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GBT 25308-2010 高压直流输电系统直流滤波器PDF文本

ICs29.240.01K40GB中华人民共和国国家标准GB/T25308-2010高压直流输电系统直流滤波器D.C.Filters for HVDC transmission systemJ.NE2010-11-10发布2011-05-01实施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发布筑321一标准查询下载网莲罚素村网沁
筑321一标准查询下载网GB/T25308-2010目次前言1范围2规范性引用文件…13术语和定义………14正常和特殊使用条件…25设计…………4…36直流滤波器部件设计要求……………………107试验…128结构和导体要求…………………199标志19附录A(资料性附录)高压直流输电系统常用直流滤波器(DC℉)结构…20附录B(资料性附录)直流滤波器在直流系统中的位置………22附录C(规范性附录)直流滤波器电容器规范23附录D(规范性附录)直流滤波器电抗器规范…………28附录E(规范性附录)直流滤波器电阻器规范……34罚忆.Z沁
GB/T25308-2010前言本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国电力电子学标准化技术委员会(SAC/TC60)归，本标准主要起草单位：西安高压电器研究院有限责任公司、南方电网技术研究中心。本标准参加起草单位：机械工业北京电工技术经济研究所、西安电力机械制造公司、浙江大学、南方电网超高压输电公司、西安西电电力电容器研究所、西安西电电力电容器有限贵任公司、西南电力设计院电网分公司、西安西电电力整流器有限费任公司、西安电力电子技术研究所、新东北电气（锦州）电力电容器有限公司。本标准主要起草人：孙伟、黄莹、李璐、张万荣、蔚红旗、黎小林。本标准参加起草人：苟锐锋、徐政，逍超、饶宏、朱静、王蔚华、方晓燕、郭天兴、葡跃宏、苏开云、李岩、田恩文、杨晓辉、周德才、黄超、李福成、戈兴茹、王国利，筑321-一标准查询下载网罚忆.Z沁
筑321-一标准查询下载网GB/T25308-2010高压直流输电系统直流滤波器1范围本标准规定了高压直流滤波器的术语和定义、设计要求、结构、设备选择、试验要求等内容本标准适用于安装在士800kV及其以下电压等级高压直流(HVDC)输电系统中的无源直流滤波器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。GB311.1一1997高压输变电设备的绝缘配合(neq IEC60071-1:1993)GB1094.1一1996电力变压器第1部分：总则(eqv IEC60076-1:1993)GB1094.2-1996电力变压器第2部分：温升(qv1EC60076-2:1993)GB1094.3一2003电力变压器第3部分：绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙(1EC60076-3:2000,MOD)GB1094.11一2007电力变压器第11部分：千式变压器(IEC60076-11:2004,MOD)GB1208一2006电流互悠器(IEC60044-1:2003,MOD)GB1985一2004高压交流隔离开关和接地开关(IEC62271-102:2002,MOD)GB/T10229-1988_电抗器(eqv IEC60289:1987)GB/T1D24.亡2001标你电压V以处交诚电力系统用并联电容器C第1部分：总则性能、试验和定额安全要求安装和运行导则(eqv IEC60871-1:1997)GB/T13498-2007高压直流输电术语(IEC60633:1998,IDT)GB/T20993-2007高压直流输电系统用直流滤波电容器GB/T22389一2008高压直流换流站无间隙金属氧化物避雷器导则IEC60815:1986污秽条件下绝缘子使用导则3术语和定义GB/T13498界定的以及下列术语和定义适用于本文件.3.1直流滤波器DC filter直流滤波器通常由电容器，电抗器、电阻器等元件组成。与平波电抗器和中性母线电容器（如有时）配合，用于降低高压直流输电线路上和/或接地极引线上的谐被电流。3.2滤波器支路filter branch直流滤波器由连接在直流输电系统换流站直流极母线与中性母线之间的多个分支电路并联组成时，其中的任一支路称为滤波器支路。3.3特征谐波characteristic harmonic由谐波源本身的工作特性所决定的某些特定次数的谐波，称为该谐波源的特征谐波。对于脉动数1運蜀素荷网J忆.JZC.ET
