Q GDW 10655-2015 串联电容器补偿装置通用技术要求.pdf

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1、 Q/GDW 106552015 代替 Q/GDW 6552011 串联电容器补偿装置通用技术要求 General requirements for series capacitor installation 2016 -12 -08发布 2016 - 12 - 08实施 国家电网公司 发 布ICS 29.240 Q/GDW 国家电网公司企业标准 Q/GDW 106552015 I 目 次 前 言 . . II 1 范围 . . 1 2 规范性引 用文件 . . 1 3 术语和定 义 . . 2 4 缩略语 . . 6 5 总则 . . 7 6 型式与电 气主接线 . . 7 7 使用环境 条

2、件 . . 8 8 基本设计 . . 10 9 串补装置 主设备及子系统基本要求 . 20 10 铭牌、 包装和运输 . . 38 附录 A(资料性附录) 晶闸管阀的损耗计算方法 . 41 附录 B(资料性附录) 典型串补偿工程的设备参数 . 44 附录 C(资料性附录) TCSC 装置的特 性 . . 52 附录 D(资料性附录) 串补装置的仿真模型 . 55 编制说明 . . 57 Q/GDW 106552015 II 前 言 为规范串联电容补偿装置的设计、制造、试验、运行及维护，指导并积极推进串联电容补偿装置在公司系统内的推广应用，制定本标准。 本标准代替 Q/GDW 6552011，与

3、 Q/GDW 6552011相比，主要技术性差异如下： 更新了本标准引用的规范性引用文件； 删除了“3.6 短时过载、3.7 暂态过载”定义； 修改了“3.32 区内故障、3.33区外故障”定义； 删除了“3.38 铭牌”定义； 增加了“4 符号和缩略语”； 增加了“7 使用环境条件”内容； 增加了“8.2.5 串补装置对线路两侧断路器暂态恢复电压 (TRV)影响”中的内容； 增加了“9.1.1.1 电容器接线、选型”； 修改了“9.1.1.2 电压偏差范围”为“9.1.1 .3 1)对电容器单元：-3.0%+5.0%；2)对额定容量小于 30Mvar 的电容器组：3.0%”； 增加了 9.1

4、.2.1 内容为“9 .1.2.2 8)局部放电试验”； 删除了“9 串补装置主设备及子系统基本要求”中“说明”内容； 修改了 9.5.1 串补装置 MOV 热备用个数； 增加了“9.14.5.2 型式试验: 5)保护功能试验”。 本标准由国家电网公司运维检修部提出并解释。 本标准由国家电网公司科技部归口。 本标准起草单位：国网智能电网研究院、中电普瑞科技有限公司。 本标准主要起草人：雷晰、喻劲松、赵东元、燕翚、肖超、李松洁、袁洪亮、李卫国、乔尔敏、胡晓、贾娜、周舟、康伟、刘智刚、蔚泉清、李甲飞。 本标准2011年10月首次发布，2015年12月第一次修订。 本标准在执行过程中的意见或建议反馈

5、至国家电网公司科技部。Q/GDW 106552015 1 串联电容器补偿装置通用技术要求 1 范围 本标准规定了串联电容器补偿装置(以下简称串补装置)的型式与电气主接线、基本设计及其条件，对串补装置主设备及子系统提出基本要求。 本标准适用于 220kV500kV 电压等级串补装置的基本设计及主设备和子系统的基本要求，其他电压等级可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件对本标准的应用是必须可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本 (包括所有的修改单 )适用于本标准。 GB/T 191 包装储运图示标志(GB/T 19120 08，ISO 78

6、0 :1997，MOD) GB 1094.1 电力变压器 第1 部分：总则(GB 1094.1 2013，IEC 60076-1:2011，MOD) GB/T 1094.62011 电力变压器 第 6 部分：电抗器(IEC 60076 -6:2007，MOD) GB 12082006 电流互感器(IEC 60044-1:2003，MOD) GB 19842014 高压交流断路器(IEC 62271-100:2006，MOD) GB 19852014 高压交流隔离开关和接地开关(IEC 62271-102:2011，MOD) GB/T 2423.2 电工电子产品环境试验 第 2 部分:试验方法

