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国家标准计划《高原电工产品特殊试验方法 第1部分:工频/谐波复合电流》由 TC330(全国高原电工产品环境技术标准化技术委员会)归口 ,主管部门为中国电器工业协会

主要起草单位 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司电力科研院昆明电器科学研究所中国电力科学研究院有限公司国网四川省电力公司电力科学研究院国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司国网湖北省电力公司电力科学研究院中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局中国南方电网有限责任公司超高压输电公司大理局云南电网有限责任公司电力科学研究院等

目录

基础信息

制修订
制定
项目周期
18个月
申报日期
2023-03-30
公示开始日期
2024-04-12
公示截止日期
2024-05-12
标准类别
方法
国际标准分类号
29.020
29 电气工程
29.020 电气工程综合
归口单位
全国高原电工产品环境技术标准化技术委员会
执行单位
全国高原电工产品环境技术标准化技术委员会
主管部门
中国电器工业协会

起草单位

与国家标准同步制定外文版

编号 语种 翻译承担单位 国内外需求情况
1 EN 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司电力科研院 高压输电技术是解决世界各国能源分布与经济发展不均衡的重要技术手段,并在世界范围内得到广泛应用。为应对全球气候变化,减少全球温室气体排放,高压输电技术也成为将高原地区的风力、光伏等清洁能源输送至经济发达区域的首选方案,如平均海拔1871米的智利正在筹建±600千伏直流输电工程,其输送功率达300万千瓦;平均海拔1500米的伊朗未来将建设数十条高压输电工程;我国未来将大力开发西藏水电送出,西藏平均海拔4500米,建设的特高压直流线路10余回,输送容量高达6000万千瓦。目前中国已作为主要的建设方开展智利高海拔直流工程、印度赖格尔-普加卢尔±800千伏特高压直流工程等的设计、制造、安装与调试。因IEC、ISO、ITU均未成立高海拔技术的标准化技术委员会,虽然相关的技术委员会涉及了高海拔冲击电压修正的规定,但未系统的形成高海拔核心标准体系。为应用未来中国企业走出去,打破各国电力设计、制造、运维等工作的标准壁垒,率先制定高海拔交流叠加谐波复合电流领域的外文标准,占领技术制高点,引领高质量发展。

目的意义

1、目的 本文件制定主要解决高原地区电工产品及其使用的绝缘材料在工频-谐波复合电流试验方法的规范性问题,对高原地区电工产品及其使用的绝缘材料范围进行要求,同时对高海拔工频-谐波复合电流试验要求、试验样品、试验电路、试验仪器、试验过程、试验结果评定、试验报告进行统一规定,指导工程人员更加有效地开展高海拔地区电气设备与绝缘材料的复合电压与电流试验。

2、理由 新能源与可再生能源替代是我国实现综合能源系统转型的必由之路,我国西北地区风能、太阳能等清洁能源十分丰富,全区域风电可开发容量3.48亿千瓦,光照年总辐射量在5300~6950兆焦/平方米之间。

西北地区整体海拔较高,风能与太阳能极为丰富的青藏高原平均海拔更是在3000m以上,目前已在此规划了黄河上游与金沙江上游、雅砻江三大清洁能源基地,整体装机容量将达3亿千瓦以上,是未来清洁能源送出的主力电源。

现阶段,随着直流输电技术的不断发展,已出现多种适用于清洁能源送出的新型电力电子输电技术,如特高压柔性直流输电技术。

但柔直输电技术也会使电力设备所面临的谐波工况更为复杂,出现大量不规则的电压-电流波形。

高海拔地区的气压低 、宇宙射线强,对高压直流设备的绝缘影响更加显著,设备的电气强度要求更高。

工频交流、直流以及高比例谐波复合电压-电流下对高海拔地区高压直流设备的电气强度提出更高的要求,设备的安全运行面临更加严峻的挑战。

目前常用的测试方法主要为使用工频等效电流替代试验,具体的方法为根据工频与各次谐波电流的值,换算至工频下并按系数修正,获取试验施加的电流。

但现场运行情况与大量的试验结果表明,工频/谐波复合电流下的产品开断能力与过零点关系密切,当谐波电流使工频电流过零点间隔变小或过零点前后的电流陡度增大时,均会使电弧复燃概率增大,进一步降低设备的开断能力,在低气压下影响更为显著。

同时,由于绝缘材料的损耗会随着谐波次数升高而不断增加,根据p=ωε0 εr Etanδ可知,在高次谐波作用下材料自身的发热也会更加严重,而高原环境气压低、空气密度小,电工产品的散热能力也会下降,使用不能完全反映电工产品中绝缘材料损耗变化情况的试验方法可能会影响对电工产品温升情况的预判。

已有的国际标准IEC 60060-1、国标GB/T 16927.1等对高压绝缘试验有相关的规定,存在的问题有:1)除上述标准外,国内外没有其他关于交流、直流以及高比例谐波复合电压-电流绝缘试验的相关标准,高海拔地区的复合电压-电流绝缘试验更加无相关标准作为参考;2)由于现有标准主要针对单一电压类型下材料的绝缘试验,而交流、直流以及高比例谐波复合电压-电流作用下材料的发热、击穿以及电流开断能力与单一电压类型下存在很大的差异,现有标准在试验方法、试验程序无法完全适用;3)目前已有断路器、电容器等设备在标准中要求开展交、直流联合电压试验项目,并给出了具体的试验参数要求,但并未写明相应的试验方法,而不同的试验方法得出的结果可能差别较大;4)目前高海拔地区(2000m以上)的电力设备出现了多起因交流-直流、交流-谐波、直流-谐波等电压波形叠加作用下的设备损坏,包括电抗器谐振起火等。

现有的标准推荐方法不完全适用于高海拔地区电气设备在交流/谐波电流下的温升、电流开断能力评估。

范围和主要技术内容

1、 范围: 本文件规定了高原地区电工产品在工频/谐波复合电流下开断能力与温升试验的一般规定、试验样品、试验电路、试验仪器、试验过程、试验结果评定、试验报告。 本文件适用于需要开展高原地区工频/谐波复合电流下开断能力与温升试验的电工产品,对于具有相关标准的高压电气设备,本部分只适用于被其他标准明确提及可互相参考的内容范围。 2、 主要技术内容: 描述高原地区工频/谐波复合电流试验的原理,确定高原地区工频/谐波复合电流试验时应采用的试验电路及接线方式;规定高原地区工频/谐波复合电流试验时应采用的试验仪器与试验过程,制定开展高原地区工频/谐波复合电流试验时应采用的试验结果评定依据,最后提出高原地区工频/谐波复合电流试验应采用的试验报告书写方法。