1、ICS 29200K 46 缉雪中华人民共和国国家标准GBT 20989-2007IEC 6 1 803：1 999j同 压直流换流站损耗的确定Determination of power lossesin highvoltage direct current(HVDC)converter stations2007-06-2 1发布(IEC 61803：1999，IDT)2008020 1实施丰瞀嬲鬻瓣訾襻瞥鐾发布中国国家标准化管理委员会促19目 次前言l 范围-2规范性引用文件3定义和符号4总则5设备损耗的确定附录A(规范性附录) 谐波电流和电压的计算附录B(资料性附录)典型换流站损耗一参考
2、文献GBT 20989-2007IEC 61803：1999，20M扒刖 旨GBT 20989-2007IKC 61803 1 1999本标准等同采用IEC 61803：1999高压直流换流站损耗的确定。为便于使用，本标准做了下列编辑性修改和勘误：a)5I第3段中的“符号t表示”改为“符号th表示”，以与图3一致；b)5i4注4中“当星桥2及角桥由各自的”改为“当星桥(特指与换流变压器阀侧星绕组接线的六脉动换流桥)及角桥(特指与换流变压器阀侧角绕组接线的六脉动换流桥)由各自的”。本标准的附录A是规范性附录，附录B和附录c是资料性附录。本标准由中国电力企业联合会和中国电器工业协会(sAcTc 6
3、0)共同提出。本标准由全国电力电子学标准化技术委员会归口本标准负责起草单位：中国电力科学研究院、西安电力电子技术研究所本标准参加起草单位：西安西电电力整流器有限责任公司、国电北京网联直流输电工程咨询有限公司、西安高压电器研究所。本标准主要起草人：曾南超、陆剑秋、陶瑜、张估省、张万荣、王明新、蔚红旗、田方、孟庆东。本标准为首次发布。GBT 20989-2007IEC 61803：1999高压直流换流站损耗的确定1范围本标准适用于所有电网换相型高压直流换流站。这种换流站用于电力系统中变换功率。本标准假定使用的是12脉动晶闸管换流器，但6脉动晶闸管换流器也可参照使用本标准。在某些工程中，可能将同步补
4、偿机或静止无功补偿器连接在高压直流换流站的交流母线上。本标准不包括确定这些设备的损耗的方法。典型的高压直流设备如图1所示。本标准提出了一套确定高压直流换流站总损耗的标准方法。本计算方法涉及除了上面提及的设备外的所有部分，定义了空载损耗和运行损耗，并提出了尽可能使用测量参数确定这些损耗的计算方法。若换流站的设计与本标准假定的典型设计相比，采用了新的元件或新的回路结构，或采用了可能影响损耗的特殊的辅助电路，则其损耗应视具体情况而定。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，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标准，然而，鼓励根据
5、本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB 109411996电力变压器第1部分总则(eqv IEC 60076 1：1993)GBT 10229 1988电抗器(eqv IEC 60289：1987)GBT 13498-2007高压直流输电术语(IEC 60633：1998，IDT)GBT 15291-1994半导体器件第6部分：晶闸管(eqv IEC 607476：1983)GBT 1102412001标称电压1 kv以上交流电力系统用并联电容器第1部分：总则性能、试验和定额安全要求安装和运行导则(eqv IEC 60871
6、1：1997)GBT 2099012007高压直流输电用晶闸管阀第1部分：电气试验(IEC 60700 1：1998，IDT)3定义和符号31术语和定义本标准采用以下术语和定义。311附加损耗auxiliary losses向换流站辅助系统供电所需功率。此附加损耗与换流站处于空载状态还是负载状态有关，在负载状态下还取决于负载功率水平。312空载损耗no-load operation losses指换流站设备在下述状态下产生的损耗：换流站已带电，但换流器处于闭锁状态，立即带负载所需的辅助设备和站用电设备已投入运行。313负载水平load level指换流站某种运行工况，表明在此工况下的直流电流、
