【GB国家标准】 柔性直流输电工程系统试验

ICS29.240.01
中华人民共和国国家标准
GB/T38878—2020
柔性直流输电工程系统试验
System tests for the projects of high-voltage direct current (HVDC) transmissionpower using voltage sourced converters (VSC)2020-06-02发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2020-12-01实施
规范性引用文件
术语和定义
站系统试验
5.1试验的准备
试验项目及要求
6端对端系统试验
试验的准备
试验项目及要求
多端系统试验
试运行
GB/T38878—2020
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国电力电子系统和设备标准化技术委员会（SAC/TC60)归口。GB/T38878—2020
本标准起草单位：南方电网科学研究院有限责任公司、西安电力电子技术研究所、西安高压电器研究院有限责任公司、全球能源互联网研究院有限公司、国网冀北电力有限公司电力科学研究院、南京南瑞继保电气有限公司、中国电力科学研究院有限公司武汉分院、许继集团有限公司、中国电力科学研究院有限公司、荣信汇科电气技术有限责任公司、国网福建省电力有限公司电力科学研究院、国网上海市电力公司检修公司、西安西电电力系统有限公司、国网安徽省电力有限公司电力科学研究院、国网浙江省电力有限公司电力科学研究院、广东电网有限责任公司汕头供电局、中国南方电网有限责任公司超高压输电公司。
本标准主要起草人：饶宏、蔚红旗、周会高、庞辉、魏伟、蔡巍、许树楷、刘涛、杨晓辉、卢宇、陈俊、徐思恩、孙棚、常忠廷、唐志军、易荣、苏丰、吴士普、常立国、宋志顺、徐子萌、同聪维、王代飞、董朝阳、董添华、刘黎、李宾宾、王磊、赵恒阳、樊道庆、龙凯华、廖其艳。m
1范围
柔性直流输电工程系统试验
GB/T38878—2020
本标准规定了柔性直流输电工程系统试验的总则、站系统试验、端对端系统试验和试运行的要求本标准适用于对称单极、不对称单极和双极接线的端对端形式柔性直流输电工程。其他形式的柔性直流输电工程也可参照使用。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/T30553基于电压源换流器的高压直流输电GB/T33348
GB/T34118
GB/T34139
GB/T35703
GB/T35745
GB/T37011
术语和定义
高压直流输电用电压源换流器阀电气试验高压直流系统用电压源换流器术语柔性直流输电换流器技术规范
柔性直流输电系统成套设计规范柔性直流输电控制与保护设备技术要求柔性直流输电用变压器技术规范GB/T30553、GB/T33348、GB/T34118、GB/T34139、GB/T35703、GB/T35745和GB/T37011界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用，以下重复列出了GB/T34118、GB/T37011中的某些术语和定义。
柔性直流输电用变压器
transformerforVSC-HVDC
在交流系统连接点与一个或多个电压源换流器单元之间传输电能的变压器注：柔性直流输电用变压器简称为柔直变压器，在不同的应用场所，柔直变压器亦称为“联接变压器”或“换流变压器”。
[GB/T37011—2018.定义3.1.5]
subsystemtest
分系统试验
在换流站各单体设备安装试验完成的基础上，验证整组设备功能和技术指标的试验。3.3
站系统试验
converter station system test在分系统试验完成的基础上，换流站相关一次设备具备带电条件，在各换流站内验证换流站功能的试验。
