣、贾东旭。NB/T42107—2017
高压直流断路器的特殊性:巾于高压直流系统没有自然电流过零点,使得高压直流断路器必须实现以下基本功能:
a)在元断电流「制造个过零点:b)耗散储存在系统中的能量;
c)耐受电流开断后系统产生恢复电压儿H是,a)、b)会导敛断路器和直流系统之问产生强烈的相互作用,这也是高压直流断路器与交流断路器截然不同的原因之一。此外,基丁断路器的应用,还有以下要求:在基于VSC的白流系统中,高压直流断路器的截断时间必须非常短(取决于系统要求,一般小于5ms);
一断路器开断产牛的恢复电压必须足够低,以符合流系统绝缘配合的要求。高压白流断路器的基木原理:在白流电路中,通过产牛幅值与系统电压相当或者史高的反向电压来使电流趋于零。在低压和中压白流断路器中,苷遍利川电弧来限制电流和耗散能量。在高压系统中,白流断路器常采用几个并联支路,将「述的元断任务分散到不同的单元米完成·般情况下高压直流断路器巾三个部分组成:低阻通态导流支路:
一元断过程中的高阻限流和转移支路;能量吸收支路
本标准提出的高压直流断路器的技术条件和试验要求是基于直流输系统用直流断路器的科研成果,并参考国内外高压直流输电工程的设计、运行及试验经验制定的.V
1范围
高压直流断路器
NB/T42107—2017
本标准适用丁直流6kV及以上电力系统用高压直流断路器(以下简称直流断路器):本标准主要针对机械式直流断路器。电力电子式及混合式直流断路器也可参照本标准本标准规定了直流断路器的使用坏境条件,术语和定义、额定值、技术要求、型式试验、出厂试验特殊试验、现场试验等
本标准也适用直流断路器的操动机构及H辅助设备:注:本标准涵盖了用于直流断路器的避雷器、电容器、电抗器等装置。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注H期的用文件,仅注H期的版木适用于木文件。凡是不注H期的引而文件,其最新版本(包括所有的修改单)适川于本文件。GB/T1094.6一2011电力变压器第6部分:电抗器GB1984—2014高压交流断路器
GB/T2900.20一2016电T术语高压元关设备和摔制设备GB/T11022一2011高压开关设备和挖控制设备标准的共用技术要求GB/T134982017高压直流输电术语GB/T13540高压开关设备和控制设备的抗震要求3术语和定义
GB/T2900.202016、GB19842014和GB/T134982017界定的以及下列术语和定义适用丁本文件。
直流断路器DCcircuit-breaker
能够关合、承载和开断尚压百流输电系统中的流运行电流,并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件(如短路条件)下电流的开关装置:3.1.1
机械式直流断路器
mechanical DC circuit-brcaker主通流支路为机械开关装置,转移支路为电感和电容(有源或无源),能量吸收支路为避甫器:如图A.1所示。
电力电子式直流断路器powerelectronicDCcircuit-breaker主通流支路和转移支路是巾电力电了元件组成的同“支路,能量吸收支路为避甫器。如图A2所示。
混合式直流断路器hybridDCcircuit-breaker主通流支路含有机概开关装置,转移支为电力电子元件,能量吸收支为避雷器.如图A.3所示:
NB/T42107—2017
直流断路器的组件componentsofDCcircuit-breaker通常高压白流断路器的组件包括开断装置、电流转移装置、能量吸收装置等。3.2.1
开断装置breakingdevice
直流断路器中用于元断主通流支路中电流的装置,,3.2.2
电流转移装置
current commutation device
直流断路器中用于将主通流支路电流转移到能量吸收支路中的装置。3.2.3
置energyabsorbingdevice
能量吸收装置
直流断路器中用于吸收系统中储存的能量的装置,3.2.4
置auxiliaryisolationdevice
辅助隔离装置
用丁开断剩余电流的隔离装置。注1:该装置迹常具有关合功能,注2:剩余电流包含避雷器残余电流,电流转移装置中的振荡电流等。3.2.5
快速机械隔离开关high-speedmechanicaldisconnectors混合式古流断路器主通流支路中的机械开关。3.3
特性参量