7、直流电压、触发角、交流电压、换流变压器抽头位置。】GBT 20989-2007IEC 61803：1999314运行损耗operating losses指换流站已带电，变流器在给定负载水平下运行时设备产生的损耗。315额定负载rated load指换流站运行于额定直流电流、额定直流电压、额定交流电压及额定换流器触发角下的负载。应假定交流系统频率为额定值，三相电压为额定且平衡；换流变压器的抽头位置，投入的交流滤波器组数、并联无功支路数均与额定负载运行相对应，与额定状态相一致。316站总损耗total station losses站的总损耗是所有运行损耗(或空载损耗)及其相应的附加损耗之和。32文
8、宇符号a触发角(rad)卢换相角(rad)，交流系统频率(Hz)I。换流桥直流电流(A)J。n次谐波电流有效值(A)L，换相电源与换流变压器阀侧星绕组和角绕组公共耦合点之间的电感(H)。换流变压器网侧绕组端部与交流谐波滤波器连接点之间的所有外部电感都应包括在L-中L。 阀与换流变压器阀侧星绕组和角绕组公共耦合点之间的电感(H)。阀电抗器的饱和电感应包括在L：中m电磁耦合系数。mL-(L-+Lz)n谐波次数N。一个阀串联的晶闸管数P某设备的功率损耗(w)Q对于”次谐波的品质因数R电阻值(n)Ud直流电压(V)U。n次谐波电压有效值(V)uv。 换流变压器阀侧空载线电压有效值(V)x。对于n次谐波
9、的感抗(n)4总则41概述供货方需要详细了解损耗是在哪里产生的和怎样产生的，因为它影响到元件和设备的额定值。买方对能证实的损耗数值感兴趣，因为这些数值可用于公平竞标；买方也对交货后能用来客观地校验供货方保证的性能要求的方法感兴趣。作为一般性原则，希望通过直接测量高压直流换流站的能量损耗以确定其效率。然而，用测量到的换流站输入功率减去输出功率以计算站损耗的方法，被公认存在固有缺陷，尤其是在高压下进行测量。高压直流换流站满载下的损耗一般小于其传输功率的1。因此，以两个很大的量值之间的一个很小的差值作为测量损耗，难以足够准确地表明实际的损耗。在某些特殊情况下，例如，也许可以安排一种临时的试验接线，将
10、两个变流器的直流侧连接在一起，接在同一个交流电源上运行。在这种接线方式下，变流器从交流电源吸取的功率就等于此电路的损耗。2GBT 20989-2007IEC 61803：1999但是，此时交流电源必须在向两个变流器提供换相电压的同时，还要提供无功支持，这又存在实际的测量困难。为了避免上述问题，本标准提出一种将计算出的各设备的损耗相加，从而得出高压直流换流站损耗的标准化方法。此标准化的计算方法将帮助买方有效地评标。它也便于绘制必须了解的大范围的运行性能曲线。在型式试验中如没有一种便宜的试验方法可用于客观地确定损耗，那么，次优的方法就是计算。计算时，尽量利用对各个设备及元件在等价于实际运行的条件下
11、进行测量所获得的试验数据。重要的是要注意到设备的每一项功率损耗与其运行的环境条件有关，也与运行工况或其经受的负载循环有关。因此，应根据整个高压直流换流站的环境条件和运行工况，规定每一设备的环境条件和运行工况。42环境条件确定高压直流换流站功率损耗时，应使用一套标准的参考环境条件。421户外标准参考温度确定换流站总损耗时，应取户外干球环境温度20。作为标准参考温度。等效的湿球温度(必要时)应由买方决定。422冷却液标准参考温度设备使用强迫冷却时，冷却液的流速和温度会影响设备的温升和相关的损耗。因此，由买方和供货方确定的冷却液的流速和温度，应用作确定损耗的根据。423标准参考空气压力用来计算换流站
12、总的功率损耗的参考空气压力应取标准大气压(1013 kPa)，校正到该换流站的海拔高度。43运行参数高压直流换流站的损耗与其运行参数有关。高压直流换流站的损耗分为三类，即空载损耗、运行损耗及附加损耗。运行损耗及附加损耗受换流站负载水平的影响，因为某些类型的设备(如谐波滤波器和冷却设备)投运的数量取决于负载水平，各个设备自身的损耗亦随负载大小而变化。高压直流换流站的损耗应在如下条件下确定，即额定的(平衡的)交流系统电压和频率、对称的换流变压器阻抗、对称的触发角。换流变压器抽头应置于额定交流系统电压的位置。运行损耗应在买方规定的负载水平下确定。如果没有这样的规定，则应在额定负载下确定。对于每一负载