端对端系统试验
endtoendsystemtest
验证两端柔性直流输电系统及与之连接的交流系统相互作用的功能和特性的试验。1
GB/T38878—2020
对称单极symmetricalmonopole
两端直流电压输出对称的单个电压源换流器注：即使有两种直流电压极性，也仍然使用术语“对称单极”，因为在只有一个换流器的情况下，不可能提供余（余通常对应于术语“双极”）。[GB/T34118—2017，定义9.5]
不对称单极
asymmetricalmonopole
两端直流电压输出不对称的单个电压源换流器，通常一端接地[GB/T34118—2017.定义9.6]
双极bipole
两个或两个以上电压源换流器不对称单极构成的一个两极直流电路，两极直流电压大小一致，极性相反。
双极系统bipolarsystem
由两个或两个以上采用双极接线形式的柔性直流换流站和连接它们的直流线路组成的柔性直流系统。
黑启动blackstart
电力系统因故障停运导致全部停电后，通过系统中具有自启动能力电源的启动，逐渐扩大系统恢复iKaee
范围，最终实现整个系统恢复的过程。4总则
柔性直流输电工程在正式投人运行之前，应进行系统试验，包括站系统试验和端对端系统试验柔性直流输电工程系统试验应制定符合相关标准、规范和工程文件要求的试验方案。柔性直流输电工程系统试验应在换流站分系统试验完成并验收合格后进行。在系统试验过程中，应按照试验方案对系统的稳态数据以及对系统动态和暂态过程中交流系统、直流系统（含设备）的动态响应特性、过电压、谐波性能、换流站噪声、无线电干扰和接地极状态等进行跟踪监测。系统和设备的功能和性能指标均应满足工程设计要求。5站系统试验
5.1试验的准备
5.1.1换流站应具备的条件
站系统试验前，换流站应具备的条件包括但不限于：站用电系统已投入运行；
与站系统试验相关区域的交流场已具备带电条件：与站系统试验相关的生产区域内的全部设备和设施均已完成验收并具备使用条件：d）试验区域与其他区域之间有明显的隔离和指示标志，受试设备已标识调度命名和编号；e)
调度通信自动化系统以及相应的辅助设施等安装齐全，试验整定合格且试验记录齐备；f)
直流系统的控制参数和保护定值整定完毕，现场核对无误；g）
各种测量装置以及仪表齐全，符合设计要求并经校验合格；GB/T38878—2020
所有电源、照明、通信、采暖、通风和防潮等设施安装试验完毕，已投人正常使用；h)
换流阀冷却系统完成试验，具备投运条件；必要的备品备件及工器具齐备；k）
参与站系统试验的相关单位已将与试验相关的各类图纸、资料和试验报告准备齐全；1)
5.1.2
无影响站系统试验的报警信号
输电线路应具备的条件
站系统试验前，输电线路（架空线和电缆）应具备的条件包括但不限于：线路完成峻工预验收；
线路的防护设施完好无损，安全标志清晰；b）此内容来自标准下载网
线路（包括两端换流站）的临时接地线已全部拆除：确认线路上无人作业，且安全距离内的一切作业均已停止，并完成试验前的一切检查维护d)
工作；
线路保护（包括通道）和自动装置具备投人条件：f)
线路绝缘电阻和频率特性等参数测试完毕；线路工程的各种图纸、资料、试验报告齐备。g）
5.1.3
接地极及接地极线路应具备的条件站系统试验前.接地极及接地极线路应具备的条件包括但不限于：接地极及接地极线路完成竣工预验收；a
b）接地极及接地极线路防护设施完好无损，安全标志清晰；c
影响接地极及接地极线路正常运行的临时设施已清除；d）确认接地极线路上无人作业，危及人身安全和安全运行的一切作业已停止；接地极和接地极线路工程的各种图纸、资料和试验报告齐备e）
5.1.4其他应具备的条件
站系统试验前，除5.1.1~5.1.3规定以外，其他应具备的条件包括：a）站系统试验方案和调度方案已确定；b）换流站与相关调度机构之间通信畅通；现场试验相关人员和调度人员熟悉站系统试验方案和调度方案。c）