7、试验 B:高温(GB/T 2423.22008，IEC 60068-2-2:2006，IDT) GB/T 2423.3 电工电子产品环境试验 第 2 部分：试验方法 试验 Cab：恒定湿热试验(IEC 60068-2-78:2006，IDT) GB 3096 声环境质量标准 GB 4208 外壳防护等级(IP 代码)( GB 42082008，IEC 60529:2001，IDT) GB/T 6115.12008 电力系统用串联电容器 第 1 部分： 总则(IEC 60143-1 :2004，MOD) GB/T 6115.22002 电力系统用串联电容器 第 2 部分：串联电容器组用保护设备(

8、IEC 60143-2:1994，IDT) GB/T 6115.32002 电力系统用串联电容器 第 3 部分： 内部熔丝(IEC 60143-3 :1998，IDT) GB/T 8287.12008 标称电压高于 1000V 系统用户内和户外支柱绝缘子 第 1 部分：瓷或玻璃绝缘子的试验(IEC 60168 :2001，MOD) GB/T 9793 金属和其他无机覆盖层热喷涂锌、铝及其合金(GB /T 97931997，ISO 2063:1991，ID T) GB/T 110222011 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求( IEC 60694:1996，IDT) GB/T 11287

9、2000 电气继电器 第 21 部分: 量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震试验 第1 篇：振动试验(正弦)(IEC 6025 5-21-1:1988，IDT) GB 12348 工业企业厂界环境噪声排放标准 GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件 GB/T 142852006 继电保护和安全自动装置技术规程 GB/T 14598.32006 电气继电器 第 5 部分: 量度继电器和保护装置的绝缘配合要求和试验( IEC 60255-5:2000，IDT) Q/GDW 106552015 2 GB/T 14598.9 电气继电器 第 22-3 部分: 量度继电器和保护装置的电气

10、骚扰试验 辐射电磁场骚扰试验(GB/T 14598.92010，IEC 60255-22-3:2008，IDT) GB/T 14598.10 电气继电器 第22-4 部分：量度继电器和保护装置的电气骚扰试验-电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验(GB/T 14598.102012，IE C 60255-22-4:2008，IDT) GB/T 14598.13 电气继电器 第 22-1 部分：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/T 14598.13 2008，IEC 60255- 22-1:2007，MOD) GB/T 14598.14 量度继电器和保护装置的电气干扰

11、试验 第 2 部分: 静电放电试验(GB/T 14598.142010，IEC 60255-22-2:2008，IDT) GB/T 15291 半导体器件 第6 部分 晶闸管(GB/T 1 52911994，IEC 60747-6:1983，I DT) GB 168362003 量度继电器和保护装置安全设计的一般要求 GB/T 17626.112008 电磁兼容 试验和测量技术 电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰 GB/T 17626.2920 06 电磁兼容 试验和测量技术 直流电源输入端口电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验(IEC 61000-4-2 9:2000，IDT) GB 2

12、0840.3 互感器 第3部分：电磁式电压互感器的补充技术要求 GB/T 20840.5 互感器 第5部分：电容式电压互感器的补充技术要求 GB/T 209952007 输配电系统的电力电子技术 静止无功补偿装置用晶闸管阀的试验 (IEC 61954:2003， MOD) DL/T 3652010 串联电容器补偿装置 控制保护系统现场检验规程 DL/T 3662010 串联电容器补偿装置 一次设备预防性试验规程 DL/T 1010.5 2006 高压静止无功补偿装置 第五部分：密闭式水冷却装置 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 固定串联电容器补偿装置(FSC) fixed

