链式静止同步补偿器.docx

1、备案号： DL中 华 人 民 共 和 国 电 力 行 业 标 准链式静止同步补偿器第 1 部分 功能规范导则Chain-circuit static synchronous compensatorPart 1 Guide for the functional specification（征求意见稿）-发布 -实施中华人民共和国国家能源局 发布目 次前言.II1 范围. 12 规范性引用文件. 13 术语和定义. 14 系统构成45 安装场所的环境状况56 连接点的系统电气状况57 主要功能及性能要求57.1 主要功能要求 57.2 主要性能参数要求67.3 谐波特性77.4 电话及无线电干扰7

2、7.5 噪声77.6 损耗评估77.7 利用率和可靠性. 78 链式 STATCOM 部件及子系统基本要求78.1 换流链. 78.2 换流链的冷却系统78.3 换流电抗器. 88.4 断路器. 88.5 隔离开关. 88.6 避雷器. 98.7 换流变压器. 98.8 控制系统. 98.9 保护及故障录波设备98.10 辅助设备. 109 系统研究 109.1 动态特性研究 109.2 电能质量研究 119.3 暂态过电压及绝缘配合研究.1110 其它要求. 1110.1 消防. 1110.2 采暖通风. 1110.3 供货及服务范围11附录 A （规范性附录）损耗计算.12附录 B （资料

3、性附录）利用率和可靠性.15附录 C （资料性附录）供货及服务范围.16前 言本标准是根据国家发展和改革委员会办公厅关于印发 2007 年行业标准项目计划的通知（发改办工业20071415 号）的安排制定的。本标准分为 5 个部分： 1 部分：功能规范导则 2 部分：换流链的试验 3 部分：控制保护监测系统 4 部分：现场试验 5 部分：运行检修导则本部分为第 1 部分。本部分主要是参考国内外的相关标准、规定，总结多年来的实际工程经验编写而成。本部分目前尚无对应的国际标准。本部分的附录 A 为规范性附录、附录 B、附录 C 为资料性附录。本部分由中国电力企业联合会提出。本部分由电力行业电能质量

4、及柔性输电标准化技术委员会归口。本部分由电力行业电能质量及柔性输电标准化技术委员会负责解释。本部分主要起草单位：本部分参加起草单位：本部分主要起草人：链式静止同步补偿器第 1 部分 功能规范导则1 范围本部分规定了链式静止同步补偿器（以下简称“链式 STATCOM”）的工作环境条件、电气条件、系统构成、主要功能和性能要求、部件及子系统基本要求和系统研究内容等相关内容。本部分适用于 10kV 及以上电压等级、电力系统和工业环境中的链式STATCOM 工程。每个链式 STATCOM 工程均有其特殊性，应针对具体工程条件和要求使用本部分，必要时应作相应的补充。有关链式 STATCOM 换流链的试验、

5、控制保护监测系统、现场试验、运行检修导则的详细规定，参见本标准的其它部分。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注明日期的规范性引用文件，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部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些规范性引用文件的最新版本。凡是不注明日期的规范性引用文件，其最新版本适用于本部分。GB 1984 高压交流断路器GB 1985 高压交流隔离开关和接地开关GB 311.1 高压输变电设备的绝缘配合GB 4824 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（CISPR 11:2003，IDT

6、）GB/T 20298-2006 静止无功补偿装置（SVC）功能特性GB/T 6451 油浸式电力变压器技术参数和要求GB/T 10229 电抗器GB 11032 交流无间隙金属氧化物避雷器GB/T 12326-2008 电能质量 电压波动和闪变GB/T 14549 电能质量 公用电网谐波GB 50060 3110kV 高压配电装置设计规范DL/T 553 220V500kV 电力系统故障动态记录技术准则DL/T 1010.1-2006 高压静止无功补偿装置 第 1 部分 系统设计DL/T xxxx-xxxx 柔性输电术语IEEE 1031-2000 IEEE Guide for the Fu

7、nctional Specification of Transmission Static VarCompensator3 术语和定义下列术语和定义适用于本部分。3.1 静止无功补偿器（SVC） Static var Compensator一种与系统并联连接、无运动或旋转部件的静止无功发生器或者吸收器，通过对其感性或容性电流的调节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）。GB/T 20298-2006，定义 3.1.13.2 静止无功补偿系统（SVS） Static var System由不同类型的静止无功补偿器和机械投切电容器/电抗器构成、各输出之间相互配合的无功补偿系