5.2试验项目及要求
5.2.1试验项目
站系统试验项目见表1。
表1站系统试验项目
不带电顺序操作试验
不带电跳闸试验
柔直变压器充电试验
试验项目名称
GB/T38878—2020
换流器充电试验
换流器空载输出试验
带电跳闸试验
抗干扰试验
表1(续）
试验项目名称
静止同步补偿（STATCOM)运行方式试验允余切换试验
开路试验
5.2.2不带电顺序操作试验
该试验在换流站直流场及极进线间隔不带电的条件下进行。采用双极系统时，试验应在两极分别进行。试验内容及要求如下：
手动控制模式检验换流站交流场单步操作及联锁。顺序正确的操作应执行，错误的操作应被a)
拒绝。
b)）
手动控制模式检验换流站直流场单步操作及联锁。顺序正确的操作应执行，错误的操作应被拒绝。
c）检验换流站交流场顺序自动操作控制及联锁。顺序自动操作应按顺序执行完毕。当一个顺序未完成时，应有相应报警信息，且相应设备能手动退回上一个有定义的状态，或进人下一个有定义的状态。
d）检验换流站直流场顺序自动操作控制及联锁。顺序自动操作应按顺序执行完毕。当二个顺序未完成时，应有相应报警信息，且相应设备能手动退回上一个有定义的状态，或进入下一个有定义的状态。
5.2.3不带电跳闸试验
5.2.3.1一般要求
在换流器不带电的条件下进行该试验，采用模拟设备跳闸信号的方法验证直流保护、直流控制、换流阀冷却控制系统、紧急停运等设备的跳闸信号传递及断路器动作的正确性。当采用双极系统时，试验应在两极分别进行。
5.2.3.2直流保护跳
从直流保护系统（包括柔直变压器保护）模拟故障跳闸信号，相应柔直变压器对应的断路器应跳闸并发出对应的信号和事件记录。5.2.3.3直流控制跳闸
从直流控制系统（包括阀控系统）模拟故障跳闸信号，相应柔直变压器对应的断路器应跳闸，并发出对应的信号和事件记录。
5.2.3.4换流阀冷却控制系统跳闸GB/T38878—2020
从换流阀冷却控制系统模拟故障跳闸信号，相应柔直变压器对应的断路器应跳闸，并发出对应的信号和事件记录。
5.2.3.5
5火灾跳闸
从换流站消防系统模拟故障跳闸信号，相应柔直变压器对应的断路器应跳闸，并发出对应的信号和事件记录。
5.2.3.6
手动紧急停运
手动按下主控室相应换流器的紧急停运按钮，相应柔直变压器对应的断路器应跳闸，并发出对应的信号和事件记录。
5.2.4柔直变压器充电试验
试验前应断开柔直变压器阀侧与柔直换流器的电气连接闭合柔直变压器网侧断路器.向柔直变压器充电。柔直变压器充电次数应不少于5次（其中至少一次充电保持时间不小于1h，每次充电间隔不小于5min）；柔直变压器分接开关位置和风扇启动应符合设计要求；柔直变压器带电状态下，应验证分接开关手动控制功能符合设计要求试验过程中励磁涌流峰值和操作过电压应在预期的限值内，相关保护不应误动作。柔直变压器的振动和噪声应符合设计要求
试验完成后恢复柔直变压器阀侧与柔直换流器的电气连接试验完成后柔直变压器油中溶解气体色谱应合格。5.2.5换流器充电试验
采用双极系统时，试验应在两极对每一个换流器分别进行换流器充电试验宜在自动顺序控制模式下进行，闭合柔直变压器网侧断路器，向柔直变压器以及处于闭锁状态且直流线路断开的换流器充电充电回路启动电阻应正确自动切出，阀电压和直流电压符合设计值，相关充电回路和换流器保护不应动作。
换流器充电时子模块应正常充电，功能正常，阀控系统正常工作。试验不应导致子模块损坏，如果出现子模块故障报警信号应暂停试验，确保不会发生换流器更严重故障时可继续试验。5.2.6带电跳闸试验
带电跳闸试验应在换流器充电试验完成后进行。带电跳闸试验项目可参照不带电跳闸试验项目，验证直流保护、直流控制、换流阀冷却控制系统、紧急停运等设备的跳闻信号传递及断路器动作的正确性。
5.2.7换流器空载输出试验
