ГОСТ Р 59028-2020
Передача электроэнергии постоянным током высокого напряжения. Преобразователи напряжения. Термины и определения

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

ПЕРЕДАЧА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ

Термины и определения

(IEC 62747:2019, Terminology for voltage-sourced converters (VSC) for high-voltage direct current (HVDC) systems, MOD)

Издание официальное

Сшщчш«ф1ЧИ

20»

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский институт по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения» (ОАО «НИИПТ») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 016 «Электроэнергетика»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 ноября 2020 г. № 1165-ст

4    Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту МЭК 62747:2019 «Преобразователи напряжения (ПН) для систем постоянного тока высокого напряжения (ПТВН). Терминология» [IEC 62747:2019 «Terminology for voltage-sourced converters (VSC) for high-voltage direct current (HVDC) systems». MOD] путем изменения отдельных фраз. слов, ссылок, которые выделены в тексте курсивом, а также путем изменения содержания отдельных структурных элементов, которые выделены вертикальной линией, расположенной на полях напротив соответствующего текста. Оригинальный текст этих структурных элементов примененного международного стандарта и объяснения причин внесения технических отклонений приведены в дополнительном приложении ДБ.

В настоящий стандарт не включены пункты 9.6, 9.7. 12.10. примечания к пунктам 5.9, 9.21, 10.5 примененного международного стандарта. Указанные пункты и примечания, не включенные в основную часть настоящего стандарта, а также объяснения причин внесения технических отклонений приведены в дополнительном приложении ДВ.

Структура примененного международного стандарта изменена для приведения в соответствие с правилами, установленными в ГОСТ 1.5 (раздел 9). Сравнение структуры настоящего стандарта со структурой указанного международного стандарта приведено в дополнительном приложении ДГ.

Внесение указанных технических отклонений направлено на учет потребностей национальной экономики Российской Федерации и особенностей объекта стандартизации, характерных для Российской Федерации.

Международный стандарт разработан Подкомитетом SC 22F «Силовая электроника для систем передачи и распределения электроэнергии» Технического комитета ТС 22 «Системы и оборудование силовой электроники» Международной электротехнической комиссии (IEC).

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

Сведения о соответствии ссылочных национальных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте, приведены в дополнительном приложении ДА

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© IEC. 2019 — Все права сохраняются © Стандартинформ. оформление. 2020

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии II

Рисунок 4 — Фазный блок модульного многоуровневого преобразователя напряжения с двухуровневой компоновкой на основе полумосговых субмодулей

7.14 субмодуль с группой последовательных ППЗ-диод (cell): Функциональный блок ММПН, в котором каждый электронный ключ представлен несколькими последовательно подключенными парами ППЗ-диод.

Примечание — См. рисунок5.

Рисунок 5 — Фазный блок каскадного двухуровневого преобразователя напряжения на основе субмодулей с группой последовательных ЛПЗ-диод

7.15    диодный вентиль (diode valve): Полупроводниковый вентиль, используемый в некоторых схемах преобразователей напряжения, который содержит только диоды в качестве основных полупроводниковых устройств, вспомогательные цепи и компоненты, если таковые имеются.

7.16    ячейка диодного вентиля (diode valve level): Часть диодного вентиля, состоящая из диода и вспомогательных цепей и других компонентов, если таковые имеются.

7.17    вентиль динамического торможения (dynamic braking valve): Управляемое устройство, используемое для управления поглощением энергии резистором динамического торможения.

7.18    ячейка вентиля динамического торможения (dynamic braking valve level): Часть вентиля динамического торможения, состоящая из полностью управляемого полупроводникового прибора и связанного с ним диода, или из соединенных параллельно управляемых коммутационных устройств и диодов, или из полностью управляемых полупроводниковых приборов и диодов, соединенных по схеме полумоста, включая вспомогательные устройства и накопительный конденсатор, если таковые имеются.

7.19    вентиль (valve): Вентиль преобразователя напряжения, вентиль динамического торможения или диодный вентиль, в зависимости от контекста.

7.20    избыточные ячейки (redundant levels): Максимальное число подключенных последовательно ячеек в составе вентиля преобразователя напряжения или диодного вентиля, которые могут быть замкнуты накоротко снаружи или внутри во время работы без нарушения пределов или условий безопасной эксплуатации вентиля, что должно подтверждаться результатами типовых испытаний.

Примечания

1    Если данное число превышено, то требуется отключение вентиля для замены отказавших ячеек, или работа вентиля может быть продолжена в условиях повышенного риска возникновения отказов.

2    В вентиле каскадного двухуровневого преобразователя количество избыточных ячеек рассчитывается для каждого электронного ключа субмодуля.

7.21    конденсатор постоянного тока (d.c. capacitor): Конденсатор в схеме преобразователя напряжения, к которому прикладывается постоянное напряжение.

Примечание — Если преобразователь напряжения содержит вентили «коммутирующего типа», то конденсатор постоянного тока присоединяется к выводам постоянного тока вентилей. Если преобразователь напряжения содержит вентили типа «управляемый источник напряжения», то конденсаторы постоянного тока распределяются между структурными блоками преобразователя напряжения.

