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Q／GDW 11547-2016 统一潮流控制器工程设计导则.pdfQ/GDW 115472016
电压、线路功 调节能力：串(并)联换流器台数、 器额定容量、额定电压
UPFC程的电气主接线应根 建设规模确定，并应主要包括换流器接线、联结 压器接线、交流侧接线、直流侧接线、 站用电接线
GB/T 18007-2011 咖啡及其制品 术语6.2.2阀组及联结变压器接线
阀组及联结变压器接线要求如下： a 阀组可采用2组及以上换流器背靠背布置，在交流侧分别设置串、并联联结变压器，换流器直 流侧通过直流母线相连： 串联变压器高压侧绕组应串联接入三相线路中，与线路侧连接应有6个端口，应采用Ⅲ型接 线。串、并联变压器不同接地方式对系统稳定性及换流阀和变压器绝缘水平会带来一定影响， 应按实际情况考虑接线型式及中性点接地方式。
交流侧接线要求如下： a）联结变压器网侧交流场接线按DL/T5218要求进行设计，旁路断路器应与串联变压器并联接 入。 b） 联结变压器阀侧交流场接线应包含并联变压器阀侧接线、串联变压器阀侧接线、机械旁路回路 和晶闸管旁路回路接线
站用直流电源系统的设计应符合下列规定： 1）站用直流电源系统的接线方式、网络设计、负荷统计、设备选择和布置、保护和监控等设 计应符合DL/T5044的有关规定： 2）站用直流电源系统电压宜采用110V或220V，全站交流电源事故停电时间应按2h计算； ) 站用交流不停电电源系统的设计应符合下列规定： 负荷统计、保护和监测、设备布置等设计应符合DL/T5136的有关规定： 每套交流不停电电源宜采用主机双套穴余配置： 3） 交流不停电电源系统应采用单相、辐射状供电方式： 4） 重要站用电负荷采用双回路供电方式，分别接于不同母线段； 站用电低压母线宜采用单母线分段接线，每台站用变压器各接一段母线
UPFC工程的主要设备除常规交流设备外，还包括联结变压器、晶闸管劳路开关、启动回路、阀电 抗器、换流阀、直流避雷器、直流测量装置等。
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联结变压器宜采用油浸式变压器，对联结变压器的要求如下： 串联变压器网侧电压应通过对UPFC潮流控制分析确定： D 串联变压器额定电流为线路长期运行的额定电流，应按额定电压、额定电流确定额定容量； 变压器阀侧电压宜与直流电压匹配： d 串联变压器的短路阻抗主要基于串联变压器绕组短路电流的承受能力； e 并联变压器网侧额定电压的选取应按系统要求确定
6.3.3晶闸管旁路开关
在换流器故障时，应迅速隔离换流器，保证交流线路不受故障影响；在线路故障时，应迅速将变压 器旁路退出，保证换流器不受冲击，可采用晶闸管旁路开关保护换流器。晶闸管旁路开关的合闸时间应 与换流阀耐受冲击电流能力配合，确保换流阀能够耐受故障时的系统短路电流。
换流阀需要注意以下事项： a) 换流阀在额定工况应能连续运行，并应有足够的安全裕度能承受一定的过电压； 6) 换流阀系统设计应主要考虑以下几方面： 满足要求的系统接线方案和场地布局方案： 2） UPFC系统接地方案： 3） 系统暂态过电压水平及避雷器配置方案； 4） 联结变压器的参数选择： 5) 启动回路的参数选择； 6桥臂宜余度的选择
直流侧避雷器的选择应符合GB/T22389和DLT605的规定。
电压测量装置和直流电流
