GB／T 51200-2016标准规范下载简介

GB／T 51200-2016 高压直流换流站设计规范(完整正版、清晰无水印).pdf

变压器铁芯材料和磁通密度的设计。当流过换流变压器中性点 的直流偏磁电流超过变压器的耐受能力时，应采取合适的限流 或隔直装置

5.4.4本条是对平波电抗器选择的要求

式的平波电抗器在高压直流工程中均有成功的运行经验。 与油浸式平波电抗器比较，空芯干式平波电抗器具有下列优势： 1）对地绝缘简单； 2）无油，消除了火灾危险和环境影响； 3）潮流反转时无临界介质场强； 4）负载电流与磁链呈线性关系； 5）暂态过电压较低； 6）可听噪声低； 7）重量轻，易于运输； 8）没有辅助运行系统，基本上是免维护的，运行、维护费用低 油浸式平波电抗器具有与空芯干式平波电抗器几乎相反的特 点，其主要优势为： 1)油浸式平波电抗器由于有铁芯，要增加单台电感量很容易； 2）油浸式平波电抗器的油纸绝缘系统很成熟，运行也很可靠； 3）油浸式平波电抗器安装在地面，因此重心低，抗震性能好； 4）油浸式平波电抗器采用干式套管穿入阀厅，取代了水平穿 墙套管，解决了水平穿墙套管的不均匀湿闪问题。油浸式平波电 抗器的垂直套管也采用干式套管，使其发生污闪的概率降低。国 外直流工程中也有采用干油混合式的平波电抗器，该方案结合了 两种型式平波电抗器的优点，但运行维护不方便，备品多，价格贵 一般不推荐这种方案。 2平波电抗器的工作电流取值包括额定电流、连续过负荷电 流、短时过负荷电流和暂态过负荷电流，此外，在设备规范书中还 应给出平波电抗器的谐波等效电流。平波电抗器的温升试验的电

流应按最大连续过负荷电流加上谐波等效电流考虑。由于油浸式 平波电抗器通常采用风冷，因此其过负荷电流取值还应考虑备用 冷却是否投人的影响。 3平波电抗器电感值由下列公式计算： （1）防止直流低负荷时电流间断，其计算公式为：

式中Vdo一 换流器的理想空载电压； Iai一容许的最小直流电流限值。 （2）限制故障电流的上升率城市管理行政执法文书示范文本(试行)（住房和城乡建设部2020年9月）.pdf，其简化计算公式为：

Vdo X 0.023sina w I dli

式中：Va一一直流电压下降量，一般选取一个单桥的额定直流电压； Id 不发生换相失败所容许的电流增量； 换相持续时间； β一逆变阀的额定越前触发角； min一一不发生换相失败的最小熄弧角； f一交流系统的额定频率。 平波电抗器电感量的取值应避免与直流滤波器、直流线路 中性点电容器、换流变压器等设备在50Hz、100Hz低频发生 谐振。 平波电抗器电感值会随着流过的直流电流值变化，为满足直 流系统性能要求，平波电抗器电感值在最大直流电流到最小直流 电流之间，应基本维持不变。 5平波电抗器可听噪声应按国家标准规定的方法测量，油浸 式平波电抗器可听噪声应小于80dB（A），空芯干式平波电抗器应 为60dB（A）～70dB（A）。如果平波电抗器的噪声水平不满足要 求时，应采用降噪措施，如安装隔声罩。

5.4.5减少交流滤波器类型有利于降低交流滤波器投资，同时减少备品备件。目前国内工程中已采用的几种交流滤波器的型式如图5。C型滤波器双调谐滤波器双调谐滤波器（用于龙泉）（用于葛上）（用于贵广、龙政）C1 :C1≠C1 :C2L1L1L1R1R1C2L2C2L23双调谐滤波器三调谐滤波器（用于天广）（用于贵广）C1 :C1L1L1RIC23:L2RIC2== L23R2C3L3图5交流滤波器的几种主要类型5.4.10当直流滤波器发生故障退出运行或直流滤波器检修完成投入运行时，为不影响直流功率输送，需要进行带电投切。由于流过直流滤波器的电流是谐波电流，幅值较小，并且需要进行带电投切的次数较少，为提高工程的经济性，通常采用高压直流隔离开关进行直流滤波器的带电投切操作。直流隔离开关没有灭弧装置，需明确带电切除的电流限制值，当工作电流超过电流限制值时不78:

许带电切除直流滤波器，否则可能烧环直流隔离开关的触头。 直流滤波器一般采用多调谐方案，高压电容器的电容量较大，带电 没入操作可能对设备带来损害，因此部分工程对直流滤波器带电 投入功能不作强制规定。

5.4.11阻容分压器的电阻应具有足够的热稳定性，以保证在规 定的环境温度范围内，该装置的测量精度变化不应超过0.5%；当 被测电压在零至最大稳态高压直流电压之简变化时，测量精度应 小于额定直流电压的0.2%；该测量装置的量程应满足测量直流 电压1.5标么值的要求，测量精度应小于额定高压直流电压的 0.5%。 用于控制的高压直流电流测量系统，当被测电流在最小保证值和 2h过负荷运行电流之间时，测量误差应不大于额定电流的土0.5%； 用于保护的高压直流电流测量系统，当被测电流低于2h过负荷电 流时，测量误差应不大于该测量装置额定电流的士2%；当被测电 流达到额定电流的300%时，测量误差不能超过测量装置额定电 流的士10%。

