柔性直流換流站絕緣配合導(dǎo)則制定過程

柔性直流換流站絕緣配合導(dǎo)則編制進程

• 標(biāo)準(zhǔn)計劃

2015年8月18日，國家標(biāo)準(zhǔn)計劃《柔性直流換流站絕緣配合導(dǎo)則》（20151977-T-604）下達(dá)，項目周期36個月，由中國電器工業(yè)協(xié)會提出，TC163（全國高電壓試驗技術(shù)和絕緣配合標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會）歸口上報及執(zhí)行，主管部門為中國電器工業(yè)協(xié)會。

• 發(fā)布實施

2018年9月17日，國家標(biāo)準(zhǔn)《柔性直流換流站絕緣配合導(dǎo)則》（GB/T 36498-2018）由中華人民共和國國家市場監(jiān)督管理總局、中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會發(fā)布。

2019年4月1日，國家標(biāo)準(zhǔn)《柔性直流換流站絕緣配合導(dǎo)則》（GB/T 36498-2018）實施。

柔性直流換流站絕緣配合導(dǎo)則制定依據(jù)

國家標(biāo)準(zhǔn)《柔性直流換流站絕緣配合導(dǎo)則》（GB/T 36498-2018）依據(jù)中國國家標(biāo)準(zhǔn)《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則—第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則》（GB/T 1.1-2009）規(guī)則起草。

柔性直流換流站絕緣配合導(dǎo)則起草工作

主要起草單位：國網(wǎng)經(jīng)濟技術(shù)研究院有限公司、西安高壓電器研究院有限責(zé)任公司、中國電力科學(xué)研究院有限公司武漢分院、西安交通大學(xué)、重慶大學(xué)、國網(wǎng)湖北省電力公司電力科學(xué)研究院、國網(wǎng)江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院、國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院、國網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院、國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司、中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司、北京平高清大科技發(fā)展有限公司、南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司、西安西電避雷器有限責(zé)任公司、國網(wǎng)陜西省電力公司電力科學(xué)研究院、西安西電電力系統(tǒng)有限公司、新東北電氣集團高壓開關(guān)設(shè)備有限公司、湖南長高高壓開關(guān)集團股份有限公司、浙江時通電氣制造有限公司、國網(wǎng)浙江省電力公司、中國計量科學(xué)研究院、國網(wǎng)四川省電力公司電力科學(xué)研究院、平高集團有限公司。

主要起草人：陳東、趙崢、崔東、王亭、何計謀、何慧雯、戴敏、孫浩良、琚澤立、王有元、阮羚、李俊民、盛加滿、金鑫、楊慶、俞華、盧文浩、林麟、樂波、趙曉斌、危鵬、張晉波、蒲路、郭潔、余世峰、劉大鵬、李福成、戴通令、王磊、謝天喜、金涌濤、鄒國平、王家福、王大興、張帆、唐誠。

參考資料：

《柔性直流換流站絕緣配合導(dǎo)則》（GB/T 36498-2018）給出了無標(biāo)準(zhǔn)絕緣水平規(guī)定的柔性直流換流站絕緣配合的導(dǎo)則。該標(biāo)準(zhǔn)僅適用于電力系統(tǒng)中的柔性直流換流站部分。該標(biāo)準(zhǔn)不適用于工業(yè)用的換流設(shè)備和常規(guī)直流輸電工程換流站。所給定的原理及規(guī)則僅適用絕緣配合目的，不涉及對人身安全的要求。

參考資料：

《柔性直流換流站絕緣配合導(dǎo)則》（GB/T 36498-2018）針對高壓柔性直流輸電絕緣配合特點、吸收常規(guī)高壓直流輸電絕緣配合經(jīng)驗和已投運柔直工程經(jīng)驗，規(guī)范了柔性直流輸電絕緣配合方法和原則，為中國柔性直流輸電絕緣配合提供依據(jù)和支持。