直流电压测量装置和直流电流测量装置要求如下： 直流电压测量装置和直流电流测量装置应具备充裕的暂态响应和频率响应特性，以确保在最大 误差情况下的测量值仍满足UPFC控制和保护提出的精度要求： 直流电压的测量宜采用经过验证的阻性分压器或阻容性分压器，分压器的电阻应具有足够的热 稳定性，以保证在规定的环境温度范围内，该装置的测量精度变化不应超过0.5%； 对于与控制保护系统信号输入端相连的测量装置，当被测电压在零和最大稳态直流电压之间变 化时，整个电压测量系统的精度应为额定直流电压的±1.0%。测量装置的量程应满足测量直流 电压1.5标么值的要求，并且测量精度在额定直流电压的±10%范围内，
5.3.8直流支柱绝缘子
直流支柱绝缘子要求如下： a）直流支柱绝缘子可选用瓷质支柱绝缘子、复合棒形支柱绝缘子或复合支柱绝缘子： b）直流绝缘子的选择应考虑如下因素：
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1）等值盐密与积污特性的关系； 2）运行电压对积污的影响； 3）伞裙对积污的影响； 4）闪络特性及闪距。 直流绝缘子爬电比距应根据污移水平及直流绝缘子污移特性选择，还应计及直径大小对爬电比 距的影响。
6.4UPFC工程过电压保护和接地
.4.2可采用无间隙金属氧化物避雷器限制UPFC工程过电压。 .4.3避雷器配置原则是：交流系统产生的过电压由交流侧避雷器限制，直流侧产生的过电压应由直 流侧避雷器加以限制，重要设备由紧靠它的避雷器直接保护，为满足通流能力和限制过电压的要求，某 些避雷器可由性能匹配的多支避雷器分散布置来代替。 .4.4避雷器应满足如下功能需求： a 限制交流系统雷电和操作过电压，保护并联变压器网侧设备，应在并联变压器网侧配置避雷器： 6) 限制从交流系统传递到阀侧的雷电和操作过电压，保护并联变压器阀侧设备，应在并联变压器 阀侧配置避雷器： 限制换流阀过电压，保护换流阀以及阀电抗器与换流阀之间设备，应在阀电抗器阀侧配置避雷 器； d 限制直流母线过电压，保护换流阀以及直流母线上设备，应在直流场靠近阀侧配置直流避雷器： e) 限制交流系统的雷电和操作过电压，保护串联变压器网侧绕组，应在串联变压器网侧配置对地 避雷器和跨接避雷器； f 若配有晶闸管旁路开关，则需限制从交流系统传递过来的雷电和操作过电压，保护晶闸管旁路 开关、换流阀以及串联变压器阀侧绕组，应配置晶闸管旁路开关跨接避雷器： 限制从交流系统传递过来的雷电过电压，保护绕组中性点对地绝缘，应在串联变压器阀侧配置 绕组中性点对地避雷器： h) 限制从交流系统传递过来的雷电和操作过电压，保护串联变压器平衡绕组，应配置串联变压器 平衡绕组对地避雷器。 5.4.5避雷器参数的选择应符合GB/T22389的要求。
6.4.4避雷器应满足如下功能需求
6.4.5避雷器参数的选择应符合GI
6.5UPFC工程污移水平和外绝缘设讯
6.5.1应按附近已有的变电站的积污测量数据和同类地区交、直流自然积移比来预测表征UPFC 支柱绝缘子的污移水平的盐密值和灰密值。应按支柱绝缘子的盐密预测值和其他设备表面盐密与其平 直径的相互关系，推算其他设备套管表面的盐密与灰密确定各类设备的爬电比距。 6.5.2当工程需要进行人工污移实验，应按人工污移实验结果选择UPFC工程直流设备外绝缘
6.5.1应按附近已有的变电站的积污测量数据和同类地区交、直流自然积移比来预测表征UPFC工程
阀组布置的要求如下： a）空气绝缘的换流阀应采用户内布置： 6 阀厅内应设置设备搬运、巡视通道以及观察窗，门和通道的设置应满足紧急疏散的要求，并应 大于最大设备的搬运及车辅出入所需的尺寸； 阀厅内应采用向外开启的屏蔽门：
组及 e)换流阀密闭式水冷却系统宜布置 立房内
6. 6. 2 直流场布置
UPFC工程直流场布置应根据系统情况来考虑布置于户内或户外
交流场布置的要求如下： a）交流场区域应根据接线型式，以进出线方便、设备区域划分清楚、减少设备间连线为原则，结 合无功补偿设备及联结变压器的布置，通过技术经济比较确定： b 联结变压器的布置应根据总体布置要求，力求达到进出线方便、接线简单、布置清晰