7.22    вентильный реактор (valve reactor): Реактор, подключенный последовательно с вентилем типа «управляемый источник напряжения» преобразователя напряжения.

Примечание — Один или более вентильных реакторов могут быть связаны с вентилем преобразователя напряжения и могут быть подключены в различных точках схемы преобразователя. Согласно данному определению, вентильные реакторы не входят в состав вентиля преобразователя напряжения. Однако существуют конструкции вентилей преобразователя напряжения, в которых вентильные ректоры входят в состав вентиля преобразователя напряжения, например, в составе каждой ячейки вентиля.

7.23    вентильный модуль (valve module): Наибольший функциональный блок вентиля, собранный и испытанный в заводских условиях, состоящий из одной или нескольких ячеек, субмодулей или субмодулвй с группой последовательных ПП3-диод, соединенных последовательно.

7.24    конструкция вонтиля (valve structure): Конструктивные компоненты вентиля, необходимые для физической фиксации вентильных модулей.

7.25    опора вентиля (valve support): Часть вентиля, которая используется для его электрической изоляции от земли и в качестве механической опоры.

7.26    многовентильный блок; МВБ (multiple valve unit MVU): Единая конструкция, содержащая более, чем один вентиль или фазный блок преобразователя напряжения, которые имеют общую опору вентиля.

Примечание — Не все конструкции преобразователей напряжения содержат МВБ.

7.27    вентильная секция (valve section): Сборочная группа, собранная для проведения испытаний, состоящая из нескольких ячеек вентиля и других компонентов, которая обладает электрическими характеристиками всего вентиля.

Примечание — В составе ячеек секции вентиля типа «управляемый источник напряжения» содержатся конденсаторы постоянного тока.

10

7.28 средняя точка преобразователя напряжения (midpoint VSC unit): Узел в схеме преобразователя напряжения, электрический потенциал которого равен среднему значению потенциалов положительного и отрицательного выводов постоянного тока преобразователя напряжения.

Примечание — В некоторых схемах преобразователей напряжения средняя точка не представлена физически в виде конкретного узла в схеме преобразователя.

8 Условия работы преобразователя

8.1    режим выпрямителя (выпрямление) (rectifier operation, rectification): Режим работы преобразователя или подстанции ПТВН, при котором энергия передается со стороны переменного тока на сторону постоянного тока.

Примечание — На рисунке 6 приведена векторная диаграмма напряжений системы переменного тока и преобразователя, переменного тока преобразователя для режима выпрямителя.

8.2    режим инвертора (инвертирование) (inverter operation, inversion): Режим работы преобразователя или подстанции ПТВН. при котором энергия передается со стороны постоянного тока на сторону переменного тока.

Примечание — На рисунке 6 приведена векторная диаграмма напряжений системы переменного тока и преобразователя, переменного тока преобразователя для режима инвертора.

8.3    емкостной режим (capacitive operation): Режим работы, при котором преобразователь выдает реактивную мощность в систему переменного тока, при этом возможен обмен активной мощностью между преобразователем напряжения и системой переменного тока.

8.4    индуктивный режим (inductive operation): Режим работы, при котором преобразователь потребляет реактивную мощность из системы переменного тока, при этом возможен обмен активной мощностью между преобразователем напряжения и системой переменного тока.

8.5    режим СТАТКОМ (STATCOM operation): Режим работы, при котором происходит обмен только реактивной мощностью (емкостной или индуктивной) между преобразователем и системой переменного тока.

8.6    рабочое состояние (operating state): Состояние, в котором подстанция ПТВН находится под напряжением и преобразователи разблокированы.

Примечание — В отличие от преобразователя с линейной коммутацией, преобразователь напряжения может находиться в рабочем состоянии с нулевой активной/реактивной выходной мощностью.

8.7    рабочее состояние без нагрузки (no-load operating state): Состояние, в котором подстанция ПТВН находится под напряжением, однако ППЗ заперты, при этом все необходимые сервисные нагрузки подстанции и вспомогательное оборудование присоединены.

8.8    рабочее состояние в холостом режиме (idling operating state): Состояние, в котором подстанция ПТВН находится под напряжением и на ППЗ лобаны отпирающие импульсы, однако обмен активной и реактивной мощностями между преобразователем и системой переменного тока не осуществляется.

Примечания

1    Условия «холостого режима» и «режима без нагрузки» очень близки, однако для начала передачи энергии из режима без нагрузки может потребоваться несколько секунд, в то время как из рабочего состояния в холостом режиме передача электроэнергии может быть начата практически немедленно (менее, чем за три периода частоты сети переменного тока).

2    В отличив от режима без нагрузки, в холостом рабочем режиме можно регулировать напряжение на стороне постоянного тока.

3    Потери в режиме без нагрузки в целом немного меньше в сравнении с холостым рабочим режимом, таким образом, рабочий режим без нагрузки предпочтителен, если конфигурация системы преобразователя напряжения позволяет работу в этом режиме.

