GB／T 51397-2019标准规范下载简介

GB／T 51397-2019 柔性直流输电成套设计标准 简介：

GB/T 51397-2019 是中国国家标准，全称为《电力系统 柔性直流输电系统成套设计规范》。该标准于2019年发布，旨在指导和规范柔性直流输电系统的成套设计，以确保系统的安全、可靠、经济和环保运行，满足电力系统的各种运行需求。

柔性的直流输电（VSC-HVDC）技术是一种新型的电力传输技术，与传统的直流输电（LCC-HVDC）相比，它具有频率控制、电压控制、无交流系统的同步要求等优点，特别适用于长距离输电、孤岛供电、海上风电接入等场景。

该标准主要覆盖了以下几个方面： 1. 系统总体设计：包括系统架构、功能需求、设备选型等。 2. 电气设计：包括电力电子变换器、直流线路、交流接口等的设计原则和要求。 3. 控制与保护设计：规定了系统控制策略、保护配置和故障处理原则。 4. 环境和可靠性设计：考虑了设备的环境适应性、抗干扰能力、故障自恢复能力等。 5. 安全设计：涵盖设备安全、电磁兼容性、防火防爆等方面。 6. 施工与安装：规定了设备安装、调试的规范和要求。

GB/T 51397-2019的实施，对提升我国柔性直流输电技术的研究、设计、制造水平，推动相关产业的发展，保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义。

GB／T 51397-2019 柔性直流输电成套设计标准 部分内容预览：

直流母线稳态运行电压范围、直流线路电阻（与温度有关）的最大 直和最小值，以及额定功率、过负荷（如有）、降压运行（如有）等条 件下的典型运行方式。

8.4.2运行特性计算应在第8.4.1条所规定的条件下计算主回

1 直流端口电压及直流母线对地电压： 2 直流母线电流及直流线路电流： 3 直流端口输出的功率： 流入换流站交流母线的有功和无功功率； 52 各换流器的调制比： 6考虑联接（换流）变压器的联接组别后，换流器输出的交流 电压滞后等效交流母线电压的相位； 7 联接（换流）变压器分接头的档位： 8 联接（换流）变压器阀侧交流电压及交流电流； 9 桥臂电流的直流分量和交流分量； 10 换流器上、下桥臂输出的电压： 11 换流器出口的交流电流； 12 接地电抗器消耗的无功功率（如有）； 13 联接（换流）变压器网侧交流电流

GB∕T 8591-2000 土方机械 司机座椅标定点9.1.1柔性直流换流站绝缘配合宜按以下步骤进行：

9.1.1柔性直流换流站绝缘配合宜按以下步骤进行： 1根据主回路设备及布置配置避雷器： 2计算分析换流站交流系统和直流系统各种过电压，确定不 司的代表性过电压，以及避雷器的保护水平、配合电流和能量： 3根据过电压仿真计算结果反复调整避雷器参数与设备绝 缘水平，优化绝缘配合设计。

9.2避雷器配置基本原则

9.2.1联接（换流）变压器网侧设备的绝缘配合宜按照现行国家 标准《绝缘配合第1部分：定义、原则和规则》GB311.1的规定 执行。 9.2.2联接（换流）变压器阀侧设备的绝缘配合可按照现行国家 标准《绝缘配合第3部分：高压直流换流站绝缘配合程序》 GB/T311.3的规定执行。 9.2.3联接（换流）变压器网侧的过电压应由装在该侧的避雷器 加以限制，联接（换流）变压器阀侧及直流侧的过电压应由装在联 接（换流）变压器阀侧及直流侧的避雷器单独或组合加以限制。 9.2.4设备和母线应由与其紧密连接的避雷器直接保护。 9.2.5避雷器配置方案应结合运行可靠性、设备耐受能力以及绝 缘配置成本等方面，进行技术经济比较后确定。