ZUPFC工程电气二次设讯
7.1电气二次配置原则
7.1.1UPFC工程宜按少人值班，少人值守设计，应能实现电网调度自动化功能。 7.1.2应采用全站统一的远动网关机，远动网关机功能应满足电网调度实时性、安全性和可靠性。 7.1.3UPFC控制和保护系统按高层次至低层次，宜采用系统级控制层、换流器级控制层、阀级控制 层等分层配置原则。 7.1.4UPFC控制保护设备，应采用双重化或多重化原则穴余配置，且控制系统应具有自动的系统选 择和切换功能。 7.1.5UPFC工程二次系统应满足电力监控系统安全防护相关规定
7.2.1变电站内UPFC系统应建设专用计算机监控系统，系统功能应满足调控一体化的要求。可视调 控信息传输要求决定单独配置远动网关机或复用变电站远动网关机。 7.2.2计算机监控系统的设备配置和功能要求应按少人值班、少人值守设计，系统应能监视和控制站 内所有设备 7.2.3计算机监控系统应采用国际标准的通信体系，宜由站控层、间隔层和过程层三部分组成，并采 用分层分布、开放式网络结构。 7.2.4站控层、间隔层设备应按最终规模双重化穴余配置，UPFC运行人员工作站应单独建设，当站 控层网络失灵时，间隔层应能独立维持UPFC系统运行。过程层设备应按本期规模双重化允余配置。 7.2.5计算机监控系统应具备防误闭锁功能，完成全站防误操作闭锁，不宜设置跨间隔硬接线闭锁。 7.2.6计算机监控系统应具有数据网通信功能，软、硬件配置应支持联网的通信技术以及通信规约的 要求，并按要求将站内调度自动化、保护等多种信息远程传送。 7.2.7计算机监控系统的监控范围应包括： 阀厅直流连接区的直流刀闸、测量设备； 6） 换流阀、阀电抗器和变压器； ）各电压等级交流场设备：
Z.3UPFC控制系统
Q/GDW11547—2016 7.3.2UPFC控制系统与保护系统应相互独立，控制系统应按照完全穴余原则设计。 7.3.3UPFC控制系统功能按高层次至低层次宜划分为：系统级控制层、换流器级控制层、阀级控制 层。 7.3.4UPFC控制系统应可适用于UPFC和STATCOM运行方式。 7.3.5UPFC控制系统的硬件及软件系统应具有稳定性、可靠性、安全性及可扩展性和易维护性，并 应具有较强的抗干扰能力。
7.4UPFC保护系统
现相关保护功能，尽可能减少外部输入量，以降低对其他回路和设备的依赖。 7.4.2UPFC保护系统应符合GB50062、GB14285和Q/GDW628的相关要求， 7.4.3UPFC保护系统应采用允余结构，每一个保护区域的保护应采用双重或三重化的穴余配置。穴 余配置的UPFC保护装置的测量器件、通道及辅助电源等应完全相互独立，不应有直接的电气联系。 .4.4双重化配置的每套保护装置的出口方式应采用启动和跳闸相“与”的逻辑出口，启动元件和 前元件应由不同的硬件实现：三重化的保护装置，通过“三取二”逻辑出口。保护装置应确保任何的单 元件故障不会引起保护的不正确动作 7.4.5UPFC保护系统按保护区域设置，宜划分为：交流连接保护区、换流阀组保护区和直流连接保 护区。每一个保护区应与 相邻保护区重叠，不应存在保护死区， 回路及装置自检的故障信号闭锁相关保护，防止不正确动作； .4.7换流阀组保护 直流连接保护相关定值宜采用装置内部固化定值。
7.5.1暂态故障录波装置宜按每个换流器和联结变压器配置 7.5.2暂态故障录波装置的基本功能和性能应符合DL/T553和GB/T22390.6的要求
7.6.1UPFC站内应配置1套谐波监视系统，用于对控制站交/直流系统中的谐波进行自动在线监测 分析，输出各次谐波的统计值。 7.6.2谐波监视功能应集成在计算机监控系统中实现