13、se ries capacitor installation 将电容器串接于输电线路中，并配有旁路断路器、隔离开关、串补平台、支撑绝缘子、控制保护系统等辅助设备组成的装置，简称固定串补。 DL/T 3652010，定义3.1 3.2 晶闸管阀 thyrist or valve 晶闸管级的电气和机械联合体，配有连接、辅助部件和机械结构，它可与 TCSC 电抗器相串联。 DL/T 3662010，定义3.16 3.3 晶闸管控制串联电容器补偿装置(TCSC) thyri stor controlled series capacitor installaion 将并联有晶闸管阀及其电抗器的电容器串接

14、于输电线路中，并配有旁路断路器、隔离开关、串补平台、支撑绝缘子、控制保护系统等辅助设备组成的装置，简称可控串补。 DL/T 3652010，定义3.2 3.4 (串补装置的)额定频率 rate d frequency fN 串补装置拟接入的电力系统的额定频率。 3.5 (可控串补的)容性区 capaci tive range Q/GDW 106552015 3 使可控串补等效工频容抗得到有效提升的运行区域。 3.6 平台电源 platfor m power 安装在平台上工作的电源，用于平台测量系统和间隙的触发、控制与保护。TCSC中也用于晶闸管阀的触发、控制与保护。 3.7 光纤柱 optic

15、al f iber column 用于串补平台与地面的测量、控制、保护设备之间的通信，以及送能光信号传输的设备，其绝缘水平和串补平台对地绝缘水平相同。 DL/T 3652010，定义3.5 3.8 阀基电子电路(VBE)valve bas e electronics 处于地电位的电子电路，是控制系统与晶闸管阀之间的接口，简称阀基电子。 DL/T 3652010，定义3.7 3.9 晶闸管阀控电抗器 thyristor-con trolled reactor 与晶闸管阀串联的电抗器，通过控制晶闸管阀的触发角使其等效感抗连续变化，实现 TCSC 等效容抗的连续调节，简称阀控电抗器。 DL/T 36

16、62010，定义3.18 3.10 晶闸管阀避雷器 thyristor varistor 一种用于将过电压限制在给定值以下的避雷器的组合体。在 TCSC 中，通常用于吸收能量并限制晶闸管阀两端电压在规定的保护水平。设计时，须保证晶闸管阀避雷器能够承受晶闸管阀两端的持续运行电压和暂时过电压。 3.11 阀闭锁 valve b locking 通过闭锁晶闸管阀触发信号的方式来防止晶闸管阀继续被触发的一种操作。 3.12 阀解闭锁 valve d eblocking 通过解除阀闭锁以允许晶闸管阀被触发的一种操作。 3.13 晶闸管电子电路(TE)thyristo r electronics 在晶闸管

17、阀电位上执行控制及检测功能的电子电路，接受阀基电子电路的控制信号，并向阀基电子电路回报阀的信息，简称阀电子。 DL/T 3652010，定义3.8 3.14 电压击穿保护 voltage br eak-over(VBO) protection 晶闸管的一种过电压保护，当电压达到预定电压值时使之开通。 GB/T 209952007，定义3.10 3.15 电容电流 capacitor current IC 流过串联电容器的电流。 3.16 Q/GDW 106552015 4 线路电流 line current IL 流过线路的电流。 3.17 (串补装置的)额定电流 rated current

18、IN 串补装置在额定电抗( XN)和额定电压( UN)下能够持续运行所对应的线路电流值( IL)。 3.18 阀电流 valve c urrent IV 流过晶闸管阀的电流。 3.19 电容电压 capacitor voltage UC 串联电容器组两端的电压。 3.20 保护水平 protecti ve level UPL 电力系统故障时，过电压保护装置即将动作和动作过程中出现在串联电容器组上工频电压的最大峰值。 注： 保护水平可用电容器组两端的实际电压峰值表示，也可用电容器组额定电压峰值为基准的标幺值p.u.表示。 3.21 (串补装置的)额定电压 rated voltage UN 串补装