8.9    запертое состояние (blocked state): Состояние, в котором все вентили преобразователя напряжения заперты.

8.10    заряд конденсаторов преобразователя (converter charging): Переходное состояние преобразователя. в котором преобразователь напряжения соединен с сетью переменного тока через зарядный резистор.

Примечание — Зарядный резистор требуется не во всех схемно-режимных условиях.

8.11 коэффициент модуляции р (modulation index М): Отношение амплитудного фазного напряжения преобразователя к напряжению между выводами постоянного тока преобразователя, деленному на два.

где 1/_с1 — действующее значение линейного напряжения U_c на основной частоте:

U_c — выходное напряжение одного фазного блока преобразователя напряжения, измеренное на выводах переменного тока: и_Лс — выходное напряжение одного фазного блока преобразователя напряжения, измеренное на его выводах постоянного тока.

Примечание — В некоторых случаях коэффициент модуляции определяется по отношению к выходному сигналу прямоугольной формы, что означает, что величина коэффициента модуляции не может превышать 1. В этом случае в формулу для вычисления коэффициента модуляции добавляется множитель п/4 [ц(го'4)]. Это определение в основном относится к двухуровневым преобразователям, работающим по принципу широтно-импульсной модуляции.

Рисунок 6 — Векторы напряжения системы переменного тока, напряжения переменного тока преобразователя и переменного тока преобразователя в режиме выпрямителя (R) и инвертора (I)

8.12    положительное проводящее состояние (positive conducting state): Состояние пары /7/73-диод. при котором ток нагрузки течет через ППЗ от коллектора к эмиттеру.

8.13    отрицательное проводящее состояние (negative conducting state): Состояние пары /7/73-диод. при котором ток нагрузки течет через обратный диод от анода к катоду.

8.14    положительный ток вентиля (positive valve current): Ток через вентиль течет от положительного вывода постоянного тока к отрицательному выводу постоянного тока или. в случае диодного вентиля, ток через вентиль течет от анода к катоду.

8.15    отрицательный ток вонтиля (negative valve current): Ток через вентиль течет от отрицательного вывода постоянного тока к положительному выводу постоянного тока.

8.16    положительный вывод вонтиля (positive valve terminal): Вывод вентиля, который расположен наиболее близко к положительному выводу постоянного тока преобразователя напряжения.

8.17    отрицательный вывод вентиля (negative valve terminal): Вывод вентиля, который расположен наиболее близко к отрицательному выводу постоянного тока преобразователя напряжения.

8.18    напряжение на вентиле (valve voltage): Разница потенциалов между положительным и отрицательным выводами вентиля.

8.19    закрытое состояние вентиля (valve blocking state): Состояние вентиля, в котором все ППЗ закрыты.

8.20    управление ППЗ (IGBT gating): Операция управления ППЗ. осуществляемая с целью установления или прерывания тока в ППЗ.

8.21    режим короткого замыкания ППЗ (short-circuit failure mode): Состояние ППЗ. при котором ППЗ не способен выдерживать прикладываемое напряжение, но может безопасно проводить ток в любом направлении.

8.22    рабочее состояние структурных блоков ММПН (ММС building block operating states): Состояние. в котором могут находиться структурные блоки ММПН при работе системы ПТВН.

8.22.1    зашунтирован (bypassed): Рабочее состояние, в котором ППЗ одного или нескольких электронных ключей включены таким образом, что ток вентиля не протекает через конденсатор постоянного тока субмодуля/субмодуля с группой последовательных ППЗ-диод.

8.22.2    активен (active): Рабочее состояние, в котором ППЗ одного или нескольких электронных ключей включены таким образом, что ток вентиля протекает через конденсатор постоянного тока суб-модупя/субмодуля с группой последовательных ППЗ-диод.

8.22.3    зашунтирован с целью защиты (protectively bypassed): Критическое рабочее состояние, в котором ток вентиля протекает через защитное устройство, которое не является /7/73/диодом(ами), для защиты структурного блока ММПН или его компонентов от повреждения.

Примечание — Шунтирование может быть временным или постоянным, в зависимости от типа аварии.

8.22.4    запирание преобразователя (converter blocking): Совокупность операций, выполняемых для прекращения дальнейшей работы преобразователя путем снятия отпирания.

Примечание — См. ДБ.1 (приложение ДБ).

8.23    защитное запирание вентиля (valve protective blocking): Операция аварийного запирания всех ППЗ в одном или нескольких вентилях с целью защиты вентиля или преобразователя от перегрузок по току и напряжению.

8.24    отпирание преобразователя (converter deblocking): Совокупность операций, выполняемых для восстановления работы преобразователя напряжения путем подачи управляющих импульсов.

Примечание — См. ДБ.2 (приложение ДБ).

8.25    отношение короткого замыкания; ОКЗ (short-circuit ratio): Отношение мощности короткого замыкания сети переменного тока (MBA) при номинальном напряжении в точке подключения к шине переменного тока подстанции ПТВН к номинальной мощности постоянного тока подстанции ПТВН (МВт).