GB/T25308-2010为p的换流器来说，换流器在直流侧产生的特征谐波次数为：k,k为正整数。3.4非特征谐波non-characteristic harmonic不同于所属谐波源的特征次数的各次谐波，称为该谐波源的非特征谐波。3.5主回路main circuit由直流滤波器一次主设备构成的电路。3.6辅助回路auxiliy circuit用以完成测量、控制、保护等辅助功能的二次电路。3.7调谐频率tuning frequency使直流滤波器阻抗呈现只有纯电阻时的颜率。4正常和特殊使用条件4.1正常使用条件4.1.1温度当指定周围温度时，通常是指滤波器安装地点的干球空气温度，安装运行地区的环境温度范围可为一40℃~十45℃。在此温度范围内直流滤波器应能够正常运行4.1.2污应根据直流滤波器安装位置，分别对户内式直流滤波器和户外式直流滤波器分别提出各设备外绝缘的爬电比距要求，对于重污移地区应适当加大爬电比距。原则上与直流场对设备爬电比距的要求一致。4.1.3海拔安装运行地点的海拔高度为实际换流站的海拔高度，对于大于1000m的使用环境，应考虑海拔修正。注：用于换流站海拔高度高于1000田地区的直流滤波器，各设备设计要求由用户与制造商协商确定，4.2特殊使用条件4.2.1高相对湿度可能需要使用特殊设计的绝缘子。4.2.2霉菌生长迅速金属、陶瓷材料及一些油漆与清漆都不助长霉菌生长。当使用杀菌剂时，其毒性保持时间最多儿个月。总之在装置中灰尘等落积处菌有可能生长发展。4.2.3腐蚀性大气在工业及沿海地区都会遇到腐蚀性大气。应该注意到，在较高温度的气候下，这种大气的作用要比筑321-标准查询下载down.jz321.nct筑321一标准查询下载网莲蜀素村网J忆.ZS沁.ET
筑321一标准查询下载网GB/T25308-2010在温和的气候下更为严重。甚至在户内也可能存在高腐蚀性大气，4.2.4地度地区有些地区地震的概率较高，这将影响安装在这些地区的直流滤波器单元和（或）直流滤波器的机械设计。用户应说明加速度幅值和阻尼值，5设计5.1设计内容直流输电系统在运行过程中，换流器会在直流侧产生谐波电压，谐波电压在直流极线和接地极引线上产生诸波电流。谐波电流将对直流极线和接地极引线附近的通讯线路产生干扰。一个脉波数为中的换流器，在直流侧产生kp次的特征谐波，k是任意正整数，除特征谐波之外，换流器还会产生其他非特征谐波。直流线路中的谐波电流对邻近通讯线路产生干扰的程度取决以下这些条件：一直流线路沿线谐波电流水平，直流线路与附近通讯系统间的相互耦合程度；一通讯设备的抗干扰能力。为减小注人直流线路的谐波电流，减小直流输电系统对沿线通讯线路的干扰，就必须在两侧换流站直流侧装设滤波系统。直流侧滤波系统主要由直流滤波器、平波电抗器和中性母线电容器组成。一般来说，直流线路为电缆的直流输电系统不需要装设直流滤波器，采用架空线路的直流输电系统需要装设直流滤波器。直流滤波器、平波电抗器和中性母线电容器的参数应进行优化选择，以便能满足下列要求：将直流线路中的等效干扰电流限制到可接受的水平：嫠红首系统在工频和低次谱技城率附近发生谐振，Z.J.NE丁直流滤波器设计主要包括以下几项工作内容：直流滤波器支路设置方案的确定及各支路元件参数计算；直流滤波器性能计算，具体计算直流极线及接地极引线沿线上的等效干扰电流，使其满足系统的要求：直流滤波器稳态定值计算，即：计算直流滤波器元件稳态应力，具体包括计算流过滤波器各元件的电流及元件端点间的电压、端点对地电压，为制定滤波器设备规范提供依据；直流滤波器暂态定值计算，计算在短路故障等最苛刻条件下流过电容器、电抗器、电阻器及避雷器的暂态电流，避雷器能耗等。