GB／T51397-2019标准规范下载简介

GB／T51397-2019 柔性直流输电成套设计标准及条文说明

1柔性直流输电系统的每端换流站均应配置直流线路故障 定位系统； 2直流线路故障定位系统宜采用双重化穴余配置，两套故障 定位装置宜采用不同原理和算法； 3在每极直流线路上安装的故障电气量探测设备应具有足 够高的精度； 4软件应能对各子系统的状态进行监视，并具有自检功能

13.9.1故障录波系统应满足下列总体要求： 1柔性直流换流站应配置暂态故障录波装置，记录换流站 一、二次设备故障或系统操作引起的暂态过程，以及直流控制保护 系统在该过程中的动作行为，便于故障分析和事故处理； 2换流站交直流暂态故障录波装置宜单独组网，将数据上传 至保护故障录波信息子站。 13.9.2故障录波系统的配置及性能应满足下列要求： 1故障录波装置应配备必要的分析软件，对各故障录波数据 进行分析。 2故障录波系统应提出下列指标要求： 1)时间精度； 2)记录时间和采样频率。 3内部自启动判据可采用： 1）交流各相和零序电压突变； 2)交流电压越限； 3)直流电压突变； 4）直流电压越限；

5)电流突变； 6)保护跳闸信号； 7)VSC阀闭锁信号； 8)手动启动信号； 9)其他指定信号。 4暂态故障录波装置应有足够的抗干扰能力。 5故障录波装置应考虑足够的余度和方便扩展的接口。 3.9.3故障录波系统的功能设计应满足下列要求： 1暂态故障录波装置应收集和记录全部规定的故障模拟量 数据，以及直接改变系统状态的开关状态、保护跳闸命令、安全自 动装置的操作命令等； 2故障录波装置应包括但不限于下列功能： 1)数据缓存； 2)启动及联合启动； 3)波形记录； 4)故障数据存储； 5)故障分析； 6）信息传输。 13.10保护故障录波信息管理子站 3.10.1保护故障录波信息管理子站（简称“保信子站”）应与监 空系统相互独立。 3.10.2保信子站的配置及性能应满足下列要求： 1柔性直流换流站应配置交直流系统共用的保信子站； 2保信子站应采集交直流系统保护、元件保护、交直流系统 改障录波装置的信息； 3保信子站与保护装置之间的通信应采用标准的网络接口 和通信协议SL 41-2018 水利水电工程启闭机设计规范，传输速率应满足信号传输机通信接口要求； 4遥测/遥信信息响应时间、实时数据更新周期、对时精度应

13.10保护故障录波信息管理子站

13.10.1保护故障录波信息管理子站（简称“保信子站”）应与监 控系统相互独立。 13.10.2保信子站的配置及性能应满足下列要求： 1柔性直流换流站应配置交直流系统共用的保信子站； 2保信子站应采集交直流系统保护、元件保护、交直流系统 故障录波装置的信息； 3保信子站与保护装置之间的通信应采用标准的网络接口 和通信协议，传输速率应满足信号传输机通信接口要求； 4遥测/遥信信息响应时间、实时数据更新周期、对时精度应

13.10.3保信子站的功能设计应满足下列要求： 1应能完成信息的远动通信； 2应能进行保护功能的投退； 3 应能进行保护的复归、保护定值的修改和管理； 4可在保信子站或者运行人员控制系统进行启动故障录波 系统的操作； 5 应具备数据库及其维护功能； 6 应具备故障录波分析软件功能

13.11对其他二次子系统的设计要求

13.11.1换流站控制保护系统与交流保护、电能量计量系统等其 他二次子系统的接口应符合相关规范要求。 13.11.2交流保护应满足下列要求： 1交流保护应留有与站主时钟系统及保信子站的对时接口， 保证时间精度； 2站内交流保护应包括联接（换流）变压器进线间隔断路器 保护、进线短引线保护和站用电源保护等； 3所有交流保护应单独组建保护子网，通过保护子网与保信 子站进行通信，并通过保信子站与远方调度中心通信。 13.11.3电能量计量系统应满足以下要求： 1电能量计量系统应留有与站主时钟系统及远方调度中心 计费主站的对时接口，保证时间精度； 2电能量采集终端装置应具有与换流站监控系统的通信接 口，换流站监控系统应对电能量计量系统进行监视，并可对计量数 据进行查询。

