GB Z 29630-2013 静止无功补偿装置 系统设计和应用导则.pdf
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1、昌ICS 29.200 K 46 中华人民共和国国家标准化指导性技术文件GB/Z 29630-2013 静止无功补偿装置系统设计和应用导则2013-12-02实施Static var compensators(SVC)一System design and application guidelines 2013-07-19发布发布中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局中国国家标准化管理委员会d脏。略重t37:苟hL产于1:飞、叫、7/;-0.刷甜田. 啼nt惜飞在屋-棋lJ,GB/Z 29630-2013 目次前言.m 1 范围.2 规范性引用文件-3 术语和定义.4 SVC安装场所.4.1 环
2、境条件.4.2 系统条件.4.3 负荷条件4.4 其他条件-5 主要功能6 型式及接线方式.7 主要参数和性能.8 系统设计.8.1 设计目标.8.2 设计内容.8.3 系统研究8.4 设备布置.10 8.5 利用率和可靠性8.6 损耗的评估.8. 7 噪声.9 SVC部件及子系统基本要求9. 1 晶闸管阀.9.2 晶闸管阔的冷却设备.9.3 相控电抗器.12 9.4 电容器组.9.5 捷波(串联电抗器.9.6 断路器.139.7 隔离开关及接地开关.9.8 避雷器9.9 专用变压器(如果需要9.10 控制系统. 14 9.11 保护系统.149. 12 故障录波系统.15 9. 13 表计和
3、监控系统9.14 电磁兼容.15 9.15 辅助设备.GB/Z 29630-2013 10 其他要求-10.1 安装.10.2 防火和通风.10.3 SVC工程描述及供货范围.10.4 技术文件及培训|.附录A(资料性附录)闪变改善率.附录B(规范性附录晶闸管阔的损耗计算方法.18 附录C(资料性附录)SVC工程描述及供货范围.21 附录D(资料性附录)技术文件及培训E GB/Z 29630-2013 前本指导性技术文件按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本指导性技术文件由中国电器工业协会提出。本指导性技术文件由全国电力电子学标准化技术委员会(SAC/TC60)归口。本指导性技术文件
4、主要起草单位z西安高压电器研究院有限责任公司、南方电网科学研究院有限责任公司、南京南瑞继保电气有限公司、荣信电力电子股份有限公司、国电南京自动化股份有限公司、西安理工大学、西安西电电力电容器有限责任公司、西南电力设计院电网分公司、西安电力电子技术研究所、国网电力科学研究院、昆明电器科学研究所、西安西开高压电气股份有限公司、许继集团有限公司柔性输电公司。本指导性技术文件主要起草人z孙伟、傅闯、陈赤汉、张凡勇、杨晓辉、回恩文、李璐、同向前、信建伟、王友龙、杨志勇、张化良、蔚红旗、朱振飞、梁帅奇、周琼芳、赵永涛、胡旭辉、孟晨、何青连。E GB/Z 29630-2013 1 范围静止无功补偿装置系统设
5、计和应用导则本指导性技术文件规定了静止元功补偿装置(以下简称SVC)满足系统运行要求的设计内容,对SVC部件、子系统以及布置、安装和相关的设计内容提出了基本要求。本指导性技术文件适用于输电系统和配电系统中基于晶闸管的SVC的设计。本指导性技术文件主要是针对晶闸管控制电抗器(TCR)型和晶闸管投切电容器(TSC)型SVC编制,晶闸管投切电抗器(TSR)型SVC参照本指导性技术文件执行。每个SVC工程均有其特殊性,应针对具体工程条件和要求使用本指导性技术文件,必要时应作相应的补充。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期
6、的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB 311.1绝缘配合第1部分z定义、原则和规则(GB311. 1-2012, IEC 60071-1 :2006 , MOD) GB/T 1094.6 电力变压器第6部分z电抗器(GB/T1094.6-2011 , IEC 60076-6 :2007 , MOD) GB 1984 高压交流断路器(GB1984-2003, IEC 62271-100:2001 , MOD) GB 1985 高压交流隔离开关和接地开关(GB1985-2004 , IEC 62271-102:2002 , MOD) GB/T 6451 油浸式电力变压器技术
7、参数和要求GB/T 10228干式电力变压器技术参数和要求GB/T 11024. 1 标称电压1000 V以上交流电力系统用并联电容器第1部分z总则(GB/T 11024. 1-2010 , IEC 60871-1:2005 ,MOD) GB 11032 交流元间隙金属氧化物避雷器(GB11032-2010,IEC 60099-4:2006 , MOD) GB/T 12325 电能质量供电电压偏差GB/T 12326 电能质量电压波动和闪变GB/T 14285 继电保护和安全自动装置技术规程GB/T 14549 电能质量公用电网谐波GB/T 14598. 9 量度继电器和保护装置第22-3部分
