高压直流输电用消能装置技术规范 第1部分：直流可控自恢复消能装置 征求意见稿

1高压直流输电用消能装置技术规范第1部分直流可控自恢复消能装置本文件适用于±100kV及以上柔性或混合直流工程用消能装置的设计及试验要求，其他类型的消能GB/T2900.20—2016GB/T21429—2008户外和户内电气设备用空心复合绝缘子定义、试验方法、接收准则和试验GB/T22389—2023高压直流换流站无间隙金属氧化物避雷器GB/T22390.1—2008高压直流输电系统控制与保护设备第1部分：运行人员控制系统GB/T36559—2018高压直流输电用晶闸GB/T3859.1—2013半导体变流器通用要求和电网换相变流器第1-1部分：基DL/T860变电站通信网络与系统DL/T2042—2019高压直流输电换流阀晶闸管级试验装置技术规范T/CES265—2023特高压直流工程消能装置用等离子体喷射触发间隙技术规范2直流可控自恢复消能装置DCcontrollableandself-recoveryenergyabsor并联连接于电压源换流器直流侧，用于限制系统过电压并注：通常由消能元件、触发开关、旁路开关、控制保护设备、测量设备、辅助设备等构成。消能元件energyabsorptionel高电位供能设备high-potentialpowersup34使用条件4.1正常使用条件c)环境温度在5℃~50℃;4.2特殊使用条件使用环境超出正常使用条件时，消能装置的设计应予5.1基本要求b)应能吸收系统故障下的最大盈余能量，并保留一定的裕度；f)应进行抗电磁干扰设计，应充分考虑临近的其他设备操a)应具备耐受直流系统产生的最高运行电压及过电压的能力；b)应具备耐受规定的设备操作及雷电冲击电压的能力；d)应对消能装置串联部件间的电压不均匀分布情况进行考虑。5.3机械性能a)结构紧凑、布置合理、连接可靠；b)应能承受所有动、静态条件下的机械应力，同时应考虑地震的特殊要求；c)应能承受消能装置动作或误操作及各种故障工况下产生的电动消能装置的电磁兼容性能应符合GB/T11022—2a)消能装置及各关键部件（除消能元件）均应满足电磁兼容性能要求；4b)消能装置抗电磁干扰能力可通过型式试验来检测，在型式试验中控制保护设备不应发出错误信息，各部件不应发生损坏、误动作或未按正常逻5.5工作状态V0的材料标准；所有的塑料中应添加足够分量的阻燃剂，但不应降低材料的其它必备的物理c)消能装置控制电子电路应使用安全可靠的、阻燃的元器件，应保证不存在过热和e)应减小绝缘部分的电势差，避免在污染和潮湿环境下消能装置在设计、制造、安装中应降低外壳爆裂的可能，的防爆设计a)消能元件应采用复合外套，应设置有压消能元件用于吸收系统故障工况下直流盈余能量，5d)消能元件应有可靠的密封结构，在其寿命期内不应因为密封b)固定元件和受控元件应分别并联；容电路、饱和电抗器、均压电阻以及触发取能系统组成，详见a)晶闸管串联级数根据触发开关的电压水平确定，一般考虑直流耐受、操作冲击耐受或雷电冲b)阻容电路应能满足晶闸管暂态工况下的均压要求，且能够吸收过冲电压脉冲能量；c)饱和电抗器应能确保晶闸管导通时电流上升率低于晶闸管的设计要求值，且应满足晶闸管在d)均压电阻的阻值应满足晶闸管在稳态工况下的均压效e)晶闸管应满足在极端工况下热点温升不高于晶闸管要求f)宜使用直流取能、供能变供能或其他方式对晶闸管进行高电位供能；系统要求的基础上提高5%-10%,一般考虑直流、操作62)异常燃弧工况：间隙电极燃弧，快速机械开关拒动，旁路开关正常动作，燃弧时间约为3)极端燃弧工况：间隙电极燃弧，快速机械开关和旁路开关都拒动，系统保护动作清除故a)在收到合、分闸命令后，应在规定时间内完成动作并保持状态，不发生拒动或误动；c)操动机构储能装置应具备状态指示，能通过手动或控制保护设备将能d)应具有分合闸状态指示和操作次数记录功能，能通过通信接口向a)在收到合、分闸命令后，应在规定时间内完成动作并保持状态，不发生拒动或b)应满足消能装置在规定工况下的耐受电压、耐受电流和机械应力等要求；旁路开关设计除应满足GB/T11022的规定7d)应具有分合闸状态指示和操作次数记录功能，能通过通信接口向a)控制系统采用双重化设计,控制参数和控制精度满足工程设计要求,确保b)控制保护设备严格按照直流控制保护系统或阀基电子控制系统的指令执行投入/退出消能装置a)至少应配置消能元件能量保护、消能元件温度保护、消能元件不平衡保护、控制开关分合闸b)动作逻辑应与直流保护系统逻辑相互配合，满足直流输电系统安全稳定运行和故障穿越的要d)消能元件能量和温度保护应按照三重化配置输出结果采用“三取二”逻辑，每重保护系统都8a)运行状态转换功能：消能装置的运行状态可分为运行和检修等状态，检修状态下可对其内部b)投入/退出操作：控制装置按照直流控制系统和阀基电子控制系统直流控制保护系统的指令执1通过采集消能元件各支路的电流，在消能元件动作时间窗内积分计算出流过消能元件的能量，若能量超过消能元件可承受的阈值，则上报直流控制保护根据消能元件的实际承受能2通过采集消能元件各支路的电流，在消能元件动作时间窗内计算出流过消能元件的温度，若温度超过消能元件可承受的阈值，则上报直流控制