5.5.2本条是交流滤波器及无功补偿设备布置的要求。

1由于交流滤波器和无功补偿设备中的电容器和电抗器对 换流站场界的噪声水平影响较大，所以在布置设计时应同时考虑 上述设备的噪声影响。 2交流滤波器和并联电容器组的具体布置方式应结合分组 数量、滤波器组型式、布置场地等因素综合考虑，并经技术经济比 较后确定。通常可采用以下两种布置方式： “一字型”布置方式：大组内交流滤波器和并联电容器小组单 列式布置在交流滤波器组母线的一侧，布置示意图见图6。 “田字型”布置方式：大组内交流滤波器和并联电容器小组布 置在交流滤波器组母线的两侧，布置示意图见图7。

HOHOHO口图6交流滤波器组“一字型”布置方案图7交流滤波器组“田字型”布置方案.80:

（1）由于自前直流场的空气间隙形状和过电压值各不相同，目 前普遍采用的方式是根据系统成套计算出的设备绝缘水平进行理 论计算，有关的计算裕度和取值也没有明确的规定，设计普遍采用 经验值和部分真型试验结果进行间隙值的选取。在工程实施的初 期如果有条件应进行部分间隙的真型试验，以便积累数据为工程 所用。 （2）直流开关场的布置宜采用两极对称式布置，布置上应尽量 保持两极的相对独立性，以保证在一极检修或故障停运的情况下 不影响另一极的运行。一般两极的高压直流母线和直流滤波器分 别布置在直流开关场两侧，中性母线及转换设备布置于直流开关 场中间。高压直流母线与中性母线在布置上尽量减少空间交叉。 （3）国内外的自然积污试验及实际运行经验的结果均证明：直 流电压下的绝缘子积污要明显高于交流电压下的积污，防污型直 流电气设备制造难度大且价格高，在大气严重污移地区当采用户 外直流开关场设备难以选择时可考虑采用屋内型直流开关场。目 前，国内外的直流工程中采用户内开关场布置的工程较少，运行经 验也不多，国内仅宁东、政平、木家、格尔木换流站极母线设备采用 户内布置。

5.5.4本条是对阀厅布置的要

（1）两端直流输电换流站阀厅按极设置，目前国内单回两端直 流输电换流站阀厅布置均采用“一字型”（全站阀厅呈一字型排开） 布置；对于双回两端直流输电工程，全站有四个阀厅，可供选择的 阀厅布置有“一字型”和“面对面”（阀厅面对面布置，换流变布置在 2个阀厅之间），溪洛渡电站送电广东同塔双回直流输电工程阀厅 采用“面对面”布置。背靠背换流站阀厅按换流单元设置，整流侧 和逆变侧两组换流阀单元布置在同一阀厅内。 （2）空气绝缘的晶闸管换流阀布置在阀厅内，阀厅应密封防 尘，有必要的金属屏蔽措施，空气保持一定的温度和湿度，使换流

5.5.5本条是对换流变压器及平波电抗器布置的要求

（1）换流变压器及平波电抗器是换流站的核心电气元件，是连 接交直流系统的重要设备。换流变压器及平波电抗器的布置直接 影响到交流开关场和阀厅的布置，因此换流变压器及平波电抗器 的布置应根据总体布置要求，力求达到进出线方便、接线简单和布 置清晰。 （2）换流变压器插入阀厅布置和换流变压器与阀厅脱开的布 置各有优缺点。换流变压器插入阀厅布置优点是：可利用阀厅内 良好的运行环境减小换流变压器套管的爬距，防止换流变压器套 管不均匀湿闪，节省单独的穿墙套管；缺点是：增加了换流变压器 制造难度，增大了阀厅面积，换流变压器的运行维护条件较差，备 用换流变压器的更换较难。换流变压器与阀厅脱开的布置的优缺

点正好与之相反。两种布置方式应结合具体工程的地理情况及环 境条件，通过技术经济比较确定。由于国内目前污移水平普遍较 高，新建工程均采用了换流变压器插入阀厅布置。 （3）为提高直流输电系统的可靠性和可用率，换流站的换流变 压器和平波电抗器通常都设备用。每种规格的换流变压器和平波 电抗器每站各备1台。因此换流变压器及平波电抗器的布置应考 虑能方便地搬运和更换。换流站宜设有轨道系统以便于搬运和更 换换流变压器和油浸式平波电抗器。备用换流变压器和油浸式平 波电抗器应布置在适当的位置，以减少轨道系统的长度。更换换 流变压器和平波电抗器时应尽量避免拆除已安装好的电气设备。 更换任一极阀组（或换流单元）的换流变压器时应不影响另一极伐 组（或换流单元）的正常运行

6.1.2两端长距离高压直流输电系统一般均有功率反送的需求， 其换流站既可作为整流站运行，也可作为逆变站运行，因此，要求 每个换流站的直流控制和保护既能适用整流运行，也能适用逆变 运行。

路线的SIMADYND、SIMATICTDC直流控制保护系统中，直流 保护和直流控制系统均独立配置，不仅采用不同的主机，还分别组 屏；ABB技术路线的MACH2、DCC800直流控制保护系统中，除 早期的三常、三广直流输电工程的直流控制保护系统采用一体化 设计，并共用主机外，三沪I回直流输电工程等的直流控制保护系 统虽然采用一体化设计，但控制和保护均是采用不同的主机，且工 程中有仍共同组屏也有分别组屏的。 根据国内的运行习惯和要求，直流保护已逐渐从直流控制保 护共用主机中分离出来，单独配置保护主机和控制主机，并分别单 独组屏。直流保护装置与直流控制系统独立配置，可极大方便运 行和检修

6.2.3目前国内已运行的换流站工程中，采用ABB技术路线的 监控系统由站控层、间隔层组成，采用SIEMENS技术路线的监控 系统由站控层、控制层和就地层三部分组成。两种技术路线监控 系统的站控层设备组成基本相同；SIEMENS技术路线的控制层 设备包括直流极控、交流站控、直流站控系统，就地层设备指的是