絕緣特性與絕緣水平

電工設(shè)備絕緣可分為自恢復(fù)絕緣和非自恢復(fù)絕緣兩大類。自恢復(fù)絕緣的絕緣性能破壞后可以自行恢復(fù)，一般是指空氣間隙和與空氣接觸的外絕緣。非自恢復(fù)絕緣放電后其絕緣性能不能自行恢復(fù)，通常是由固體介質(zhì)、液體介質(zhì)構(gòu)成的設(shè)備內(nèi)絕緣。

設(shè)備的絕緣強度與電極的形狀、絕緣材料、電極間的距離，電壓的波形等等因素有關(guān)，具有分散性。因此在實際工程中非常重視電工設(shè)備真型的絕緣試驗。

電工設(shè)備的絕緣水平就是指該設(shè)備能夠耐受（不發(fā)生閃絡(luò)、放電或其他損壞）的試驗電壓值。根據(jù)電工設(shè)備在系統(tǒng)中可能承受到的各種作用電壓、保護裝置的特性以及設(shè)備絕緣對各種作用電壓的耐受特性，制定了一些表明設(shè)備基本絕緣水平的試驗電壓值。它們是：①短時工頻耐受電壓值；②雷電沖擊耐受電壓值；③操作沖擊耐受電壓值；④長時間工頻試驗電壓值。

上述試驗電壓的波形、數(shù)值、試驗電壓施加的方法、時間、次數(shù)等，在各國的國家標(biāo)準(zhǔn)中都有明確規(guī)定。

絕緣配合慣用法

按作用在設(shè)備絕緣上的最大過電壓和設(shè)備的最小絕緣強度的概念進行絕緣配合的方法。慣用法簡單明了，但無法估計絕緣故障的概率以及概率與配合系數(shù)之間的關(guān)系，故這種方法對絕緣的要求偏嚴(yán)。

按作用在設(shè)備絕緣上的“最大過電壓”和設(shè)備的“最小絕緣強度”的概念進行絕緣配合的習(xí)慣方法。首先需確定設(shè)備上可能出現(xiàn)的最危險的過電壓和設(shè)備絕緣最低的耐受強度，然后根據(jù)運行經(jīng)驗，選擇一個配合系數(shù)作為這兩種電壓的比值，以補償在估計最大過電壓和絕緣最低耐受強度時的誤差及增加一定的安全逾度，最后確定設(shè)備絕緣應(yīng)能耐受的電壓水平。慣用法簡單明了，但無法估計絕緣故障的概率以及此概率與配合系數(shù)之間的關(guān)系，故這種方法對絕緣的要求偏嚴(yán)。由于對非自恢復(fù)絕緣放電概率測定的費用太高，因此只能使用慣用法。對220千伏及以下的電工設(shè)備，通常仍采用慣用法。例如，電力變壓器都用避雷器保護。避雷器限制雷電過電壓的能力常用避雷器保護水平表示。變壓器耐受雷電沖擊的絕緣水平 (BIL)需高出避雷器的保護水平，兩者的比值稱為配合系數(shù)。中國一般采用的配合系數(shù)值是1.4。對于500千伏變壓器，國際電工委員會(IEC)規(guī)定，配合系數(shù)需等于或大于1.2。

絕緣配合統(tǒng)計法

根據(jù)過電壓幅值及絕緣閃絡(luò)電壓的統(tǒng)計特性，算出絕緣故障率。改變敏感的影響因素，使故障率達(dá)到可以被接受的程度，合理地確定絕緣水平。統(tǒng)計法不僅能定量地給出絕緣配合的安全程度，還可按照設(shè)備折舊費、運行費及事故損失費三者總和最小的原則進行優(yōu)化設(shè)計。困難在于隨機因素較多，某些統(tǒng)計規(guī)律還有待認(rèn)識。

從過電壓幅值與絕緣抗電強度都是隨機變量的事實出發(fā)，根據(jù)過電壓幅值及絕緣閃絡(luò)電壓的統(tǒng)計特性，算出絕緣故障率。改變敏感的影響因素，使故障率達(dá)到可以被接受的程度，在技術(shù)經(jīng)濟比較的基礎(chǔ)上，合理地確定絕緣水平。

