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GBT 20993-2012 高压直流输电系统用直流滤波电容器及中性母线冲击电容器PDF文本

1CS31.060.70K42中华人民共和国国家标准GB/T20993-2012代替GB/T20993-2007高压直流输电系统用直流滤波电容器及中性母线冲击电容器第Chlecapaciordrbsaporsfor HVDC transmission system2012-06-29发布2012-11-01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蜀素村阀Z.ZC.ET
GB/T20993-2012目次i言……4………………………I1范围……12规范性引用文件3术语、定义和缩略语…………4使用条件……55质量要求和试验…………66设计和结构要求…137绝缘水平……158过负荷159安全要求…610标志…1611安装和运行导则……17附录A(资料性附录)高压直流输电系统常用直流滤波器接线图示例…一…19附录B(资料性附录)□电容器放电时间的计算公式.…20附录C(资料性附录)高压直流换流站中直流滤波器和中性母线冲击电容器安装布置示意图…21参考文献…22图A.1双调谐滤波器接线图示例…19图A.2三调谐滤波器接线图示例…19图C.1高压直流换流站中直流滤波器和中性母线冲击电容器安装布置示意图……21表1温度范围上限用字母代号………6表2选择U,时考虑的绝缘水平……9表3热稳定性试验时的环境空气温度……10表4电容器的导电杆能承受的扭矩………13筑素村网Z.ZC
GB/T20993-2012前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本标准代替GB/T20993一2007《高压直流输电系统用直流滤波电容器》，与GB/T20993一2007相比，主要变化如下：一增加了中性母线冲击电容器的要求（见第1章）；一一将产品的安装地点扩大到包括户内（见第1章）；将内部熔丝放电试验的试验电压由1.2UN修改为1.5Ux(见第5.10,2007版的2.10)；将直流热稳定性试验的试验电压由1.3Ua修改为1.2U:(见第5.11.2,2007版的2.11.2)：将极性反转试验的反转时间由2min修改为10ms;将电容器应能承受3次电压极性反转改为电容器应能承受3个循环电压极性反转（见第5.16,2007版的2.16）；一删除了抗震试验一个特殊试验项目（见第5.2.3,2007版的2.2.4）。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国电力电容器标准化技术委员会(SAC/TC45)归。本标准负责起草单位：西安高压电器研究院有限责任公司。本标准参加起草单位：西安西电电力电容器有限责任公司、桂林电力电容器有限责任公司、上海思源电力电容器有限公司、浙江省电力试验研究院、机械工业北京电工技术经济研究所、南方电网科学研究院有限责任公司新东北电气（锦州）电南电容器有限公司、陕西合容电气电容器有限公司、深圳市三和电力科技有限公司、上海库柏电力电容器有限公司、深圳市中沃环华电气科技有限公司、西安ABB电力电容器有限公司。本标准主要起草人：刘膂、房金兰、田恩文、梁踪、贾华、张平、梁维宏、郭丽平、王崇祜、严焕玲、黄莹、沈文琪、范莺、蔺跃宏、戈兴茹、王耀、王玲海、吕韬、郭银杏、张爱莉、贺满潮、张健夫、王瑜婧、李怀玉。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：-GB/T20993-2007.I興尚理闐Z..WET
GB/T20993-2012高压直流输电系统用直流滤波电容器及中性母线冲击电容器1范围本标准规定了高压直流输电系统用直流滤波电容器和中性母线冲击电容器的术语和定义、使用条件、质量要求和试验、设计和结构等方面的基本要求。本标准适用于高压直流输电(HVDC)换流站直流侧、安装在户内或户外的两类电容器：a)直流滤波电容器：安装在直流滤波器C,中的电容器组和电容器单元；b)中性母线冲击电容器：安装在换流站直流侧的中性母线与地之间的电容器组和电容器单元。本标准不适用于直流滤波器C2和C,中的电容器组和电容器单元，其要求参见GB/T20994。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/T2900.6电工术语电力电容器[GB/T2900.16-1996,ne9EC60050(436):1990]GB/T11024.1标称电压1000V以上交流电力系统用并联电容器第1部分：总则(GB/T11024.1-2010,IEC60871-1:2005,MOD)GB/T11024.4标称电压1kV以上交流电力系统用并联电容器第4部分：内部熔丝(GB/T11024.4-2001,idt IEC60871-4:1996)GB/T13498高压直流输电术语(GB/T13498一2007，IEC60633:1998,IDT)GB/T16927.1高电压试验技术第1部分：一般定义及试验要求(GB/T16927.1-2011,IEC60060-1:2010,MOD)GB/T20994高压直流输电系统用并联电容器及交流滤波电容器3术语、定义和缩略语3.1术语和定义GB/T2900.16界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1.1电容器元件（或元件）capacitor element(or element)由电介质和被它隔开的两个电极所构成的部件。[GB/T11024.1一2010，定义3.1]3.1.2电容器单元（或单元）capacitor unit(or unit)由一个或多个电容器元件组装于同一外壳中并有引出端子的组装体。[GB/T11024.1-一2010，定义3.2]1理素时网Z.Z.WE1