截断时间cut-offtime
从白流断路器收到分闸指令开始时刻,到达到瞬态开断电压峰值时刻的时间间隔。注:通常指直流断路器中主儿关的儿断时间、3.3.2
全开断时间,totalbreaktime
从直流断路器收到分闸指令元始时刻,到能量吸收装置电流降到剩余电流时刻的时间问隔。3.3.3
E transient interruption voltage瞬态开断电压
在直流断路器断电流过程中,断路器端了问产生的瞬态中压。3.3.4
瞬态开断电压峰值peaktransientinterruptionvoltage直流断路器开断电流过程中,断路器端子问产生的瞬态电压峰值3.3.5
过负荷运行电流overloadcurrentinoperation直流系统以超过系统额定输送功率方式运行时,流过直流断路器的电流,过负荷运行电流由直流系统的过负荷能力确定
注:阴录B中列举了国内两个高压直流输电工程系统过负荷电流。3.3.6
最大持续运行电流maximumcontinuouscurrentinoperation百流系统持续过负荷运行时,流过百流断路器的电流。最大持续运行电流由百流系统的持续过负2
能力确定。
短路电流short-circuit current巾于电路的故障或错误连接造成的短路而引起的过电流。GB/T2900.202016,定文3.7
额定短路电流rated short-circuitcurrent占流断路器能够成功开断的短路电流的最大值。3.3.9
截断电流cut-offcurrcnt
直流断路器进行开断动作中达到的最人瞬时电流值。3.3.10
剩余电流residual current
在百流断路器开断后,辅助隔离装置闭合条件下通过百流断路器的电流值。3.3.11
额定剩余电流ratedresidualcurrent在额定直流中压条件下,通过直流断路器的最大剩余电流值。3.3.12
预期电流prospective current
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当百流断路器被一个阻抗可以忽略不计的导体代时,电路中可能流过的电流。注1:预期电流可用同样的方法定性为真实也流:预期分断也流、预期也流的峰值等,注2:改写IEC60050-411-17-01。3.3.13
单向直流断路器unidirectionalDCcircuit-breaker用于断开预定方向(并标明)的直流电流的断路器。3.3.14
双向直流断路器
bidirectional DC circuit-breaker用丁断开任一方向的直流电流的断路器3.3.15
额定短路电流上升率(di/dt)risingrateofratedshort-circuitcurrent截断电流与短路电流起始时刻到截断电流时刻的时间间隔的比值。3.3.16
额定压降ratedvoltagedrop
处丁闭合状态下的直流断路器,当额定电流通过时断路器端子问的压降。3.3.17
额定功耗rated power dissipation处于闭合状态下的流断路器,当额定电流通过时断路器的功率损耗(额定功率为额定电流和额定压降的乘积).
合闸时间closing time
百流断路器,从收到合闸指令开始到主通流支路导通的时间间隔。3.3.19
额定吸能ratedabsorbed energy直流断路器一次开断电流时吸能装置的最人吸能:3
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4正常和特殊使用条件
符合GB/T11022—2011第2章的规定。5额定值
额定直流电压
额定直流电压从下列值中选取(kV):6、10、20、25、35、50、100、160、200、320、400、500。注:对丁直流电压有特殊要求时,山供需双方协商确定。5.2额定电流
符合GB/T110222011中4.5.1的规定,5.3额定短路电流
百流断路器预期开断的直流电流由下列值中选取(kA):2、5、8、10、12.5、16、20、25、31.5.40、50、63、80、100、125。
注:对十电流有特殊要求时,由供需双方协商确定。5.4额定截断电流
直流断路器元断的直流电流巾下列值中选取(kA):4、5、6.3、8、10、12.5、16、20、25、31.5。注:对于电流有特殊要求时,山供需双方协商砸定。5.5最大持续运行电流
最人持续运行电流一般为额定电流的1.05倍1.25倍5.6绝缘水平