13. 12 试验要求

13.12.1换流站控制保护系统试验应包括工厂试验、二次系统联

[13. 12. 2 工广试验应满足下列要习

1工厂试验应包括型式试验、例行试验、功能试验和出厂 试验； 2型式试验应包括但不限于环境试验、电源扰动及断电试 验、机械试验、耐湿热试验、电磁兼容试验； 3例行试验应包括但不限于电源偏差试验、绝缘性能试验 暂态抗干扰试验、温升试验、连续通电试验； 4功能试验应包括但不限于系统功能及性能试验、顺序控制 及电气连锁试验、穴余设备切换试验、系统CPU和网络负荷率 试验； 5出厂试验应包括但不限于功能试验的抽测、系统试验（包 括系统启动试验、顺序控制及模式转换试验、动态性能试验、与保 护的接口试验等）、系统稳定性试验（系统连续正常运行100h视为 合格）。

1为检验二次子系统之间的软硬件接口功能、性能配合的正 确性，在现场调试之前，应进行二次系统联调试验； 2二次系统联调试验设备应包括但不限于直流控制保护设 备、阀控设备、站主时钟设备； 3二次系统联调试验应包括但不限于换流站控制保护系统 的功能和性能指标的考核试验、换流站控制保护系统与其他二次 设备的接口试验、完余控制保护系统的切换试验。

3.12.4现场调试应满足下列要求：

1应检查换流站控制保护系统的各项功能是否实现、性能指 标是否达到，并对各子系统间的接口、通信、自诊断等进行检验； 2现场调试宜分为分系统调试、站系统调试、系统调试和试 运行四个阶段。

1为便于在执行本标准条文时区别对待，对要求严格程度不 同的用词说明如下： 1)表示很严格，非这样做不可的： 正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”； 2)表示严格，在正常情况下均应这样做的： 正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”； 3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的： 正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”； 4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。 2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合... 的规定”或“应按··执行”。

1为便于在执行本标准条文时区别对待，对要求产格程度不 同的用词说明如下： 1)表示很严格，非这样做不可的： 正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”； 2)表示严格，在正常情况下均应这样做的： 正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”； 3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的： 正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”； 4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。 2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合... 的规定”或“应按执行”。

《35kV～110kV变电站设计规范》GB50059 《1000kV变电站设计规范》GB50697 《绝缘配合第1部分：定义、原则和规则》GB311.1 《绝缘配合第3部分：高压直流换流站绝缘配合程序》GB/T311.3 《地区电网调度自动化系统》GB/T13730 《污移条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定》GB/T26218 《220kV～750kV变电站设计技术规程》DL/T5218

中华人民共和国国家标准

《柔性直流输电成套设计标准》GB/151397一2019，经任房和 城乡建设部2019年9月25日以第259号公告批准发布。 本标准编制的主要原则是：贯彻国家法律、法规和电力建设政 策；坚持科学发展，落实“安全可靠、先进适用、经济合理、环境友 好”的原则；广泛深入调研，吸取电力建设工程实践经验，以舟山柔 性直流工程、厦门柔性直流工程、渝鄂柔性直流工程的成套设计研 究成果为基础，广泛征求相关单位意见。 为便于广大施工、监理、设计、科研、学校等单位有关人员在使 用本标准时能正确理解和执行条文规定，《柔性直流输电成套设计 标准》编制组按章、节、条顺序编制了本标准的条文说明，对条文规 定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是， 本条文说明不具备与标准正文同等的法律效力，仅供使用者作为 理解和把握标准规定的参考。

13换流站控制保护系统

13.1系统设计总体要求

81 (82） (82） 官息管理子站 （83）

2.0.2模块化多电平换流器的结构如图1所示，

图1模块化多电平换流器

2.0.19模块化多电平换流器、两电平换流器、三电平换流器中的

2.0.19模块化多电平换流器、两电平换流器、三电平换流器中的 直流电容器分别如图1、图2和图3所示

3.0.4接线形式主要指换流站内主要电气设备的连接关系和布 置形式。

4.1.8针对不同位置的设备提出具体的爬电比距，其目的是为了 便于后续设备选型

4.3.3换流站接人交流系统的频率变化范围一般习惯用频率波 动最大值的包络线表示，典型的换流站接入交流系统频率变化范 围示意图如图4所示

图4典型的换流站接入交流系统频率变化范围示意图

5.1.4柔性直流输电系统降压时通常需要配合升高调制比和联

5.2柔性直流输电系统运行方式和控制模式设计

4通过柔性直流输电系统对交流系统实施频率控制一般有 以下几种情况：交流侧为孤岛新能源电场，孤岛水/火电厂或弱交 流系统通过柔性直流输电系统与一个大交流系统互联时，交流侧 为无源用电负荷，其他通过柔性直流输电系统进行交流系统互联 的情况。 6电力系统中的扰动有可能引发柔性直流输电系统与交流 系统、新能源系统或同步发电机之间的振荡。如果不采取有效措 施，这些振荡会导致电网失稳和机组失去同步。

