静止无功补偿装置(SVC)功能特性

静止无功补偿装置(SVC)功能特性

国家标准 GB/T20298一2006 静止无功补偿装置(SVC)功能特性 Thefunctionalspeeificationofstaticvarcompensator 2007-01-01实施 2006-07-13发布 国家质量监督检验检疫总局 发布 中 国国家标准化管委员会国家标准

GB/T20298一2006 目 次 前言 范围 规范性引用文件 术语、定义及缩写 术语和定义 缩写 svc安装场所的环境状况 svc连接点的系统电气参数 sVC主系统特性要求 svC额定值及其性能要求 6. 控制目标 谐波特性 电话及无线电干扰 噪声 6.6损耗评估 ++++ svC主设备功能及其特性要求 晶闸管阀 品闸管阀的冷却系统 控制设备及其操作界面 l0 l0 监视与保护 电抗器 电容器组 SVC专用变压器 12 12 隔离开关及接地开关 12 辅助电源 12 工程研究 8. 12 动态性能分析 8. 12 谐波分析 13 暂态过电压分析 13 试验 9. 13 晶闸管阀的型式试验 13 产品检验 13 9.3控制系统的工厂检验 附录A规范性附录sVC电压/电流特性曲线示图 16 附录B(规范性附录)sVC系统的响应特性示图 17 附录C规范性附录计算晶闸管阀损耗的方法 20 附录D资料性附录sVC工程描述及供货范围 22 附录E资料性附录svC的可用率及可靠性
GB/T20298一2006 23 附录F(资料性附录)备件 24 附录G资料性附录sVC厂房及其设备布置 25 附录H资料性附录技术文件及培训 27 附录I(资料性附录闪变改善率
GB/T20298一2006 前 言 本标准是有关静止无功补偿装置功能特性部分,与该标准相关的部分还有GB/T20297一2006《静 止无功补偿装置(sVC)现场试验》 本标准参考了IEEEStd1031;2000(IEEE静止无功补偿装置的功能特性导则》 本标准的附录A、附录B、附录C为规范性附录 本标准的附录D附录E,附录F,附录G,附录H,附录I为资料性附录 本标准由全国电压电流等级和频率标准化技术委员会提出并归口 本标准由全国电压电流等级和频率标准化技术委员会负责起草与解释 本标准主要起草单位;全国电压电流等级和频率标准化技术委员会秘书处,全国电力电子学标准化 技术委员会秘书处、电力科学研究院、深圳领步科技有限公司、西安领步电能质量研究所、鞍山容信 电力电子有限公司 本标准主要起草人李世林、周观允、林海雪,刘军成、左强 本标准参加起草单位;中机生产力促进中心、陕西省电力调度中心,中冶京诚工程技术有限公司、凌 海科诚电力电器制造有限责任公司,辽宁立德电力电子有限公司,成都电业局 本标准参加起草人;康文祥、焦莉、曾幼云、王健斌、王春海,周茂兰

GB/T20298一2006 静止无功补偿装置(SVC)功能特性 范围 本标准规定了静止无功补偿装置(svC)的基本功能、特性要求 本标准适用于采用晶闸管技术,应用在中压(MV)及以上输配电系统及工业环境中的svC 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 凡是注日期的引用文件,其随后所有 的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本 凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准 GB1094(所有部分》电力变压器(GB109A.1一l196.eeIEc0007Gl193.GB1094.2-16. eqvIEC60076-2:1993;GB1094.3一2003,IEC60076-3:2000,MOD;GB1094.52003,IEC60076-5: 2000,MOD;GB/T1094.10-2003,IEC60076-10:2001,MOD) GB/T3859.3半导体变流器变压器和电抗器(GB/T3859.3一1993,eqIEc6001-31l991 GB4824工业、科学和医疗(ISM)射频设备电磁骚扰特性限值和测量方法(GB4824一2004 CIsPR11;2003,IDT GB/T10229电抗器(GB/T102291988,eqvIEC602891987) G;B/T11024.1标称电压1kV以上交流电力系统用并联电容器第1部分;总则性能、试验和 安装和运行导则(GBTI0A 定额安全要求 -2001,egIEC60871-l:1997 电能质量供电电压允许偏差 GB/T12325 GB12326电能质量电压波动和闪变 GB12348工业企业厂界噪声标准 电能质量公用电网谐波 GB/T14549 GB/T15543电能质量三相电压允许不平衡度 GB/T15945电能质量电力系统频率允许偏差 GB/T17626.2电磁兼容性试验和测量技术静电放电抗扰度试验(GB/T17626.21998. idtIEC61000-4-2:1995) GB/T17626.3电磁兼容性试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验(GB/T17626.3 1998,idtIEc61000-4-3:1995) GB/T17626 电磁兼容性试验和测量技术快速瞬变电脉冲群抗扰度试验 (GB/T17626.4一1998,idtIEC61000-4-4:1995) GB/T17626.5电磁兼容性试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验(GB/T17626.5一1999. idtIEC61000-4-5:1995) GB/T17626.11电磁兼容性试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验 (GB/T17626.11一1999,idtIEcC61000-4-1l:;1994 GB/T20297一2006静止无功补偿装置(sVvC)现场试验 JB5833电力变流器用纯水冷却装置 JB/T8757一1998电力半导体器件用热管散热器 DL5014330~500)kV变电所无功补偿装置设计技术规定 IEC61954！输配电系统静止无功补偿器用晶闸管阀的试验