13、水平，阀侧交流电压、直流电流、换流器触发角、并联补偿及谐波滤波设备，都应与相应的负载水平相匹配，以及与其他规定的性能要求，例如，与谐波畸变及无功功率要求相符。对应标准参考温度(见421和422)的冷却及其他辅助设备应投入运行以支持相应的负载水平。在空载运行方式下，换流变压器应带电，换流器应闭锁。除了维持零功率运行所需的滤波器和无功补偿设备(例如，为满足规定的无功要求)以外，所有的滤波器和无功补偿设备都应切除。换流站立即带负载所需的站用电负载和相关辅助设备(如冷却水泵)应投入运行。5设备损耗的确定51晶闸管阀损耗阀闭锁时产生损耗的机理(空载损耗)与正常运行时的不同(运行损耗)。运行损耗见51_1
14、5110，空载损耗见5111，附加损耗见58。一个12脉动高压直流换流器的三相简化电路图示于图2。各阀按其导通次序编号。一个典型阀的简化等值电路示于图3。符号th表示一个阀中串联的Nt个晶闸管。c。和R。代表用于均压及抑制过电压的R-C阻尼回路的对应值。RDc表示直流均压电阻及其他在阀闭锁情况下引起损耗的电阻性成分，同时还包括晶闸管的漏电流效应，见514和511l。Cs包括杂散电容和浪涌均GBT 20989-2007IEC 61803：1999压电容(如果有的话)。Ls表示用于限制didt到安全值以下，以及改善快速电压上升分配的饱和电抗器。Rs表示阀通流元件的电阻，如母线、接触电阻，饱和电抗器
15、线圈电阻等。阀避雷器的功率损耗(未在图中表示)可以忽略。作为一个例子，图4所示为阀1(见图2)作整流运行及逆变运行时的电流和电压波形。在所示例子中，由于两桥二次侧的相移，上桥的阀开通时刻比下桥阀的开通时刻滞后30。对于每一个阀，其导通期为130。(2w3+p。尽管在换相期间阀电流实际是正弦变化的，但在本标准中，仍假定其是线性变化的。这一简化对损耗计算结果的影响可忽略不计，而其梯形波形却使计算大为简化。阀闭锁时电压波形出现的缺口是阀问换相引起的。5，11每一晶闸管阀通态损耗此损耗分量是导通电流i()与对应的理想通态电压的乘积，如图5和图6所示。公式P。用于桥直流电流很平滑的情况。当用附录A4计算
16、的直流侧谐波电流的均方根和值超过直流分量的5时，则应采用公式Pv。s。 。一半U。+R。灿(宇)Pvl。 NtIdUo +N,x。Ro(+薹脚(警)式中：U0晶闸管平均通态电压降中与电流无关的部分，单位为伏特(V)；Ro决定晶闸管平均通态特性斜率的电阻，单位为欧姆(n)；J。按A4计算出的直流桥”次谐波电流有效值，单位为安培(A)。注：U0和风(见图5)是在适当的电流和结温下，在晶闸管充分导通时确定的。仉和风的平均值是从为指定工程生产的晶闸管的生产记录中查得的，测量时的直流电流为50和i00额定电流。U。和Ro与温度的关系是通过对大量用于型式试验或例行试验的晶阐管进行统计而得到的。必要时，此温
17、度关系还用于将u。和R。莜正到适当的运行结温。如果是p个晶闸管并联连接，则i00的电流就是额定直流桥电流除以户，而计算得到的损耗值则应乘以户。512单阀晶闸管扩散损耗这一损耗分量是晶闸管附加的导通损耗，它是在晶闸管硅片全导通的过程中产生的。此附加损耗是此过程中电流和电压的乘积，此电压超过理想晶闸管通态电压降(见图6中阴影部分)。rl，Pv2一N。f|1“B()一“A()i(t)dtJb式中：导计pt L导通时间，t12再r。“n()晶闸管瞬时通态电压，单位为伏特(V)。其全导通时的通态电压是所用晶闸管的典型值。它是在适当结温下，通以展现正确幅值和换相角的梯形电流脉冲的条件下进行测量的(见图5和
18、图6)。“n(f)在与“e(f)同样电流脉冲和同样结温下计算得到的晶闸管瞬时通态电压降平均值，但电流已充分扩散，正如从仅用Uo和R。表示的通态特性推出的那样(见图6)。i()流经晶闸管的电流的瞬时值，单位为安培(A)。注：瞬态通态电压数据，包括电流扩散效应通常不能从产品记录中获得因此，晶闸管的典型通态电压，包括电流扩散效应，应在阀的开通及关断型式试验中测量(见GBT 2099012007)，或用大量的晶闸管在实验室另做试验。并进行统计取得。513单阀其他通态损耗P。代表阀主回路中除晶闸管外的其他元件的通态损耗。GBT 20989-2007IEC 61803：1999一学(警)式中：R。除去晶闸