8、z电气骚扰试验辐射电磁场抗扰度(GB/T 14598. 9-2010,IEC 60255-22-3 :2007 , IDT) GB/T 14598. 10量度继电器和保护装置第22-4部分z电气骚扰试验电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验(GB/T14598.10-2012, IEC 60255-22-4:2008 ,IDT) GB/T 14598. 13 电气继电器第22-1部分z量度继电器和保护装置的电气骚扰试验1 MHz脉冲群抗扰度试验(GB/T14598. 13-2008, IEC 60255-22-1 :2007 , MOD) GB/T 14598. 14 量度继电器和保护装置第22-2部分
9、z电气骚扰试验静电放电试验(GB/T 14598. 14-2010, IEC 60255-22-2: 2008 , IDT) GB/T 15166.4 高压交流熔断器第4部分z并联电容器外保护用熔断器(GB/T15166.4-2008 , IEC 60549:1976,MOD) 1 GB/Z 29630-2013 GB/T 15291半导体器件第6部分晶闸管(GB/T15291-1994, eqv IEC 60747-6:1983及其修正案1:1991) GB/T 15543 电能质量三相电压不平衡GB/T 15945 电能质量电力系统频率偏差GB/T 20298-2006 静止无功补偿装置(
10、SVC)功能特性GB/T 20994 高压直流输电系统用并联电容器及交流滤波电容器GB/T 20995 输配电系统的电力电子技术静止元功补偿装置用晶闸管阔的试验(GB/T 20995一2007,IEC 61954:2003 ,MOD) GB/T 22075 高压直流换流站可听噪声GB 50052 供配电系统设计规范GB 50059 35 kV110 kV变电所设计规范GB 50060 3 kVllo kV高压配电装置设计规范GB 50227-2008 并联电容器装置设计规范GB/T 29629-2013 静止无功补偿装置水玲却设备国际电报电话咨询委员会(CCITT)导则(Guideof Int
11、ernational telegraph and telephone consulta tive committee) 3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3. 1 静止无功种健装置static var compensator; SVC 一种并联连接的静止无功补偿器,通过对其感性或容性电流的自动调整,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)。3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 注2静止元功补偿装置一般包括TCR、TSC、TSR等,一般与机械开关投切无功补偿装置构成静止无功补偿系统。晶闸管控制电航器tbyristor controlled reactor; TCR
12、 由晶闸管控制的并联电抗器,通过控制晶闸管的导通角使并联电抗器等效感抗连续变化。晶闸管投切电窑器tbyristor switcbed咀归citor,四C由晶闸管投切的并联电容器,通过晶闸管的开通或关断使并联电容器投入或退出。晶闸管投切电抗器tbyristor switcbed reactor; TSR 由晶闸管投切的并联电抗器,通过晶闸管的开通或关断使并联电抗器投入或退出。固定电容器fixed capacitor; FC 由电容器(有时还有电抗器适当组合而成的并联装置,注2通常也可设计成滤波器。晶闸管组tbyris阳rlevel;TL 晶闸管阔的基本单元,由并联或反并联的晶闸管构成,包括辅助电
13、路触发、保护、均压、阻尼元件等。注z改写GB/T20995-2007,定义3.1.2 GB/Z 29630-2013 3. 7 晶闸曹阔thyristor valve; TV 晶闸管级的电气和机械联合体,配有所有连结、辅助部件和机械结构,它可与svc每相的电抗器或电容器相串联。3.8 3.9 GB/T 20995-2007,定义3.5J阀基电子单元valve base electr唰cs;VBE处在地电位的电子单元,它是svc控制系统与晶闸管阔之间的接口。GB/T 20995-2007,定义3.7J 晶闸管电子单元thyristor el配tronics;TE在阔电位上执行控制、保护等功能的电
14、子电路。接受间基电子单元的控制信号,并向阔基电子单元回报晶闸管的状态信息等。3. 10 控制系统control可stem对svc进行调节、保护、控制、触发和监测等单元的总称。3. 11 阀闭锁valve blocking 通过抑制阀控制脉冲,使晶闸管阔不触发的操作。注2改写GB/T13498-2007.定义7.17.3. 12 角度angle 将正弦波中的时间间隔用相应角度来描述,图1表示了通常使用的角度。u 圄1角度的定义3. 13 触发角tri回.erangle a 从晶闸管受到正向电压的开始时刻到晶闸管开始导通时刻之间的间隔(见图口。注2改写GB/T13498-2007.定义7.20.3