直流线路断开时，闭合柔直变压器网侧断路器，向换流器充电。充电完成后，手动解锁换流器。解锁前后，换流器阀控系统应正常工作，相关保护不应误动作。换流器桥臂电压波形、相序、幅值和电平数均应符合设计要求5
GB/T38878—2020
5.2.8抗干扰试验（选做）
直流系统一次设备未带电、二次设备屏柜全部运行的状态下，利用隔离开关切/合空母线。测量相关二次传导回路的干扰电压和电流。试验中任何二次设备屏柜不应由于干扰而出现异常。5.2.9STATCOM运行方式试验
5.2.9.1一般要求
STATCOM运行方式试验应在换流器充电试验和带电跳闸试验完成后进行。采用双极系统时，试验应在单极和双极运行方式下分别进行。5.2.9.2解锁/闭锁性能试验
直流系统在最小无功功率定值下解锁/闭锁换流器。直流系统解锁/闭锁时序应正确，直流系统应平稳运行，交直流保护无动作。运行人员工作站显示的数据均应正确5.2.9.3保护跳闸试验
直流系统在最小无功功率水平运行，手动模拟直流保护动作，相应柔直变压器对应的断路器应跳闸，换流器应闭锁，保护动作时序应正确，交流侧和直流侧不应产生异常过电流及过电压5.2.9.4紧急停运试验
直流系统在最小无功功率水平运行，手动按下主控室相应换流器的紧急停运按钮，相应柔直变压器对应的断路器应跳闸，换流器应闭锁，并发出对应的信号和事件记录。5.2.9.5无功功率升降试验
无功功率升降试验包括：
a）定无功功率控制模式下的无功功率升降试验直流系统在定无功功率控制模式运行，在无功功率充许范围内手动设定无功功率目标值和升降速率，无功功率升降过程应无明显扰动；b）定交流电压控制模式下的无功功率升降试验直流系统在交流电压控制模式运行，手动设定交流电压目标值，使无功功率在允许范围内进行升降，无功功率升降过程应无明显扰动。5.2.9.6无功功率阶跃试验
直流系统在定无功功率控制模式运行，在无功功率允许范围内手动设定无功功率阶跃量和返回时间，无功功率阶跃响应应满足设计要求。几余切换试验
5.2.10
完余切换试验的对象通常包括：a）直流站控系统和交流站控系统；b）极控制系统、换流器控制系统和阀控系统：c)LAN网系统、主时钟系统和运行人员工作站；d）换流阀冷却系统和柔直变压器冷却系统GB/T38878—2020
穴余设备切换，直流电压及无功功率应无明显波动。各系统切换后的状态及切换时间应满足设计要求。
5.2.11开路试验
采用双极系统时，试验应在两极分别进行开路试验应在不带直流线路和带直流线路两种方式下分别进行，试验包括：a）手动模式开路试验
在手动控制模式下解锁换流器，将直流电压由最小可运行电压升至预期的目标值（或分为几个台阶升至预期的目标值），保持至少0.5h，再将直流电压降至最小可运行电压，闭锁换流器试验中，阀厅、直流场设备和直流线路应无放电现象，交流保护和直流保护不应误动或拒动，直流电压升/降过程平稳
试验后，检查阀避雷器及直流场避雷器动作情况自动模式开路试验
在自动控制模式下解锁换流器，直流电压按预定速率由最小可运行电压升至预期的目标值，保持至少1min，再自动降至最小可运行电压，闭锁换流器，直流电压升/降过程与预设的程序相符。试验中，阀厅、直流场设备及直流线路应无放电现象，交流保护和直流保护不应误动或拒动，直流电压升/降过程平稳。
试验后，检查阀避雷器及直流场避雷器动作情况。端对端系统试验
6.1试验的准备
6.1.1换流站应具备的条件
端对端系统试验前，换流站应具备的条件包括但不限于：a）站系统试验已完成，且试验结果满足要求；b）
站间通信系统试验和端对端控制与保护信号传递联调均已完成，各项功能满足要求；c）直流系统的控制参数和保护定值已整定完毕，现场已核对无误：d）确认监控系统未出现影响端对端系统试验的报警信号。6.1.2输电线路应具备的条件
端对端系统试验前，输电线路应具备的条件见5.1.26.1.3接地极及接地极线路应具备的条件端对端系统试验前接地极及接地极线路应具备的条件见5.1.3。6.1.4其他应具备的条件