19、管外阀两端之间的直流电阻，单位为欧姆(n)。电阻Rs是从典型阀部件直接测量所得。该阀部件中的晶闸管用适当大小的铜块替代，其接触部分的处理和实际晶闸管一样，且保留阀主回路中其他所有元件。或者，也可通过计算求得此R。值，但需要证明计算方法。514单阀与直流电压相关的损耗该损耗部分是阀在不导通期间(见图4)，施加在阀(见图3)两端的电压在阀的并联电阻RDc上产生的损耗。它包括晶闸管断态电阻及反向漏电流、直流均压电阻、与晶闸管并联的其他阻性电路和元件、冷却管道内冷却液的电阻、结构的电阻性效应、光导纤维等产生的损耗。Pu一疑号+争cos胁m吲z川伽+ 业生兰旦二!。i。(2。)8 L、一。 sin(2a
20、+2P)+2p式中：RDc整个阀的有效断态直流电阻，单位为欧姆(n)。它是在阀端一端直流电压型式试验中通过测量注入电流的方法求出的(见GBT 2099012007)。如果晶闸管阀未做型式试验，则R。应参考以前的型式试验而定(同时参考下面注2)。m电磁耦合系数，mL。(L。+L。)。L-换相电源与换流变压器阀侧星和角绕组公共耦合点之间的电感(H)。换流变压器网侧绕组端部与交流谐波滤波器连接点之间的所有外部电感都应包括在L。中(见图7)。L。阀与换流变压器阀侧星和角绕组公共耦合点之间的电感(H)。阀电抗器的饱和电感应包括在Lz中(见图7)。两个次级中的Lz值LzaL2y应相同(见下面注3和注4)。
21、注1：算式P仅在户6(30。)时有效。注2：由于在运行温度下晶闸管的阻性漏电流一般比常温下大得多，因此。在测量R虻之前，必须将被测阀的晶闸管加热到恰当的运行温度，或者，事后用另外获得的平均的晶闸管数据，对被测值进行校正(见5110)。对冷却液也同样处理。注3：m值量化了换流变压器两个次级之间的感性耦合作用。它决定了另一个桥换相引起的缺口的大小(图4中从阀1到阀3撅相以及从阀4 7到阀6换相引起的缺口)。如果m一0，则两桥之间无耦合，从阀l到阀3换相以及从阀4到闽6 7换相引起的缺口一起消失。图4中的缺口对应m；02。注4：L，和L：的值是通过测量换流变压器的短路阻抗得到的，需要时还要加上些外部
22、电感。L1的值包括了换相电压源与公共耦合点之间的外部公共电感(如线路载波滤波器)。如果交流谐波滤波器未投入，L。还应包括交流系统阻抗。当星桥(特指与换流变压器阀侧星绕组接线的六脉动换流桥)及角桥(同样角桥，是与角绕组接线的六脉动换流桥)由各自的变压器供电且不计网侧其他电感时，L。一0，故m一0。当使用三绕组变压器时，公共绕组的阻抗及两个次级绕组之间的互感作用使L。的值不为军，它可为正值，亦可为负值。对于更复杂的变压器结线，如滤波器接在第三绕组，确定L，和L。的值时必须谨慎。515单阀阻尼损耗(与电阻相关的部分)此损耗分量与经串联电容器耦合的阻性成分的大小有关，也与阀关断期间加在阀两端的电压有关
23、。Pvszz尸UckR“警一譬+学州m2一m卅鲁+(詈+警一警)sinz叶(舌+擎+等)si删a协，一(鲁+学)cos2a+鲁cosc2a博)式中：c“阀两端有效阻尼电容值，单位为法拉(F)，见图3。GBT 20989-2007IEC 61803：1999R。与c。串联的有效阻尼电阻值，单位为欧姆(n)，见图3。cAc应为一个阀的阻尼电容的设计值除以该阀的晶闸管数。RAc应为一个阀的阻尼电阻的设计值乘以该阀的晶闸管数。如果阀不只一条阻尼支路或串联尼c支路组成的均压网络，则应分别计算每一支路的损耗，再总加起来。如果晶闸管触发回路和或监视回路从R-C均压网络抽能，则要么能证明此附加的损耗可以忽略，
24、要么分别计算出此附加损耗，加人由公式Pvs算出的损耗中。注：514中的注1、注3、注4也适用于Pvs。516单阀阻尼损耗(与电容器能量变化相关的部分)此损耗分量是在阀关断期间加在阀两端的电压波形阶跃变化时，阀电容器储能发生变化所产生的损耗。每一阶跃变化引起的能量损耗等于去cU2。下面的公式是从每周期12个电压跃变产生的能量损失之和乘以系统频率推出的(见图4)。 Pv6一旦鱼2王丕兰譬；王塑j塑。i。z(。)+。i。z(。+p)式中：c。，阀两端的所有容性均压网络支路(不管是否串有电阻)有效总电容加上连接在阀端的外部设备的全部杂散电容以及阀对地和或对附近物体的杂散电容。cHFCc+cs(见图3)