在计算的基础上确定滤波器设备绝缘水平，如果性能计算中发现滤波器与线路之间在某些谐波類率下发生明显的谐振，应考虑采用阻尼式滤波器。5.2直流滤波器型式与参数确定直流滤波器的型式最常用的是双调谐滤波器和三调谐滤波器。其结构型式见附录A,直流滤波器在直流系统中的位置见附录B.直流滤波器支路设置由谐波计算结果确定，一般直流滤波器调谐到12次、24次和36次，但如果谐波计算结果显示其他次谐波较高时，需针对该次谐波调整滤波器的调谐点，双调谐滤波器的元件参数主要由其调谐频率f∫：，了2、高压电容器C1的电容值和滤波器中并联回路谐振频率∫，决定。电抗器L,和L:在对应频率下的品质因数对滤波效果也有一定影响，确定直流滤波器元件参数是一个反复的过程，先确定一组滤波器元件参数，然后计算滤波器性能(即等效干扰电流)，若性能不满足要求，就重新调整直流滤波器元件参数，进行优化，直到直流滤波器性能满足要求为止。滤波器的滤波效果基本上与高压电容器的电容值成正比，对于同样额定电压的电容3筑321-标准查询下载down.jz.321.nct莲蜀素村网忆.ZC.ET
GB/T25308-2010器，其成本也基本上与其电容值成正比，在直流滤波器中，高压电容器所占费用最大，因而，在滤波性能满足要求情况下，高压电容器的电容值越小越经济。5.3性能和定值5.3.1直流滤波器性能对于直流输电系统来说，直流滤波器的性能指标可用下列任一方式确定：在假设的平行电话线上计算纵向感应电压，通常假设距直流输电线1km处有一条与直流线路平行的1km长的线路，计算该1km长线路上的纵向感应电压。这一表述已在若干直流输电系统中采用。由于感应电压在实际系统中较难测量，这样会对直流滤波器性能验收造成一定的困难，因而，目前较少使用这种方法：计算直流线路上最大等效干扰电流。该方法已广泛用于高压直流输电系统直流滤波器设计。等效干扰电流定义为：线路上所有颗率的谐波电流对邻近平行或交叉的通讯线路所产生的综合干扰作用与某单个颜率的诺波电流所产生的干扰作用相同，这个单频率谐波电流就称作等效干扰电流。计算直流线路中的等效干扰电流时，基波电流与其他谐波电流按同样的方法处理，因此，在以后的叙述中，提到谐波时认为包含基波，把基波看成是特殊的谐波。计算等效干扰电流时不仅应考虑直接流过直流极导线和接地极线路的谐波电流，而且还应考虑感应到直流线路和接地极线路中的谐波电流。等效干扰电流包括所有谐波成分，从(1~50)次（即：50Hz~2500Hz)的噪声加权残余电流，按照式(1)进行计算：1(x)=√I.(xH+1.(x)式中：典贤麦整整干笑商资委高PNE丁I.(x)1逆变站换流器谐波电压源产生的等效干扰电流均方根值，mA:沿线路走廊的相对位置。由整流站换流器或逆变站换流器的谐波电压所产生的沿线各点的等效干扰电流可按式(2)计算：.(x)=C1,a）×PWXH,44…(2）式中：L,(n,x)一在沿线路走廊位置‘x'的n次谐波残余电流均方根值，mA:P()一n次谐波的噪声加权系数，见表2；n谐波次数：H.耦合系数，表示典型明线耦合阻抗对频率的标么化关系，见表1。表1典型明线网络的耦合系数颜率/Hz耦合系数(H)40-5000.706000.808001.0012001.3018001.75筑321--标准查询下载down.jz321.net筑321--标准查询下载网莲蜀素村网J忆.Z沁.ET
筑321-标准查询下载网GB/T25308-2010表1（续）频率/Hz辐合系数(H,)24002.1530002.5536002.8842002.9548002.9850003.00注：对于其他频率，H的值将采取线性插值方法求取，由于受直流线路干扰影响的主要是通讯明线，因而采用H,来代表耦合阻抗与频率的关系。加权系数是为了考虑人耳和电话设备对频率的敏感性而引入的系数。在国际上不同地区采用不同的加权系数。加权系数有两个定义：①1960年12月12日发表由EEE定义的，目前在美国和加拿大北美地区广泛使用的C-MESSAGE加权系数：②1963年由CCITT定义的，在欧洲和其他地方广泛使用的噪声加权系数P,见表2。我国主要采用CCITT的噪声加权系数。