8.26    эффективное отношение короткого замыкания; ЭОКЗ (effective short-circuit ratio): Отношение мощности короткого замыкания сети переменного тока (MBA) при номинальном напряжении в точке подключения к шине переменного тока подстанции ПТВН. уменьшенной на величину реактивной мощности шунтирующих конденсаторных батарей и фильтров переменного тока, подключенных к этой точке (МВАр). к номинальной мощности постоянного тока подстанции ПТВН (МВт).

9 Системы и подстанции постоянного тока высокого напряжения

9.1    система ПТВН (HVDC system): Электроэнергетическая система, которая осуществляет передачу электроэнергии при помощи постоянного тока высокого напряжения между двумя или более узлами переменного тока.

9.2    система электропередачи ПТВН (HVDC transmission system): Система ПТВН, предназначенная для передачи энергии между двумя и более географическими пунктами.

9.3 двухподстанционная передача ПТВН (two-terminal HVDC transmission system): Разновидность электропередачи ПТВН. состоящей из двух преобразовательных подстанций и линии постоянного тока между ними.

Примечание — См. ДБ.З (приложение ДБ).

9.4    многоподстанционная передача ПТВН; МППТВН (multiterminal HVDC transmission system): Разновидность электропередачи ПТВН. состоящей из трех и более преобразовательных подстанций и линий постоянного тока между ними.

Примечание — См. ДБ.4 (приложение ДБ).

9.5    симметричный монополь (symmetrical monopole): Часть системы ПТВН. состоящая из оборудования подстанций ПТВН и линий электропередачи, если таковые имеются, которые в нормальном режиме работы имеют равные и противоположные полярности постоянного напряжения относительно земли, без применения последовательного соединения преобразователей на каждой из преобразовательных подстанций.

Примечания

1    Термин «симметричный монополь» используется, несмотря на то. что имеются две полярности напряжения постоянного тока, так как в отличие от биполя системы ПТВН. симметричный монополь не позволяет обеспечить требуемую степень резервирования.

2    См. ДБ.5 (приложение ДБ).

9.6    параллельное соединение преобразователей (parallel converter configuration): Два или более преобразователей, расположенные на одной подстанции, подключенные к одной и той же системе переменного и постоянного тока, и соединенные параллельно на сторонах постоянного и переменного тока.

9.7    последовательное соединение преобразователей (series converter configuration): Два или более преобразователей, расположенные на одной подстанции, подключенные к одной и той же системе переменного и постоянного тока, и соединенные параллельно на стороне переменного тока и последовательно на стороне постоянного тока.

9.8    реверсивная система ПТВН (bi-directional HVDC system): Система ПТВН. предназначенная для передачи энергии в обоих направлениях.

9.9    нереверсивная система ПТВН (uni-directional HVDC system): Система ПТВН. предназначенная для передачи энергии только в одном направлении.

9.10    вставка ПТВН (HVDC back-to-back system): Разновидность системы ПТВН. состоящая из двух преобразовательных устройств, расположенных на одной подстанции, в состав которой не входит линия постоянного тока.

Примечание — См. ДБ.6 (приложение ДБ).

9.11    полюс системы ПТВН (полюс) (HVDC system pole): Часть системы ПТВН. состоящая из всего оборудования подстанций ПТВН линий электропередачи, если таковые имеются, которые в нормальном режиме работы имеет одинаковую полярность постоянного напряжения относительно земли.

Примечание —См. рисунок 7.

9.12    биполь системы ПТВН (биполь) (HVDC system bipole): Часть системы ПТВН. состоящая из двух полюсов системы ПТВН. которые в нормальном режиме работы имеют противоположные полярности постоянного напряжения относительно земли.

9.13    биполярная система ПТВН (bipolar HVDC system): Система ПТВН с двумя полюсами противоположной полярности относительно земли (см. рисунок 7).

Рисунок 7 — Пример биполярной системы ПТВН с возвратом по земле

9.14    возврат тока через землю (earth return): Режим работы, при котором обратный ток между нейтралями подстанций ПТВН проходит через землю.

9.15    возврат тока через обратный провод (metallic return): Режим работы, при котором обратный ток между нейтралями подстанций ПТВН проходит через обратный провод.

Примечание — Обратный провод может представлять собой специальный нейтральный провод или высоковольтный провод.

9.16    монополярная система ПТВН (monopolar HVDC system): Система ПТВН. имеющая только один полюс.

9.17    симметричная монополярная система ПТВН (symmetrical monopolar HVDC system): Система ПТВН. содержащая только один симметричный монополь.

Примечания 1    См. рисунок 8. 2    См. ДБ.7 (приложение ДБ).

Рисунок 8 — Симметричная монополярная система ПТВН на основе преобразователей напряжения с заземлением средней точки конденсаторов на стороне постоянного тока

9.18 асимметричная монополярная система ПТВН (asymmetrical monopolar HVDC system): Система ПТВН. состоящая из одного преобразовательного устройства, или двух или более параллельно соединенных преобразовательных устройств на каждой подстанции, и линий электропередачи между ними, если таковые имеются, у которых в нормальном режиме работы один из двух выводов постоянного тока заземлен по крайне мере на одной подстанции.