19、置能够持续运行在额定电抗( XN)、额定电流( IN)、额定频率( fN)和正常环境温度范围内时的电容器组两端电压的工频分量。 3.22 (可控串补的)等效电抗 appare nt reactance X() 可控串补的工频电抗，是晶闸管触发角的函数。 3.23 (可控串补的)物理电抗 physic al reactance XC 当可控串补的晶闸管阀被闭锁，且电容器的内部电介质温度为 20 C 时，可控串补的单相工频电抗值。 3.24 (可控串补的)提升系数 boost factor kB 等效电抗 X() 和物理电抗 XC的比值。 kB=X()/X C 式中： X() 可控串补的等效电抗；

20、 XC 可控串补的物理电抗。 3.25 Q/GDW 106552015 5 (可控串补的)标称电抗 nomina l reactance XN 额定提升系数和额定线路电流时所对应的可控串补单相工频等效电抗值。 3.26 (可控串补的)导通角 conduc tion interval 一个工作周期内晶闸管阀导通状态下的可用电角度表示的时间间隔部分。 =2 式中： 半导通角。 3.27 (可控串补的)控制角 con trol angle TCSC 电容电压过零开始到晶闸管阀开始导通时之间的可用电角度表示的时间。 注1： 控制角也可用TCSC线路电流过零开始到晶闸管阀开始导通时之间的可用电角度表示的

21、时间。 注2： 控制角也称触发角。 3.28 区内故障 intern al fault 发生在装有串补装置的被保护线路部分的线路故障。 DL/T 12192013，定义3.23 3.29 区外故障 extern al fault 发生在装有串补装置的被保护线路部分以外的故障。 DL/T 12192013，定义3.24 3.30 补偿度 degree of c ompensation k 线路的串联补偿度 k 为： %100=LCXXk式中： XC 串联电容器的容抗； XL 串联电容器所在输电线路的正序感抗的总和。 GB/T 6115.12008，定义3.8 注： 补偿度也称串补度。 3.31

22、最大摇摆电流 maximum swi ng current 为电力系统大扰动后的暂态过程中的振荡电流的最大值，常以摇摆电流的(安培，A)来度量，并提供摇摆电流随时间变化的曲线。 3.32 晶闸管保护串联电容器 thyristor protec ted series capacitor 串联电容器组两端并联晶闸管阀及限流电抗器，当系统故障时，控制保护系统触发导通晶闸管阀，以实现快速旁路电容器组对其进行过电压保护的功能。 Q/GDW 106552015 6 3.33 (串补装置的)电压等级 voltage class 串补装置所在线路的标称电压。 3.34 串联电容器组 具有相应的保护和绝缘支持结

23、构的三相电容器组。 GB/T 6115.12008，定义3.31 4 符号和缩略语 下列符号和缩略语适用于本文件。 4.1 符号 fN ：(串补装置的) 额定频率 (Rated Frequency) IC：电容电流 (Capacitor Current) IL：线路电流 (Line Current) IN：(串补装置的) 额定电流 (Rated Current) IV：阀电流 (Valve Current) UC：电容电压 (Capacitor Voltage) UPL：保护水平 (Protecti ve Level) UN：(串补装置的) 额定电压 (Rated Voltage) X() ：

24、(可控串补的) 等效电抗 (Appa rent Reactance) XC：(可控串补的) 物理电抗 (Physical Reactance) kB：(可控串补的) 提升系数 (Boost Factor) XN：(可控串补的) 标称电抗 (Nominal Reactance) ：(可控串补的) 导通角 (Conduction Interval) ：(可控串补的) 控制角 (Control Angle) 4.2 缩略语 AR：可用率 (Availa bility Ratio) FACTS：灵活交流输电系统 (Fle xible AC Transmission Systems) FSC：固定串联补