這種方法不僅能定量地給出絕緣配合的安全程度，還可以按照設(shè)備折舊費、運行費及事故損失費三者總和最小的原則進行優(yōu)化設(shè)計。研究得比較多的是以過電壓幅值的概率分布為基礎(chǔ)的統(tǒng)計法。

在超高壓電力系統(tǒng)中降低絕緣水平有顯著的經(jīng)濟效益。自恢復(fù)絕緣的絕緣強度統(tǒng)計特性相對比較容易獲得。70年代以來，國際上推薦對超高壓電力系統(tǒng)的自恢復(fù)絕緣采用統(tǒng)計法進行絕緣配合。

統(tǒng)計法的困難在于隨機因素較多，某些隨機因素的統(tǒng)計規(guī)律還有待積累資料與認(rèn)識，低概率密度部分的資料比較難取得。算出的故障率， 通常比實際的大很多，還有待在應(yīng)用中不斷完善。

絕緣配合簡化統(tǒng)計法

為了便于計算，假定過電壓及絕緣放電概率的統(tǒng)計分布均服從正態(tài)分布。國際電工委員會（IEC）及中國國家絕緣配合標(biāo)準(zhǔn)，推薦采用出現(xiàn)的概率為 2%的過電壓作為統(tǒng)計（最大）過電壓Uw，再取閃絡(luò)概率為10%的電壓作為絕緣的統(tǒng)計耐受電壓Uw，在不同的統(tǒng)計安全系數(shù) γ=Uw/Us的情況下，計算出絕緣的故障率 R。根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟比較，在成本與故障率間協(xié)調(diào)，定出可以接受的R 值 ，再根據(jù)相應(yīng)的γ及Us，確定絕緣水平。為了在實際應(yīng)用中便于計算，假定過電壓及絕緣放電概率的統(tǒng)計分布均服從正態(tài)分布。

簡化統(tǒng)計法與慣用法同樣簡單易行，并有現(xiàn)成曲線可查。雖然故障率的數(shù)值不一定很準(zhǔn)確,但便于在工程上作方案比較,因而應(yīng)用很廣泛。

研究絕緣配合的目的在于綜合考慮電工設(shè)施可能承受的作用電壓（工作電壓及過電壓）。

電工設(shè)備經(jīng)常在電力系統(tǒng)工作電壓下運行，還會受到各種過電壓作用。電工設(shè)備絕緣對各種作用電壓都具有一定限度的耐受能力。當(dāng)絕緣性能被破壞時，會造成設(shè)備損壞甚至系統(tǒng)停電事故。為了避免上述損失，必須保證電工設(shè)備具有規(guī)定的絕緣強度，這就是絕緣水平。確定絕緣水平要求在技術(shù)上處理好作用電壓、限制過電壓的措施、絕緣耐受能力三者之間相互配合的關(guān)系，還要求在經(jīng)濟上協(xié)調(diào)投資費用、維護費用和事故損失費用等之間的關(guān)系，以達(dá)到較好的綜合經(jīng)濟效益。

中國于1964年實施了國家標(biāo)準(zhǔn)《高壓電氣設(shè)備絕緣試驗電壓和試驗方法》。此標(biāo)準(zhǔn)由原第一機械工業(yè)部、水利電力部提出，經(jīng)中華人民共和國科學(xué)技術(shù)委員會批準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)適用于3～220千伏電壓等級的交流三相電工設(shè)備。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，經(jīng)國內(nèi)許多單位的努力，1983年又制訂出高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合的國家標(biāo)準(zhǔn)，并由國家標(biāo)準(zhǔn)局于同年12月26日發(fā)布,1985年10月1日開始實施。標(biāo)準(zhǔn)代號為GB311-83,同時取代1964年實施的國家標(biāo)準(zhǔn)。