百流断路器的额定绝缘水平应从表1给定的数值中选取。表1额定绝缘水平
额定直流电压
60min直流耐受中压
额定击电冲击耐受电压
端了间(断间)
额定育流电压
5.7机械操作次数
601mi1n 直流,耐受电压
500次、1000次、3000次。
注:仅对直流断路器中的机械开关装置适用:5.8额定截断电流开断次数
参见表2。
5.9额定功耗
表1(续)
直流断路器的额定功耗以「瓦(kW)标明:5.10额定吸能
直流断路器的额定吸能以T焦(kJ)标明。5.11额定辅助和控制回路的电源电压符合GB/T11022—2011中4.9的规定。6结构与性能要求
6.1概述
NB / T 42107 —2017
额定雷电冲击耐受电服
端了间(断口间)
在直流系统中,直流断路器常采用几个并联支路完成开断任务。-般情况下直流断路器巾三个部分组成:
低阻通态导流支路;
b)开断过程中的高阻限流和转移支路:c
能量吸收支路
对丁本标准中所描述的机械式、电刀电子式和混合式直流断路器各白有不同的拓扑结构和不同的技术特点,在附录A中对这三种直流断路器的一般拓扑结构给了了描述,6.2一般要求
白流断路器应装设分、合闸状态指示器,其安装部位应清晰可见,并可靠。百流断路器各组成设备均应具有抗腐蚀性或经过抗腐蚀处理。6.3端子机械负荷
直流断路器中的接线端了机械负荷应不小于:-水平纵向:2000N;
NB / T 42107 — 2017
一水横向:1500N;Www.bzxZ.net
:1500N。
注1:参见GB/T25309—2010的6.2.3。注2:不同心压等级下的接线负荷应满足实际1况的要求。6.4爬电比距
应按实际工程要求。
6.5辅助和控制设备
符合GB/T110222011中5.4的规定,并作如下补充:对采用强制风冷或水冷的直流断路器,应考虑控制设备的相关要求。
6.6动力操作
符合GB/T11022—2011中5.5的规定6.7外壳的防护等级
符合GB/T11022—2011中5.13的规定,并作如下补充:外壳防扩等级应不低于IP23。6.8铭牌
铭牌「的技术参数至少应包括如下参数:额定直流中压:
额定电流:
额定功耗:
额定知路电流(可选):
最人持续运行电流:
额定雷电冲击耐受电压:
额定直流耐受电压:
额定截断电流:
-di/dt:
机械操作次数(适用时)。
6.9电磁兼容性(EMC)
符合GB/T11022—2011中5.18的规定7型式试验
7.1总则
直流断路器的各组件应符合各白标准的要求,并按这些要求进行试验:7.2绝缘试验
雷电冲击耐压试验
符合GB/T11022一2011中6.2.7.3和6.2.8.4的规定,并作如下补充:百流断路器应处于合闸状态,6
试验时应断开避雷器。
7.2.2直流电压耐受试验
NB /T 42107—2017
试验时直流断路器应处于合间状态,试验电压加在端了与地之问。试验持续60min:注1:对户外产品,进行湿耐压试验。注2:直流断路器断口问电压试验方法待1程成熟后再定7.3主回路电阻的测量
符合GB/T110222011中6.4的规定。7.4温升试验
符合GB19842014中6.5的规定,并作如下补充:试验电流应采用直流断路器的最人持续运行电流。7.5防护等级验证
衔合GB/T11022—2011中6.7的规定。7.6密封试验
符合GB/T11022一2011中6.8的规定(适用时)。7.7电磁兼容性试验(EMC)
符合GB/T11022—2011中6.9的规定。7.8周围空气温度下的机械操作试验符合GB19842014中6.101.2的规定。并作如下补充:仅对机械开断装置进行机械操作试验,7.9端子静负载试验
端子受力应满足6.3的要求,参照GB1984—2014的6.101.6的要求进行试验。7.10直流断路器的开断试验
7.10.1概述
本试验的日的是检验直流断路器是否具备元断规定的直流短路电流的能力。通过本试验检验直流断路器能够成功元断额定短路电流范围内的直流电流,并且断装置能够耐受断口问山现的恢复中压。按实际工程规定试验回路应能等效该奖型直流断路器的实际运行条件。开断试验至少应包括以下要求:a)10kV以1产品推荐试验,见表2;表2
210kV以上产品推荐试验
试验方式
试验电流值
额定电流
50%的额定截断电流
100%的额定截断电流
川断次数
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