8、统。IEEE 10312000，定义 3.1.163.3 静止同步补偿装置（STATCOM） Static Synchronous Compensator由并联接入系统的换流器构成，其输出的容性或感性无功电流连续可调且独立于与系统连接点的电压。3.4 链式静止同步补偿器 Chain Circuit STATCOM采用链式电压源换流器的 STATCOM 装置。3.5 链节 link链式电压源换流器中的一个换流模块。DL/T -，柔性输电术语，定义 4.3.43.6 换流链 converter chain由多个链节组成的实现换流运行的组装换流设备，可以实现复杂的换流过程。DL/T -，柔性输电术语

9、，定义 3.3.173.7 连接电抗器 Interface Reactor连接换流器与交流电网，实现换流器与电网有功或（和）无功功率交换的电抗器。DL/T -，柔性输电术语，定义 3.3.113.8 连接变压器 Interface Transformer连接换流器与交流电网，实现换流器与电网有功或（和）无功功率交换的变压器。DL/T -，柔性输电术语，定义 3.3.103.9 触发 triggering通过控制脉冲使可控阀或换流臂正向导通的行为。DL/T -，柔性输电术语，定义 3.4.143.10 闭锁 blocking通过停发可控阀或换流器的控制脉冲，阻止其继续换相的操作。DL/T -，柔

10、性输电术语，定义 3.4.153.11 解锁 deblocking通过解除可控阀或换流器的闭锁，允许其触发的操作。DL/T -，柔性输电术语，定义 3.4.163.12 误触发 false firing可控阀或换流臂在不应开通的时刻触发开通的现象。DL/T -，柔性输电术语，定义 3.4.17阶跃响应时间 response time当输入阶跃控制信号后，链式 STATACOM 输出电气量从 0 目标值达到 90目标值所用的时间，且期间没有产生过冲，见图 1。DL/T -，柔性输电术语，定义 3.5.17注：由于电压变化范围较小，难以获得清晰的变化曲线，一般可以用无功电流变化曲线来说明响应时间。

11、3.14镇定时间 settling time当输入阶跃控制信号后，链式 STATACOM 输出电气量达到目标值的5范围内所用的时间，见图 1。DL/T -，柔性输电术语，定义 3.5.18图 1 响应时间和镇定时间定义3.15 电压/电流特性（V/I） voltage/current characteristic链式 STATCOM 在连接点处的稳态电流与电压之间的关系曲线。3.16 斜率（SL） slope在链式 STATCOM V/I 特性曲线上，容性和感性的线性可控范围内，电压变化与电流变化标幺值的比值，一般以百分数表示。3.17 控制范围 control range在 STATCOM

12、装置与交流系统的连接点处，由 STATCOM 提供的可控输出电气量的最大变化范围。DL/T -，柔性输电术语，定义 3.5.23.18 滞后运行 lagging operation链式 STATCOM 吸收无功，等效于并联电抗器。DL/T -，柔性输电术语，定义 3.5.33.19 超前运行 leading operation链式 STATCOM 发出无功，等效于并联电容器。DL/T -，柔性输电术语，定义 3.5.43.20 参考电压 reference voltage链式 STATCOM V/I 特性曲线上，输出无功容量（即不吸收无功，也不发出无功）为零点电压。GB/T 20298-200

13、6，定义 3.1.83.21 公共连接点（PCC） point of common coupling电力系统中一个以上用户的连接处。GB/T 12326-2008，定义 3.13.22 考核点（CP） check point供用电双方合同规定的指标衡量点。DL/T 1010.1-2008，定义 3.244 系统构成链式 STATCOM 的电路原理见图 2 和图 3，它主要由链式电压源换流器、连接变压器和/或连接电抗器及其他辅助设备（如并网开关、控制与监测设备、冷却装置等）组成。图 2 链式 STATCOM 电路原理图图 3 链式电压源换流器基本电路5 安装场所的环境状况原则上需方应尽可能提供链