25、。注1：514中的注1、注3、注4也适用于Pw。注2：当换相重叠时间短于R-C阻尼网络时间常数的3倍时，用公式Pw计算得到的结果过于严格。注3：外部杂散电容主要是换流变压器绕组和套管的杂散电容(如有穿墙套管则另加杂散电容)，它们均可在制造厂中测量。阀对地的杂散电容是否要考虑，视阀的设计而定。而避雷器、母线、阎结构本身也有杂散电容，但相对很小，可以忽略。由于各阀的杂散电容不同，在计算换流站损耗时，应采用杂散电容的平均值。517单阀关断损耗此附加损耗是阀在关断过程中，流过晶闸管的反向电流在晶闸管及阻尼电阻上产生的损耗(见图8)。Pv7=瓯f42Uv。sin(a+严+2f岛)式中：Q。晶闸管存储电荷
26、的平均值，单位为库仑(c)。岛由下式决定+一1i=二”一(didt)：。式中：(didt)。在电流过零时测得的换相didt值，单位为安培每秒(As)。注：(k是反向电流(见图8)的全积分值，而不是象GBT 15291-1994所建议的近似三角形的积分值。q0是用足够数量的晶闸管产品测量数据统计出来的。如有必要。计算损耗时应校正到运行工况下的晶闸管结温、(didt)及反向恢复电压。重要的是电流的幅值和持续时间要足够大，以使晶闸管结充分导通。518单阀电抗器损耗电抗器的损耗由三部分组成：绕组的电阻性损耗加上铁心的涡流损耗和磁滞损耗。如果另有阻尼电路跨接在绕组上，它也会产生损耗。电抗器绕组损耗及电抗
27、器铁心涡流损耗(及电抗器阻尼电阻损耗)都已在公式Pn及Pw中考虑过了。磁滞损耗应按如下计算。铁心材料的直流磁化曲线应按高压直流阀电抗器正常经受的磁滞回线计算。此磁化曲线的求得，应考虑其磁化力的大小，在一个方向上不小于关断时反向电流j。(见图8)峰值的15倍，而在另一个方向上则应能完全进入饱和区，如此反覆。根据此回线所包围的面积，可求出铁6GBT 20989-20071EC 61803：1999心特征磁滞损耗(Jkg)，用于此电抗器的设计：PvsHLM五f式中：”。阀电抗器铁心数量；M每个铁心的质量，单位为千克(kg)；特征磁滞损耗，单位为焦耳每千克(Jkg)。注：如果电抗器饱和电流比换流桥额定
28、电流大，则正常换相didt也高(对应于额定工况下换相角小)，并在换相期间会产生附加的电抗器铁心祸流损耗。如果是这种情况，则应证明此附加损耗可以忽略不计还是在损耗计算的容差范围内。此式只考虑磁化曲线上每周期一次主要的循环。519单阀的总损耗每一个阀的总运行损耗是以上8个损耗分量的和。P。一yP。 百换流器总的运行损耗等于各阀的损耗乘以该换流器中的阀数。5110温度的影响所有阀元件的电特性都随温度而变化。但根据经验，只有晶闸管本身对温度敏感，对阀的损耗有实质性影响。晶闸管的结温正按下式计算：Tj一丁c+PjRojc式中：丁c阀冷却液人口温度和出口温度的平均值；P，每只晶闸管的总损耗，是通态、扩散、
29、闭锁及关断损耗之和；Rm。晶闸管结与冷却液之间的热阻。5111单阀空载损耗单阀空载损耗是在阀闭锁期间加在阀上的电压使阀电阻中流过电流造成的损耗之和。它包括两个部分。第一个部分是在与闭锁中的晶闸管并联的电阻上产生的损耗，第二部分是在容性连接的电阻上产生的损耗。在空载运行方式下，阀阻断了正弦波形的相电压，因此：Pm一孕(志+鬟)式中：ZAc 、臣弋萧12如果阀不止一条RC串联均压支路，则各支路的损耗应分别计算，再总加起来。如果晶闸管触发电路和或监视电路从RC均压网络取能，则或者能证明此附加的损耗可以忽略，或者分别计算出此附加损耗，加入由公式Pv”算出的损耗中。换流器总的空载损耗等于各阀的空载损耗乘
30、以该换流器中的阀数。52换流变压器损耗521概述流经换流变压器绕组的电流含有谐波分量，其大小与换流站运行参数有关。在变压器中，与电流相关的负载损耗与电流波形有关，非正弦电流引起的损耗比相同基波有效值的正弦电流引起的损耗大。522空载损耗在空载运行方式下，变压器带电而阀闭锁，此时换流变压器的损耗就是空载损耗(铁心损耗)。空载损耗(铁心损耗)应根据GB 10941一1996确定。7GBT 20989-2007IEC 61803：1999523运行损耗在运行方式下，变压器的损耗是励磁损耗(铁心损耗)加上和电流(负载)有关的损耗。当有负载时，就有谐波电压加在变压器上。有负载的铁心损耗和空载情况下(和负