25、偿 (Fixed Se ries Capacitor) TCSC：晶闸管控制串联电容器，可控串补 (Thyristo r-Controlled Series Capacitor) TPSC：晶闸管保护串联电容器 (Thyris tor Protected Series Capacitor) FTA：故障树分析法 (Fault Tree Analysis) MOV：金属氧化物限压器 (Metal O xide Varisto) POD：阻尼功率振荡 (Power Osci llation Damping) SA：灵敏度分析法 (Sensitiv ity Analysis) SSR：次同步谐振 (

26、Sub Synchr onous Resonance) RMS：均方根，有效值 (Root Mean Square) VBO：电压击穿保护 (Voltage Br eak-over Protection) VBE：阀基电子电路 (Valve Ba se Electronics) TE：晶闸管电子电路 (Thyristo r Electronics) Q/GDW 106552015 7 5 总则 5.1 串补装置通过在输电线路上串联电容器组，补偿输电线路的感性阻抗，实现提高线路输送能力与稳定水平等目的。 5.2 串补装置主要有 FSC 与TCSC 两种基本类型，FSC 容抗值恒定，TCSC 等效

27、容抗可通过改变晶闸管阀的触发角对其进行灵活调节。在此基础上还可采用 FSC+TCSC的组合型式。 5.3 串补装置的系统设计工作应在进行可行性分析的基础上，确定串补装置的类型、基本功能、安装地点、补偿度、额定电流、是否分平台等基本设计原则与参数。 5.4 串补装置的可行性分析包括潮流计算、稳定分析和经济比较分析。如电力系统存在线路输送能力不足、稳定水平低、低频功率振荡、系统潮流分布不合理、三相潮流不平衡等问题，且在新架输电线路方案因线路走廊紧张、经济成本过高、破坏环境等原因难以实施的情况下，应在进行电力系统的潮流计算及稳定分析的基础上，综合比较不同方案的技术经济性，充分论证装设串补装置的必要性

28、、可行性和经济性。 5.5 除提高线路输送能力和系统稳定水平之外，当汽轮发电机组送出系统装设串补装置时，应分析 SSR对装置选型与串补度的影响。 可考虑采用 TCSC 或FSC+TCSC， 实现降低电力系统中的汽轮发电机组 SSR/SSO风险、阻尼电力系统低频功率振荡(POD)，灵活平衡三相潮流等目标。 5.6 如采用 TCSC，则应通过潮流计算和系统分析确定 TCSC 的基本补偿度、额定电流、最大提升系数等参数。如 TCSC用于暂态稳定控制，则应明确 TCSC相应强行补偿的投入策略、最大提升系数及其持续时间。如 TCSC 用于阻尼电力系统低频功率振荡，则应确定 TCSC 相应的控制策略及其参

29、数。 5.7 如 TCSC 是用来解决 SSR/SSO 问题，系统分析时宜采用详细的电力系统模型、TCSC 模型和 TCSC 安装点附近的汽轮发电机模型。 5.8 应通过系统研究，比较不同设计方案的经济技术指标，确定串补装置的电气主接线、绝缘配合与过电压保护措施、主设备规范与控制策略等，同时分析串补装置的接入对电力系统的潜供电流、线路断路器暂态恢复电压、工频电压分布等系统特性的影响。 5.9 应在考虑技术可行性与经济成本的基础上，合理分配串补装置元件与子系统的可靠性指标，确保装置的运行可靠性水平。 5.10 串补装置的设计应能耐受用户规定的电力系统故障、暂态过载、短时过载和持续运行等顺序事件。

30、这些顺序事件构成 FSC/TCSC 全部设备设计所要求满足的故障顺序性能要求，要求应与发生区内故障和区外故障时电力系统的行为一致。 5.11 串补装置的组成设备应满足相应设备标准所规定的性能要求，同时应能保证在安装点处的极端电气、电磁、自然环境下正常工作，可靠地实现串补装置的预定功能。 6 型式与电气主接线 串补装置主要有 FSC 与TCSC 两种基本型式，其典型电气主接线分别如图 1 a)和图 1 b)所示，串补装置主设备包括：串联电容器组、金属氧化物限压器 MOV、火花间隙、阻尼装置、旁路断路器、隔离开关、接地开关、路开关、阀控电抗器、晶闸管阀。而串联电容器组、MOV、GAP、阻尼装置、晶