14、式 STATCOM 安装场所的下述气候环境状况，在此环境状况下运行的链式 STATCOM 装置，其各项性能指标应达到其额定设计水平：a） 海拔高度（m）；b） 年平均降雨量（mm）；c） 最大月降雨量（mm）；d） 年平均环境温度（C）；e） 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）；j） 最大地面积雪厚度（mm）；k） 最大结霜厚度（mm）；l） 冻土层厚度（m）；m） 年平均风速（m/s）；n） 年最大风速（m/s）；o） 地震烈度（度）；p） 年平均雷电数（日/年）；q） 污秽等级及盐密(ESDD)（级、m

15、g/m2）；r） 日照强度（W/cm2）；s）土壤电阻率（Ohm-m）。6 连接点的系统电气状况原则上需方应尽可能提供链式 STATCOM 连接点的下述系统电气状况，在此电气状况下运行的链式 STATCOM 装置，其各项性能指标应达到其额定设计水平：a) 装置连接点的标称电压及变化范围；b) 装置连接点的短时最高运行电压及最大持续时间；c) 装置连接点的短时最低运行电压及最大持续时间；d) 电网频率及变化范围；e) 过电压保护水平，包括雷电冲击和操作冲击保护水平；f) PCC 或 CP 的背景电能质量水平及系统谐波阻抗，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

16、衡度等；g) PCC 或 CP 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）；h) 系统接地；i) 系统主接线和设备参数以及运行方式、相关的无功补偿装置及参数；j) 相关继电保护配置、保护定值以及故障清除时间。7 主要功能及性能要求7.1 主要功能要求a）输电系统链式 STATCOM 的功能要求一般包括：1）正常工况下调相调压（即无功控制和电压偏差调节）和故障情况下电压支撑；2）抑制工频过电压及减少电压波动；3）提高系统稳定性和输送能力；4）降低谐波水平； 5）其它特殊功能（例如：阻尼功率振荡）。b）配电系统及工业用户链式 STATCOM 的功能要求一般可以包括：1）抑制

17、电压波动和闪变；2）校正三相电压不平衡（补偿负荷不平衡电流）；3）降低谐波电流和谐波电压；4）改善功率因数。一般链式 STATCOM 上述功能指标应满足相应的国家和行业标准，特殊情况由供方和需方协商确定。7.2 主要性能参数要求链式 STATCOM 的基本特性由稳态电压电流（V/I）特性所决定，如图 4 所示。链式 STATCOM 可以提供容性或感性无功功率，并且可以在额定电流范围内独立控制其输出电流，而与交流系统电压值无关。图 4 链式 STATCOM 的 V/I 特性链式 STATCOM 主要性能参数要求如下：a) 额定电压 Un（kV）指链式 STATCOM 连接点（母线）的系统标称电压

18、，通常取 Un=I.（p.u.）；b) 额定容量 Qn（Mvar）链式 STATCOM 在额定电压下输出额定感性、容性电流时的无功功率，为链式 STATCOM 的额定感性容量和额定容性容量，一般二者相等，统称为额定容量；c) 工作电压范围（p.u.）链式 STATCOM 与系统连接点电压变化范围允许值，通常最低电压允许值为0.4，最高允许电压由系统条件决定；在该范围内装置应正常运行，低于最低运行电压时装置应闭锁但不退出；d) 系统电压允许不平衡度（）链式 STATCOM 与系统连接点系统电压不平衡度允许值，通常不超过 60；e) 参考电压 Uref（p.u.）通常可设置，在 0.91.1pu；

19、f) 特性斜率（）通常为 0.510，可调；g) 稳态控制精度（）稳态时，链式 STATCOM 实际输出的无功功率与设定值之间最大允许偏差，通常不超过2.5；h) 阶跃响应时间（ms）阶跃响应时间一般为 2050ms；i) 过载能力链式 STATCOM 能达到的过电流倍数和持续时间，其换流链、换流电抗器或换流变压器的设计都应能耐受所要求的连续或短时过负荷能力，超出上述过载能力时，装置应具备可靠的保护；通常 1.1 倍过载应能连续运行，1.2 倍过载运行时间不低于 2 秒；j) 故障抵御能力外部故障时链式 STATCOM 系统的各类设备应不被损坏，内部故障时不应使事故进一步扩大。7.3 谐波特性