就地继电器室内的交/直流测控设备，而ABB技术路线的间隔层 设备包括直流极控、交流站控主机和相应的I/O板卡，但控制主 机之间的数据传输仍是采用单独的站CAN网，实际也是包含了 控制主机层和就地I/O层。因此本条监控系统仍然建议由站控 层、控制层和就地层三部分组成

6.2.4且前国内已运行的换流站工程中,虽然ABB技术

6.3.1高压直流换流站的可靠运行对整个电力系统将产生重大 影响，因此，在直流控制系统的设计中均强调了双重化配置的原 则，双重化的范围包括：信号输入/输出回路，电源回路、通信回路、 所有的控制装置等，且双重化系统互为热备用，备用系统的数据随 工作系统的数据自动更新，另外，工作系统和备用系统间的切换应 既可以手动，也可以自动进行，其切换不应影响高压直流系统的正 常运行。一个系统出现故障，不影响其他系统的运行。

直流控制功能的分层相同，但由于设计理念的差异，SIEMENS技 术路线中设置有独立的直流站控装置，双极控制层功能由直流站 控装置实现，ABB技术路线中没有设置独立的直流站控装置，双

极控制层功能由极控装置实现。

.4.2本条规定了直流保护应按极、按换流单元独立配置的要 求，但未明确直流保护亢余度的配置要求，主要是考虑到直流保护 为亢余度基于不同技术路线可双重化配置或三重化配置，两种配 置方式均有成熟的工程实践应用

的儿余度基于不向技不路线可双重化配直或三重化配直，两种配 置方式均有成熟的工程实践应用。 6.4.3目前国内已投运的高压直流输电工程，SIEMENS技术路 线的直流控制保护系统中，贵广工回、Ⅱ回、三沪Ⅱ回直流输电工 程的直流滤波器保护均为双重化独立配置；ABB技术路线的直流 控制保护系统中，三常、三广、三沪工回直流输电工程的直流滤波 器保护均是集成在极保护内，不单独配置；南瑞继保公司提供的 PCS9500系列直流控制保护系统中，呼辽、德宝直流输电工程的 直流滤波器保护均为双重化独立配置，PCS9550系列直流控制保 护系统中，溪洛渡、天广高压直流输电工程的直流滤波器保护也均 为双重化独立配置。 上述工程中，直流滤波器保护有集成在直流保护内也有独立 配置的，集成式和独立配置的直流滤波器保护功能一致，仅在硬件 构成和动作出口方式上略有不同。集成式直流滤波器保护均集成 于直流保护内，其功能由直流保护主机实现，即与直流保护共用主 机，其动作出口也与直流保护共用。独立配置的直流滤波器保护， 其硬件和动作出口均独立。 考虑到直流滤波器组布置在直流场，其故障闭锁直流系统，因 此推荐直流滤波器保护集成在直流保护中。直流滤波器保护是否 独立配置.可综合考虑管理要求和运行习惯确定

路线的直流控制保护系统中，换流变压器电量保护均为双重化独 立配置；ABB技术路线的直流控制保护系统中，除早期的三常、三 广直流输电工程的换流变压器电量保护功能集成在直流保护中

外，三沪I回等直流输电工程的换流变压器电量保护均是双重或 三重化独立配置的。 上述工程中，换流变电量保护有集成在直流保护内也有独立 配置的，集成式和独立配置的换流变压器电量保护功能一致，仅在 硬件构成和动作出口方式上略有不同。集成式换流变压器电量保 护均集成于直流保护内，其功能由直流保护主机实现，即与直流保 护共用主机，其动作出口也与直流保护共用。独立配置的换流变 压器电量保护，其硬件和动作出口均独立。 考虑到换流变压器保护功能复杂，测点较多，逻辑运算量较 大，因此推荐换流变压器电量保护独立配置。换流变压器电量保 护是否独立配置，可综合考虑管理要求和运行习惯确定。 对于换流变压器的非电量保护，其功能实现方式和设备配置方 案包括：（1）配置单套非电量保护装置实现，本体非电量跳闸接点配 设1副，目前南网的工程基本采用这种方案；（2）配置双套非电量保 护装置实现，可采用独立的保护装置或采用极控主机十I/O单元 的方式实现，同时为提高非电量保护动作可靠性，本体非电量跳闸 接点需配设3副，由双重化非电量保护装置或极控主机实现“三取 二”逻辑出口，目前国网的工程基本采用这种方案。 6.4.5目前国内已投运的高压直流输电工程中，南方电网公司现 已投运的天广、贵广工回、贵广Ⅱ回直流输电工程的交流滤波器保 护为按交流滤波器大组和其中的每个小组分别独立配置；国家电 网公司现已投运的三常、三广、三沪I回直流输电工程的交流滤波 器保护为按每个交流滤波器大组分组配置，交流滤波器保护的范 围包括滤波器大组母线和其中的每个滤波器小组，呼辽、德宝、三 沪Ⅱ回直流输电工程为按交流滤波器大组和其中的每个小组分别 独立配置。 上述工程中，交流滤波器保护有按大组配置的，也有按小组和 母线分别配置的，两种方式下的交流滤波器保护功能一致，仅在硬

已投运的天广、贵广工回、贵广Ⅱ回直流输电工程的交流滤波器保 护为按交流滤波器大组和其中的每个小组分别独立配置；国家电 网公司现已投运的三常、三广、三沪工回直流输电工程的交流滤波 器保护为按每个交流滤波器大组分组配置，交流滤波器保护的范 围包括滤波器大组母线和其中的每个滤波器小组，呼辽、德宝、三 沪Ⅱ回直流输电工程为按交流滤波器大组和其中的每个小组分别 独立配置。 上述工程中，交流滤波器保护有按大组配置的，也有按小组和 母线分别配置的，两种方式下的交流滤波器保护功能一致，仅在硬 件构成和动作出口方式上略有不同。按大组配置的交流滤波器保