波前（操作）过电压、快波前（雷电）过电压以及特快波前（陡波）过 电压。应通过仿真计算进行过电压研究确定系统中可能出现的代 表性过电压。

电压。应通过仿真计算进行过电压研究确定系统中可能出现的代 表性过电压。 9.3.2开展交流侧的暂时过电压和操作过电压研究时应考虑但 不限于下列因素： 1联接（换流）变压器、交流线路的单一操作或任意组合操作 所引起的过电压； 2由于换流站交流母线或临近换流站交流母线发生故障及 故障清除所引起的过电压； 3在运行中因交流断路器的误动作迫使换流站从交流系统 解列所引起的过电压； 4换流站输送功率的突然降低或甩负荷所引起的过电压。 9.3.3开展联接（换流）变压器阀侧及直流侧的暂时过电压和操 作过电压研究时应考虑但不限于下列因素： 1通过联接（换流）变压器由其网侧感应到其阀侧的过电压： 2联接（换流）变压器阀侧引线单相接地、两相短路、两相接 地短路或三相短路所引起的过电压； 3换流器桥臂电抗器阀侧单相接地、两相短路、两相接地短 路或三相短路所引起的过电压： 4直流极母线接地故障及故障清除所引起的过电压； 5直流极母线对中性母线（仅适用于双极系统）直接短路所 引起的过电压； 6正负极母线间直接短路所引起的过电压； 7 接线方式转换操作所引起的过电压； 8直流开关操作过电压（如有）。 9.3.4开展雷电和陡波过电压研究时应考虑下列因素： 1在直流线路、接地极线路（如有）或连接换流站交流母线的 任何交流线路上发生绕击和反击所引起的雷电侵入波过电压； 2当屏蔽失效时，换流站被直接雷击所引起的雷电过电压；

9.3.2开展交流侧的暂时过电压和操作过电压研究日

9.3.3开展联接（换流）变压器阀侧及直流侧的暂时过电压和

1在直流线路、接地极线路（如有）或连接换流站交流母 任何交流线路上发生绕击和反击所引起的雷电侵入波过电 2当屏蔽失效时，换流站被直接雷击所引起的雷电过电

3阀厅发生闪络或故障，或联接（换流）变压器阀侧绕组对地 闪络所引起的陡波过电压。

9.4.1避雷器的参数选取应遵循下列

9.4保护水平和绝缘水平

1交流避雷器的持续运行电压应考虑系统最大基频交流电 玉叠加系统可能出现的最大谐波电压值； 2直流避雷器的持续运行电压应考虑严酷工况下的最大直 流运行电压、基频交流电压及谐波电压； 3交流避雷器额定电压和直流避雷器参考电压的选择应综 合考虑荷电率、暂时过电压、操作冲击保护水平和雷电冲击保护水 平等因素； 4交流和直流避雷器的操作冲击保护水平和雷电冲击保护 水平应综合考虑本标准第9.3节所列的各种过电压类型和典型避 雷器伏安特性曲线； 5每支避雷器应能承受最严重故障或于扰条件下的电流和 能量应力。

9.4.2换流站设备采用的最小绝缘裕度宜按表9.4.2选取

4.2换流站设备采用的最小绝缘

油浸式绝缘设备的基本操作冲击耐受水平与基本雷电冲 水平的比值不应小于0.83。 应给出空气间隙需耐受的电压值

9.4.4应给出空气间隙需耐受的电压值

现行国家标准《污移条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定》 GB/T26218的规定执行。

基准电压应采用设备承受的最高持续直流电压值。对于承 流基频和谐波叠加电压波形的户外设备，爬电距离计算所 准电压应采用叠加电压的峰值，爬电比距宜按照直流爬电 选取

9.5.3阀厅内设备的爬电比距不宜小于14mm/kV

9.5.4户外瓷质支柱绝缘子和垂直套管的爬电比距宜根据积污

9.5.5合成或裸瓷加涂复合涂料的户外套管的爬电比距7

9.5.6设备绝缘伞套爬电距离与干弧距离的比值不宜大于4。

9.6.1绝缘配合设计完成后HG∕T 20544-2006 化学工业炉结构安装技术条件，应进行换流站暂态过电压计算，且 应符合下列规定： 1应搭建暂态计算，包括换流站设备、交流系统、直流线 路、接地极（如有）和直流控制保护系统等； 2交流系统建模可根据最大、最小短路水平，采用无穷大电 源加等效短路阻抗：必要时可采用详细等值交流系统： 3联接（换流）变压器建模宜采用理想，并考虑其饱和特 性的影响； 4所有避雷器宜采用最大特性曲线计算最天过电压；对于目 标避雷器，宜采用最小特性曲线计算最大能量应力和对应的电流。 9.6.2暂态过电压计算工况宜考虑本标准第9.3节所规定的各