20、链式 STATCOM 在第 5 章和第 6 章所规定的条件下运行时，公共连接点的谐波电压畸变率一般应满足国家标准 GB/T 14549，特殊情况由厂商与用户协商决定。7.4 电话及无线电干扰a) 应考虑链式 STATCOM 装置的运行对电话系统的干扰；b) 应考虑链式 STATCOM 装置的运行产生的高频辐射对任何已获批准的无线电、电视、微波或其他运行设备的干扰，具体要求按照国标 GB 4824 执行。7.5 噪声链式 STATCOM 装置中换流变压器、换流电抗器、冷却系统、换流链等设备会产生噪声，其可听噪声水平应控制在相关标准所要求的限制值以内，具体数值由供方和需方共同商定。7.6 损耗评估

21、根据附录 A 提供的链式 STATCOM 总损耗（kW）的估计值或保证值。在链式STATCOM 设计的运行范围内，对链式 STATCOM 不同运行点下的总损耗分别计算并取平均值。7.7 利用率和可靠性根据运行需要和设备技术水平，由供方和需方共同协商确定链式 STATCOM年利用率和年强迫停运次数。8 部件及子系统基本要求8.1 换流链8.1.1 一般说明换流链是链式 STATCOM 装置与系统交换有功功率和无功功率的关键环节，主要由串联的链节（LINK）构成，包括全部必要的电力电子器件、直流支撑电容器、散热器及触发、控制、保护、取能电路等。8.1.2 参数选择及设计a) 换流链应根据系统运行条

22、件及性能要求进行设计；b) 换流链应能承受系统故障和开关操作引起的过电压和过电流冲击，并保证在第 6 章所描述的系统条件下可控；c) 考虑到分布参数对电力电子器件工作状态和电压分布的影响，换流链设计应考虑合适的裕度；d) 换流链应具备防止误触发或耐受误触发的能力；e) 每相换流链应至少设计一个冗余链节，冗余链节损坏后，装置应仍能在第 6 章所描述的条件下可靠运行；f) 链节的控制电路设计应确保链节内部故障时不依赖于外部控制自动实现链节旁路运行；g) 链节的控制电路设计应能实时监测并上传主功率电力电子元件的工作状态；h) 在链节内部出现直流过电压、欠电压、电力电子元件过热、过流等故障状态下，保护

23、电路设计应可靠动作；i) 换流链的结构设计应做到便于用户对换流链日常维护、故障处理及部件更换；进行维护工作时,应不影响其它的设备继续运行。8.1.3 试验换流链的试验参照本系列标准第 2 部分换流链的试验和第 4 部分现场试验执行。8.2 换流链的冷却系统8.2.1 用途换流链冷却系统的作用是将换流链产生的热量带走，并将其传递到周围的空气或其它介质中，使功率器件保持在允许的温度范围；冷却系统分为水冷却和空气冷却等型式。8.2.2 水冷却系统的基本要求a) 在链式 STATCOM 容量较大时一般宜采用密闭式水冷系统；b) 水冷却系统应提供充分的散热能力，例如泵、热交换器、风机容量的选择应满足链式

24、 STATCOM 各种运行方式下的散热要求；c) 可以采取水风或水水的热交换方式；d) 一般应提供两台循环泵，一台运行，一台备用，每台泵应能提供所需的最大水流量。当运行泵故障时，备用泵应自动投运而无需关闭冷却系统；e) 每个水风热交换器至少有一个备用风机；f) 为保持密闭系统中冷却介质的电阻率维持在一定水平，应设置去离子环节。可根据被冷却设备的具体需要设置由脱氧树脂构成的脱氧床和离子交换器，离子交换器一般设置两套，采用一用一备工作方式；g) 冷却系统应能监测自身和冷却介质的状态，并有完善的保护及报警信号；h) 冷却系统应有足够的表计和指示器显示装置的主要部件处于正常运行或维修状态；i) 冷却系

25、统应具备信号上传和远程控制功能；j) 宜采用双路电源供电并具备自动切换功能；k) 室内部分其噪声不应超过 78dB，室外部分噪声不应超过 86dB，总体噪声控制指标应符合当地的环保标准要求。8.2.3 空气冷却系统的基本要求a) 在链式 STATCOM 容量较小时可采用空气冷却系统；b) 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风机、空气滤清器、监测设备，并根据需要提供热交换设备（仅一般为双机备用）；c) 空气冷却系统应监测风机、空气滤清器及其他设备的状态；d) 风机、空气滤清器及其他设备设计应有冗余，其中一台设备故障时，冷却系统应仍能工作（无备用冷却系统除外）。8.3 换流电抗

