GB/T 45648.2-2025 高压直流输电用消能装置技术规范 第2部分：交流可控自恢复消能装置

　　ICS 29.240 CCS K 45

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 45648.2—2025

　　高压直流输电用消能装置技术规范

　　第 2 部分:交流可控自恢复消能装置

　　Technicalspecification ofenergy absorption device forhigh voltagedirect

　　current(HVDC) powertransmission—Part2:AC controllableand self-recovery

　　energy absorption device

　　2025-04-25发布 2025-11-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 45648.2—2025

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　引言 Ⅳ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 运行条件 3

　　5 性能 3

　　6 关键部件 5

　　7 试验 9

　　8 标志 13

　　9 包装 、运输 、贮存和安装 13

　　附录 A (资料性) 交流可控自恢复消能装置工作原理 15

　　附录 B (资料性) 交流可控自恢复消能装置典型工程参数 19

　　附录 C (资料性) 交流可控自恢复消能装置典型型式试验参数 21

　　参考文献 22

　　Ⅰ

　　GB/T 45648.2—2025

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则 第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　本文件是 GB/T 45648《高压直流输电用消能装置技术规范》的第 2 部分 。GB/T 45648 已经发布了以下部分 :

　　— 第 1部分 :直流可控自恢复消能装置 ;

　　— 第 2部分 :交流可控自恢复消能装置 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由中国电器工业协会提出 。

　　本文件由全国高压直流输电设备标准化技术委员会(SAC/TC333)归 口 。

　　本文件起草单位 : 国网经济技术研究院有限公司 、西安高压电器研究院股份有限公司 、西安西电避雷器有限责任公司 、中国电力科学研究院有限公司 、金冠电气股份有限公司 、南方电网科学研究院有限责任公司 、南京南瑞继保工程技术有限公司 、平高东芝(廊坊)避雷器有限公司 、南方电网能源发展研究院有限责任公司 、常州博瑞电力 自动化设备有限公司 、中国南方电网有限责任公司超高压输电公司 、中电普瑞电力工程有限公司 、国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 、国网福建省电力有限公司电力科学研究院 、新疆维吾尔自治区质量基础发展研究院 、湖南福德电气有限公司 。

　　本文件主 要 起 草 人 : 李 明 、许 钒 、杜 商 安 、何 计 谋 、黄 超 、王 秀 环 、弥 璞 、周 会 高 、徐 学 亭 、冯 俊 杰 、申笑林 、张宏涛 、王德昌 、张搏 宇 、刘 晓 玮 、李 明 刚 、蒲 莹 、李 婷 婷 、王 培 人 、秦 康 、孙 梅 、张 一 鸣 、杨 晓 辉 、吴继平 、常鹏 、范伟强 、张长虹 、杨岳峰 、陈秀娟 、滕子涵 、金雷 、戴立宇 、关保林 、廖汉卿 。

　　Ⅲ

　　GB/T 45648.2—2025

　　引 言

　　高压直流输电用消能装置用于限制直流系统故障引起的过电压水平 ,并消耗盈余能量 , 以实现故障穿越 ,保障直流系统可靠运行 。

　　GB/T 45648 旨在规范高压直流输电用消能装置的设计 、制造及使用方法 , 目前暂由两部分构成 。

　　— 第 1部分 :直流可控自恢复消能装置 。 目的在于规范直流可控自恢复消能装置的术语和定义 、运行条件 、性能 、关键部件 、试验等要求 。

　　— 第 2部分 :交流可控自恢复消能装置 。 目的在于规范交流可控自恢复消能装置的术语和定义 、运行条件 、性能 、关键部件 、试验等要求 。

　　Ⅳ

　　GB/T 45648.2—2025

　　高压直流输电用消能装置技术规范第 2 部分:交流可控自恢复消能装置

　　1 范围

　　本文件界定了交流可控自恢复消能装置(以下简称消能装置)的术语和定义 ,规定了消能装置的运行条件 ,性能 ,关键部件 ,试验 ,标志 、包装 、运输 、贮存和安装等要求 。