7.7 全站时间同步系统
应采用以北斗卫星对时为主、GPS对时为辅的单向授时方式，并支持时钟管理。时间同步精度和 授时精度应满足站内所有设备的对时精度要求，时间同步系统的对时范围应能包括：UPFC控制保护装 置，监控系统站控层设备，间隔层测控装置，交流保护装置，故障录波装置及站内其它智能设备等。支 持调度主站通过DL/T476规约对站内远动网关机的时间同步检测管理。站控层监控主机对时钟装置、 则控装置、故障录波装置、同步相量测量装置等的时间同步监测：间隔层测控装置通过GOOSE实现对 合并单元、智能终端等的时间同步监测
7.8阀冷却控制保护系统
7.8.1应为站内换流阀提供可靠的、有效的阀冷却控制保护系统，实现阀冷却系统的运行、控制、 护和监视。
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7.8.2阀冷却控制保护系统宜按换流阀组配置，阀内冷却系统和外冷却系统的控制保护系统应分别配 置。 7.8.3阀冷却控制系统应双重化穴余配置，阀冷却保护系统应至少为双重化穴余配置，穴余的范围从 阀冷却控制保护系统的电源到为该保护系统提供信息的传感器等，作用于跳闸的内冷水传感器应按三套 独立穴余配置。 7.8.4对双重化的阀冷却控制系统，当主系统故障时应可自动切换到备用系统。从一个系统转换到另 一个控制系统，不应影响系统功率控制。
Z.9 一体化辅助控制系统
站内一体化辅助控制系统宜含图像监视系统、安全警卫系统、阀厅红外监测、消防及给排水系统 动力环境监控系统、照明系统、在线监测系统等各个子系统为一体的综合系统。
7.10设备状态监测系统
7.10.1状态监测设备的使用不应影响一次设备的安全性和可靠性 7.10.2一次设备的状态监测按实时性和连续性分为在线监测和离线监测，在线监测方式和离线监测 式的选择应满足必要性、合理性和经济性要求， 7.10.3全站应配置统一的状态监测后台系统，实现各类设备状态监测数据汇总与分析
7.11控制保护系统的抗干扰措施
8UPFC建、构筑物及辅助设施
8.1总平面及竖向布置
UPFC的总平面布置应满足DLT5056及DL/T5218中的相关条款外，还应满足下列要求： a 阀厅、主控制楼、交流场等重要建构筑物以及串联变压器、并联变压器等大型设备宜布置在地 质条件较好的地段 b) 进站道路应根据站址周围道路现状，结合远景发展规划和站区平面、竖向布置综合确定，路面 宽度和平曲线半径应满足超限运输车辆内转弯半径的要求。
8.1.2竖向布置及其它
场地标高应满足防洪、防内涝要求，宜做到土平方平衡，竖向布置应符合DL/T5056和DLT5218 的有关规定。
8.2UPFC站内建筑
8.2.1UPFC建筑物一般规定
站内建构筑物设计应满足GB50009、GB50010、GB50011和GB50017中的相关条款。 建筑物屋面防水应根据建筑物的性质、重要程度、使用功能采用相应的防水等级。对阀厅、主控楼 继电保护小室等设有重要电气设备的建筑物及综合楼屋面应采用ⅡI级防水，其他建筑物屋面宜采用IⅢ级 防水。屋面排水宜采用有组织排水。
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对阀厅的要求如下： a）阀厅建筑应有良好的密闭性能。阀厅内应维持微正压，防止灰尘进入，保持阀厅内空气洁净； b）阀厅的防火应符合DL5027和GB50016的要求； 阀厅控制保护室应采取屏蔽措施，宜采用金属全屏蔽，以屏蔽外部的电磁于扰； d 阀厅地坪面层应采用耐磨、不起尘的建筑材料； 阀厅内地面若有水冲洗要求，应设排水沟道： 阀厅主体结构宜采用钢结构与钢筋混凝土结构相结合的混合结构型式，或钢筋混凝土框排架结 构体系； 阀厅屋架宜选用钢结构。屋面结构体系选择时，应考虑构造简单、施工方便、易于连接； 1 主控楼、阀厅的抗震设防类别不低于乙类； 阀厅应设置空调系统，控制温度和湿度到规定范围，保证在各种运行条件下不使阀的绝缘部件 出现冷凝及过热。