26、器a） 换流电抗器一般采用单相干式空心电抗器，对占地要求较为严格的场合下，可选择铁心电抗器；每相电抗器宜分成两个相同的电抗器分别与换流链首末端相连；空心电抗器宜采用上下叠装方式；b） 感抗偏差：每相总电抗值偏差应在3%以内，三相之间偏差应在 2%以内；c） 电抗器的损耗宜根据容量与型式，经技术经济比较选定；d） 绝缘水平符合 GB 311.1 的规定；装设在严寒，高海拔，温热带等地区和污秽，易燃，易爆等环境中的电抗器，应满足相应的特殊要求（本条规定也适用于其他设备，以下不再重复）；e） 噪声：空芯不超过 60dB、铁芯不超过 75dB。8.4 断路器a） 用于链式 STATCOM 的断路器应满

27、足 GB 1984 对一般断路器的技术条件要求；b) 链式 STATCOM 的断路器应具有投切其所连接的全部无功补偿装置最大输出电流和短路电流的能力。8.5 隔离开关a） 链式 STATCOM 应配置隔离开关和接地开关，以保证检修、维护安全；b） 隔离开关应按电压等级、最大稳态电流和故障暂态电流选择；c） 其余要求参考 GB1985，特殊要求由供方和需方共同商定。a） 链式 STATCOM 的避雷器应选用无间隙金属氧化物避雷器；b） 设计中应校验避雷器的通流容量以确保运行安全；c） 其余要求参考 GB 11032，特殊情况下如需采用阻容吸收装置，由供方和需方共同商定。8.7 换流变压器a） 换

28、流变压器设计应保证承载额定无功电流，绝缘水平应与第 6 章所描述的系统参数相匹配；b） 在链式 STATCOM 各种正常运行条件下，换流变压器应能承受相关的谐波电流及持续电压，并且不对其寿命产生影响。变压器应具备承载与链式STATCOM 设计相适应的直流电流能力；c） 换流变压器磁密设计时应充分考虑链式 STATCOM 在最小 V/I 斜率、最高参考电压、最大容性无功注入时对变压器工作磁密的影响；d） 其余要求参考 GB/T 6451，特殊要求由供方和需方共同商定。8.8 控制系统8.8.1 控制系统控制各部件的运行状态，使链式 STATCOM 性能满足设计的要求，达到第 7.1 节所要求的各

29、项预定控制目标，例如链式 STATCOM 运行范围，电压无功控制，增加系统阻尼，优化无功潮流，改善功率因数等。8.8.2 根据需要，控制与监测系统可提供就地和远方两种操作方式。任何时候的操作仅能用一种方式进行。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。8.8.3 就地控制应靠近链式 STATCOM 装置，同时，在调试和维护期间，仅通过就地控制就应能实现下述操作：a) 按顺序启动、停止；b) 改变参考电压和斜率设定；c) 报警复归。8.8.4 应具备电气量计算、自动调节、通信、启动/停止顺序控制、文件记录等功能。8.8.5 应具备按预定的程序使链式 STATCOM 启动

30、、停止，控制换流链，保护装置本身不受损坏，不使事故扩大。8.8.6 应具备按照用户要求的通讯协议与站控和上级控制（或调度中心）进行通讯的功能。8.8.7 控制系统应具备足够的表计和监控显示。就地或远程监控柜至少应具备显示以下项目：a) 启动和停机的过程；b) 链式 STATCOM 运行指示；c) 链式 STATCOM 停机指示；d) 链式 STATCOM 总的无功功率和三相电流；e) 换流链和换流电抗器的三相角内电流；f) 变压器高压侧电压（可以切换测量三相线电压）；g) 变压器低压侧电压（可以切换测量三相线电压）；h) 参考电压、斜率等整定值；i) 状态和报警信息（列表）。8.8.8 其余要