Примечание — См. рисунки 9 и 10.

9.19    преобразовательная подстанция ПТВН (HVDC converter station): Часть системы ПТВН. состоящая из одного или нескольких установленных в непосредственной близости друг к другу преобразовательных устройств, зданий, реакторов, фильтров, источников реактивной мощности, оборудования для управления, регулирования, мониторинга, защиты, измерения и другого подетанционного оборудования (см. рисунок 7).

9.20    линия электропередачи ПТВН (HVDC transmissron line): Часть системы электропередачи ПТВН, состоящая из воздушных линий и (или) кабелей.

Примечание — Линии электропередачи ПТВН подводят к подстанциям ПТВН.

9.21    заземляющий электрод (earth electrode): Набор проводящих элементов, размещенных в земле или в море, обеспечивающих путь с малым сопротивлением от заданной точки цели постоянного тока к земле, и способных пропускать постоянный ток в течение продолжительного времени.

9.22    заземляющая линия (earth electrode line): Изолированная линия между шиной нейтрали постоянного тока подстанции ПТВН и заземляющим электродом.

9.23    точка общего присоединения; ТОП (point of common coupling): Узел подключения преобразовательной станции ПТВН к расположенной рядом системе переменного тока.

9.24    точка общего присоединения — сторона постоянного тока: ТОП-ПТ (point of common coupling — d.c. side): Узел подключения преобразовательной подстанции ПТВН к линии электропередачи постоянного тока.

10 Оборудование подстанции постоянного тока высокого напряжения

На рисунке 11 приведены основные компоненты, которые могут входить в состав подстанции с преобразователем напряжения.

10.1    выключатель подстанции ПТВН (HVDC substation circuit breaker): Выключатель, который расположен на стороне переменного тока и предназначен для подключения и отключения подстанций ПТВН.

10.2    зарядный резистор (pre-insertion resistor): Резистор, подключаемый на короткий промежуток времени во время подачи напряжения на подстанцию ПТВН для уменьшения токов заряда в цепи постоянного тока.

Примечание — Зарядный резистор может быть совмещен с автоматическим выключателем подстанции.

10.3    фильтр (гармоник) на стороне пороменного тока (AC harmonic filter): Фильтр, предназначенный для ограничения гармоник тока, поступающих в примыкающую систему переменного тока, а также для предотвращения усиления существующих гармоник в системе переменного тока.

Примечание — Фильтры гармоник переменного тока могут быть установлены на сетевой или на вентильной сторонах преобразовательного трансформатора.

10.4    фильтр высших гармоник на стороне переменного тока (AC high frequency filter): Фильтр на стороне переменного тока преобразователя, предназначенный для ограничения проникновения генерируемых преобразователем высших гармоник в примыкающую систему переменного тока.

Примечание — Фильтры высших гармоник могут бьгтъ установлены на сетевой или на вентильной сторонах преобразовательного трансформатора.

10.5    преобразовательный трансформатор (interface transformer): Трансформатор (если таковой имеется), через который энергия передается из сети переменного тока к одному или нескольким преобразователям напряжения или в обратном направлении.

10.6    фазный реактор (phase reactor): Реактор, подключенный к выводу переменного тока фазного блока преобразователя напряжения, являющийся частью индуктивности связи.

10.7    конденсатор постоянного тока преобразователя напряжения (VSC d.c. capacitor). Конденсаторная батарея(и) (если таковая имеется), подключенная между двумя выводами постоянного тока преобразователя напряжения.

10.8    блокирующий реактор синфазных гармоник (common mode blocking reactor): Реактор (если таковой имеется), предназначенный для подавления синфазных составляющих гармоник в кабельной или воздушной линии передачи постоянного тока.

10.9    фильтр гармоник постоянного тока (d.c. harmonic filter): Фильтр на стороне постоянного тока преобразователя напряжения (если таковой имеется), предназначенный для ограничения проникновения генерируемых преобразователем напряжения гармоник в линию постоянного тока.

10.10    реактор постоянного тока (d.c. reactor). Реактор, подключенный последовательно с преобразователем напряжения на стороне постоянного тока, основная функция которого заключается в сглаживании пульсаций постоянного тока и снижении токов при переходных процессах.

10.11    ограничитель перенапряжений преобразовательного устройства (converter unit arrester): Ограничитель перенапряжений, подключенный к выводам постоянного тока преобразовательного устройства.

10.12    ограничитель перенапряжений шины постоянного тока преобразовательного устройства (converter unit d.c. bus arrester): Ограничитель перенапряжений, подключенный между высоковольтной шиной постоянного тока преобразовательного устройства и землей подстанции.