GB/T20993-20123.1.3串联段series section所有并联连接在一起的电容器单元。3.1.4电容器台架capacitor rack由支撑构架及安装于其上的一个或多个串联段、绝缘子、电容器连接线所构成的组装体。3.1.5电容器组capacitor bank由支撑绝缘子或悬式绝缘子及安装在上面的一个或多个电容器台架、台架间的绝缘子、连接线等构成的塔式或悬挂式组装体。3.1.6电容器capacitor本标准中，“电容器”一词是当不需要特别强调“电容器单元”或“电容器组”的不同含义时的用语。[GB/T11024.1一2010，定义3.4]3.1.7滤波电容器filter capacitor与其他配件，例如电抗器和电阻器连接在一起，对一种或多种谐波电流提供一低阻抗通道的电容器单元或电容器组。3.1.8中性母线冲击电容器，neutral bus surge capacitor位于中性母线和地之间的电容器，吸收因雷电冲击或其他故障时在该处所产生的能量，且可滤除流经该处的各低次非特征谐波。3.1.9额定谐振频率rated resonance frequency设计滤波器时所规定的呈现某一给定低阻抗的频率。3.1.10直流滤波器DC filter与平波电抗器和直流冲击电容器（如有）配合，主要功能是降低高压直流输电线和（或）接地极线路电流或电压波动的滤波器。[GB/T13498-2007,定义9.4]3.1.11单调谐滤波器single-tuned harmonic filter一种在单一谐振频率下呈现低阻抗的滤波器。3.1.12双调谐滤波器double-tuned harmonic filter一种在两个谐振频率下呈现低阻抗的滤波器。3.1.13三调谐滤波器triple-tuned harmonic filter一种在三个谐振频率下呈现低阻抗的滤波器。3.1.14电容器组的额定电容rated capacitance of a capacitor bankCNb设计电容器时所采用的电容器组的电容值，由购买方在技术规范书中给出。2興尚買素前阀Z.Z沁
GB/T20993-20123.1.15电容器单元的额定电容rated capacitance of a capacitor unitCN设计电容器时所规定的电容值。由式(1)给出：CN=CMXS……(1)式中：S一一电容器组中的电容器单元申联段数；P一电容器组中的电容器单元并联数。3.1.16电容器组的最大持续直流电压maximum continuous DC voltage of a bankUpe设计电容器时规定的电容器组能够持续运行的最高直流电压。3.1.17电容器单元的最大持续直流电压maximum continuous DC voltage of a unitU由式(2)给出：u-贤…………(2)大中·电常的我关家tJ.NE可式中：S一电容器组中电容器单元的串联段数。3.1.18电容器组的额定电压rated voltage of a bankUNba)直流滤波器高压电容器组(C,)额定电压的确定：最大连续直流电压加上从1到50次谐波电压峰值的算术和，同时考虑由于电容器套管受污染不同、单个电容器单元温升的差异以及任何其他原因引起的电压不均匀分布。由式(3)给出：50Um=kUc+2∑U.…(3)式中：Ux—电容器组的最大持续直流电压；Un—一第n次谐波电压（方均根值）；k一直流电压分布不均匀系数，一般取k=1.05~1.1(户内)，k=1.2~1.3(户外)。b)中性母线冲击电容器组额定电压的确定：由式(4)和式(5)两式计算后取较大值：30Ux =kUmc+>U.…………(4)UsIwLUw=2.6式中：Usw一电容器组的操作冲击耐受水平（峰值）。注：U由购买方给出。3理素可网Z.ZS0.WET
GB/T20993-20123.1.19电容器单元的额定电压rated voltage of a unitUN由式(6)给出：U"愕………(6)式中：S一电容器组中电容器单元的串联段数。3.1.20电容器组的额定电流rated current of a bankINb由式(7)给出：IN=式中：I。一第n次谐波电流（方均根值）。3.1.21电容器单元的额定电流rated current of a unitIN由*莫。J(8式中：P一电容器组中电容器单元的并联数。3.1.22电容器组的额定容量rated output of a bankQNb电容器组在基波和各次谐波下产生的无功功率之和。由式(9)给出：50……(9）式中：Q。一一n次谐波产生的容量。3.1.23电容器单元的均压电阻grading resistor of a capacitor unit一种装于电容器单元内部的、用于改善电容器单元直流电压分布的电阻。同时，它还可以用作放电电阻降低电容器单元的剩余电压。3.1.24电容器单元的内部熔丝internal fuse of a capacitor unit在电容器单元内部和元件相申联的熔丝。3.1.25线路端子line terminal用来连接到电网导线上的端子。4興尚罚素前闯Z.ZC.ET