护，大组滤波器的所有功能由1台保护主机实现，保护动作后需要 考虑跳交流断路器和停直流的出口。按小组和母线分别配置的交 流滤波器保护，其硬件由独立的各小组保护和大组母线保护构成， 小组保护动作后除了需要考虑跳本小组断路器外，还需要考虑至 大组母线保护的失灵联跳回路，大组母线保护动作后需要考虑跳 交流断路器和停直流的出口。 考虑到交流滤波器保护按大组配置可以简化二次回路接线 且保护分区也比较独立，因此推荐交流滤波器保护按大组配置。 交流滤波器保护采用哪种配置方式，可综合考虑管理要求和运行 习惯确定

6. 6 辅助二次系统

6.6.1由于阀冷却系统是高压直流换流站的重要辅助系统，其运 行状态的好与坏将直接影响到直流输电系统的运行状态，因此，阀 冷却系统应按双重化原则配置。穴余的阀冷却控制保护系统采用 互为热备用方式，且其在硬件上是彼此独立的。余的阀冷却控 制保护系统应具有对其硬件、软件以及通信通道进行自检的功能 并在有效系统发生故障时发出告警信号至站SCADA系统，同时 自动切换到备用系统，其切换过程不应引起高压直流输电系统输 送功率的降低，如果备用系统不能投运，应发出跳闻命令至直流控 制保护系统以停运直流系统。当穴余的阀冷却控制保护系统有 个系统处于检修状态时，该系统不应对运行系统产生任何影响。 限据两端高压直流输电系统换流站的运行方式，换流阀按极 配置，且每极均能独立投退，因此应按极设置阀冷却控制保护 系统。 对于背靠背换流站，换流阀包括整流侧和逆变侧阀组，每个阀 组均相对独立，可采用不同型式和不同厂家的产品。当一个换流 单元整流侧和逆变侧阀组采用不同厂家的换流阀时，整流侧和逆 变侧的阀冷却控制保护系统需要各自独立配置：当一个换流单元

整流侧和逆变侧阀组采用同一厂家的换流阀时，整流侧和逆变侧 的阀冷却控制保护系统可共同设置一套。考虑到实际工程中换流 阀采购流程的不确定因素，本规范推荐背靠背换流站阀冷却控制 保护系统按阀组配置，具体配置方案，可综合考虑换流阀供货情 况、管理要求和运行习惯确定。

6.6.2两端高压直流输电系统换流站的直流控制保护系统按极

独立配置，背靠背换流站的直流控制保护系统按换流单元独立配 置。鉴于上述配置特点，换流站的站用直流电源系统也采用了按 区域分散设置的方式。现有高压直流工程中，换流站的站用直流 电源系统通常按极（或换流单元）、站公用和交流场区域来分散 设置。

6.6.3在已建成或在建的高压直流换流站实际工程中，需要交流

不间断电源供电的负何主要有以下儿部分： （1）运行人员操作设备如交直流操作员工作站等各种工作站、 站LAN网服务器、站LAN网组网设备、远动设备、数据网接口设 备及二次安全防护设备。 （2）控制保护组网设备、电能计费设备及在线监测系统设备。 控制楼其中第（1)项负荷都集中在控制楼内，第（2)项负荷分 布在各个继电器小室及辅控楼（如果有）内。换流站的交流不间断 电源负荷主要为第（1）项设备，第（2）项负荷较少，因此推荐采用全 站集中设置方式。在第（2)项负荷较多的情况下，也可采用按区域 分散设置方式。 换流站内计算机监控系统主机、控制保护设备及网络设备 般均为双重化配置，且供电可靠性要求高，因此交流不间断电源系 统主机也应采用双重化配置。

6.6.4为保证系统运行的可靠性，时间同步系统的时钟源采

全的双重化配置，应能同时接收北斗卫星导航系统和GPS全球卫 星定位系统的对时源，并具有主/备时钟源自动切换的功能

线的直流控制保护系统中，贵广I回、Ⅱ回、三沪二回等直流输电 工程的谐波监视系统均是独立配置的；ABB技术路线的直流控制 保护系统中，三常、三广直流输电工程是将谐波监视系统功能集成 在换流站监控系统中实现，三沪I回、呼辽等直流输电工程谐波监 视功能是与直流线路故障定位、接地极阻抗监视共用1台主机实 现。上述配置方式在工程中均有成熟的运行经验

6.6.6换流站接地极监视系统包括接地极线路和本体监视

对于接地极线路监视系统，目前国内已投运的高压直流输电 工程，SIEMENS技术路线的直流控制保护系统中，贵广I回、Ⅱ 回、三沪二回等直流输电工程的接地极线路监视系统均是独立配 置的；ABB技术路线的直流控制保护系统中，三沪I回、呼辽等直 流输电工程接地极线路监视功能是与直流线路故障定位、谐波监 视共用1台主机实现，该主机与站LAN相连，将所有信息送至站 内监控系统。上述配置方式在工程中均有成熟的运行经验。 对于接地极本体监视系统，目前尚没有投运的工程，但国网和 南网两大电网公司均有工程在实施中。该系统对接地极运行安时 数、入地电流、土壤温度等接地极本体主要运行参数进行监视，并 通过远程通信的方式与换流站内的监控系统或独立的工作站通 信，实现在换流站内对接地极状态的监视。 6.6.8随着通信技术的发展以及各种设备在线监测技术的成熟， 对高压直流换流站内的各种设备在线监测系统进行整合，建立一 个统一的数据分析平台，实现全站在线监测信息的统一监视、分析 和维护是必然的发展趋势。这样一方面减少了在线监测后台的数