表2依据CCITT的噪声加权系数须率/Hz加权系数颜率/Hz加权系数颜率/Hz加权系数509,000里05071.109/250-0.6981000.0089111001.07221000.6891500.035511501.03521500.6792000.089112001.00022000.6702500.17812500.97722500.6613000.29513000.95523000.6523500.37613500.92823500.6434000.48414000.90524000.6344500.58214500.88124500.6255000.66115000.86125000.6175500.73315500.84225500.6076000.79416000.82426000.5986500.85116500.80726500.5907000.90217000.79127000.5807500.95517500.77527500.5718001.00018000.76028000.5628501.03518500.74528500.5539001.07219000.73229000.5439501.10919500.72029500.53410001.12220000.70830000.5255筑321--标准查询下载down.jz321.net莲筑素村网Z.Z沁
GB/T25308-2010噪声加权系数(Psophometric weighting factor)频率曲线见图l。由换流器的谐波电压在线路沿线任意点产生的n次谐波残余电流如式(3)所示：L.-4…(3)式中：I,(n,x)一在沿线路走廊位置“x”处的n次谐波残余电流的方均根值，mA:I,(n,i,x)一在位置x处流过导体i的n次谐波电流均方根矢量值，mA:—导体编号：在线路走廊中导体总数，包括直流极线、接地极引线及其各自的架空地线。计算时考虑以下几种直流系统运行方式：双极；单极大地回线；单极金属回线。对于每一个高压直流输电系统，直流线路上的等效干扰电流限制值在工程招标文件中给出，1.8等效到800H,的尚抗材噪声加权系数500100015002000250030003500400045005000颗率/Ha图1噪声加权系数频率曲线5.3.2直流滤波器稳态计算稳态定值是指直流滤波器元件，避雷器在稳态及短时运行条件下的应力，这里所说的鸿波器元件应力就是指流过滤被器元件的电流、各元件端点间的电压及端点对地电压，稳态定值计算就是求在各种稳态及短时运行工况下有关滤波器元件的电流、电压最大值。计算结果为制定滤波器元件（电容器、电抗器、避雷器)设备规范提供依据。计算直流滤被器稳态定值时，应考虑非理想因素的影响，如直流滤波器各元件、系统负序电压及频率偏差等。6筑321--标准查询下载down.jz321.net筑321--一标准查询下载网運蜀素荷网J忆.JZC.ET
筑321-标准查询下载网GB/T25308-20105.3.2.1电压5.3.2.1.1直流滤波器高压电容器端点之间的电压高压电容器端点之间的电压按式(13)计算，其他元件（低压电容器、电抗器、避雷器）上的峰值电压也按式(13)计算，只是令U=0。中性母线电容器上的电压可按式(13)计算，但是，Uk应改为中性母线电压Ue.nl5.3.2.1.2确定爬电距离的电压决定电容器及电抗器端点之间、其他元件端点之间、端点对地爬电距离的电压计算公式见式(4)、式(5)和式(6)：高压(HV)电容器端点之间：………(4)式中：Uk一最大直流运行电压。其他元件端点之间：………(5)端点对地：Upsk=,Un+∑U…(6)计算端点对地电函时泰式中或为点对地各次谐波电压.J.NE5.3.2.1.3避雷器最大特续运行电压(MC0V避雷器最大持续运行电压按式(7)计算：MCOV=4…(7)5.3.2.2电流电容器额定电流按式(8)计算：4………(8)电抗器额定电流按式(9)计算：-②44…(9)式中：I。一n次谐波电流。用于噪声计算的电流：用于计算电容器、电抗器噪声的电流按式(10)计算：1筑321--标准查询下载down.jz.321.nct運蜀素荷网JZC.ET
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