31、闸管阀等通常安装在串补平台上，串补平台与地面绝缘，并与被补偿线路具有相同的电压等级。 Q/GDW 106552015 8 GAPBCBCMOV1DESESDS DSMOV2CCCTA2TA1TA4TA5TA7TA3TA6a) FSC b) TCSC BS旁路隔离开关；DS串联隔离开关；ES接地开关；C串联电容器；MOV1MOV2金属氧化物限压器； D阻尼装置；GAP间隙；BCB旁路断路器；TA1TA8电流互感器；L阀控电抗器；T晶闸管阀；R电阻分压器 注： 图1 b)中的GAP采用虚线连接表示TCSC可不用GAP。 图 1 FSC 与 TCSC 装置的典型电气主接线图 为防止串联电容器组承受过

32、电压而损坏，串补装置应装设串联电容器组过电压保护。串联电容器组的过电压保护可采用单间隙保护、双间隙保护、MOV 保护、以及晶闸管保护(TPSC)等保护方案。应在综合分析串补工程的技术特点，并充分掌握用户需求的基础上，确定串联电容器组的过电压保护方案。图 1 采用的为 MOV 并联间隙的过电压保护方案。在系统故障期间，TCSC 中的晶闸管阀可以快速导通，旁路串联电容器组，从而起到 TPSC 的作用。 为限制火花间隙动作或旁路断路器合闸时通过电容器、火花间隙或旁路断路器的放电电流的幅值和频率，串补装置应装设阻尼装置。典型的阻尼装置类型主要有电抗型、 “电抗+电阻”型、 “电抗+间隙串电阻”型与“电

33、抗+MOV 串电阻”型，其主接线图如图 2所示。 图 2 阻尼装置类型 7 使用环境条件 Q/GDW 106552015 9 7.1 正常使用环境条件 7.1.1 一次设备 一次设备在下列环境条件下，应能正常工作： a) 海拔不超过 1000m； b) 最大风速不超过 34m/s(离地面 l0 m高)； c) 环境温度条件： 1) 最高温度：+40； 2) 最低温度：-25； 3) 最大日温差：25K； 4) 年平均温度：20； 5) 最高日平均温度：30。 d) 覆冰厚度不超过 10mm； e) 污秽等级不超过 d 级； f) 抗震能力：地表加速度水平方向低于 3 ms-2，垂直方向低于 1

34、.5 ms-2，安全系数不小于 1.67倍。 7.1.2 二次设备 7.1.2.1 正常工作大气条件 正常工作大气条件如下： a) 环境温度：-10+55； b) 相对湿度：5%95%(产品内部，不应凝露，不应结冰)； c) 大气压力：70kPa106kPa。 7.1.2.2 试验的标准大气条件 试验的标准大气条件如下： a) 环境温度：1535； b) 相对湿度：45%75%； c) 大气压力：86kPa106kPa。 7.1.2.3 仲裁试验的标准大气条件 仲裁试验的标准大气条件如下： a) 环境温度：+202； b) 相对湿度：45%75%； c) 大气压力：86kPa106kPa。 7

35、.1.2.4 周围环境要求 周围环境要求如下： a) 应遮阳、挡雨雪，防御雷击、沙尘，通风； b) 应没有超过 DL/T 1010.32006中 4.10 规定的电磁干扰存在； c) 场地应符合 GB/T 9361中B 类安全要求的规定； d) 使用地点应不出现超过 GB/T 145371993 规定的严酷等级为 I 级的振动； e) 无爆炸危险的介质，周围介质中应不含有能腐蚀金属、破坏绝缘和表面镀覆及涂覆层的介质及导电介质，应无明显的水汽和严重的霉菌存在。 Q/GDW 106552015 10 7.2 特殊使用环境条件 7.2.1 当超出 7.1所规定的条件时，由用户与制造方商定。 7.2.

