正式版 GB/T 20996.2-2020 采用电网换相换流器的高压直流系统的性能 第2部分：故障和操作

ICS29.200:29.240.99
K46
中华人民共和国国家标准
GB/T20996.2-2020/IEC TR60919-2:2020
代替GB/Z20996.2—2007
采用电网换相换流器的高压直流
系统的性能第2部分：故障和操作
Performance of high-voltage direct current (HVDC)systems with line-commutated converters-Part 2:Faults and switching
(IEC TR60919-2:2020,IDT)
2020-12-14发布
2021-07-01实施
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布

GB/T20996《采用电网换相换流器的高压直流系统的性能》分为3个部分：
第1部分：稳态；
—第2部分：故障和操作；
—第3部分：动态。
本部分为GB/T20996的第2部分。
本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。
本部分代替GB/Z20996.2一2007《高压直流系统的性能第2部分：故障和操作》，与GB/Z20996.2一2007相比主要技术变化如下：
一将“总则”更改为“范围”“规范性引用文件”（见第1章、第2章，2007年版的第1章）；
一修改了范围（见第1章，2007年版的1.1）；
修改了规范性引用文件（见第2章，2007年版的1.2）；
将条标题“交流侧设备的投入与切除”修改为“交流侧设备的通电与断电”（见4.2,2007年版的3.2)；
修改了对变压器励磁涌流的表述（见4.2,2007年版的3.2）；
增加了换流变压器分闸操作建议、变压器最高分接位置的定义和断路器选相合闸要求以及电容器和滤波器组充电的表述（见4.2）；
增加了有助于远端断路器跳闸的设置建议（见4.3,2007年版的3.3）；
修改了直流开关装置的规定（见4.5,2007年版的3.5）；
修改了高压直流换流站接地和接地故障的表述（见5.2,2007年版的4.2）；
增加了交流故障期间及恢复后直流设备的暂态特性需考虑的条件（见5.2,2007年版的4.2）；
删除了“影响暂态性能规范有关事项”中悬置段的内容（见2007年版的4.3）；
增加了减少换相失败可采取的措施的表述（见5.3.2,2007年版的4.3.2）；
删除了“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重新投人，则这种无功设备投切方式会导致高压直流系统的再启动时间太长，这是需要考虑的另一个问题。”（见2007年版的4.3.6）；
增加了数字式及旧型继电保护装置使用时的注意事项（见5.3.7）；
修改了双极高压直流系统中，交流滤波器和并联电容器布置示例的表述（见6.1,2007年版的5.1);
将“分析应要考虑到导致最严重应力的系统结构，系统中包括滤波器和并联电容器。”修改为“分析时宜考虑包括滤波器和并联电容器在内的系统结构导致的最严酷应力。”（见6.3,2007年版的5.3)；
增加了电容器组“H”桥接线的表述（见6.4）；
—增加了阀的设计时针对断路器故障的考虑原则和换相电容器两端的避雷器设计的考虑事项(见7.2)；
将条标题“换流器单元功能失效”修改为“换流器单元预期功能故障”（见7.3,2007年版的6.4);
将“门极脉冲”修改为“触发脉冲”，全文中后续文字也进行了相应修改（见7.3.2,2007年版的6.4.1);
将“如果超过规定的时间或换相失败是由丢失门极脉冲引起的，那么就应闭锁换流器。”修改为“如果超过规定时间或由于丢失触发脉冲引起换相失败，那么就宜闭锁换流器。”（见7.3.3，2007年版的6.4.2)；
增加了为消除保护盲区实际系统保护设置的建议（见8.3,2007年版的7.3）；
增加了铺设备用电缆、电缆接头及其开关装置和采用同轴电缆时的保护配置方面的建议（见9.2);
增加了金属回路故障定位设备检测故障频率的规定（见11.3）；
增加了电弧熄灭后，断开直流断路器的操作规定（见11.4）；
增加了带有串联电容补偿的高压直流换流站及具有串联连接换流器的特高压直流输电系统避雷器配置方案的表述（见12.2、12.7.1）；
将全文中的“直流电抗器”修改为“平波电抗器”，文中的图做相应的修改；
增加了“不同于交流站，高压直流设备的绝缘水平(SIWV、LIWV)不必取标准值。”（见12.6）；
一将“阀厅电容的放电电流；”修改为“阀厅电容的放电；”、“雷电波放电电流”修改为“雷电波放电”（见12.7.3,2007年版的11.7.3）；
增加了“另外，除了上述应对污秽的措施外，复合绝缘子也是选择之一。”（见12.10.1）；
增加了对阀厅清洁的规定（见12.10.2）；
一增加了“通信也可用于线路故障定位，并能区别电缆故障和架空线故障。”（见13.2）；
一增加了设计热备用或冗余设备的规定（见14.3）。
本部分使用翻译法等同采用IEC TR60919-2:2020《采用电网换相换流器的高压直流系统的性能第2部分：故障和操作》。
与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：
GB/T311.1一2012绝缘配合第1部分：定义、原则和规则(IEC60071-1:2006,MOD)
GB/T3859.1一2013半导体变流器通用要求和电网换相变流器第1-1部分：基本要求规范(IEC60146-1-1:2009,MOD)
GB/T3859.2一2013半导体变流器通用要求和电网换相变流器第1-2部分：应用导则(IEC TR60146-1-2:2011,MOD)
GB/T3859.3一2013半导体变流器通用要求和电网换相变流器第1-3部分：变压器和电抗器(IEC60146-1-3:1991,MOD)
GB/T13498一2017高压直流输电术语(IEC60633:2015,MOD)
GB/T20990.1-2020
高压直流输电晶闸管阀第1部分：电气试验(IEC60700-1:2015,
MOD)
GB/T20996.1一2020采用电网换相换流器的高压直流系统的性能第1部分：稳态(IEC TR60919-1:2017,IDT)
GB/T20996.3一2020采用电网换相换流器的高压直流系统的性能第3部分：动态(IEC TR60919-3:2016,IDT)