31、求参考本系列标准第 3 部分控制保护监测系统。8.9 保护及故障录波设备8.9.1 保护链式 STATCOM 的保护与所接入电力系统及所接入电力系统的保护设备间应做到充分配合，以避免在链式 STATCOM 正常运行期间（包括可以预见的用户供电系统非常运行）出现误动或者据动；保护设备信号应取自链式 STATCOM 自带的或用户指定的电压互感器（VT）、电流互感器（CT）等，VT、CT 选用通常的保护级元件。链式 STATCOM 中元件保护的一般要求如下（不仅限于此）：保护的一般要求如下：a） 换流变压器1) 过电流；2) 差动；3) 温度过高；4) 接地故障；5) 瓦斯 ；6) 压力突增。b）

32、母线1) 过电流或电流差动，2) 接地故障。c） 换流电抗器的过电流；d） 换流链保护1) 过电流；2) 过电压；3) 超温保护；4) 直流过压、欠压；5) 直流电压不平衡。e） 控制系统保护1) 控制电源失电；2) 同步信号消失。8.9.2 故障录波装置a） 可以单独组柜，也可以分散配置；b） 应具备事件的监视与记录，即顺序事件记录（SER）功能，包括内部和外部事件，分辨率不低于 1ms；c） 应具备暂态故障记录功能（TFR 功能）。采样频率应大于 5kHz（可调）；d） 所记录的模拟量至少应包括链式 STATCOM 接入点母线电压、调节目标的电压或电流、STATCOM 输出的无功功率和电流

33、等；e） 所记录的开关量至少应包括链式 STATCOM 断路器、隔离开关、控制器发出的故障录波启动信号等；f） 其它的基本技术要求参考 DL/T 553。8.10 辅助设备a）各回路的电器、导体和连线的长期允许电流，不应小于该回路主设备（电抗器、换流链组）额定电流的 1.5 倍，且应考虑机械强度，动稳定和热稳定的要求；b）支持绝缘子、穿墙套管应满足电压等级、泄漏距离、机械荷载以及通流容量等技术要求；c） 辅助电源应包括维持链式 STATCOM 运行的所有必要的电源，如降压变压器、交流配电盘、蓄电池、蓄电池充电器和 UPS 等。电源应足以提供给所有的泵、风机、控制系统、建筑物的冷却、供暖系统和照

34、明设备。9 系统研究系统研究的目的是确保链式 STATCOM 在系统稳态、暂态、动态情况下其性能满足设计要求。系统研究应包括但不限于动态特性研究、电能质量研究以及暂态过电压研究。具体的研究内容可根据工程实际情况确定。9.1 动态特性研究动态特性研究主要用以考核在系统发生扰动（例如主要的故障、甩负荷）时链式 STATCOM 的控制性能。根据其用途，可在下述项目中选择：a) 链式 STATCOM 启动、停机及其他操作对系统的影响分析；b) 系统故障时，链式 STATCOM 的响应时间和动作行为分析及其对系统电压恢复和系统稳定性的作用分析；c) 链式 STATCOM 的保护和保护间配合研究；d) 如

35、果需要，应通过研究验证在系统发生扰动之后链式 STATCOM 阻尼系统功率振荡、抑制次同步振荡所需的附加控制功能；e) 研究评估链式 STATCOM 控制和邻近的其他控制系统之间的相互作用，包括高压直流控制、发电 机控制以及其它灵活交流输电系统（FACTS）装置的控制。9.2 电能质量研究a) 评估负荷负序电流对公共连接点三相电压不平衡度的影响以及采用链式 STATCOM 后的效果分析；b) 评估负荷无功冲击对公共连接点电压波动和闪变的影响以及采用链式STATCOM 后的效果分析；c) 通过谐波潮流的研究，评估 STATCOM 对公共连接点谐波水平的影响。此项研究应当评估在链式 STATCOM

36、 考核点和（或）公共连接点处的最大谐波水平。评估公共连接点最大谐波水平应基于以下研究内容或条件：1） 系统运行条件变化。包括最大和最小系统电压水平、链式 STATCOM 最大和最小无功出力；2） 在系统电压平衡和不平衡的情况下，评估链式 STATCOM 产生的特征谐波和非特征次谐波， 及其对系统的影响（包括可能产生的谐振过电压）；3）STATCOM 具有谐波抑制功能时，还需要评估其谐波抑制效果。9.3 暂态过电压及绝缘配合研究过电压（包括雷电和操作过电压等）的研究用于确定过电压保护方式、设备的绝缘水平、避雷器参数等，研究中链式 STATCOM 应采用实际的控制策略和控制模型。需要研究的内容如下