31、载情况下同样的抽头位置、施加同样的电压)的铁心损耗是一样的。谐波电压对变压器励磁电流的作用与电压的工频分量相比，可以忽略。变压器的负载损耗既要考虑工频电流分量，也要考虑谐波电流分量，并按以下步骤计算：a) 测量工频，1(50 Hz或60 Hz)下的负载损耗P。(根据GB 109411996)。b)计算PWE。+PsEl一PlPR。c)在一个较高频率，m(，150 Hz)下，测量负载损耗P。注：一般需要具有加压试验的电压源。在根据变压器设计时考虑的杂散磁通在金属部分中的分布，用低达lo到20额定值的电流即可达到可以接受的精度。如果使用的电流小于lo额定值，则P。应在额定电流下重新计算。d)根据在
32、工频下和在较高频率下得到的测量值解下列方程，求PWE。和PsE，：PlPR+PwEI+PsElP。一PR+PwEl(，1)2+PsEl(。L，1)。8；e)计算每一阀绕组总的营运负载损耗P： 9n=49PPR+PwE。(f。i。)2(ff1)2+P5E。(J。1w)2(ff1)。8一1 H一1式中：P。工频总负载损耗；，w额定电流；J。一次谐波电流有效值；P。额定电流下电阻性损耗；P。工频下结构部分(绕组除外)的杂散损耗；P。工频下绕组的涡流损耗；P。在频率，m下的总负载损耗；n谐波次数。f)运行损耗是空载损耗(见522)和总营运负载损耗之和。注1：总营运负载损耗计算式对所有谐波次数均有效。但
33、是，与特征谐波相比，非特征谐波引起的损耗很小，在损耗计算中可忽略不计。注2：按附录A1规定的谐渡电流频谱，以上损耗计算方法对双绕组变压器是有效的，对阀侧绕组之间的耦合可以忽略的三绕组变压器(例如，网侧绕组分为两半，各靠近一个阀侧绕组)，此计算方法也是有效的。对于别的变压器结构，也可采用类似的方法。但应注意，其网侧谐波电流频谱可能与附录A1所述的不同。524辅助设备损耗换流变压器的辅助设备损耗应包括在换流站辅助设备总损耗中(见58)。换流变压器的辅助设备损耗可以在出厂试验中单独测量，也可以在换流站辅助设备损耗测量时一同测量。53交流滤波器损耗531概述在高压直流换流站中，交流滤波器为变流器产生的
34、谐波电流提供低阻抗通路。交流滤波器可以是有源滤波器、无源滤波器或二者的组合。在以下叙述的方法中，假定交流滤波器直接连接在换流变压器网侧交流系统母线上。当不是这种情况，例如，滤波器连接在换流变压器第三绕组上，此方法也有效，但滤波器中的谐波电流应调整到交流滤波器接人点所要求的值。8GBT 20989-2007IEC 61803：1999在求滤波器损耗时，换流器应模拟为谐波电流源，交流系统应假定是开路的，因此，高压直流换流器产生的所有谐波电流都注入交流滤波器。每一滤波器支路中流过的谐波电流应根据换流器总的谐波电流计算，并以此为基础计算各滤波元件的损耗。当使用有源滤波器时，它们投入时产生的损耗也应计人
35、，其损耗计算方法由供货方提供。换流器运行时，交流滤波器的损耗应根据换流器按不同的负载水平和相应的运行参数(见43)产生的特征谐波电流进行计算。换流器产生的谐波电流应使用附录A2中的公式计算。在空载运行时，交流滤波器一般不接入交流系统，因而不产生损耗。在换流器空载运行而交流滤波器带电的情况下，只须考虑其工频损耗。532交流滤波器电容器损耗滤波电容器中的工频损耗应按GBT 110241电容器的电容值和加在它两端的工频电压来计算。533交流滤波器电抗器损耗一2001标准确定。电容器组的三相无功容量应根据由于谐波电流引起的损耗很小，可以忽略。求滤波电抗器损耗需要顾及滤波电抗器中的工频及谐波电流。电抗器
36、的工频阻抗以及在工频和各次谐波频率下的品质因数应在工厂中测量，并校正到绕组最高运行温度，再按下式计算电抗器损耗： ，一警她 鲁Q。式中：n谐波次数；I。流经电抗器的n次谐波电流有效值，单位为安培(A)；x。电抗器的n次谐波电抗，单位为欧姆(n)，x。一nX2丌，L；L电抗器的电感，单位为亨(H)；，交流系统工频；Q。所有电抗器在n次谐波下用同样的方法测量所得的品质因数的平均值。534交流滤波器电阻器损耗滤波电阻器中的损耗应当把工频电流和谐波电流合起来算。滤波电阻值应在工厂中测量并校正到该电阻的运行温度。流过滤波器电阻的各次谐波电流都要计算。各电阻器的损耗按下式计算：一49PRE 磊式中：R电阻