对高压直流换流站内的各种设备在线监测系统进行整合，建立一 个统一的数据分析平台，实现全站在线监测信息的统一监视、分析 和维护是必然的发展趋势。这样一方面减少了在线监测后台的数 量，提高了设备利用率，减轻运行人员巡视工作量，节约了设备成 本与人力成本；另一方面可为设备状态评估提供全方面的状态监 测数据，及时发现设备缺陷和异常征兆，确保设备安全运行，从而

提高供电可靠性。 换流变压器和油浸式平波电抗器，500kV及以上电压等级的 变压器、并联电抗器宜监测油中溶解气体、油中含水量。变压器 （包括换流变压器）可根据需要选择监测铁芯接地电流。换流变压 器阀侧套管宜监测SF6气体密度。

6.7.1根据高压直流换流站的建设规模和布置特点，对于单回直 流换流站，仅需设置1个控制楼，位于极1、极2阀厅之间，对于双 回直流换流站，宜为第二回直流设置辅控楼。对于背靠背换流站， 当有1个或2个换流单元时，仅需设置1个控制楼，当有3个及以 上换流单元时，宜增设辅控楼

7.1.2直流远动系统的通道配置依赖于直流控制保护系统的分 层和元余结构设计。站间通信通道包括极控、极保护和站间 SCADA，还包括直流线路故障定位装置。ABB技术路线的直流 控制保护系统中极控与极保护一般为共用站间通道，SIEMENS 技术路线的直流控制保护系统中极控、极保护均配置独立的站间 通道。当直流控制系统配置有直流站控，且直流站控中含有极/双 极层功能时，还可为直流站控配置独立的站间通信通道

8.1站区总平面及竖向布置

8.1.2阀厅、主控制楼区域为换流站的核心功能区，站区的主要 生产设备换流变压器、换流阀和阀厅、控制楼均位于此区域，且换 流变压器为超重型设备、阀厅和控制楼为体量较大的建筑，对地基 承载力的要求较高，为降低地基处理费用，在站址选择时考虑此因 素的前提下，进行站区布置时，换流区的布置应选择地质条件较好 的地段布置，以达到降低全站综合造价的目的

8.1.2阀厅、主控制楼区域为换流站的核心功能区，站区的主要 生产设备换流变压器、换流阀和阀厅、控制楼均位于此区域，且换 流变压器为超重型设备、阀厅和控制楼为体量较大的建筑，对地基 承载力的要求较高，为降低地基处理费用，在站址选择时考虑此因 素的前提下，进行站区布置时，换流区的布置应选择地质条件较好 的地段布置，以达到降低全站综合造价的目的。 8.1.4根据现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016一2014 第3.4.1条关于“厂房的防火间距”的强制性规定和换流站内建筑 的房屋类别和防火等级，将其列为本规范的条文。 本条主要依据现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016， 《火力发电厂与变电站设计防火规范》GB50229的相关规定制定： 但考虑到换流站的特殊性，本条对站内丙、丁、戊类生产建筑距离 站区围墙的距离要求进行了调整。现行国家标准《建筑设计防火 规范》GB50016第3.4.12条规定“厂区围墙与厂内建筑物之间的 距离不宜小于5m”是出于考虑存在相邻企业或建筑的情况下，为 满足企业间建筑防火间距的要求而确定的；现行国家标准《火力发 电厂与变电站设计防火规范》GB50229对站内建筑与围墙的间距 未做规定。 根据换流站的特性，一般建设在远离市区、居民稀少的地带 且根据环境保护的要求，站区周边100m～200m范围内基本为环 境保护的拆迁范围，所以，换流站基本远离相邻企业或其他民用建 筑，因此，对换流站而言，规定站内建筑与围墙的间距已无实际意 义，其距离可以不限

8.1.6换流站进站道路的路径应根据站址周围社会公路网位置， 结合站区近期和远期规划及站区总平面和竖向布置要求综合确 定；路面宽度和平曲线半径应满足超限运输车辆通行的要求，由于 换流站的换流变压器最终段的运输基本为公路，且运输重量较重： 基本采用桥式运输车组、轴线车等大型设备运输车辆运输，进站道 路与社会公路连接处应满足桥式运输车组转弯半径、桥式梁的扫 空半径或轴线车的转弯半径要求，路线的平曲线半径也应满足桥 式运输车组、轴线车的曲线半径要求；换流变采用桥式车组运输 时，桥式梁长度为36m～39m，当道路转弯半径为30m、转向角90 时，桥式梁偏出道路内边线的距离约6.1m，因此，道路平曲线内侧 应考虑扫空净空面的宽度，宽度的取值应根据道路宽度、转向角 桥式梁长度、轴线车轴数等因素计算确定。 8.1.7换流变压器和平波电抗器的运输轨道由于其荷载较天，基 础的工程量很大，平面位置占用较大，但其使用率却很低，因此在 布置上应尽量短捷，以节省投资及用地。 对于采用士660kV及以下直流电压等级的为流换流站工程： 换流变压器（单相双绕组）和油浸式平波电抗器运输和搬运通道的 宽度宜按表5设置。

8.1.7换流变压器和平波电抗器的运输轨道由于其荷载较天

表5轨道中心线两侧宽度

主：采用十式平波电抗器时，不存在搬运轨道通道宽度限制要求，但应考虑超长天 件车辆运输通行宽度和转弯半径的要求

8.1.8换流变厂场排水坡度米用0. 道的纵坡要求结合广场排水的需要确定的。换流变为超重设备： 搬运较为困难，在轨道上主要采用牵引方式，轨道纵坡采用零坡最 有利于换流变的搬运。因换流变广场为面积较大的硬化地面，降 雨时场地内不存在雨水被渗透的情况，在地面没有坡度的情况下， 容易造成换流变广场渍水。对比铁路部门对站场轨道布置纵坡的 限制要求，以及场地排水的最小坡度要求，综合考虑，在换流变广 场的长轨道方向采用零坡布置，垂直长轨道方向采用0.3%的场 地坡度。