GB/T20298一2006 术语定义及缩写 3.1术语和定义 下列术语和定义适用于本标准 3.1.1 静止无功补偿装置staticvarcompensator -种并联连接的静止无功发生器或吸收器,通过对其感性或容性电流的调整,来维持或控制其与电 网连接点的某种参数(典型情况为控制母线电压 注，静止无功补偿装置包括TCR,Tsc.TcT、TsR等,一般与机械投切无功补偿装置构成静止无功系统 3.1 2 晶闸管控制电抗器thyristor-controlledreaetor 与电网并联连接的、品闸管控制的电抗器,通过对晶闸管阀导通角的控制,其有效感抗可以连续 变化 3.1.3 晶闸管控制变压器thyristwr-emtoledtrasfwmer 与电网并联连接的、晶闸管控制的变压器,通过对晶闸管阀导通角的控制,其有效感抗可以连续 变化 TcCT属于TCR的一种变形,将降压变压器与主电抗作为一个整体考虑 3.1.4 晶闸管投切电容器thyristor-switehedeapacitoe 与电网并联连接的、晶闸管投切的电容器,通过控制晶闸管阀的导通与关断,其有效容抗可以阶梯 式变化 晶闻管投切电抗器tyrstu-withedeator 与电网并联连接的、晶闸管投切的电抗器,通过控制晶闸管阀的导通与关断,其有效感抗可以阶梯 式变化 3.1.6 机械投切电容器mechanieallyswitechedcapacitor 与电网并联连接的、机械开关投切的电容器组，一般串联阻尼电抗器 3.1.7 机械投切电抗器methanteallyswitehedretn 与电网并联连接的,机械开关投切的电抗器 3.1.8 参考电压 referencevoltage 在SVC装置V/I特性曲线上,总无功输出为零(既不吸收无功,也不发出无功)点的电压 3.1.9 V1特性曲线votage/currentcharaeteristie svC连接点的电压与svC稳态运行电流之间的关系曲线 3.1.10 斜率 lupe 在sVCV/1特性曲线上,容性与感性线性可控范围内,电压的变化与电流的变化标么值的比值， 般以百分数表示
GB/T20298一2006 3.1.11 公共连接点pointofcommoneoupling 用户接人公用电网的连接处 3.1.12 连接点pointofconneetiom 对于通过变压器与电网相连的sVc,连接点指变压器一次侧;对于sVvC通过已有的变压器与电网 相连,或svc直接与电网相连,此时连接点指svc的实际接人点 3.2缩写 cT,电流互感器 FACTs;柔性(灵活)交流输电系统 HV;高电压 HVDC;高压直流 LV;低电压 MV;中电压 Msc;机械投切电容器 MSR:机械投切电抗器 PCC;公共连接点 vc;静止无功补偿装置 TcR,品闹管控制电抗器 TsC;晶闸管投切电容器 TsR:晶闸管投切电抗器 VT;电压互感器 VI电压/电流特性曲线 svc安装场所的环境状况 应尽可能提供svC安装场所的下述气候环境状况,在此环境状况下运行的svC装置,其各项性能 指标应达到其额定设计水平 海拔高度(m) a b)环境温度范围(C) 相对湿度(%); c d 日平均最高温度(C); 日平均最低温度(C); 覆冰(kg/m); 最大积雪厚度(nm) 最大霜冻厚度(m); 最大稳定风速(m/s); 地震烈度; k 雷暴日(天/年); 污秽等级; m)盐浓度(mg/enm) 日照水平(w/cm) n 土壤电阻率(Q m
GB/T20298一2006 svC连接点的系统电气参数 应明确sVC连接点的下述系统电气参数: 系统标称线电压(kV); a b 最高持续运行线电压(kV); 最低持续运行线电压(kV); 系统短时最高运行线电压(kV)及其最大持续时间(s) 系统短时最低运行线电压(kV)及其最大持续时间(s); 负序电压含量(%); 零序电压含量(%)(可选); g 系统标称频率(Hz) 系统供电最大频率偏差(Hz,参见GB/T15945) 雷电过电压(kV峰值); k 操作过电压(kV略值)3 系统正常运行方式下,最大、最小短路电流(kA); 系统谐波阻抗; m 背景谐波电压(或电流)水平 n svc主系统特性要求 svc系统描述参见附录D. svc额定值及其性能要求 应明确给出svc相应的下述电气参数 6.1.1额定电气参数及其指标要求 连接点母线标称电压(kV); a bb 参考电压(kV); 连续可调的无功范围或母线电压变化范围(标么值,参见GB/T12325) c d)抑制电压波动和闪变、谐波、三相不平衡度的指标(工业及配电用svC,参见GB12326、 GB/T14549,GB/T15543或依据附录I对闪变评定); 提高功率因数的指标(工业及配电用svC); 抑制工频过电压或阻尼功率振荡的指标(输电用svC). 