37、：a) 雷电和操作过电压；b) 系统故障（包括：单相对地、相间和三相接地）时的工频过电压；c) 链式 STATCOM 误动作或故障时可能造成的过电压。10 其它要求10.1 消防a） 换流链室必须设置消防设施，并应设有消防通道；b） 换流链装置的防火要求应满足 GB 50060-19923110kV 高压配电装置设计规范第 5.4.1 条第 5.4.8 条的规定。10.2 采暖通风a） 链式 STATCOM 的冷却系统室应优先采用自然通风。当采用自然通风不能满足要求时，可采用自然进风、机械排风或加装空调；b） 对于夏季外通风计算温度高于或等于 32C 的地区，链式 STATCOM 控制室和换流

38、链室应设置以降温为主的空调系统。空调机型宜选用风冷式；c） 如果有特殊要求，则可根据电气设备的要求设置采暖和空调系统；d） 链式 STATCOM 各个房间的进排风口应有防雨雪和小动物进入的设施。在风沙较大的地区，进风口宜设过滤装置。在严寒地区，进排风口宜有防寒措施。10.3 供货及服务范围附 录 A（规范性附录）损耗计算受试验条件和测量手段的限制，很难测量链式 STATCOM 的实际损耗，因此，下述计算方法将作为损耗的评估方法。配电装置、母线、电缆、线夹、连接件等的损耗相对链式 STATCOM 的总损耗来说比例非常小，在评估方法中没有包括在内；同时，由于链式 STATCOM 的谐波电流较小，因

39、此，与谐波电流相关的损耗在评估方法中也没有考虑（但在确定冷却设备等参数的时候需要加以考虑）。在此条件下，链式 STATCOM 的损耗可以分为四部分：换流链的损耗、换流变压器损耗、换流电抗器损耗以及辅助系统损耗。其计算方法如下：A.1 换流链损耗 Pvalve由于换流链中母排损耗相对大功率电力电子器件的损耗来说相对较小，在计算中忽略不计；同时，考虑到绝大多数链式 STATCOM 采用 IGBT 作为功率器件，因此，资料中仅对基于 IGBT 的换流链的损耗计算进行说明和解释。Pchain=NPLink (A.1)式中：Pchain换流链的损耗；PLink链节的损耗；N 换流链中链节个数。PLink

40、=4PPE+PDCcap+Paux (A.2)式中：PPE 单个功率半导体的损耗；PDCcap直流电容器的损耗；Paux驱动回路、底层控制回路、放电回路、阻尼吸收回路等辅助部份的损耗，该损耗数据一般由供应商提供。PPE=PIGBT+PDiode(A.3)式中：PIGBT单个 IGBT 器件的损耗；PDiode单个反并联二极管的损耗。PIGBT=Pcond_IGBT +Psw_IGBT(A.4)式中：Pcond_IGBT单个 IGBT 器件的通态损耗；Psw_IGBT单个 IGBT 器件的开关损耗。PDiode=Pcond_Diode+Psw_Diode(A.5)式中：Pcond_Diode单个

41、反并联二极管的通态损耗；Psw_Diode单个反并联二极管的开关损耗。为了简化计算，一般将 IGBT 和反并联二极管的的通态电压简化为VCE=VCE0+rCEIVF=VF0+rFI (A.6)式中：VCE、V FIGBT 和反并联二极管的通态压降；VCE0、V F0IGBT 和反并联二极管的导通门槛电压；rCE、r FIGBT 和反并联二极管的斜率电阻。由此，在采用 PWM 调制并假定功率器 件的开关频率远大于换在此处键入公式。流链输出电流频率时，IGBT 和反并联二极管的的通态损耗可以表示为：Pcond_IGBT = (VCE0 +rCE )+mcos()(V CE0 +rCE )(A.7)

42、12 2 22 28 223Pcond_Diode= (VF0 +rF )mcos() (VF0 +rF )(A.8)12 2 22 28 22式中：M调制系数；I流过换流链的电流有效值。为了简化计算，一般将 IGBT 和反并联二极管每开关一次所消耗的能量表示为流经器件的电流、直流电压和开关频率的函数，如下所示：ESW=ESW(IVDC)=(a+bI+cI2) (A.9)式中：a、b、c每次开关所消耗能量与电流关系的多项式系数，可以通过对器件数据手册直接获得或者通过对损耗曲线进行拟合获得；VDC 器件实际工作中所承担的直流电压；VTest损耗曲线测试时的直流电压。由此，IGBT 和反并联二极管