8.2.1从目前已建成投运的两端直流换流站和背靠背换流站来 看，阀厅、控制楼、站用电室、继电器小室等主要生产建筑物，以及 综合水泵房、取水泵房（或深井泵房）、雨淋阀间（或泡沫消防间）、 综合楼、检修备品库、专用品库、车库、警传室等辅助、附属生产建 筑物是各站都有的常规配置。 当站址所在地区的污移水平较高时，为了避免直流场电气设 备受到污秽环境的影响，工艺专业可能会考虑将直流场主要电气

设备布置于卢内，从而设置户内直流场；当土地资源比较紧张时， 为了有效压缩交流配电装置区电气设备布置的用地面积，工艺专 业在做换流站总平面布置方案时，可能会考虑采用气体绝缘金属 封闭开关设备（GIS)替代常规敲开式电气开关设备（AIS），当气体 绝缘金属封闭开关设备（GIS）采用户内布置时，则设置屋内配电 装置室（楼）。

8.2.4本条文明确了阀厅、控制楼、户内直流场采取联合布置

（1）两端直流换流站。从已建成投运的两端直流换流站来看， 厅与控制楼均为联合布置，具体布置参见图8

极2阀厅极1阀厅控制楼图8两端直流换流站阀厅、控制楼联合布置示意图当直流场电气设备采用户内布置时，户内直流场与阀厅宜采用联合布置，具体布置参见图9。极2阀厅控制楼极1阀厅极2户内极1户内直流场直流场图9两端直流换流站阀厅、控制楼、户内直流场联合布置示意图（2）背靠背换流站。从已建成投运的背靠背换流站来看，阀厅与控制楼均为联合布置，具体布置参见图10和图11。8.2.6为了避免阀厅内电气设备（包括换流阀组、接地刀闸、直流电流互感器、直流电压分压器、交直流避雷器等）与周围邻近电气设备（包括换流变压器、平波电抗器、交流场电气设备、直流场电气设备等）之间形成电磁波干扰影响，工艺上要求阀厅墙面（包括设备、管道开孔等）、屋面、地面（包括电缆沟、风道等）、门窗等部位均:97

单元2阀厅单元1阀厅控制楼图10背靠背换流站阀厅、控制楼联合布置示意图（设置2个单元阀厅）控制楼阀厅图11背靠背换流站阀厅、控制楼联合布置示意图（设置1个单元阀厅）应进行可靠的导电连接（焊接或金属螺钉连接），使阀厅成为全封闭六面体电磁屏蔽体。换流阀组对空气洁净度要求很高，为了保证阀组稳定运行，工艺上采用集中式空调系统将过滤处理后的空气加压送人阀厅内部，以保持阀厅室内气压略高于室外大气压力，压差约为十5Pa（微正压状态），以有效防止室外灰尘通过建筑围护系统的缝隙渗入阀厅内部，保证阀厅室内空气的洁净度。从建筑设计角度来讲，阀厅建筑围护系统应具有优良的气密性能，所有缝隙均应采取严.98:

8.2.9阀厅外墙不设置采光窗，是为了避免玻璃破碎对阀厅气密 性造成不利影响，以确保阀厅内部换流阀组等电气设备的安全与 稳定运行，

8.2.9阀厅外墙不设置采光窗，是为了避免玻璃破碎对阀厅气密

为了阀厅事故通风及排烟的需要，工艺专业通常会在阀厅墙 面设置通风百叶窗或事故排烟风机，出于对阀厅电磁屏蔽、气密及 防水等功能需要的考虑，阀厅墙面围护系统与通风百叶窗或排烟 风机之间应采取可靠的导电连接、密封等措施；同时，为了保证阀 厅正常运行时的气密性要求，通风百叶窗或排烟风机的叶片正常 情况下应处于闭合状态。

8.2.10由于换流变压器、油浸式平波电抗器等电气设备紧靠阀

厅布置，为了避免换流变压器、油浸式平波电抗器发生火灾事故时 危及阀厅内部设备的安全，阀厅与上述设备之间的墙体应按防火 墙设计，满足3..00h耐火极限要求

&2.15为了满足控制楼内电气屏柜和其他较重或较大设备安

装、检修时的运输需要，控制楼内应配备起吊设施。从已建成投运 的换流站来看，当控制楼采用两层布置时，起吊设施通为吊物孔 和单轨吊当控制楼采用三层布置且主控制室位于第三层时，从安 装检修、工作人员使用的便利性等因素考虑，可采用客货两用电梯 作为起吊运输设备

8.2.20从已建成投运的换流站来看，阀厅、户内首流场、屋内酉

电装置室（楼）等主要生产建筑物屋面均采用复合压型钢板围护系 统，其类型分为两种：一种为现场复合压型钢板围护系统，另一种 为工厂复合压型钢板（三明治夹芯板）围护系统。根据现行国家标 准《屋面工程技术规范》GB50345一2012第4.9.1条对金属板屋 面防水等级和防水构造做法的规定，工级防水等级屋面应采用 360°咬口锁边连接外层压型钢板和防水垫层组成的围护系统，Ⅱ级 防水等级屋面可采用以紧固件连接的压型钢板围护系统，因此本规 范要求阀厅、户内直流场、屋内配电装置室（楼）等主要生产建筑物