Содержание

1    Область применения.................................................................1

2    Нормативные ссылки.................................................................1

3    Обозначения и сокращения................................... 2

3.1    Обозначения....................................................................2

3.2    Перечень подстрочных индексов....................................................2

3.3    Сокращения........................................ 3

4    Графические символы................................... 4

5    Общие термины, относящиеся к схемам преобразователей.................................4

6    Схемы преобразователей напряжения...................................................5

7    Преобразовательные устройства и вентили..............................................5

8    Условия работы преобразователя......................................................11

9    Системы и подстанции постоянного тока высокого напряжения.............................13

10    Оборудование подстанции постоянного тока    высокого напряжения.........................16

11    Режимы управления................................................................19

12    Иерархия системы управления.......................................................19

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных национальных стандартов

международным стандартам, использованным в качестве ссылочных

в примененном международном стандарте..................................22

Приложение ДБ (справочное) Положения МЭК 62747:2019, которые применены в настоящем

стандарте с модификацией их содержания..................................23

Приложение ДВ (справочное) Положения МЭК 62747:2019, которые не включены в основную

часть настоящего стандарта..............................................24

Приложение ДГ (справочное) Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой

примененного в нем международного стандарта.............................25

Библиография.......................................................................27

Алфавитный указатель терминов на русском языке........................................28

Общая 1ожл иясхшжких подкпхнений в системе переменного тока

Общая гсмг-1 мосиоямих подключений в системе пе ременного юта

1 — автоматическим выключатель; 2 зарядный резистор. 3 — фильтр высших гарионик переменною тока; 4 ■■ фильтр высоких частот переменного тока; 5 — преобразовательный трансформатор, б — фильтр гармоник на вентильноо стороне преобразовательного трансформатора; 7, 8 — фильтр высших гармоник на стороне переменного тока1*; 9 -- преобразователь напряжения; 10 - конденсатор постоянного тока преобразователя напряжения; Jf фильтр гармоник на стороне постоянного тока; 12 - система динамического торможения. 13 — цепь заземления нейтральной точки21; 14 — реактор постоянного тока; Г5 — кабель или воздушная пиния передачи электроэнергии постоянного тока

Примечания

1    Вентильный реактор может входить в состав вентиля, либо поставляться как отдельный компонент вентиля.

2    В некоторых конструкциях преобразователя напряжения, конденсатор постоянного тока преобразователя напряжения может быть частично или полностью распределен между тремя фазными блоками преобразователя напряжения, в таком случае они являются конденсаторами субмодулей.

Рисунок 11 — Основные компоненты, которые могут входить в состав подстанции с преобразователем напряжения

10.13    аппарат для переключения на возврат тока через обратный провод: ВОП (metallic return transfer breaker): Коммутационный аппарат, используемый для переключения постоянного тока с контура возврата через землю в контур возврата через обратный провод.

10.14    аппарат для переключения на возврат тока через землю; ВЗ (earth return transfer breaker): Коммутационный аппарат, используемый для переключения постоянного тока с контура возврата через обратный провод в контур возврата через землю.

10.15    аппарат для переключения шины нейтрали; ПШН (neutral bus switch): Коммутационный аппарат, включенный в нейтраль полюса, используемый для перенаправления тока подпитки короткого замыкания из нейтрали в контур возврата через обратный провод или через землю.

В некоторых конструкциях преобразователя напряжения фазные реакторы могут выполнять часть функций фильтра высших гармоник на стороне преобразователя.

²) Схема и место расположения ветви заземления нейтральной точки может отличаться в зависимости от конструкции преобразователя напряжения.

ГОСТ Р 59028-2020 (МЭК 62747:2019)

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПЕРЕДАЧА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ

Термины и определения

High-voltage direct current transmission. Voltage-sourced converters. Terms and definitions

Дата введения — 2021—01—01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает термины и определения понятий, относящихся к системам передачи электроэнергии поспюянного тока высокого напряжения (далее — ПТВН) и преобразовательным подстанциям ПТВН на основе самокоммутирующихся преобразователей напряжения.

Настоящий стандарт распространяется на преобразователи напряжения на основе биполярных транзисторов с изолированным затвором, однако также может использоваться и для полупроводниковых устройств другого типа, которые могут запираться и отпираться посредством управляющего действия.

Настоящий стандарт не распространяется на преобразователи с линейной коммутацией (преобразователи тока) для систем передачи электроэнергии ПТВН.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 59027 (МЭК 60633:2019) Передача электроэнергии постоянным током высокого напряжения. Термины и определения

ГОСТ Р МЭК 60617-DB-12M Графические символы для схем (в формате базы данных)

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

Издание официальное

3 Обозначения и сокращения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения и сокращения.

3.1    Обозначения

В данном пункте приведены только наиболее часто употребляемые обозначения (см. рисунок 1): U_dc — постоянное напряжение преобразователя: и_бре — постоянное напряжение полюс-земля;

4ipp — постоянное напряжение полюс-полюс;

U_L — линейное напряжение на сетевой стороне преобразовательного трансформатора (действующее значение с учетом гармоник);

U_Le — фазное напряжение относительно земли на сетевой стороне преобразовательного трансформатора (действующее значение с учетом гармоник);

U_c — линейное напряжение на вентильной стороне преобразовательного трансформатора (действующее значение, с учетом гармоник);

1/_се — фазное напряжение на вентильной стороне преобразовательного трансформатора относительно земли (действующее значение, с учетом гармоник):

Ц,_ц — напряжение между выводами вентиля;

/_с — ток вентильной обмотки преобразовательного трансформатора (действующее значение, с учетом гармоник);

/_d — постоянный ток;

/_L — ток сетевой обмотки преобразовательного трансформатора (действующее значение, с учетом гармоник);

— номинальное значение /_L;

/_у — ток вентиля.