6.1.2额定容性、感性调节范围 附录A图A.1为svcVI特性曲线的示图以连接点母线标称电压及100MVA为基准,对应曲 线A点为sVcC的容性额定容量(标么值),对应曲线B点为SVC的感性额定容量(标么值),应明确给 出A,B两点的数值(标么值); 6.1.3V/I特性曲线斜率的调节范围 附录A图A.2为sVCVI特性曲线的详示图(放大了一定比例),在设定的某一基准功率(MVA) 下,SVC特性曲线的斜率应可调,应明确其调整范围(%)及其最大调节步长 6.1.4系统短时最低运行线电压下svc的极端运行限定 在本标准5e)规定的系统短时最低运行线电压(kV)及其最大持续时间(s)条件下对应附录A 图A.1C点),SVC应能够持续发出无功功率;如果这种低电压现象持续时间超过设计约定的时间 ),sVC应退出运行; s 6.1.5系统短时最高运行线电压下sVC的极端运行限定 在本标准5d)规定的系统短时最高运行线电压(kV)及其最大持续时间(s)条件下(对应附录A
GB/T20298一2006 图A.1点),sVC应能够持续吸收无功功率;如果这种过电压现象持续时间超过设计约定的时间 s),sVC应退出运行 6.1.6短时容性无功输出(根据svc的实际用途,可选 应明确当母线电压处于某一设定值(并非最低电压)条件下,svc短时应达到的最大容性无功输出 MVA),并明确此运行过程的最大持续时间(s) 6.1.7最大可控感性无功输出根据svc的实际用途,可选》 应明确规定当母线电压上升到某一设定值(标么值)条件下,svc连续可控导通的最大持续时间 6.1.8其他高压电气设备的运行要求 补偿装置专用变压器,连接到母线上的所有设备例如滤波支路、TSC支路、TSR支路,TCR支路、 电容补偿支路、电抗补偿支路等均应在上述sVvC短时运行或连续运行情况下保持正常运行,在超出上 述条件的过电压、过电流情况下这些设备应均有可靠保护;详细要求参照GB1094.GB/T3859.3、 GB/T10229,GB/T11024.1 6.1.gsvc系统抵御故障的能力 外部故障时svc系统各类设备应不被损坏;内部故障时不应使事故进一步扩大 6.1.10其他功能要求 协商确定用户提出的其他要求及指标 6.2控制目标 根据svC的实际用途,其基本功能及性能要求如下 6.2.1svc的基本功能 在系统稳态运行或故障后情况下,将三相平均电压或基波正序电压控制在一定的范围内(应明 a 确其V/1特性曲线斜率的变化范围(%)) 分相调节,实现电压的分相控制,改善电网三相电压不平衡度; b 通过无功功率控制,实现母线电压的控制 d 通过电压控制,抑制系统振荡,提高功率传输能力; 通过无功功率调节,实现功率因数的控制 抑制电压波动和闪变水平; 抑制电网谐波电压畸变和注人电网的谐波电流水平 g 响应特性 2 6.2. svC系统响应时间 a svC响应特性曲线示图如附录B图B.1所示 从控制信号(参考电压)输人开始,直到系统电压达到预期电压水平的90%所需的时间称为svc 响应时间(ms);此时应明确所要求的最大过调量(%),同时规定在达到预设最终变化范围(%)以前的 整定时间(ms). 需要说明的是,上述响应特性的要求是在第5章给出的最小三相短路容量的条件下给出的 -般来说,SvC系统响应时间为30ms一50ms 注:由于电压变化范围较小,难以获得清晰的变化曲线,一般可以用无功功率电流变化曲线来说明响应时间 b)控制系统响应时间 控制系统响应时间是从控制信号输人开始.svC控制器完成控制信号的采样、分析、计算,直至控 制器发出触发信号所经历的时间 应明确控制系统的响应时间ms) -般来说,sVC控制系统的响应时间不大于15 ms
GB/T20298一2006 6.3谐波特性 sVvC系统的设计应避免并联电容器组、滤波支路和系统之间发生谐振,并限制相关连接点谐波电 压畸变率 6.3.1滤波器性能 应明确SVC滤波器的下述两种作用 a)仅仅抑制SVC自身产生的谐波对其所连接电力系统的污染 b)不仅要抑制sVC自身产生的谐波,同时要求抑制用户运行过程中产生的谐波(输电用svc可 以不具备此功能. 在下述情况下,谐波电流在PCc(或双方约定的考核点)引起的谐波电压畸变率宜限制在 GB/T14549国家标准要求的限值范围内: 在第4章和第5章要求的环境和系统条件下; a b)在滤波电容允许变化范围内 在svC设备参数允许变化范围内,例如变压器三相绕组阻抗不平衡,阀触发角的不一 -致性、三 c 相电抗,电容参数不相等 需指出,如果系统条件在第5章所规定的正常连续范围之外,则滤波器性能可能会超出上述要求 6.3.2滤波器元件额定值 滤波器元件额定参数的选择应遵守下述原则 承受电网背景谐波电压引起的谐波电流; a b)滤除svc自身产生的谐波电流 滤除用户设备运行过程中产生的谐波电流(输电用svc可以不具备此功能); C 除非有特别的要求,对于由电网背景谐波电压引起的和由svc自身产生的以及由用户设备运 行过程引起的单次谐波电流而言,一般按平方算术和的开方的原则叠加 滤波电容器的额定电压不小于其持续运行电压与各次谐波电压最大值的算术和 电话及无线电干扰 应考虑svcC系统的运行对电话系统的干扰; a b)应考虑svC系统的运行产生的高频辐射对任何已获批准的无线电电视、微波、或其他运行的 设备的干扰,具体要求按GB4824执行 6.5噪声 供应商需评估svC系统建成前后的噪声水平,原则如下 svc系统的设计及sVC站的结构需考虑限制噪声干扰; a svC系统外部噪声的限制范围以变电站围护栏为限; bb 站内噪声的限制以距噪音源一定距离为判断 e 具体要求见GB12348 损耗评估 sVc工程的供应商需根据6.6.16.6.7的计算公式给出SVC系统运行的总损耗(以kw为单 位) 应明确下列计算损耗的假定条件,虽然sVvC并不一定运行在该假设条件下 环境温度(C); a 母线电压(标么值) bb V/I曲线斜率(% c 对于每一个运行点,都要对SVC各部分的损耗进行计算,不论其是否通过电流;sVC各部分多个 组合运行在一个给定的输出上,应计算各自该状态的损耗,并进行相加,最后给出总的平均损耗 损耗评估中,配电装置、母线、电缆、线夹、连接件等损耗除外 谐波电流引起的损耗也不包括在内(但是在诸如考虑厂房通风降温方面应予以考虑)