复合压型钢板屋面的外层压型钢板应采用360°咬口锁边连接方 式”；此外，根据现行国家标准《屋面工程技术规范》GB50345一2012 第4.9.7条对咬口锁边连接压型金属板屋面排水坡度的规定，本 规范做出“屋面排水坡度不宜小于5%”的规定。 压型钢板自重较轻，在风吸力、风压力反复作用下，屋面板（特 别是屋面角部、边缘带、檐口、屋脊等部位）容易被掀开，从而影响 换流站的正常运行、危及设备财产安全，因此压型钢板屋面应采取 可靠的抗风技术措施，以确保压型钢板与压型钢板、压型钢板与固 定支座之间连接牢固，同时对屋面角部、边缘带、檐口、屋脊等重点 部位进行抗风加强处理，并对压型钢板与压型钢板、压型钢板与泛 水板之间所有缝隙进行严密的封堵处理

8.3.1阀厅、控制楼、户内直流场、屋内配电装置室（楼）和交（直） 流场构架是换流站的主要生产建（构）筑物，发生结构破坏会产生 很严重的后果，因此结构安全等级采用一级。 832一换流站建简物的楼面地面活益裁标准值组合值系数准

8.3.1阀厅、控制楼、户内直流场、屋内配电装置室（楼）和交（直） 流场构架是换流站的主要生产建（构）筑物，发生结构破坏会产生 很严重的后果，因此结构安全等级采用一级。 8.3.2换流站建筑物的楼面、地面活荷载标准值、组合值系数、准 永久值系数和折减系数的取值根据现行国家标准《建筑结构荷载 规范》GB50009的规定和土500kV换流站工程的工艺布置和工程 设计经验确定。

8.3.4由于阀厅屋面跨度较大，阀塔荷载较大，本规范规定阀

屋面围护系统应尽可能采用复合压型钢板轻型屋面，对风荷载较 大地区可采用以压型钢板为底模的钢混凝土组合屋面板。

屋面围护系统应尽可能采用复合压型钢板轻型屋面，对风

8.3.7阀厅、控制楼、户内直流场、屋内配电装置室（楼）、站用

室、继电器小室为主要生产建筑物，本标准将这些建筑物的抗震设 防类别归为乙类，地震作用和抗震措施按现行国家标准《建筑抗震 设计规范》GB50011有关规定执行。

9采暖、通风和空气调节

9.1.1关于采暖区的划分详见现行国家标准《工业建筑供暖通风 与空气调节设计规范》GB50019的规定以及相应的条文说明。 9.1.2当换流站周边有可供采暖的热源，如工厂的热水或蒸汽、 城市或小区供热管网，寒冷地区宜利用外部热源设置集中热水采 暖。一般情况下，换流站宜采用分散式电取暖方式。

9.2.6换流变压器设置隔声罩时，可设置自然进风或机械进风 机械排风系统，通风量取以下两项中的较大值，（1）事故排风量按 换气次数计算应不少于每小时12次；（2）排除变压器散发到罩内 的余热所需风量。进风口和排风口需要设置消声装置，防止变压 器噪声通过风口传播到隔声罩外。

9.2.7阀厅火灾危险性类别为丁类（建筑面积小于5000m²

据现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016一2014第8.5.2 条的规定，阀厅可不设置排烟设施。考虑到阀厅是换流站的核心 建筑，为了方便迅速检修和恢复生产，所以规定阀厅设置灾后机械 排烟系统。 户内直流场火灾危险性类别和耐火等级见表6

表6户内直流场火灾危险性分类和耐火等级

户内直流场排烟设计应符合现行国家标准《建筑设计防火规 范》GB50016一2006第9.1节和9.4节的规定。

户内直流场排烟设计应符合现行国家标准《建筑设计防火规 范》GB50016一2006第9.1节和9.4节的规定。

10.1.1换流站的用水包括生活用水、生产用水（换流阀外冷却方 式为水冷时）及消防用水等，可靠的水源是换流站安全运行的保障。 在水源选择时，应进行技术经济比较确定。一般说来，市政自来水 作为换流站的水源其运行、维护费用低，运行、维护工作量小，宜优 先采用。在地下水满足换流站的用水要求并取得取水许可时，也可 采用地下水。如辽宁换流站、高岭背靠背换流站采用空冷方式，其 水源均为地下水；郑州换流站主水源及裕隆换流站的备用水源亦为 地下水。至于地表水，从取水到水处理的工艺流程相当复杂，相当 于一座小型水厂，对运行、管理和维护的水平要求很高，还需设置专 门的运行维护人员，因此地表水一般不宜作为换流站水源。 考虑到地表水作为换流站水源，尤其是中小型水库，其水质 水量容易受到各种外界条件的影响而发生变化，可能造成的水量 不足、水质污染等情况对换流站的安全运行都有不同程度的影响， 因此设计时应充分予以考虑。 10.1.2当换流阀外冷却方式为水冷时，需要提供连续不断的生 产用水，因此换流站宜有两路可靠水源，以保证不间断供水。另列外 实际工程中往往难以做到设置两路可靠水源，故在仅有一路水源 情况下，需考虑一定的检修时间。本条规定在该水源发生故障时： 至少设置3天的修复时间，具体时间可根据当地运行部门抢修时 的技术力量确定

10.1.2当换流阀外冷却方式为水冷时，需要提供连续不断的生

产用水，因此换流站宜有两路可靠水源，以保证不间断供水。另外 实际工程中往往难以做到设置两路可靠水源，故在仅有一路水源 情况下，需考虑一定的检修时间。本条规定在该水源发生故障时： 至少设置3天的修复时间，具体时间可根据当地运行部门抢修时 的技术力量确定。