37、值，单位为欧姆(0)；J。流过电阻的n次谐波电流有效值，单位为安培(A)。535交流滤波器总损耗交流滤波器的总损耗等于换流器相应负荷水平下投入的滤波器的各电容器、电抗器及电阻器损耗之和。54并联电容器组损耗除谐波滤波器外，有时还要用并联电容器向交流系统提供无功支持。并联电容器组是由许多电容器串并联构成的。并联电容器组的功率损耗应在一定的换流站负荷水平下确定，即在此负荷下，该并联电容器组连接在交流母线上。并联电容器组的工频损耗应根据GBT 1102412007标准确定。电容器组的三相无功容量应根据其电容值和加在电容器组上的工频电压计算。谐波电流引起的损耗很小，可以忽略。55并联电抗器损耗为了补偿
38、交流谐波滤波器产生的容性电流，尤其在轻载情况下，可能将并联电抗器接到高压直流换流站的交流母线上。它们的功能与交流输电系统中的常规应用没有区别。因此，在高压直流换流站中9CBT 20989-2007IEC 61803：1999的并联电抗器的损耗应根据GBT 10229-1988标准在工厂试验时测量，并校正到最高绕组温度，不考虑热点，按标准环境温度计算(见43)。对于油绝缘的电抗器，标准的绕组温度应取7512。当换流站的负载水平要求将并联电抗器接人交流母线时，才需要将并联电抗器的损耗计人换流站总损耗中。如果使用强迫冷却，则冷却设备的功耗应计人换流站的辅助设备总损耗中(觅58)。56平波电抗器损耗流
39、经直流平波电抗器的电流是叠加了谐波分量的直流电流。在空载运行期间，平波电抗器电流为零，因此没有损耗。平波电抗器损耗中的直流分量应根据GBT 10229-1988和GB 10941 1996在工厂试验中确定。由谐波电流引起的绕组损耗应通过计算确定。计算应使用适当负荷水平下的谐波电流幅值及对应的谐波电阻。谐渡电流应根据附录A4计算。谐波电阻则应测量。如果使用的是有铁心的油箱结构，其磁化损耗应如下计算：P。一(O125h+0125。)Pd式中：P。磁化损耗；P。直流电流损耗；女。一。磁滞损耗分量，h一(J。Id)n；。一女。涡流损耗分量，。一(J。I。)2n“5。总的运行损耗应是直流电流的损耗、谐波
40、电流的损耗及铁心磁化损耗(如果有的话)之和。平波电抗器的辅助设备损耗(如果有的话)应计人换流站的辅助设备总损耗中(见58)。它们可以在工厂试验中单独测量，也可以在换流站辅助设备损耗测量时一并测量。57直流滤波器损耗571概述直流滤波器的主要作用，是和平渡电抗器一起，为换流器产生的谐波电流提供低阻抗分流通道，从而降低直流线路上的谐波电流水平，防止在邻近的明线通信线路上产生噪音。根据系统的需要，直流滤波器可能具有一条或几条支路。直流滤波器可以是有源滤波器、无源滤波器或它们的组合。直流滤波器连接在换流器的高低压端之间。在空载运行状态下，直流滤波器的电流和电压均为零，因而没有损耗。当换流器运行时，需要
41、根据在适当的负载水平下的正常运行参数，使用工厂试验所得损耗数据和计算出的谐波电流来确定直流滤波器的损耗。计算流过滤波器的谐渡电流时应将换流器表达为一个电压源和一个阻抗。对于换流器谐波电压的计算，应使用附录A3中的公式，平波电抗器、直流线路电缆应用它们的实际阻抗值表示。计算中假定，交流系统运行在额定频率，滤波器元件处于其标称值。当使用有源滤波器时，它们投运时产生的损耗也应计人，其损耗计算方法由供货方提供。572直流滤波电容器损耗直流滤波电容器损耗包括直流均压电阻损耗和电容器中的谐波损耗。由于功率因数很低，电容器组中的谐波电流损耗很小，可以忽略。根据从产品试验得到的每台电容器的所有均压电阻的平均值
42、确定的电容器组的总电阻，和电容器组的结构，按下式计算均压电阻损耗：P一髻式中：u运行的电容器组上的直流电压，单位为伏特(v)；】oGBT 20989-2007IEC 61803：1999R电容器组的总电阻，单位为欧姆(0)。573直流滤波电抗器损耗根据适当的负载水平和对应的运行参数(见43)，使用在工厂试验时在谐波频率下测得的电抗器的品质因数和电抗值，并校正到绕组在最高运行温度下的值，计算流经电抗器的谐波电流，再按下式计算此电抗器的损耗：。EX。1一鱼百式中：n谐波次数；J。计算出的流经电抗器的n次谐波电流有效值，单位为安培(A)；x。电抗器的n次谐波电抗，单位为欧姆(n)；Q。n次谐波下的品