端对端系统试验前，除6.1.1～6.1.3规定以外，其他应具备的条件包括：a）端对端系统试验方案和调度方案已确定；b）换流站与相关调度机构之间通信畅通；现场相关试验人员和调度人员对端对端系统试验方案和调度方案已熟悉。c
GB/T38878—2020
试验项目及要求
6.2.1
单极系统试验
6.2.1.1
试验项目
单极系统试验在站系统试验完成后进行，工程采用双极接线形式时，解/闭锁性能试验、紧急停运试验、降压运行试验（适用时）、直流线路故障试验（适用时）应分别在单极大地回线和单极金属回线运行方式下进行，其他试验项目可根据现场条件选择单极大地回线或单极金属回线运行方式进行。试验项目见表2。
表2单极系统试验项目
6.2.1.2
直流侧充电试验
试验项目名称
直流侧充电试验
解/闭锁性能试验
紧急停运试验
保护跳闸试验
子模块完余试验
有功功率升降试验
功率阶跃响应试验
功率反转试验
稳态性能试验
几余切换试验
无功控制模式切换试验
最后断路器跳闸试验
热运行试验
过负荷试验
黑启动试验
运行方式转换试验
降压运行试验
交流线路故障试验
直流线路故障试验
适用时
适用时
适用时
适用时
适用时
适用时
在两端的网侧交流断路器断开的情况下，将两端的换流器与直流线路连接，闭合陪试端柔直变压器的网侧交流断路器，通过直流线路向受试端换流器充电充电时，受试端换流器阀控制系统应正常工作，预检功能应正确，换流器相关保护不应误动作检查阀控制装置回报模块电压和状态信号，经过预定的充电时间后，模块电压和直流电压应符合设计要求。
6.2.1.3解锁/闭锁性能试验
直流系统选择功率传输运行方式，最小功率定值下解锁/闭锁换流器。解锁/闭锁过程中各端之间解锁/闭锁指令时序应配合正确。GB/T38878—2020
解锁过程中，系统应平稳建立直流电压，直流输送功率应按照预设速率升至设定值解锁/闭锁过程中，系统不应有交流保护和直流保护误动作。6.2.1.4紧急停运试验
直流系统运行于两端最小功率运行方式，在下述两种情况下，分别在各端按下手动紧急停运按钮使系统停运：
a）站间通信正常
任何一端按下手动紧急停运按钮均应使整个端对端系统快速闭锁，各端交流断路器应跳闸，停运过程中不应出现异常的过电压和过电流。b）
站间通信异常
任何一端按下手动紧急停运按钮后，另一端控制保护系统应能正确检测到紧急停运需求，并启动跳闸功能。
6.2.1.5保护跳闸试验
保护跳闸试验应模拟所有不同的保护出口类型，通常包括：a）模拟各端直流保护出口跳闸：b）模拟各端柔直变压器保护出口跳闸：c）模拟各端阀控系统保护出口跳闸；d）模拟各端换流阀冷却系统故障启动跳闸。直流系统解锁状态下，任何一端保护动作均应使整个端对端系统快速闭锁，各端交流断路器应跳闸，跳闸停运过程中不应出现异常的过电压和过电流。6.2.1.6子模块余试验
子模块元余试验在直流系统解锁状态下进行，在各端的任一桥臂上使子模块逐一旁路，并使旁路个数大于桥臂穴余数。
子模块旁路数在余数量之内时，端对端系统应保持稳定运行，超过几余数量后系统应立即闭锁跳闸。
6.2.1.7有功功率升降试验
有功功率升降试验分为手动功率升降试验和自动功率升降试验：a）手动功率升降试验
直流系统解锁状态下，手动修改有功功率目标值和升降速率，系统应按照预先设定的速率达到新的目标值，过程中启动“有功功率暂停”功能后，升降过程应中止，并在停止“有功功率暂停”功能后恢复升降过程。
自动功率升降试验
直流系统解锁状态下，启动自动功率曲线”功能后系统应按照预先设定的功率曲线实现自动升降，退出“自动功率曲线”功能后系统应保持当前有功功率值6.2.1.8功率阶跃响应试验
功率阶跃响应试验应在各端分别进行。
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