0.3.2本条是对换流阀外冷却的

本条是对换流阀外冷却的规定。

（1）水冷方式散热效率高，设备噪声小，但对水源的可靠程度 要求高，因喷淋水需要进行处理，所以系统复杂，运行人员需要经 常性加药和加盐，设备的检修维护工作量也大，还有污水排放的问 题存在；空冷方式散热效率较低，设备噪声相对较大，空冷设备室 外占地面积也大，但不需要耗水，系统简单，运行维护工作量较小， 且为零排放。 水冷方式和空冷方式的选择应综合考虑站区的气象、水源、总 布置、工业废水排放标准等，进行技术经济比较后确定。 在采取单一空冷方式无法保证冷却效果的情况下，可以采取 空冷与水冷相结合的冷却方式，或辅助其他设备进行二次冷却的 方式。 （2）当采用水冷方式散热时，由于冷却塔换热盘管的表面温度 经常超过50℃，喷淋水如不进行软化处理除掉水中的钙、镁离子， 长期运行就会在盘管表面形成水垢而影响换热效率，所以，必须根 据补水水质状况，采取合适的水处理措施防止结垢。对喷淋补充 水的水处理措施一般包括：软化处理、反渗透、投加缓释阻垢剂和 杀菌灭藻剂等，需要进行技术经济比较后确定

11.1火灾探测报警系统

11.1.3吸气式火灾感烟探测器工作原理是对建筑物内的空气进 行主动吸入式采样，实时监测其空气中的烟雾浓度，从而判断是否 有火灾发生。这种探测方式对于高大的建筑空间，相比于传统的 烟感探测器（通常适用于层高12m以下的建筑），可以提供灵敏度 更高的烟雾探测，有利于更早的发现火灾险情。因此，阀厅应配置 吸气式火灾感烟探测器，还应配置点型紫外和/或红外火焰探测 器，作为吸气式烟雾探测系统的后备，探测阀塔内产生的电弧。吸 气式火灾感烟探测器主要布置于阀厅内各阀塔以及送、回风风 道内。

11.2.2目前国内已建换流站的换流变压器和油浸式平波电抗器 消防大多数采用的是水喷雾灭火系统，少数采用的是合成泡沫喷 雾灭火系统如辽宁换流站、高岭背靠背换流站，对于其他的如排油 注氮灭火系统等如当地消防部门审查许可也可以使用。另增加对 站用变设置水喷雾系统的要求，与现行国家标准《火力发电厂与变 电站设计防火规范》GB50229规定保持一致

12.1.1从对直流换流站噪声源的分布和声功率的强弱来看，换 流变压器是全站的一个十分重要的噪声源，其次是平波电抗器、交 直流滤波器组的电容器和电抗器、阀冷却风扇（冷却塔）等。如果 将上述声源能控制好，则高压直流换流站的噪声就能有效控制。

12.1.2由于换流站内的设备流经数量不等的谐波电流，换流站 没备的噪声水平普遍较高，为了控制广界的噪声水平，应在设备选 型时尽量考虑低噪声设备，比如低噪声电抗器和电容器等。

12.1.2由于换流站内的设备流经数量不等的谐波电流GTCC-061-2018标准下载，换

超过控制标准，在运行后进行了噪声治理，根据工程实际的条件采 用了隔声、吸声和消声等措施进行了治理，经过噪声治理基本达到 空制标准，效果明显，近期建设的换流站工程已经在建设初期就开 始考虑噪声控制措施，也取得了良好的预期效果。

12.2.1高压直流输电工程运行过程中需要大量的无功补偿和滤 波设备，一般情况需要配置40%～70%的输送容量的无功设备才 能满足系统运行的条件。如何合理选择无功和滤波器装置的配置 用于满足直流系统各种运行方式要求，为优化运行和优化调度创 造了条件，可以有效降低全网的电能损耗

甸管换流阀、平波电抗器、交直流滤波器、通流导线及其金具，其中 通流导线及其金具损耗占全站损耗的比例很小，可以忽略不计。通 常换流站的损耗为换流站额定功率的0.5%～1%，其中，换流变

压器和晶阀管换流阀的损耗在换流站总损耗占绝大部分（71%～ 38%）。因此，要降低换流站的总损耗以节省能源50-滨水区规划与工程设计.pdf，降低换流变压 器和晶阀管换流阀的损耗是关键

12.2.3换流站不同于常规变电站，站内应用冷却设备综多，如换 流变压器、降压变压器、阀组冷却设备及其空调系统等。该部分的 冷却系统的能耗在站用电负荷中占了60%～76%，所以能够选择 效率高、能耗低的冷却设备对 来明显的效果

前国内外节能领域的一个热点研究课题。西方发达国家建筑能耗 占社会总能耗的30%～45%。我国建筑能耗已占社会总能耗的 20%～25%，正逐步上升到30%。因此建筑节能是目前节能领域 的当务之急。 建筑节能可分为两部分：一、建筑物自身的节能；二、空调系统 的节能。建筑物自身的节能主要是从建筑设计规划、维护结构、 阳设施等方面考虑。空调系统的节能是从减少冷热源能耗、输送 系统的能耗及系统的运行管理等方面进行考虑的。 换流站内建筑物主要由工业主厂房（阀厅、GIS室等）、办公建 筑（控制楼、备班楼等）、附属建筑（综合泵房等）三大部分组成。根 据国家大力发展节能建筑的通知要求，以及换流站本身的特点，满 足建筑物各类用房采光、通风、保温、隔热、隔声等室内环境要求， 提出的节能要求和措施。 对阀厅空调设备，由于其功率大，且长时间运行，因南用电量 较大。合理确定阀厅运行环境，合理配置空调容量，将有利于减少 阀厅空调系统用电，节约能源显著。 换流站照明考虑采用分层照明：正常巡视开低照度道路照明 设备维护检修开局部强光照明。照明采用高光效光源和高效率灯 具以降低能耗