3.2    Перечень подстрочных индексов

е — земля; р — полюс;

d — постоянный ток или напряжение;

I — сетевая сторона преобразовательного трансформатора; с — вентильная сторона преобразовательного трансформатора; v — ток через вентиль или напряжение между выводами вентиля; tt — напряжение или ток между выводами.

Пакжтаъм)* вымя постоянного тога

Рисунок 1 — Обозначение электрических величин и терминов, относящихся к преобразователю напряжения

3.3 Сокращения

БТИЗ (IGBT) — биполярный транзистор с изолированным затвором:

ВЗ (ERTB) — аппарат для переключения на возврат тока через землю;

ВОП (MRTB) — аппарат для переключения на возврат тока через обратный провод:

ЗВШН (NBGS) — заземляющий выключатель шины нейтрали:

КДУПН (CTL) — каскадный двухуровневый преобразователь напряжения;

МВБ (MVU) — многовентильный блок;

ММПН (ММС) — модульный многоуровневый преобразователь напряжения,

МППТВН (MTDC) — многоподстанционная передача постоянного тока высокого напряжения:

ОД (FWD) — обратный диод;

ОКЗ (SCR) — отношение короткого замыкания;

ПН — преобразователь напряжения.

ППЗ — полупроводниковый прибор запираемый;

ПТВН (HVDC) — постоянный ток высокого напряжения;

ПШН (NBS) — аппарат для переключения шины нейтрали;

ТОП (РСС) — точка общего присоединения:

ШУ (VBE. VCU) — шкаф управления вентильным блоком:

ЭОКЗ (ESCR) — эффективное отношение короткого замыкания.

Примечание — Устройство, именуемое « выключателем», может быть не предназначено для отключения токов короткого замыкания.

ключается между тремя выводами пероменного тока и двумя выводами постоянного тока (применительно к ПТВН).

5.3    преобразователь напряжения; ПН (voltage-sourced converter): Преобразователь переменного тока в постоянный или постоянного в переменный, который обеспечивает сглаженное постоянное напряжение, содержащий конденсатор на стороне постоянного тока или множество распределенных конденсаторов постоянного тока в плечах преобразователя.

5.4    плечо преобразователя (плечо) (arm, converter arm): Часть схемы моста между точкой, к которой присоединен фазный вывод переменного тока, и выводом постоянного тока.

5.5    коммутация (commutation): Переход тока из одного контура в другой с одновременным протеканием тока в обоих контурах во время этого процесса.

5.6    линейная коммутация (line commutation): Способ коммутации, при котором коммутирующее напряжение обеспечивается системой переменного тока.

5.7    самокоммутация (self-commutation): Способ коммутации, при котором коммутирующее напряжение обеспечивается элементами преобразователя или электронного ключа.

5.8    коммутирующее напряжение (commutating voltage): Напряжение, которое обеспечивает коммутацию тока.

5.9    индуктивность контура коммутации (commutation inductance): Результирующая индуктивность контура коммутации, состоящего из двух коммутирующих плеч и источника коммутирующего напряжения.

5.10    индуктивность связи (coupling inductance): Результирующая индуктивность между точкой общего присоединения и выводом постоянного тока вентиля, приведенная к напряжению на вентильной стороне преобразовательного трансформатора.

6    Схемы преобразователей напряжения

6.1    двухуровневый преобразователь напряжения (two-level converter): Преобразователь, в котором напряжение между выводами переменного тока (см. 7.6) и средней точкой (см. 7.28) принимает два дискретных знамения.

6.2    трехуровневый преобразователь напряжения (three-level converter): Преобразователь, в котором напряжение между выводами переменного тока (см. 7.6) и средней точкой (см. 7.28) принимает три дискретных значения.

6.3    многоуровневый преобразователь напряжения (multi-level converter): Преобразователь, в котором напряжение между выводами переменного тока (см. 7.6) и средней точкой (см. 7.28) может принимать более чем три дискретных значения.

6.4    модульный многоуровневый преобразователь напряжения; ММПН (modular multi-level converter): Многоуровневый преобразователь, в котором каждый вентиль преобразователя напряжения (см. 7.8, 7.9) состоит из нескольких подключенных последовательно структурных блоков ММПН (см. 7.11).

6.5    каскадный двухуровневый преобразователь напряжения; КДУПН (cascaded two-level converter): Модульный многоуровневый преобразователь, в котором каждое положение электронного ключа создается несколькими последовательно соединенными парами ППЗ-диод (см. 7.4).

7    Преобразовательные устройства и вентили

7.1    полупроводниковый прибор запираемый (turn-off semiconductor device): Управляемый полупроводниковый прибор, который включается и выключается посредством управляющего сигнала, например. БТИЗ.