内容索引：

前言V
1范围1
2规范性引用文件1
3高压直流暂态性能技术规范概述2
3.1暂态性能技术规范2
3.2一般规定2
4无故障操作的暂态过程2
4.1概述2
4.2交流侧设备的通电与断电3
4.3甩负荷4
4.4换流器单元的起动与停运5
4.5直流断路器和直流开关的操作5
5交流系统故障7
5.1概述7
5.2故障类型7
5.3影响暂态性能规范的有关事项7
5.4技术规范对控制策略的影响………10
6交流滤波器、无功补偿装置及交流母线故障11
6.1概述…11
6.2滤波器组的暂态过电压11
6.3滤波器及电容器组的暂态过电流12
6.4电容器不平衡保护12
6.5滤波器及电容器组保护实例13
6.6并联电抗器保护13
6.7交流母线保护………13
7换流器单元故障…15
7.1概述15
7.2短路16
7.3换流器单元预期功能故障17
7.4换流器单元保护17
7.5串联换流器单元的附加保护18
7.6并联换流器单元的附加保护19
8平波电抗器、直流滤波器及其他直流设备故障20
8.1概述……20
8.2故障类型…20
8.3保护区………21
8.4中性母线保护…21
8.5平波电抗器保护…22
8.6直流滤波器保护……22
8.7直流谐波保护……………23
8.8直流过电压保护………23
8.9直流侧开关保护…………23
9直流线路故障…………24
9.1架空线路故障…24
9.2电缆故障…………25
9.3直流故障的特点……25
9.4直流线路故障检测功能要求25
9.5保护处理……………………25
9.6故障保护方案…………………26
9.7直流侧开路………………………26
9.8交/直流线路交叉保护27
10接地极线路故障27
10.1概述27
10.2对接地极线路的特殊要求27
10.3接地极线路监视27
11金属回路线路故障28
11.1金属回路28
11.2金属回路故障28
11.3金属回路故障检测28
11.4金属回路故障保护系统29
12高压直流系统的绝缘配合31
12.1概述31
12.2使用避雷器的保护方案…31
12.3交流侧操作过电压和暂时过电压………………32
12.4直流侧操作过电压和暂时过电压32
12.5雷电及陡波冲击32
12.6保护裕度32
12.7避雷器功能…33
12.8防止避雷器电流引起继电保护动作35
12.9绝缘间距35
12.10绝缘爬距35
13通信要求38
13.1概述38
13.2对通信系统的特殊要求38
13.3通信系统中断的后果39
13.4电力线载波(PLC)系统的特殊考虑39
14辅助系统39
14.1概述39
14.2电气辅助系统39
14.3机械辅助系统40
参考文献42

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