36、2 在较高环境温度或高海拔环境下的温升和冷却性能应修正，在高海拔环境下的外绝缘空气间隙应按 GB 1094.3 修正。所需修正的特殊使用条件如下： a) 海拔：超过 1000m； b) 存在有害的烟雾或蒸汽，过多灰尘或沙尘、盐雾，或重污秽等； c) 环境温度超出+40(二次设备+45)或低于-25(二次设备-40)，以及存在湿热条件； d) 年平均温度高于 20。 8 基本设计 8.1 装置设计基本条件 8.1.1 确定原则 串补装置的基本设计原则包括所采用的串补装置的基本类型、主要功能等。上述基本原则可由供需双方根据设计的基本条件协商确定。 8.1.2 特殊环境条件 特殊环境条件包括超出 7

37、.1 所规定的正常使用环境条件。 8.1.3 系统条件 系统条件主要包括以下内容： a) 系统的电网结构和运行方式； b) FSC/TCSC 接入电网的等值； c) 系统负荷模型； d) 装置所在线路的标称电压与变化范围； e) 系统频率及变化范围； f) 电网谐波阻抗； g) FSC/TCSC 接入电网的过电压保护水平； h) 短路电流水平； i) 通过串补装置的最大摇摆电流及摇摆曲线； j) 相关保护定值以及故障切除时序。 8.1.4 其他条件 其他条件包括以下内容： a) 设备安装场地面积； b) 布置方式(户外或户内布置，单层或双层布置，电缆或架空连接等)； c) 变电站现有相关装置及

38、设备情况(应包括接地、防雷等)； d) 晶闸管阀及其辅助系统安装场所条件： 1） 安装场所应无剧烈机械振动和冲击，无火灾、爆炸危险的介质，无腐蚀、破坏绝缘的气体及导电介质，无有害气体及蒸汽； 2） 装置不应暴露在强电场和强磁场中； 3） 户内安装场所，应有具备除湿功能的空调系统； Q/GDW 106552015 11 4） 户外装置的安装场所应有防御雨、雪、风、沙的设施。 e) 噪声水平要求。 8.2 系统分析 8.2.1 分析目标 系统分析主要目标是针对电力系统的具体情况，通过对不同方案的技术经济指标的比较，确定串补装置的串补度(容抗)、额定电流以及是否采用分段、串补装置的过电压保护措施、主

39、接线方式以及主设备规范等，确保串补装置的安全稳定运行，实现提高系统输送能力与稳定水平、阻尼低频功率振荡、优化系统潮流分布、降低次同步谐振风险、三相潮流平衡控制等预定功能。 8.2.2 分析内容 串补装置系统分析应包含下列部分或全部内容： a) 串补装置对潜供电流的影响； b) 串补线路工频过电压沿线分布； c) 串补装置对线路两侧断路器暂态恢复电压(TRV)影响； d) 串补装置与高抗装置的配置适应性； e) 串补装置基本设计和过电压保护控制； f) SSR 风险与抑制策略； g) TCSC 控制策略； h) 其他相关电磁暂态问题； i) 串补装置可靠性、可用性及维修性(RAM 特性)； j)

40、 串补装置对继电保护的影响。 8.2.3 串补装置对潜供电流的影响 串补装置能够增加潜供电流的低频暂态分量，降低线路单相重合闸成功的概率。在电磁暂态特性分析中，应当在建立线路、高压并联电抗器、串补装置、潜供电弧、线路继电保护装置、串补装置保护电磁暂态模型的基础上，详细分析装设串补装置线路沿线不同位置发生单相接地时潜供电弧熄灭的电磁暂态过程，确定抑制潜供电流的技术措施，如采取线路断路器与串补旁路联动等，并通过电磁暂态仿真验证其有效性。 8.2.4 串补线路工频电压沿线分布 在串补线路工频电压沿线分布分析中，不仅应考虑线路的正序、零序参数，同时应当计 及导线型号、导线分裂型式、塔杆尺寸、地线型号、