GB/T20298一2006 在损耗计算中,6.6.1一6.6.7所描述的设备,均应计及其损耗 6.6.1晶闸管阀体 按附录C执行 6.6.2变压器损耗 变压器损耗包括;空载损耗与负载损耗 变压器损耗一般采取实测的方法 空载损耗测量要求在额定电压且无负载下进行;负载损耗测量 要求在二次绕组短路、一次侧电流达到额定数值时进行,该损耗一般用来计算变压器绕组的等效电阻 在6.6.7描述的svC的每一种运行点,都用该等效电阻计算相应的损耗,计算中根据svC在该点的输 出推算出变压器的电流 6.6. 3 电抗器损耗P 'ee P=3×R×！ 式中 基波相电流有效值; 电抗器基波频率下的电阻(从电抗器试验报告中查取). Re 另外,由于其电感受多种因素影响,测试电抗器品质因数Q时应尽可能采取与现场一致的条件,例 如屏蔽措施、连接方式、线夹的使用等 6.6.4电容器损耗P 在供应商提供的电容器元件的测试报告中,应提供每一个电容器元件的介质损耗因数tan 所有 介质损耗因数的平均值被用来计算电容器组的损耗 其计算公式如下 Q.×tano P 式中 -电容器的无功功率,单位为千乏(kvar) Q -电容器的介质损耗因数 tan0 6.6.5电阻损耗P P=3×R×！" 式中 -电阻器电阻; Res -流经电阻器的基波电流有效值 6.6.6辅助系统功率 辅助系统损耗包括泵、风机、室内冷却加热功率消耗,也包括在各种环境温度,无功功率潮流水平下 除晶闸管阀之外的各晶闸管及其他设备损耗 估算是在假定的标称电压下进行的 6.6.7总损耗评估 对6.6.16.6.6所描述的各类设备,在各种负荷水平(感性或容性)下对其损耗进行相加 供应商应提供在系统电压为某一数值(标么值)时,svC在稳态运行范围的总运行损耗曲线图 -般总损耗水平为svc额定容量的0.8%左右 svc主设备功能及其特性要求 svc工程供货范围参见附录D;svC系统的可用率及可靠性参见附录E;备件策略参见附录F svC系统所有元件和设备需满足第2章中所列的相关标准要求 晶闸管阀 7.1.1性能要求 晶闸管阀的设计应考虑sVC总体性能要求,确保安全可靠运行
GB/T20298一2006 7.1.2阀体维护通道 阀体的结构设计,布局应留有合理的通道,以便于运行人员视察、日常维护,元件更换 有关要求参 见DL.5014 svC厂房及其设备布置参见附录G 7.1.3阀的耐受性设计 晶闸管阀各元件及其他器件的设计应考虑如下要求,并留有适当裕度 晶闸管阀应能承受系统故障和开关操作过程中的过电压、过电流冲击 TCR,TSR阀应做到 a 在第5章所描述的系统最高持续运行线电压(kV)范围内可控;TsC阀应能够在第5章所描述 的系统短时最高运行线电压(kV)下可靠关断 考虑到分布电容和元件参数的分散性,晶闸管阀的设计应考虑合适的裕度,以经受阀体各电 压级由于电压分布不均而发生损坏; svC的设计应考虑防止误触发,即阀体任一元件在某一错误时刻触发、或没有触发命令而被 误触发; 一个元件发生损坏后,阀体其他各元件应运行在其额定值范围内 供应商应给出 d 般至少当 svC能够维持运行的最大可损坏元件的数目,该数目的确定需考虑svC的可用率指标要求 7.1.4维护 品闸管阀组的监控、维护要求如下 监控的目的在于及时鉴别出任意一个已经发生故障、损坏的元件 a b)晶闸管阀组的设计应便于元件更换 7.1.5阀的保护 供应商应说明阀的过电压保护措施、保护动作时的电压水平 要求如下 TCR、TsR阀应配置强制触发系统进行过电压保护 b)在过电压发生时Tsc阀不应被触发,并应采取闭锁及互锁措施避免误触发 7.1.6试验 供应商应提交晶闸管阀的试验大纲以及按相关标准提供试验报告 7.2晶闸管阀的冷却系统 冷却系统应保证在最高环境温度及各元件最大无功输出情况下svC正常工作;同时,冷却系统应 保证在最低环境温度下svC各元件最小无功输出时可靠运行 各种冷却方式的基本要求 液体冷却 封闭循环系统应提供充分的散热能力,例如泵、热交换器、风机容量的选择均应满足sVc系统 a 各种方式散热的要求(一般为双机备用,若双方约定,可不提供备用冷却系统) 在冷却设备例如泵、风机、冷却器存在故障要求更换时,应保证冷却系统仍正常运行(无备用 b 冷却系统除外); 为了保证冷却液电阻率在一定水平,应有液体净化环节 供应商应说明液体电阻率的设计数 值,并阐明对电阻率是如何进行检测以及电阻率不合格时会有什么后果; 应该有足够的去离子材料,以保证在大于一个检修维护周期的时间内不需要更换 更换去离 子材料时冷却系统不应停运 供应商应给出去离子材料检查、更换的时间周期及其方法 封闭循环系统的维护及循环冷却液损耗的补充每年不得超过一次 采用纯水冷却的散热装置应满足JB5833的规定 7.2.1.2空气冷却 空气冷却系统应提供充分的散热能力,包括应选择足够容量的送风机、空气滤清器、监测设备、 a 热量交换器(一般为双机备用,若双方约定,可不提供备用冷却系统); b 当冷却系统有一台设备存在缺陷时,冷却系统应仍能工作而不关闭(无备用冷却系统除外);