GB/T20993-20123.1.26电容器损耗capacitor losses电容器消耗的有功功率。3.1.27电容器的损耗角正切tangent of the loss angle of a capacitortano在规定的正弦交流电压和频率下，电容器的等效串联电阻与容抗之比。3.1.28环境空气温度ambient air temperature准备安装电容器处的空气温度。3.1.29冷却空气温度cooling air temperature在稳定状态下，在电容器组的最热区域中两台电容器间外壳最热点连线中点的空气温度。对于大面与地面平行放置的电容器单元，系指垂直于地面的电容器外壳最热点0.1m处的温度。3.1.30稳定状态steady-state condition在恒定输出和恒定环境空气温度下电容器所达到的热平衡状态。3.1.31剩余电压residual voltage开渐一段时之后电容器端子间尚我存的电压，JZ，J.NE3.2缩略语下列缩略语适用于本文件。SIWL:操作冲击耐受水平(Switching Impulse Withstand Level)SIPL:操作冲击保护水平(Switching Impulse Protective Level)LIWL:雷电冲击耐受水平(Lightning Impulse Withstand Level)4使用条件4.1·正常使用条件本标准给出的要求适用于在下列条件下使用的电容器。4.1.1剩余电压不超过额定电压的10%。4.1.2海拔不超过1000m。对于大于1000m的使用环境，应考虑海拔修正。4.1.3环境空气温度类别电容器按温度类别分类，每一类别用一个数字后跟一个字母来表示。数字表示电容器可以运行的最低环境空气温度。字母代表温度变化范围的上限，在表1中规定了最高值。温度类别覆盖的温度范围为-50℃~+55℃。5理素时网Z.Z.WE1
GB/T20993-2012表1温度范围上限用字母代号环境温度/℃代号最高24h平均最高年平均最高A403020B4535255040300554535注：这些温度值可在安装地区的气象温度表中查得。电容器可以投入运行的最低环境空气温度应从+5℃，一5℃，-25℃，一40℃，一50℃这5个优先值中选取。注：经制造方同意，电容器可以在低于上述下限的温度下使用，但投运必须在等于或高于该极限的温度下进行。表1是以电容器不影响环境空气温度的使用条件（例如户外装置）为前提确定的。如果电容器影响空气温度，则应加强通风和（或）另选电容器，以保证表1中的极限值。在这样的装置中冷却空气温度应不超过表1的温度极限值加5℃。任何最低和最高值的组合均可选作电容器的标准温度类别，例如一40/A或一5/C。优先的标准温度类别为-40/A,-25/A,一25/B,-5/A和-5/C。41.4风速安装运行地区的风速应不超过34m/s。4.1.5污秽等级不超过c级。注：这些字母等级与先前GB/T5582一1993的数字等级不能直接对应，具体参见GB/T26218.1及GB/T26218.2。4.1.6地震安装运行地区的地震烈度应不超过8度。4.1.7覆冰覆冰厚度：5mm,10mm,15mm。4.2非正常使用条件非正常使用条件由制造方和购买方商定。5质量要求和试验5.1试验要求5.1.1概述下面给出了对电容器单元的试验要求。6筑Z.Z0
GB/T20993-20125.1.2试验条件除对特殊的试验或测量另有规定外，电容器介质的温度应在+5℃~十35℃范围内。当必须进行校正时，使用的参考温度为十20℃，但制造方和购买方之间另有协议时除外。如果电容器在不通电状态下在恒定环境温度中放置了适当长的时间，则可认为电容器的介质温度与环境温度相同。如果没有其他规定，则无论电容器的额定频率如何，交流试验和测量均可在50Hz或60Hz的频率下进行，试验电压的波形和偏差应符合GB/T16927.1中的要求。5.1.3试验总则耐压试验中任何一个元件损坏，都将视为整台电容器未通过试验；在其他试验中，如果任何一项参数不满足设计要求，都将视为整台电容器未通过该试验。5.2试验分类试验分为：例行试验，型式试验，特殊试验和验收试验。5.2.1例行试验例行试验应由制造方在交货前对每一台电容器进行。如果购买方有要求，则制造方应提供详列这些试验结果的证明书。珠宽筑b)电容测量（见5.4）；c)电容器损耗角正切(tan8)测量（见5.5）；d)端子间电压试验（见5.6）；e)端子与外壳间交流电压试验（见5.7）；f)内部均压电阻测量（见5.8）；g)密封性试验（见5.9）；h)内部熔丝的放电试验（见5.10）。上述试验顺序不是强制性的。5.2.2型式试验进行型式试验是为了确定电容器在设计、尺寸、材料和制造方面是否满足本标准中所规定的性能和运行要求。除非另有规定，每一个拟用来作型式试验的电容器应为经例行试验合格的电容器。型式试验应对与所供电容器有相同设计的电容器进行，或对在设计和工艺上与所供电容器在可能影响型式试验所要检验的性能方面没有差异的电容器进行。没有必要在同一电容器单元上进行全部型式试验，可以在具有相同特性的不同单元上进行。型式试验应由制造方进行，在有要求时，应向购买方提供这些试验结果的证明书。型式试验项目如下：a)热稳定性试验（见5.11）；b)端子与外壳间交流电压试验（见5.12）；c)端子与外壳间雷电冲击电压试验（见5.13）；d)短路放电试验（见5.14）；運蜀素前网Z.Z.ET
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