41、接地方式、导线换位方式等因素的影响，建立导线的精确模型。在此基础上，还应当考虑线路两侧高压并联电抗器及其中性点配置方式，详细分析在不同的系统母线电压、线路潮流以及 TCSC 不同运行工况下输电线路沿线的电压分布情况。如被补偿线路为同塔双回或多回线路，则应当考虑双回线或多回线之间的耦合作用对线路工频电压沿线分布的影响。 8.2.5 串补装置对线路两侧断路器暂态恢复电压 (TRV)影响 8.2.5.1 串补装置对线路两侧断路器暂态恢复电压(TRV)影响分析时应建立导线的频率相关模型、线路及母线变电站避雷器(MOA)的模型，并应计及线路两侧的高压并联电抗器及其中性点配置方案的影响。本项分析的主要内容

42、是分析在不同的系统运行方式以及在不同工况下发生故障时线路断路器暂态恢复电压的特性。 8.2.5.2 在本项分析中，应当考虑下列因素： Q/GDW 106552015 12 a) 故障前系统潮流和接线方式； b) 故障形式：单相接地、两相接地、两相短路、三相短路； c) 故障位置：线路沿线及串补站两侧； d) 线路沿线、变电站与串补站的接地电阻； e) 串补站保护控制策略； f) MOA 配置参数； g) 故障时刻随机性的影响。 8.2.6 串补装置与高抗装置的配置适应性 串补装置与高抗装置不同配置方案及其特点为： a) 将串补装置安装于高抗装置的线路侧：该配置方案具有改善沿线和母线电压分布等优

43、点。为了限制潜供电流的低频暂态分量，应考虑采用保护联动策略，即线路的继电保护装置发出线路断路器跳闸信号的同时，命令串补旁路断路器按相合闸； b) 将串补装置安装于高抗装置的母线侧：该配置方案具有限制潜供电流的低频暂态分量，便于潜供电流熄弧的优点，但不利于充分发挥串补改善沿线和母线电压分布的功能； c) 对于串补装置与高抗装置的配置方案选择，必要时应经线路沿线电压分布、工频过电压、潜供电流、工频谐振过电压、断路器暂态恢复电压、同塔双回线路线间感应电压和感应电流等专题计算分析后确定，确保串补与高抗装置的配置可满足各种方式的运行要求。 8.2.7 串补装置基本设计和过电压保护控制 串补装置基本设计与

44、过电压保护控制的主要任务是建立串补装置所在电力系统及串补装置的电磁暂态模型，采用时域仿真的方法计算各种故障条件下串补装置主设备的工作条件，提出串补装置的主设备的设备规范与过电压保护控制策略。 对 FSC 装置，宜采用 MOV 与火花间隙配合的方案作为串联电容器组的过电压保护方案。根据电容器耐受过电流及过电压的能力，串联电容器的保护水平的范围一般为 2.0-2.5p.u.，典 型值为 2.3p.u.左右。MOV 作为限制串联电容器组过电压的主保护，火花间隙为后备保护。在区外故障时，由 MOV 限制电容器两端电压，不允许触发火花间隙；在区内故障时，允许通过触发火花间隙旁路电容器组。旁路断路器与阻尼装置是保证串补装置正常、安全运行的必要装置。旁路断路器一方面应确保串补装置能够顺利完成投退操作，同时也为火花间隙的去游离提供必要条件。阻尼装置用于限制电容器的放电电流，防止装置在串联电容器组的放电过程中损坏。应比较不同类型的阻尼电路对放电电流的阻尼效果，确定主接线方案与关键参数。 计算各种故障条件下串补装置主设备的工作条件，应提出绝缘配合方案、过电压保护控制策略与主设备的设备规范，形成串补装置的基本设计方案。 对 TCSC 装置，在采用上述保护方案的基础上，还宜： a) 选择阀控电