6.0.1针对本条给出典型的接地方式。

6.0.1针对本条给出典型的接地方式

针对本条给出典型的接地方式。 1)如果联接变压器阀侧为星型接线，可通过阀侧星型绕组中

（1）如果联接变压器阀侧为星型接线，可通过阀侧星型绕组中 性点经大电阻接地，其接线方式如图5所示

图5联接变压器阀侧星型绕组中性点经大电阻接地

（2）如果联接变压器阀侧绕组为角型接线，可通过阀侧接地电 抗器中性点经大电阻接地，其接线方式如图6所示。

联接变压器阀侧接地电抗器中性点经大电

7.0.1典型的柔性直流输电对称单极接线方案示意图如图7所

7.0.1典型的柔性直流输电对称单极接线方案示意图如图7所 示，典型的柔性直流输电双极接线方案示意图如图8所示。 7.0.2根据系统要求设计其他特殊接线方式，如融冰接线方式

图7典型的柔性直流输电对称单极接线方案示意图 Lh二桥臂电抗器：L一直流电抗器

典型的柔性直流输电对称单极接线方案示意

图8典型的柔性直流输电双极接线方案示意图 Lb一桥臂电抗器；L一直流电抗器；

NBS一中性母线开关；NBGS一中性母线接地开关

8.1.1柔性直流换流站有功类和无功类控制目标应按照本标准 第5.2.3条第2款选择。

9过电压和绝缘配合计算

9.2避雷器配置基本原则

9.2.4直流电抗器线路侧的设备通常由直流极线DL避雷器保 护，阀顶区域设备通常由极母线DB避雷器保护，VSC阀与桥臂电 抗器间设备通常由LV避雷器保护，联接（换流）变压器阀侧母线 通常由AV避雷器保护。图9和图10分别给出了对称单极接线 和双极接线柔性直流换流站避雷器典型布置示意图。根据具体工 程，可适当删减或增加某种类型的避雷器

图9对称单极接线柔性直流换流站避雷器典型布置示意图 A一交流侧避雷器；AV一联接（换流）变压器阀侧避雷器； NV一联接（换流）变压器阀侧中性点避雷器；AR一桥臂电抗器端子间避雷器； LV一桥臂电抗器阀侧避雷器；DB一直流极母线避雷器； DL一直流线路避雷器

图10双极柔性直流换流站避雷器典型布置示意图 A一交流侧避雷器；AV一联接（换流）变压器阀侧避雷器； VO一联接（换流）变压器网侧中性点避雷器；AR一桥臂电抗器端子间避雷器； LV一桥臂电抗器阀侧避雷器；DB一直流极母线避雷器； DL一直流线路避雷器；CBN1、CBN2、E一中性母线避雷器； EL/EM一接地极线路/金属中线避雷器

表1图9和图10符号说明

9.4保护水平和绝缘水平

9.4.1换流站过电压保护装置主要为无间隙金属氧化物退

.5.2由于直流电压下的积污比交流电压下的严重得多，因此直 流设备的爬电比距也比交流设备的大得多。

10.0.1暂态电流计算的目的在于确定换流站设备承受的最大电 流应力，并为保护研究提供基础数据。 10.0.5暂态电流计算有两种手段：解析计算方法和仿真计算方 法。解析方法的优点是计算速度快，数学机理较清晰，便于分析问 题，但前期建模和数学推导较困难；仿真方法速度较慢，但在复杂 系统条件下可以实现故障工况和运行方式多种组合下的扫描计 算。在工程计算中通常两种方法结合使用。

11.0.5、11.0.6由于我国柔性直流工程数量较少且投运时间较 短，尚缺乏足够的可靠性工程数据支撑，本条所规定的可靠性指标 仅为推荐值。

12换流站一次设备参数要求

12.7.1自前直流断路器的技术路线有多种，成套设计需要从系 统角度提出总体外特性要求，以及针对不同技术路线直流断路器 的具体要求。

13换流站控制保护系统

13.1系统设计总体要求

13.1.3本条对控制保护系统软、硬件配置做了规定。 3对软、硬件结构进行优化设计的目的是保证系统各部分 的负载分布合理、运行可靠，各子系统间独立运行，使各层次之 间的耦合关系尽量减少，避免某一部分的故障影响整个系统的 运行。