43、质因数。574直流滤波电阻器损耗计算电阻损耗时，应计人所有谐波电流的影响，电抗器的电阻值R应在工厂试验时测量。应当在换流站适当的负载水平和对应的运行参数下(见43)，计算流经电阻的各次谐波电流的有效值，并按下式计算各电阻损耗：n一48PRR罡一12式中：R电阻值，单位为欧姆(0)；J。流过电阻的n次谐波电流的有效值，单位为安培(A)。575直流滤波器总损耗直流滤波器总损耗应是所有电容器、电抗器、电阻器及构成直流滤波器的有源器件(如果有的话)的损耗之和。58辅助损耗殛站用电损耗高压直流换流站的辅助功率损耗取决于站用设备、运行要求及环境条件。而且，它还受随时间而变化的间歇性负荷的影响，如使用的加热
44、、冷却、照明及维修设备。买方在评价损耗时应决定应包括的辅助服务的范围。应分别在换流站空载运行和适当的负载水平下确定换流站总的辅助损耗。此损耗应在正常稳态运行条件下直接在每一电源的主馈线上测量。在评价辅助损耗时，不必考虑仅在特殊情况下(如停电检修，短时过负荷或暂态扰动)使用的站用电。为了考虑随时间而变化的负荷，例如冷却泵、风机等间歇运行的负荷，或加热和照明等只需要在一天中的某一段时间运行的负荷，应在一定的时段内进行多次测量，再取平均值。如果不能在恒定的环境温度20下进行辅助功耗测量，则对环境温度敏感的那些负荷(如冷却设备)应做适当调整。这种计算应记录在案。如果辅助系统的馈线还向非供货方负责的设备
45、供电，则按合同，这些设备的负荷应单独测量，并从测量到的总损耗中扣除。如果设计的辅助系统实际上不能直接测量总的辅助功耗，则买方和供货方可以协商一种替代的计算方法。在这种情况下，计算过程应清楚地记录在案。59无线电干扰线路载波滤波器损耗除了交流滤波器及直流滤波器以外，高压直流换流站通常还需要防止无线电干扰(RI)，或避免干扰电力线载波(PLC)系统的设备。1】GBT 20989-2007IEC 618031999这种设备可能由串接在交流侧或直流侧的电抗器(或许带有并联的调谐电容器)，并联支路或由串并联支路组合而成。并联支路的损耗很小，可以忽略不计。对于串联的滤波器，只需考虑电抗器中的损耗。电抗器的
46、损耗应按下式计算。对于接在交流侧的滤波器：。掣EX。1一刍百对于接在直流侧的滤波器：P一霸R，。+墨 d2 q4式中：RPLc电抗器直流电阻，单位为欧姆(n)；n谐波次数；I。直流电流，单位为安培(A)；I。计算出的流过电抗器的n次谐波电流，单位为安培(A)；x。电抗器n次谐波电抗，单位为欧姆(n)；Q。电抗器n次谐波下测量的品质西素。当交流串联滤波器位于交流谐波滤波器的交流系统侧时，则只需考虑工频分量(n一1)电流。当交流串联滤波器位于并联的交流谐波滤波器和换流变压器之间时，或位于换流变压器和阀之间时，电流的工频分量和特征谐波(高达n=49)分量两者都应考虑。谐波电流应根据附录A1和附录A2
47、计算或(对直流侧滤波器)根据附录A4计算。510其他设备损耗其他设备产生损耗，例如，避雷器、测量互感器、开关设备等应忽略不计。它们与在5159中讨论的主设备的损耗相比可以忽略。忽略它们对换流站总损耗没有影响。对于某特定换流站中的特殊设备，如未包括在此标准所涉及的典型换流站设备中，其设备损耗应在受关注的一些运行条件下确定。这种损耗应根据该特殊设备的特性及可靠的工程实践确定。GBT 20989-2007IEC 61803：19991交流开关场；2并联电抗器组；3并联电容器组；4交流滤波器组器；5电容式电压互感器；6电力线载波滤波器；7换流变压器；8阀厅；9平渡电抗器；10分压器；11电力线载渡滤波器；12直流滤波器；13直流电流测量装置；14极线；15接地电极。图1典型的高压直流(HVDC)一个极的设备(未展示辅助设备)13GBT 20989-2007IEC 61803：199914h一厂uv。 Z 呈1 2 呈3 2 呈5_B纠 j 主4 Z 主6 呈2，司 j 一