保护系统根据消能元件的实际承受能3通过采集消能元件各支路的电流，在消能元件动作时间窗内计算出消能元件两个支路电流之差除以总过阈值，则上报直流控制保护系统请求旁路消能装根据消能元件的实际承受能4控制系统发出快速机械开关合闸命令，在预定的延时时间后检测到快速机械开关未合闸，则上报直流根据快速机械开关的合闸特5控制系统发出快速机械开关分闸命令，在预定的延时时间后在触发开关上仍检测到电流，则上报直流根据快速机械开关的分闸特6控制系统发出旁路开关合闸命令，在预定的延时时间后检测到旁路开关未合闸，则上报直流控制保护根据旁路开关的合闸特性来7控制系统发出旁路开关分闸命令，在预定的延时时间后检测到旁路开关仍有电流，则上报直流控制保根据旁路开关的分闸特性来98当电压低于整定值时，在预定的延时时间后向直流根据系统电压和消能元件可9当采用晶闸管触发开关时，晶闸管故障数量超过冗余数时，则上报直流控制保护系统晶闸管故障数量根据晶闸管配置的冗余数来触发间隙不具备触发条件保当采用间隙触发开关时，触发间隙两端电压低于间隙最低可触发电压或间隙触发器储能电容电压值低于定值，则上报直流控制保护系统触发间隙不具备根据间隙触发开关设计值来a)对控制开关的运行状态进行监视，能够显示分合状态、分合条件等信息，并在故障时发出相d)暂态故障录波查询及记录：可手动或自动记录消能装置的主要电气状态数据和波形、交流控制保护系统通讯的所有电气信号、消能装置内部的关键中间并单元，再由合并单元发送至控制保护设备。测量系统的二次元器件应由两套6.7.1消能装置控制保护设备与直流控制保护系消能装置控制保护设备与直流控制保护系统极控应通过光纤采用交叉冗余方式通信，宜采用出指令。消能装置控制保护设备发送至直流控制保护系统极控的信号至少包括以下b)控制开关可用/不可用状态；6.7.2消能装置控制保护设备与合并单消能装置控制保护设备与合并单元采用光纤连接方式，调制波6.7.3消能装置控制保护设备与触发消能装置控制保护设备与触发开关采用光纤连接方式，宜采用IEC60046.7.4消能装置控制保护设备与旁路开6.7.5消能装置控制保护设备与换流阀阀控阀基电子控制系统消能装置控制保护设备与换流阀阀控阀基电子控制系统采用光纤连接方式，宜采用IEC60044-8或高电位供能设备应满足相应电压等级下的内外绝缘设计及内部处于不同电位的功率部件的绝缘设计要求，输出电压及电流参数应满足消能装置中需供能功率部件的运行b)具备冗余设计，维持供能系统不间断可靠运行；123456789试验时短接试品的进出主端子，短接的主端子与地之间从不大于试验电压的50%开始升压，升压过程中记录起晕电压值，升至Utds1，保持1小时，然后减到零。在规定的1h试验中，超过300pC的局部放电数目应按照IEC60700-1附录B中的规定——平均每分钟500pC以上的脉冲数目应utds1=udr×k1×kt··································································(1)udr——额定耐受直流电压；k1——试验安全系数，推荐取值1.5；kt——大气修正系数，取值应按照GB/T1692在试品两个主端子之间从不大于1h试验电压的50%开始升压，升压过程中记录起晕电压值，升至——平均每分钟500pC以上的脉冲数目应本试验主要考核控制开关通流及最大电流转于系统过电压时消能装置流经的最大故障电流，试验电流持续时间不低于故本试验主要考核消能装置在自身内部产生及外部强加的瞬态电压和电流引起产生的强电磁干扰环发开关、快速机械开关、旁路开关、控制保护设备等123456789123456789消能元件铭牌信息要求按照GB/T11032-2020的4.1执行，触发开关、旁路开关铭牌信息要求按照GB/T11022-2020的5.10执行,控制保护系统铭牌信息要求按照DL/T478—2013的8.9包装、运输、贮存和安装9.1包装9.2运输、贮存和安装9.2.1消能元件9.2.2控制开关按照GB/T11022—2020的11.2、GB/T9.2.3控制保护系统A.1触发开关支路A.1.1晶闸管触发开关典型结构示意晶闸管触发开关配置饱和电抗器、均压电阻、阻容回路，保证晶闸A.1.2间隙触发开关典型结构示意触发间隙触发间隙续流回路A.1.3快速机械开关典型结构示意快速机械开关采用多断口设计，考虑阻容均压满足消能装置设计要断路器CB1断路器CB2电容C11电容C12电阻R11电阻R12电阻R21电阻R22断路器CB1断路器CB2电容C11电容C12电阻R11电阻R12电阻R21电阻R22A.2控制保护设备典型架构示意极控B系统▲直流可控自恢复消能装置控制B系统保护A系统三取二单元B保护B系统保护C系统▲A.4。极控B系统▲直流可控自恢复消能装置控制B系统保护A系统三取二单元B保护B系统保护C系统▲极控A系统直流可控自恢复消能装置控制A系统三取二单元A至控制B至保护B至保护C合并单元A至控制B至保护B至保护C合并单元-B合并单元-C消能装置收到控制保护设备的动作指令时，动作顺序a)触发开关和旁路开关同时开始合闸动作，触发开关首先完成b)旁路开关完成合闸，流经触发开关的电流开始向旁路开关转移，故障电流流经固定元件+触发开关