7.2    биполярный транзистор с изолированным затвором; БТИЗ (insulated gate bipolar transistor): Запираемый по управляющему электроду (затвору) полупроводниковый прибор с тремя выводами: выводом затвора (G) и двумя выводами нагрузки — эмиттером (Е) и коллектором (С).

7.3    обратный диод; ОД (free-wheeling diode): Силовой полупроводниковый прибор с вольт-амперной диодной характеристикой, включенный встречно-параллельно БТИЗ.

Примечания

1    Обратный диод имеет два вывода: анод (А) и катод (К).

2    Ток через обратный диод течет в направлении, обратном направлению тока через БТИЗ.

7.4    пара ЛЛЗ-диод (IGBT-diode pair): Силовой модуль, состоящий из /7/73 и обратного диода, которые подключены встречно-параллельно.

Примечание — Пара ЛЛЗ-диод обычно представпяет собой единый силовой модуль, а также может состоять из отдельных ППЗ и (или) диодов, соединенных параллельно.

7.5    преобразовательное устройство (converter unit): Действующее устройство, включающее все оборудование, подключенное между точкой общего присоединения на стороне переменного тока и точкой общего присоединения на стороне постоянного тока, содержащее один или несколько преобразователей напряжения, один или несколько преобразовательных трансформаторов, оборудование для управления преобразовательным устройством, защитную и коммутационную аппаратуру и вспомогательные устройства, если таковые имеются, служащее для преобразования переменного тока в постоянный или наоборот.

Примечание — См. рисунок 3.

7.6    преобразователь напряжения (VSC unit): Действующее устройство, содержащее три фазных блока преобразователя напряжения, оборудование для управления устройством, защитную и коммутационную аппаратуру, конденсаторы постоянного тока, фазные реакторы, вспомогательные устройства, если таковые имеются, служащее для преобразования переменного тока в постоянный или наоборот.

Примечание —См. рисунок3.

7.7    фазный блок преобразователя напряжения (VSC phase unit). Оборудование преобразователя напряжения, посредством которого два вывода постоянного тока различной полярности подключаются к одному выводу переменного тока.

Примечание — В наиболее простой конфигурации фазный блок преобразователя напряжения состоит из двух вентилей преобразователя напряжения, в некоторых случаях он также может включать вентильные реакторы. В состав фазного блока преобразователя напряжения также может входить оборудование управления и защиты, а также другие компоненты.

7.8    вентиль «коммутирующего» типа преобразователя напряжения (VSC switch valve type): Компоновка пар ППЗ-диод. соединенных последовательно, переключения которых происходят одновременно. как у единого функционального устройства.

Рисунок 3 — Преобразователь напряжения

Примечания

1    В некоторых конструкциях преобразователя напряжения фазные реакторы могут выполнять часть функций высокочастотного фильтра на стороне преобразователя. В некоторых конструкциях преобразователя напряжения часть фазных реакторов или все фазные реакторы могут быть частью «фазных блоков преобразователя напряжения» и именоваться «вентильными реакторами».

2    Некоторые конструкции преобразователя напряжения содержат множество конденсаторов постоянного тока, частично или полностью распределенных между тремя «фазными блоками преобразователя напряжения», в этом случав конденсатор называется «конденсатор субмодуля» (d.c. submodule capacitor).

3    Упомянутые выше вентили и (или) фазные реакторы присутствуют не во всех вариантах конструкций преобразователей напряжения.

4    На рисунке 3 приведена схема типового преобразователя напряжения.

7.9    вентиль типа «управляемый источник напряжения» преобразователя напряжения (VSC controllable voltage source type valve): Полностью управляемый сборный конструктивный элемент источника напряжения, который, как правило, подключен между одним выводом переменного тока и одним выводом постоянного тока.

7.10    ячейка вентиля преобразователя напряжения (VSC valve level): Наименьший неделимый функциональный блок вентиля преобразователя напряжения.

Примечание — В любом вентиле преобразователя напряжения, в котором ППЗ подключены последовательно и переключаются одновременно, одна ячейка вентиля преобразователя напряжения состоит из одной пары П/73-диод. включая вспомогательные устройства (см. рисунок 4). В вентилях модульных многоуровневых преобразователей напряжения, которые не содержат последовательно подключенных пар /7/73-диод, ячейка вентиля представлена одним субмодулем, включая вспомогательные устройства (см. рисунок 5).

7.11    структурный блок ММПН (ММС building block): Независимый управляемый источник напряжения с двумя выводами, содержащий конденсатор(ы) постоянного тока и вспомогательные устройства. который формирует часть ММПН.

7.12    электронный ключ (switch position): Полупроводниковое устройство, которое функционирует как электронный ключ.

Примечание — Электронный ключ может состоять из одной пары /7/73-диод или из нескольких последовательно соединенных пар /7/73-диод в случае каскадного двухуровневого преобразователя.

7.13    субмодуль (submodule): Функциональный блок ММПН. в котором каждый электронный ключ представлен только одной парой ППЗ-диод.

Примечание —См. рисунок4.