8.3采暖、通风和空气调节
8.3.1UPFC工程采暖通风与空气调节设计应符合GB50019和GB/T50789的规定， 8.3.2 阀厅降温可采用通风或空调方案，阀厅温度和相对湿度应根据换流阀的要求确定。 8.3.3 采用通风或空调方案时，设备均应设100%备用。 8.3.4 进入阀厅的空气应设置初效和中效过滤。 8.3.5 站用直流及UPS电源室宜设置空气调节装置 8.3.6阀厅通风或空调系统及控制楼集中空调系统应设置自动控制系统
8.4.1阀冷却应采用闭式冷却水循环系统，每个换流器应独立设置。 8.4.2内循环介质水（冷却介质水）系统的管道、阀门、去离子设备及循环水泵、过滤器、冷却塔或 空气冷却器内的换热盘管等应采用不锈钢材料。喷淋水管、喷淋水泵、阀门、过滤器及喷淋水软化处理 装置等宜采用不锈钢材料。 8.4.3冷却介质水回路应设置去离子旁路，离子交换器的处理水量宜按2h将冷却介质水系统容积水量 置换一遍确定 8.4.4冷却介质水回路的补水可采用自来水、纯净水及蒸馏水。当采用自来水时，补水应经去离子装 置处理后才能进入冷却介质水回路 8.4.5进入换流阀的冷却介质水的最低水温应进行控制和调节以保证换流阀表面不产生凝露， 8.4.6阀冷却系统应设置监控系统对水温、电导率、水压、流量进行自动监测、显示。
8.5.1站内给排水应按DL/T5218的规定设置。 8.5.2站内生活用水、工业用水及消防水管网宜分开设置
8.5.1站内给排水应按DLT5218的规定设置。
8.6火灾探测与灭火系统
8.6.1灭火系统的设置
灭火系统设置要求如下： 站内消防设计应符合GB50016、GB50229和DL5027的规定
b）站内建构筑物设置的灭火器应按GB50140和GB50229的要求选择和配置
8.6.2火灾探测报警系统的设置
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火灾探测报警系统的设置要求如下： a）UPFC站内的火灾自动报警系统应符合GB50116的要求； 阀厅应配置早期火灾探测报警系统，应能灵敏的探测烟雾、电弧生成物及空气中的燃烧生成微 粒，并应包括温度、烟雾、电弧探测和燃烧生成物监测等多种报警装置
报警系统的设置要求如下： C站内的火灾自动报警系统应符合GB50116的要求； 应配置早期火灾探测报警系统，应能灵敏的探测烟雾、电弧生成物及空气中的燃烧生成微 并应包括温度、烟雾、电弧探测和燃烧生成物监测等多种报警装置
统一潮流控制器工程设计导则
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编制主要原则， 14 与其他标准文件的关系. 4主要工作过程 14 标准结构和内容.. 14 6条文说明
编制主要原则 与其他标准文件的关系. 4主要工作过程， 标准结构和内容. 6条文说明。
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本标准以南京220kV西环网UPFC示范 现有UPFC工程取得的经验和成果为基础，参照 国家有关法律法规、国家标准、电力行业标准及国家电网公司企业标准，参考国内外先进电力企业的经 验，结合国家电网的实际情况进行编制
DBJ 50-052-2016 公共建筑节能（绿色建筑）设计标准3与其他标准文件的关系
本标准与相关技术领域的国家现行法律、法规和政策保持一致 本标准在通信设计部分与同类行业标准《220kV750kV变电站设计技术规程》DL/T5218一致 在继电保护方面严于行标，并在站址选择、电气设计和建构筑物方面针对UPFC工程进行了细化。 本标准不涉及专利、软件著作权等知识产权使用问题