15、. 14 导通角conduction angle 6 晶闸管导电的间隔,正常情况下,它是关断角Y与触发角之差(见图1)。3 GB/Z 29630-2013 3. 15 关断角extinction angle 从晶闸管受到正向电压的开始时刻到晶闸管停止导通时刻的间隔(见图口。注2改写GB/T13498-2007,定义7.23.3. 16 误触发false firing 在不正确的时刻造成的晶闸管阔的触发。3. 17 晌应时间r四ponsetime 输入阶跃控制信号后,SVC输出达到要求输出值的90%所用的时间,且期间没有产生过冲见图2)。注2由于电压变化范围较小,难以获得清晰的变化曲线,一般可用
16、元功电流变化曲线来说明响应时间。时间圈2晌应时间和稳定时间定义3. 18 稳定时间settling time 输入阶跃控制信号后,SVC输出达到要求输出值的士5%范围内所用的时间,见图2.3. 19 电压倒电流特性voltage-corrent characteristic 在公共连接点处,SVC的基波稳态电压与电流之间的关系。3.20 控制范围control range 在连接点处由svc提供的无功电流或无功功率的感性至容性最大变化范围。3.21 滞后运行1咱哥ngoperation svc运行电流落后于其电压的运行方式,等效于并联电抗器。3.22 超前运行leading operation
17、 svc运行电流领先于其电压的运行方式,等效于并联电容器。3.23 参考电压reference voltage 在svc的电压电流特性曲线上,总元功输出为零(运行在既不发出、也不吸收无功功率点的电压。参考电压范围可设置,一般为0.90p. u. 1. 10 p. u.。GB/Z 29630-2013 3.24 斜率slope level; SL 在svc的电压-电流特性曲线上的容性与感性线性可控范围内,电压变化的标么值与电流变化的标么值的比值。一般以百分数表示。3.25 电压转折保护voltage break-over protection; VBO 晶闸管的一种过电压保护。当电压达到设定的电
18、压值时,使晶闸管触发开通,保护晶闸管避免电压击穿。一般采用转折二极管(BOD)或者相关功能电路实现。3.26 考核点cbeck point; CP 供需双方合同规定的指标衡量点。3.27 闪变改善事flicker improve ratio svc投入运行前短时间变的95%概率大值减去svc投入运行后短时闪变的95%概率除以svc投人运行前短时闪变的9.5%概率大值的百分数。闪变改善率一般应不低于50%。4 SVC安装场所4. 1 环境条件应提供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,其各项性能指标应达到其额定设计水平za) 海拔(m);b) 年平均降水量(mm);c)
19、最大月降水量(mm);d) 年平均环境温度(c); d 最高环境温度(c); f) 最低环境温度(c); g) 年平均相对湿度(%),h) 最大相对湿度(%); i) 覆冰厚度(mm);最大地面棋雪厚度(mm);k) 最大结霜厚度(mm);1) 冻土层厚度(m);m) 年平均风速(m/s); n) 年最大风速(m/s); 0) 地震烈度度); p) 年平均雷暴日(d/a); q) 污秽等级Fr) 日照强度(W/cm2); s) 土壤电阻率(.0.m)。5 GB/Z 29630-2013 4.2 系统条件系统条件包括za) SVC连接点的标称电压及变化范围zb) 电网频率及变化范围zc) 电网谐
20、波阻抗Fd) 过电压保护水平,包括雷电冲击保护水平和操作冲击保护水平;e) 变电站接地方式Ff) 供电系统主接线和设备参数以及供电方式、供电设备容量、相关的无功补偿装置及参数zg) 考核点的背景电能质量参数,包括电压变化范围(曲线)、谐波电压、谐波电流、电压波动和闪变、三相电压不平衡度等zh) 公共连接点或考核点的短路水平,包括最大和最小方式下的三相、单相短路电流(或短路容量); i) 相关保护整定值及故障清除时间。4.3 负荷条件负荷条件包括za) 用电协议容量;b) 负荷容量及性质,包括谐波发生量、电压波动和闪变数值、有功和无功功率变化范围或随时间变化的曲线、功率因数、最大负序电流等;c)
21、 负荷运行工况。4.4 其他条件其他条件包括za) SVC占地面积zb) 冷却设备要求的外部条件sc) 现有相关装置及设备(应包括接地、防雷击等hd) 布置方式(户外或户内、单层或双层布置、电缆或架空连接等he) 监控方式(就地和/或远方); f) 使用场所用电条件Fg) 噪声水平。5 主要功能6 SVC根据用途其功能特性分述如下z输电系统SVC的功能特性一般包括z 正常工况下调相调压(即元功控制和电压偏差调节和故障情况下电压支撑3 抑制工频过电压及减少电压波动z 改善系统稳定性、提高输电功率和减少输电损耗; 抑制谐波电流z 其他附加功能(阻尼系统功率振荡、抑制次同步振荡等。一一配电系统及工业
22、用户SVC的功能特性一般包括z 抑制电压波动和闪变zGB/Z 29630-2013 校正三相负荷不平衡F 抑制谐波电流和减小谐波电压晴变率; 改善功率因数。6 型式及接线方式SVC的主要类型有晶闸管控制电抗器CTCR)型、晶闸管投切电容器CTSC)型、晶闸管投切电抗器CTSR)型等,上述SVC既可单独使用,也可根据需要组合使用。TCR(TSR)支路可以单独设置一台断路器,也可以和全部或部分固定电容器支路共用一台断路器。TCR的电抗器一般每相分成上、下相同的两组,每相晶闸管间组两侧各连接一组,三相整体上采用三角形接线图3)。圄3TCR接线圄TSC晶闸管阅一般置于电容器和电抗器之间,采用三角形接线
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