13.2运行人员控制系统

13.3交直流站控系统

13.3.2本条对交直流站控系统的配置及性能做了规定。

2需对模拟量数据采集功能提出量值范围、误差分配、分辨 率及精度、越限报警、追忆记录等设计要求，对开关量数据采集功 能提出数据扫描频率、传输频率、异常报警信息等设计要求。 如果需要，数据总线可实行分网和分段，其分网和分段之间的 信息通信应符合其相关硬件的特性。 数据采集系统应具有剔除数据中的奇异项、对数据的干扰进 行数字滤波、平滑处理或隔离的功能

1联锁方式包括运行人员操作联锁、检修钥匙联锁和设备联 锁，以确保不带负荷闭合隔离开关、不带负荷拉开隔离开关、接地 开关合闸时不闭合隔离开关、当母线或设备带电时不操作接地开 关、人员不误人带电间隔、操作不违反顺控原则等。 5谐波监视量包括交流母线上1次50次谐波分量、直流 线路上的等效干扰电流值

13.4.2本条对直流控制系统的配置及性能做了规定。

2本款对性能要求做了规定。 1）工程中一般使用直流功率/直流电压指令阶跃变化的响应 来评判控制系统动态响应特性。柔性直流输电系统的动态性能时 间常数主要取决于控制系统、测量系统以及直流回路等部分的时 间常数，在20ms～150ms范围之内。对于不同的交直流系统条 件，直流功率/直流电压指令阶跃变化的响应和影响均有区别，应 对此进行详细研究，制定各种工况下直流功率变化及其变化速率 的充许范围；控制系统阶跌响应的定值在综合考虑上述因素后优 化确定。

13.5.3本条对直流保护系统的功能设计做了规定

1可根据工程设计选择配置联接（换流）变压器差动保护、联 接（换流）变压器绕组差动保护、联接（换流）变压器引线差动保护 联接（换流）变压器过流保护、联接（换流）变压器过激磁保护、阻抗 保护等保护功能，联接（换流）变压器保护还应具备本体非电量保 护功能。 2可根据工程设计选择配置交流连接线差动保护、交流连接 线过流保护、启动回路热过载保护、启动回路差动保护、中性点电 阻热过载保护、交流过电压保护等保护功能。 3可根据工程设计选择配置桥臂过流保护、桥臂电抗器差动 保护、换流器差动保护、换流器过流保护等保护功能。 4可根据工程设计选择配置直流低电压保护、直流过电压保 护、站接地过流保护、直流过流保护、中性母线差动保护、流极差 动保护、中性母线开关保护等保护功能。 5可根据工程设计选择配置双极中性母线差动保护、金属中 线接地保护、中性母线接地开关保护、金属回线转换开关保护、大 地回线转换开关保护、接地极线路开关保护、金属中线开关保护 接地极线过流保护、接地极线不平衡保护等保护功能。 6可根据工程设计选择配置直流线路行波保护、直流线路电 压突变量保护、金属回线横差保护、金属回线纵差保护等保护 功能。

GB/T 42254-2022 渤海和黄海北部冰情等级13.9.2本条对故障录波系统的配置及性能做了规定。

2本款对故障录波系统指标做了规定。 1)记录的带时标的数据误差不应大于1ms。 2）记录时间和采样频率宜满足以下要求：扰动前数据记录时

间40mS，扰动后记录时间≥20s，大扰动后中期数据记录时间 ≥0.1s；用于故障分析和谐波分析的信号的采样频率不低于 10000Hz；交流录波通道的采样频率不低于5000Hz；直流录波通 道的采样频率不低于10000Hz。

间≥40mS，扰动后记录时间≥20s，天扰动后中期数据记录时间 ≥0.1s；用于故障分析和谐波分析的信号的采样频率不低于 10000Hz；交流录波通道的采样频率不低于5000Hz；直流录波通 道的采样频率不低于10000Hz。 13.10保护故障录波信息管理子站 13.10.1站内每套交流和直流保护设备自身或通过接口转换装 置提供一个独立的以太网口，接入以太网交换机组成专用的以太 网段（保护子网）上送数据给保信子站。

13.10.1站内每套交流和直流保护设备自身或通过接口转换装 置提供一个独立的以太网口DB34／T 1983-2013 安徽省公路水运工程施工满堂钢管支架技术规程，接入以太网交换机组成专用的以太 网段（保护子网）上送数据给保信子站。

统一书号：155182·0489 定价：18.00元