GB/T20298一2006 供应商应描述空气滤清器系统及其原理,以及对送风机、空气滤清器及其他设备运行状态监测 的详细情况 7.2.1.3热管冷却 热管冷却系统应随品闸管阀配备全套的散热器设备,例如热管散热器、夹具,支架、绝缘件、风 a 机等,以满足sVC系统的散热要求; b 应有合理的热管冗余设计,当有一只散热器存在缺陷时,仍不影响晶闸管阀组的正常运行; 组装前,热管应进行高温检漏试验， 组装前,热管应进行等温性试验;热管两端温差不应大于规定值; 采用热管散热器散热时,推荐使用双面散热; 供应商应给出热管散热器检查周期、方法及性能校核标准; 热管中所用的介质应是无毒,无腐蚀、符合国家环境保护要求; g h)热管的寿命不应低于20年 热管散热器应符合JB/T8757的规定 冷却系统保护 冷却系统应对其自身的运行状态进行监控,同时,应对冷却介质进行监测 其保护系统应具备相应 的报警和故障信号 7.2.2. 液体冷却系统 至少包括下述报警信号 a 去离子剂消耗到接近临界值; 22) 冷却液电阻率降低到接近临界值; 冷却液液位降低到接近临界值; 3 4 主泵停运; 5 主风机停运; 冷却液温度偏高， 66 7)系循环系统故障 至少在下列情况下,应发出故障信号并停机,故障信号发出时其参数的监测值应大于 b 7 .2.2.1a)的相应报警信号数值: 液温超限 冷却液液位过低 2) 3)主备泵同时停运或液流阻塞 7.2.2.2空气冷却系统 至少应包括下述报警 a 空气滤请器压差偏高 1) 22) 风量偏低; 风机故障 33) b)至少包括下述故障停机信号 ) 排气温度超限 风量过低 2) 7.2.2.3热管冷却系统 至少应包括环境温度偏高报警信号 a b 至少应包括环境温度超限停机信号
GB/T20298一2006 7.3控制设备及其操作界面 7.3.1控制设备 控制系统应实现6.2要求的控制目标 a bb 阀及其控制系统的设计应避免在一对反并联晶闸管上出现串扰现象 若包括对TSC进行投切控制时,为了获取sVC输出变化的平滑调节,供应商应详细阐明TCR c 与TsC投人、切除之间的控制方式 7.3.2操作界面 根据需要,控制接口可提供远方和就地操作两种方式 任何时候的操作仅能用一种方式进行 a 在这两种操作方式下应能够观察到设备状况、控制参数的设定和运行参数 b)当有远方和就地两种操作方式时,仅要求在设备维护或调试运行情况下,在就地执行下述控 制功能: 按顺序启动、停止 2)改变参考电压及V/1特性曲线斜率; 3 报曾复位 就地及远方控制室可提供下述显示内容(可选) 启停操作顺序; 参考电压及VI特性曲线斜率的设定值 22 控制点的选择; 33 其他参量设定值,例如辅助稳定信号 svC“运行”标识; SVC“停运”标识; 主变压器原边三相线电流 补偿装置发出的总无功或吸收的总无功以及各相电流; 8 原边相电压; 9 0)副边相电压; 1svc支路的运行或退出 12)报警及状态信息(可列表说明 d)通讯规约按照用户要求执行 监视与保护 监视 中央控制单元要求能够对其自身运行情况进行监视(自监视),同时要求能够对svC系统及其元件 的运行状态进行监视 中央控制单元也要求配置对其自检系统的保护 应设置两种类型的保护,其一是报警,其二是跳闸 至少应对下述报警信息进行监视 a 辅助设施供电电源故障,备用电源投人运行 冷却系统风机或水泵故障,备用水泵或风机投人运行 冷却系统报警,见7.2.2.1a); 3 电容器故障报警; 晶闸管故障报警 5 6 各支路的运行情况 7 被控母线电压监测信号消失,此时SVC控制系统保持在前一运行点如果该电压信号不 是同步电压信号的话 b)至少应对下述跳闸保护信息进行监视 1o
GB/T20298一2006 所有控制电源消失 1 2 冷却系统失效 同步电压信号消失; 3) 4 电容器组元件损坏数目过多; 55 品闸管阀严重过流; 6)晶闸管元件损坏,超过冗余数 7.4.2系统保护 sVC正常运行期间所有保护设备和供电系统应做到充分配合,以避免出现拒动或误动 保护设备 信号取自电压互感器(VT),电流互感器(CT)等 VT,CT一般使用普遍用于保护级的即可 svC保 护应与供电系统保护相配合 7.4.3元件保护 专用变压器保护(若有),包括: a 过电流或差动; 1 2 温度过高 3)接地故障; 4)瓦斯 b)主电抗器的过电流保护 电容器组(或滤波器)保护,包括 C 过电流; 不平衡; 2 33 过电压; ！ 低电压; 低周(可选) 5 母线保护,包括 1)过电流或电流差动; 2)接地故障 晶闸管阀保护,包括 过电流; 过电压; 2 3 超温保护 主控制器保护,包括 f 控制电源失电 同步信号消失 2) 7.5电抗器 室外用电抗器优先选择干式,空心电抗器 a bb 应考虑电抗器磁场对人体及设备的影响 所有金属性围栏、构件,包括地基,应尽可能避免形成金属环路和并联回路以防止产生感应电 c 流(涡流. 其他要求见GB/T10229 7.6电容器组 电容器组中各单台电容器及其保护熔丝应进行合理的选配 a b)各电容器组应设置不平衡保护以反映可能出现的电容器元件损坏 其他要求见GB/11024.1 11