43、的开关损耗可以表示为PSW_IGBT= fSW( + I+ I2) (A.10)2 2 2 _PSW_Diode= fSW( + I+ I2) (A.11)Diode2 Diode 2 Diode2 _Diode直流支撑电容器组的损耗可以采用如下公式计算：PDCcap=Qcaptan（A.12）式中：Qcap 直流电容器的交换无功功率，数值上等于每个链节所输出的无功功率；tan 电容器介质损耗角正切值，可以从试验报告中查到，取所有电容器 tan 的平均值用于损耗计算。A.2 换流变压器损耗换流变压器的损耗采用厂家或试验所得出的数据。A.3 换流电抗器损耗 Preac换流电抗器损耗 Preac采

44、用下式计算：Preac=3RreacI2 （A.13）式中：Rreac 电抗器的直流电阻值，可以从电抗器的试验报告中查到I 电抗器电流有效值A.4 链式 STATCOM 辅助系统损耗指包括水泵、风机、加热系统在内的辅助系统所消耗的功率。在假定标称电压下进行该部分损耗估算。附 录 B（资料性附录）利用率和可靠性B.1 定义B.1.1 强迫停运指由于链式 STATCOM 设备故障造成的停运，导致链式 STATCOM 失去其部分或全部主要功能。B.1.2 计划停运指为了确保链式 STATCOM 连续可靠运行而进行预防性维护、检修所造成的停运，会造成链式 STATCOM 暂时失去部分或全部功能。B.1

45、.3 停运持续时间指从链式 STATCOM 退出运行时刻到恢复运行时刻所持续的时间，以小时为单位。停运持续时间包括：a） 故障判断时间确定停运原因或者确定需要维修或更换的设备所需要的时间；b） 准备及完工清理时间系统运行人员为准备维修工作而切除设备并将设备接地直到维修完成后去除接地可将设备重新投入所需要的时间。由于缺少合格的用户操作人员造成的拖延不累积；c） 降容运行时等效停运持续时间如果链式 STATCOM 仍有部分运行，等效停运持续时间为降容运行时间与该时间段内所减少的输出容量与额定容量的比例的乘积。B.1.4 年利用率指考虑链式 STATCOM 由于失去全部和部分功能造成停运而得到年等值

46、利用率，用百分数表示。用下式计算：1 100等效停运持续时间 8760（B.1）B.2 利用率和可靠性指标对链式 STATCOM 的可靠性有如下要求：a） 考虑强迫停运链式 STATCOM 而得到的年利用率（%）；b） 年强迫停运次数（次）。附 录 C（资料性附录）供货及服务范围C.1 需要由供方提供的 STATCOM 设备、材料和服务一般包括下列内容：a） STATCOM 晶闸管换流链和换流链冷却设备；b） 换流变压器、配电装置、断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器和接地变压器；c） 换流电抗器、电容器、电阻器及成套设备；d） STATCOM 现场控制、保护、报警和监视

47、系统；e） 专用维护设备和工具；f） 操作和维护人员的培训；g） 备件；h） 试验和交付服务；i） 包括使用说明书在内的文件。C.2 对于交钥匙工程，还要提供以下内容：a） STATCOM 建筑；b） STATCOM 用于安装母线的基础和结构，包括接地及地网的连接；c） STATCOM 站需配备的服务设施，包括配电间、围栏、排水设备、巡视通道和停车场；d） 备件作为 STATCOM 供货的一部分，供方应同时提供 STATCOM 装置的全部基本备件。基于 STATCOM 的特殊设计，提供充足的备件以满足规定的可靠性和利用率要求是供方的责任。1） 备件交付将 STATCOM 交付给用户时应准备备件清单，到质保期结束时再一次核实清单，如有任何不足（需方保管不善造成的损失不包括在内），应由供方补充，这样到质保期结束时，备件清单的储存应达到 100%的水平；2） 备件存储STATCOM 的备件应在现场储存。STATCOM 工程的设计应包括适合的存储设施。具体供货及服务范围由双方合同确