0.0.1暂态电流计算应计算换流站设备承受的暂态电流峰值和 电流平方时间积（如需）。 0.0.2暂态电流计算应提供下列设备承受的电流应力： 1 联接（换流）变压器网侧设备的电流应力； 2 联接（换流）变压器阀侧设备的电流应力； 3 桥臂电抗器电流应力； 4 VSC阀电流应力； 5 直流极母线设备的电流应力 6 直流中性母线设备（如有）的电流应力； 7 直流断路器（如有）的耐受电流及开断电流： 8直流电抗器（如有）的电流应力。 0.0.3暂态电流计算应考虑交直流系统的各种运行方式和故 章，并应在此基础上考虑保护拒动或（和）断路器失灵。 0.0.4暂态电流计算中应考虑但不限于下列故障

1）联接（换流）变压器网侧两相短路： 2）联接（换流）变压器网侧两相接地短路； 3）联接（换流）变压器网侧三相短路； 4）联接（换流）变压器阀侧两相短路； 5）联接（换流）变压器阀侧两相接地短路； 6）联接（换流）变压器阀侧三相短路： 7）桥臂电抗器阀侧两相短路； 8）桥臂电抗器阀侧两相接地短路； 9）桥臂电抗器阀侧三相短路

2）极线对中性线短路。 3单相/极接地短路： 1)联接（换流）变压器网侧单相接地； 2）联接（换流）变压器阀侧单相接地； 3)桥臂电抗器阀侧单相接地； 4）极线接地。 10.0.5暂态电流计算可采用解析计算方法或仿真计算方法。 10.0.6根据设备耐受暂态电流峰值的能力、系统对换流站的故 障穿越要求以及直流断路器（如有）的开断能力，可配置限流电阻 或（和）电抗器。 10.0.7根据设备耐受电流平方时间积的能力可在电流衰减回路 中配置阻尼电阻，且阻尼电阻不应带来换流站损耗的明显增加。

10.0.5智态电流计算可米月 方法蚁仿具计算方法。 10.0.6根据设备耐受暂态电流峰值的能力、系统对换流站的故 障穿越要求以及直流断路器（如有）的开断能力，可配置限流电阻 或（和）电抗器。 10.0.7根据设备耐受电流平方时间积的能力可在电流衰减回路 中配置阻尼电阻，且阻尼电阻不应带来换流站损耗的明显增加

11.0.1柔性直流输电系统的设计目标应达到高水平的可用率和 可靠性，在换流站设计中宜避免由于设备故障、误动作或运行人员 误操作而引起的强迫停运。 11.0.2对于采用双极接线的柔性直流输电系统，应满足下列 要求： 1 应充许一个极（或单换流器）维修而另一极（或单换流器） 运行； 2双极平衡运行条件下，单极故障不应导致健全极传输功率 的降低； 3直接与系统输送功率相关的控制保护设计应保证元件的 常规故障不会导致健全极传输功率的降低； 4多端柔性直流输电系统某一端退出不宜影响系统其他部 分的正常运行。 11.0.3换流站辅助系统的一、二次系统设计应保证单个元件故 障下系统仍具有传输额定功率的能力。冷却系统中冷却泵、冷却 风扇和热交换器应留有足够的备用容量，充许冷却系统中任何单

下系统仍具有传输额定功率的能力。冷却系统中冷却泵、 扇和热交换器应留有足够的备用容量JTS∕T 293-1-2019 航道养护预算定额，充许冷却系统中任 设备故障时系统仍具有传输额定功率的能力。必要时宜将 、冷却风扇和热交换器双重化。

1.0.4柔性直流输电系统二次回路设计应遵循下列原则：

1 应用最简单的设计实现所需要的功能； 2 宜采用元件故障后仍能正常工作的设计和自检设计； 3宜采用在元件故障时转换到简单的运行模式的设计； 4可通过双重化或三重化，采用备用元件、设备、控制电缆和 回路等措施，同时在任何需要的地方利用自动转换装置满足可靠