GB/T20298一2006 7.7sVC专用变压器 专用变压器的设计应保证承载100%的无功电流,绕组绝缘应与第5章的系统参数相配合 a b)在SVC各种正常的运行条件下,变压器应能够承受有关的谐波电流及持续电压,并且不对其 寿命产生影响 变压器应具有承载一定水平直流分量的能力; 变压器的试验应依据GB1094标准进行; e d 为了保证变压器运行中产生最小的谐波含量,与常规变压器的设计相比,sVC专用变压器磁 通密度的设计应留有更多的裕度 其他要求见GB/T3859.3一1993. 7.8隔离开关及接地开关 对每个单独的电路例如TCR、TsC,滤波器)当其退出运行进行维修时,应有可靠的接地 a 措施 b)sVC各支路应配置隔离开关和接地开关,以保证安全 7.9辅助电源 sv设备所需要的各种操作均要求有可靠的电源,包括降压(所用)变压器、交流配电盘、电 a 池,充电器等 b)所有泵、风机、阀及其控制系统、室内空调系统等均需要可靠的电源供应 工程研究 动态性能分析 动态性能分析主要用以考核在系统扰动情况下控制系统的性能 这些扰动包括:主要故障,甩负 荷、负荷冲击运行等所要求的各类功能 根据其用途,可在下述项目中选择 启动分析,包括变压器投运、停机和其他开关动作事件 a bb 系统故障恢复时svc的行为与作用的分析(输电系统用); 响应时间分析以及在负荷冲击运行情况下svc的行为与作用的分析.以评估svc系统对电 c 压波动,闪变的抑制作用 sVvcC对抑制三相不平衡度的作用分析; d 保护及保护间协调分析; e n 绝缘配合分析(包括动态过电压、雷电冲击、故障和开关暂态)用以确定绝缘水平,避雷器参数; 在系统扰动情况下,svC用以阻尼功率振荡时的附加控制性能分析(输电系统用); g hh svC控制系统与附近其他控制系统间相互作用的分析 附近控制系统包括;高压直流 (HVDC)控制、发电机控制其他柔性(灵活)交流输电系统(FACTs)设备控制(输电系统用 8.2谐波分析 在6.3.1的滤波器性能要求下,谐波分析的目的在于评估滤波装置的设计是否合理 般通过系统仿真来检验分析sVC滤波器的效果 应评估svC所连PCC点可能出现的最大谐 波水平 评估PCC点最大谐波水平应基于下述内容 系统的运行条件变化 包括系统最大,最小电压水平,sVC最大,最小无功出力 a b 滤波器元件参数正常最大误差; 最大的系统电压不平衡度及不对称触发产生的非特征谐波 c 冲击性负荷的各类典型运行工况(工业和配电SvC用) 可能的谐振过电压; 在规定(或指定)运行条件下滤波器安全校验; MSR,变压器饱和产生的谐波; g 12
GB/T20298一2006 背景谐波 hh 8.3暂态过电压分析 通过对实际的系统的仿真进行暂态过电压分析,以检验在系统暂态或SVC误操作情况下,SVC系 统对此时产生的过电压或过电流(包括阀端的恢复过电压)有可靠的保护并具有相应的承受能力 该分 析还用来检验在稳态及暂态情况下,系统谐波是否对SVC控制系统产生影响 应在下述条件下进行 评估 母线故障(单相对地、相间和三相); a b TCR或TsC故障; 在系统严酷的运行条件下任意晶闸管阀可能出现的误触发 试验 sVC系统现场试验依据GB/T20297一2006《静止无功补偿装置(SVC)现场试验》要求进行 9.1晶闸管阀的型式试验 依据IBc61954《输配电系统静止无功补偿器用晶闸管阀的试验)进行 9.2产品检验 连接检查 检查所有载流主回路连接是否正确; a b)均压回路检查 检查均压电路参数,以确保串联连接的晶闸管级电压分配均匀; 耐受电压检查 检查阀各元件是否能够承受规定的最大电压; C 辅助设施检查 检查每个晶闸管级的辅助设备(例如监控,保护电路)、整个阀体(或某阀组 d 件)的公共辅助设施的功能是否正常; 触发检查 检查每一个品闸管级对触发信号是否有正确的响应; 压力检查 检查是否有液体泄漏现象(仅对液体冷却的阀); n 单个阀元件试验 所有阀元件需进行严格的试验,检查和质量评估 g 9.3控制系统的工厂检验 svc控制系统的功能检验应包括下列内容 每种控制功能检验; a 控制的线性度检验， b 冗余控制检验(若需要); 监视系统检验， d 保护系统检验; 在大小扰动下控制系统总体性能检验 谐波对控制系统的影响检验; g h)sVvC系统与其他控制系统的并行运行及其控制稳定性检验(若需要). 控制设备受辅助电源电压(交流,直流)及其频率变化(根据需要)的影响试验 控制室的环境温度、湿度在一定范围内变化时控制设备性能检验;如果在规定条件下气候试验 证书有效,可不作此试验 抗扰度试验 试验需依据GB/T17626.2,GB/T17626.3,GB/T17626.4,GB/T17626.5、 GB/17626.11标准进行,或提交以前根据上述标准进行的试验证据; 进行控制系统带载(包括老化)试验 I 应对所有的控制功能、每一种保护功能进行例行产品试验,以确保产品质量 13
GB/T20298一2006 附 录A 规范性附录 svcC电压/电流特性曲线示图 A.1svc的电压/电流特性曲线(图A.1)y 电压标么值 1.2 0.9 0.8 电容电流 电感电流_mmmL 图A.1svc的V/1特性曲线(用于定义电网标称电压下Svc的额定值 A.2放大了一定比例的svcC电压/电流特性曲线(图A.2) 参考电压 容性电流 感性电流 图A.2svc电压/电流特性曲线的详示图(放大了一定比例 14
GB/T20298一2006 对图A.2的说明: A,B点由6.1.2定义,其中OA表示容性额定电纳,OB表示感性额定电纳 a b)C点是系统短时最低运行线电压(kV),由第5章定义;在电压低于C点以下,TsC退出运行， 等待电压恢复后再投人 c D点是系统短时最高运行线电压(kV),由第5章定义,是OB的延伸 E点对应最大参考电压下最小的V/I特性曲线斜率,属于OA的延伸， F点对应最大参考电压下最大的V/1特性曲线斜率,属于OB的延伸 e G点由6.1.6定义; H、J对应在最小参考电压下,SVC连续运行时V/I特性曲线的最大、最小斜率情况 g h)K对应TCR产生最大谐波的运行条件,选择该点以便选择滤波支路额定参数 15