2015年4月，项目启动，成立了编写组，确定并通过了编写大纲。 2015年10月，完成标准初稿编制。 2015年11月，组织相关领域专家对标准初稿进行了第一次正式讨论，形成征求意见稿，并在省公司 内部征求意见。 2016年1月，根据反馈意见修改，第一版送审稿。 2016年5月，为申报国家电网UPFC设计标准，省公司组织在第一版送审稿基础上修改完善。 2016年9月，组织相关领域专家对标准初稿进行了第二次正式讨论，形成征求意见稿。 2016年10月，根据反馈意见修改，形成标准送审稿。 2016年10月，公司工程建设技术标准专业工作组组织召开了标准审查会，审查结论为：一致同意该 标准修改后报批。 2016年11月，根据修改意见，修改形成标准报批。
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本标准按照《国家电网公司技术标准管理办法》（国家电网企管（2014）455号文）的要求编写。 本标准的主要结构和内容如下： 本标准主题章分为5章，由设计原则、UPFC站址选择、UPFC工程电气一次设计、UPFC工程电气二 次设计、UPFC建构筑物及辅助设施组成。本标准在现有变电站设计的基础上，引入统一潮流控制器工 程设计理念，本着先进性和实用性、操作性和安全性等原则NY/T 2019-2011 茶树短穗扦插技术规程，给出了统一潮流控制器的设计要点，遵循 整个设计流程，从站址选择、电气设计、控制和保护设计、通信设计及建构筑物设计针对统一潮流控制 器工程的特殊性进行了设计要点归纳，对于今后开展统一潮流控制器工程设计具有借鉴和指导意义。
本标准第5章中，选择站址时要充分利用现有的交通运输条件。良好的交通条件，便于设备器材的 运输及对UPFC站的管理，也方便职工生活。 本标准第6.5.1条中，试验室内很难模拟自然界的污移分布、积累和湿润等过程。站址的等值自然污 岁盐密ESDD必须折算成人工污移试验盐密SDD用于试验。试验中一般采用NaCI来模拟自然污移的可溶 亏移物，用高岭土来模拟不可溶污移物将不溶污移物定义为试验中的非盐密度NSDD，试验中取NSDD 为0.07mg/cm²~0.1mg/cm进行试验。世界上几家著名的试验室得到了如下爬电比距与人工污移试验盐 密SDD之间的关系式，式中结果已经折算到相当于平均直径为250mm的支柱绝缘子上，对于给定的人 工污移试验盐密SDD，可根据下列公式（1）计算套管/绝缘子设备外绝缘爬电比距 L=132XSDD0.33 （1）
式中： L一爬电比距，mm/kV； SDD一人工污移等值盐密，mg/cm。 本标准第6.6.2条中，国内外的自然积污试验及实际运行经验的结果均证明：直流电压下的绝缘子积 污要明显高于交流电压下的积污，防污型直流电气设备制造难度大且价格高，在大气严重污移地区当采 用户外直流开关场设备难以选择时可考虑采用户内型直流开关场。屋内开关场对户内温湿度条件要求较 高，一般还要采用微正压防止灰尘进入，保持屋内开关场内空气洁净，工程实施起来难度较大。目前， 国内外的直流工程中采用户内开关场布置的工程较少，运行经验也不多。 本标准第7.2.3中，站控层、间隔层和过程层参照智能变电站设置： a） 站控层由计算机网络连接的服务器、操作员站、远动通信设备和各种功能站组成，为运行人员 提供站级的控制、监视和管理等功能，并通过通信通道实现电网调度自动化功能； b 控制层由计算机网络连接的换流器控制、交/直流站控制等控制子系统组成，实现控制区域内 设备的就地站控制功能； 就地层设备由分布式I/O单元或测控装置等接口设备组成，完成与站内电气一次设备的接口功 能。