GB/T20298一2006 附 录 规范性附录 svc系统的响应特性示图 B.1svc系统响应时间特性(见图B.1) 最大过调量 予设最终变化范围 90% 镇定时间 系统电压 响应时间 SVC控制信号输入 参考电压 时间 图B.1svC的响应特性示图 16
GB/T20298一2006 附录 C 规范性附录 计算晶闸管阀损耗的方法 理论上说,单个晶闸管的损耗可以测量得到,然后可以将测试数据相加得到阀的总损耗 但实际 上,很难采用电流或发热的方法测量其损耗,因此下述计算方法将作为损耗的评估方法 总损耗 阀的总损耗P由下列各项组成: Ple Ple十Prw十P十P十P C.1 式中 晶闸管阀导通状态的损耗 P owle P -晶闸管开关总损耗,PT=PTmm十P Twoli; Tsw P -均压回路损耗 P 过电压吸收回路损耗; -阀电抗器磁滞损耗 Ps 导通状态损耗 对于不同的晶闸管触发角,晶闸管电流可以按下式估算 晶闸管通态平均电流Ir为: 坚×[sn(死一a)-(慌一w)o(F一) 上 C.2) lTAw lrcRX 式中 晶闸管阀全导通时TCR中基波电流的有效值 Ie" TCR的控制角(x/2GB/T20298一2006 PT =3×2×n×0.2×f 式中 -电网基波频率 f 对于TSR、TSC型阀,其晶闸管导通扩散损耗为 C.5 尸=0.03XP Pewle 晶闸管关断损耗 对于TCR阀,其晶闸管关断损耗Pwma为: C.6 咐=3×2×Q,×、厄×U×sina× P下w 式中 晶闸管恢复电荷(不同的晶闸管其Q.不尽相同.Q.,是用足够数量的晶闸管产品测量数据统 计出来的); -电网基波频率; fn U -阀基波电压有效值 晶闸管恢复电荷Q.,定义为: Q，=k1×dI/d)" 式中 晶闸管类型参数 可通过试验方法获取(它表示在相应的运行结温下晶闸管存储电荷与关 友 断时的dlr/d之间的关系); -晶闸管关断时电流过零点时的上升率,单位为安培每微秒(A/As) dl/dr 在上述计算总损耗的公式中,要涉及到与晶闸管损耗有关的一个系数I一ka 其中与晶闸管有关的参数k 与过电压吸收电路的吸收电阻有关,它代表了恢复电荷的分配比例 C.7 ko Q Q 公式(c.6)如图c.1所示 4二恢复电压 时间 阴影部分面积为晶闸管存储电荷 g=Q+O; 反向恢复 流蜂值 图中L为回路电感.Q为，时刻之前载流子累计电荷,Q为时刻之后到阀完全关断之前载流子累计电荷,为 反向恢复电流达到峰值的时刻 图C.1晶闸管储存的电荷 C.5均压回路损耗 均压回路损耗尸与施加在晶闸管阀上的电压有关 根据触发控制角,此电压计算式为 18
GB/T20298一2006 U =U×2/T[a-开/2-2×sin2a C.8 式中 U -阀基波电压有效值; U -晶闸管的阻断电压有效值 1 据此,其功率损耗计算式为: n P=3U./(RX 式中 R -均压电阻值(每级 C.6过电压吸收电路损耗 对于TCR,过电压吸收电路损耗尸.计算式为 C.9 P=3×f×C/n×(厄×U×sina)'×2.o 式中 C 过电压吸收回路电容值(每级) C.7 阀电抗器损耗 阀电抗器损耗P由三部分组成;绕组电阻损耗、涡流损耗、铁芯的磁滞损耗 绕组中若应用了阻 尼电路,也会产生损耗 电抗器的绕组损耗、铁芯涡流损耗(和/或阻尼电阻损耗)已经分别包括在式C.2及式C.6中 磁滞损耗按下述方法计算;首先应确定铁芯材料的直流磁化曲线,以确定激磁回路(通常通过试验 获取) 根据激磁回路包围的面积,可以得到磁滞特性损耗数值焦耳/千克J/kg)),依次计算磁滞 损耗 (C.10 Pw=n×M×k×fm 式中 -阀中电抗器的铁心数目; n M -每一个铁心的质量; 磁滞特性损耗数值,单位为焦耳/千克J/ke); -电网基波频率 f 19
GB/T20298一2006 附 录D 资料性附录 svc工程描述及供货范围 D.1svc工程描述 对于一个给定的具体svC工程,应根据下述要求,对其安装位置、工程作用、原理接线等内容进行 描述 安装位置(变电站名); a sVC电压等级(kV) c SVC的额定容量Mvar),包括容性和感性无功容量; SVC系统的作用 sVC安装点的设备平面布置图 e sVC电气原理单线图; sVC安装后的电气设备连接图,包括电路,接地、控制保护,站内服务等;对于交钥匙工程,还 g 应提供围栏、现场地下信息及土建技术资料等其他图纸 h)如果该sVc工程将来有扩容的需要,其设计、布局规划应考虑到进一步扩容的需要,并提出规 划布局图 D.2供货范围及工程进度 供货范围 D.2.1 svc工程供应商提供的设备、材料、服务至少包括下述内容 sVvC晶闸管阀及其阀的冷却系统 a b)高压交流设备(若需要该设备,且需要供货商提供,应在合同中写明),包括 专用变压器 断路器; 2) 3) 隔离开关， 4电压互感器; 5) 电流互感器 6)避雷器 7 接地变压器 8)配电装置 电抗器电容器、滤波器 svC站内服务设施 svC系统控制、保护、报警、监控系统 专用维护设备及工具 操作及维护人员培训计划(参见附录H) 备件 h 试验及交付服务 技术文档,包括操作使用手册(参见附录H) 对于交钥匙工程,还应包括: kSVC工程配套设施,包括配电间、护栏、排水,巡视通道等 20
GB/T20298一2006 sVC建筑,包括接地系统 nm地面连接设备的基础和架构,包括接地、接地网连接 D.2.2用户需提供的设备、材料和服务 本标准第4章中规定了用户需提供的非电气技术资料;第5章、第6章、第7章规定了需提供的电 气技术资料 除此之外,用户还应提供下述设备、场所及其服务 在约定的时间内,SVvC的安装场所应准备就绪; a bb 现场的水源 在约定的时间内,现场临时供电电源应准备就绪 c d 在约定的时间内,SVC站长期供电电源应准备就绪; 现场现有的装置、设备清单及其状况 注，第5章,第6章,第7章中电气技术资料应由用户和供应商共同提出 D.2.3工程进度 SVC工程双方应根据下述(但不限于下述)要求,对工程中的诸多环节进行约定 约定工程的竣工时间; a 在双方约定的时间内,提供详细的工程进度时间表,进度表应包括;工程各部分的开始时间及 b 其结束时间、用户提供的各项服务的到位时间、供应商提供的图纸时间、以及各项事务的具体 时间安排; 设计联络和审查安排 21
GB/T20298一2006 附 录 E 资料性附录 svC的可用率及可靠性 E.1定义 E.1.1 强迫停运forcedoutages 由于sVC设备内部故障而导致该设备退出运行 此时,将引起sVc系统部分功能或所有基本功 能的丧失 E.1.2 计划停运scheduledoutages 出于维护、检修等目的,为了保证SVC系统长期可靠运行而必须进行的停运 此时,将引起SVC 系统部分功能或所有基本功能的暂时丧失 '. .1.3 停运持续时间outagedurationm 从SVC退出运行时刻起,到sVvC准备投人运行时刻止的持续时间间隔 下述情况均应包括在停 运持续时间中 故障判断时间(do a owntime 判断故障原因或决定哪一台设备需要维修、替换所需要的停机时间 b 准备及完工清理时间(preparingtimeandendingtime) 运行操作人员断开设备连线连接设备接地线以准备工作的必要准备时间,以及维修完成后 卸除设备接地线,连接设备连线的完工清理时间 降容运行等效停运时间(equivalentoutagetimeofpartial outage 由于某种原因导致svC系统降容运行,则降容运行等效停运时间为 降容运行期间的容量 降容运行等效停运时间=sVC系统降容运行的持续时间× 额定容量 E.1.4 年可用率指标annualavalabilty 年可用率指标=-三等效祭运时回 ×100% 8760 其中等效停运时间为全年累计停运持续时间,以小时计 E.2可用率指标要求 应明确下述svc系统的可用率指标 因强迫停运造成的年可用率的最低水平(%); a b)因强迫停运造成的年强迫停运次数的最大值(次). 供应商需对年计划停运持续时间及其累计停运次数进行明确承诺 供应商需明确承诺上述可用率指标的保证期(年),并给出该svc系统建议的维护周期 22
GB/T20298一2006 附录 资料性附录 为了保证svC系统安全可靠运行,达到可用率指标,应提供合理数量的备件 一般svC系统所必 要的备件应随sVvC主设备同时供货 F.1备件策略 根据svC的所有供货清单,对备件品种及其数量进行列表,备件表所列设备是保证日常维护 a 更换所需的最低备用水平 备件清单应由供应商和用户商定; b)备件表中应包括该元件的生产厂名、联系电话、建议购买地点,预估交货周期 F.2备件存储 备件应在专门的场所储存,合理的存储设施应包括在sVC工程的设计中 F.3备件的清点 在sVC设备交付给用户时,应对准备好的备件清单进行核查,质保期结束时也应该重新清点备件 数量 任何备件的缺少都应该由供应商补充,以做到质保期结束时备件数量达到100%的库存水平 23
GB/T20298一2006 附 录 G 资料性附录 svc厂房及其设备布置 建筑及其结构 G.1 供应商需根据svC系统的要求提出厂房的建筑及其结构要求 若厂房的建筑结构设计由供应商负责(合同中需注明),供应商需根据上述建筑及其结构要求,同时 考虑用户的意见进行设计;若该设计由用户负责(合同中需注明,用户需依据供应商提出的要求进行 sVc厂房的建筑结构设计 般应考虑下述内容 房应适用于安装放置晶闸管阀,SvC控制系统和其他的室内设备(包括备件) 厂房的设计 a 应考虑设备对环境的要求,并且要便于装置的运行和维护 b)应根据设备安装的要求,留有适当空间 室内配置合理的供暖、照明,通风、空调设施; 房的建筑、结构设计应依据相应的建筑规范进行; c 厂房的结构设计需考虑所安装放置设备的特殊要求风力、结冰、故障电流应力、接地、雷电保 d 护,抗震等级、抗电磁干扰);并根据设备供应商建议,相关国家标准规范进行设计 G.2消防 厂房(特别是阀厅,控制室)内应配置必要的防火设施 防火的监测设施系统应依据下述原则并考 虑相应的国家标准规范进行设计 任何火姻)监测器的失灵应启动报警,但不得启动火灾报警或整个火灾监测系统失灵报警 a 若有真实火灾发生,SVC需关闭,并断开主供电电源 bb 根据国家标准规范的相应要求,应提供足够的安全设备(包括警报光示牌、加压送风设施、灭火 c 设备),并提供明显的疏散通道方向标示 G.3场所要求及条件 G.3.1场地条件 用户需提供永久性安装场地及前往该场地的通道 同时须考虑提供下述情况 对场地内现存安装设备的保护 a 地质调查结果， bb 建筑施工电源; e d)建筑用水源 G.3.2安全 施工方应依据相关法规、规程,提供必要的安全防护措施,主要包含下述内容 明确安全责职,落实相关措施,保证人员和设备安全; a b)建立事件记录及报告制度 G.3.3其他 施工方应依据相关政策法规,采取措施对地下文物、环境质量进行有效保护 24