　　本文件适用于 ±100kV及以上直流输电系统交流侧用消能装置 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中 , 注 日期的引用文件 ,仅该日期对应的版本适用于本文件 ;不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单) 适用于本文件 。

　　GB/T 191 包装储运图示标志

　　GB/T 1094. 11—2022 电力变压器 第 11部分 :干式变压器

　　GB/T 1984—2024 高压交流断路器

　　GB/T 2900. 12 电工术语 避雷器 、低压电涌保护器及元件

　　GB/T 2900. 20 电工术语 高压开关设备和控制设备

　　GB/T 7261—2016 继电保护和安全自动装置基本试验方法

　　GB/T 11022—2020 高压交流开关设备和控制设备标准的共用技术要求

　　GB/T 11032—2020 交流无间隙金属氧化物避雷器

　　GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件

　　GB/T 13498 高压直流输电术语

　　GB/T 16927. 1 高电压试验技术 第 1部分 :一般定义及试验要求

　　GB/T 22390. 1—2008 高压直流输电系统控制与保护设备 第 1部分 :运行人员控制系统GB 50150—2016 电气装置安装工程 电气设备交接试验标准

　　GB 50260 电力设施抗震设计规范

　　DL/T 478—2013 继电保护和安全自动装置通用技术条件

　　3 术语和定义

　　GB/T 2900. 12、GB/T 2900. 20、GB/T 13498界定的以及下列术语和定义适用于本文件 。 3. 1

　　交流可控自恢复消能装置 AC controllableand self-recovery energy absorption device

　　由消能元件(3. 2) 、控制开关(3. 6) 、测量装置 、控制保护设备及辅助设备等构成 ,通过投切受控元件(3. 4)实现交流系统过电压限制并消耗能量的装置 。

　　注 : 典型结构示意图见图 1。

　　1

　　2

　　GB/T

　　

　　45648.2—2025

　　

　　标引符号说明 :

　　Ue — 消能元件 ;

　　Uf — 固定元件 ;

　　Uc — 可控元件 ;

　　C — 均压电容器 ;

　　CVT— 电压互感器 ;

　　CT1 — 分支电流互感器 ;

　　CT2 — 汇流电流互感器 ;

　　Kc — 控制开关 ;

　　Kt — 触发开关 ;

　　Kb — 旁路开关 。

　　图 1 消能装置典型结构示意图

　　3.2

　　消能元件 energy absorption unit

　　消能装置的组成部分 , 由固定元件(3. 3)和受控元件(3. 4)串联组成 。

　　3.3

　　固定元件 fixed unit

　　消能元件中不与控制开关(3. 6)并联的部分 , 由多个非线性电阻元件(3. 5)串联和(或)并联组成 。注 : 通常位于高压端 。

　　3.4

　　受控元件 controlled unit

　　消能元件中与控制开关(3. 6)并联的部分 , 由多个非线性电阻元件(3. 5)串联和(或)并联组成 。注 : 通常位于高压端 。

　　3.5

　　非线性电阻元件 unitofnon-linearresistor

　　一个完全封装好的元件 , 由多个非线性金属氧化物电阻片串联和(或)并联组成 。 3.6

　　控制开关 controlswitch

　　由触发开关(3. 7)和旁路开关(3. 8)并联组成 ,用于投入和退出受控元件(3. 4)的开关 。

　　GB/T 45648.2—2025

　　3.7

　　触发开关 triggerswitch

　　对受控元件(3. 4)快速旁路的开关 。

　　注 : 通常采用快速机械开关 ,为受控元件提供旁通路径 。

　　3. 8

　　旁路开关 bypassswitch

　　跨接在触发开关(3. 7)和受控元件(3. 4)两端的开关 。

　　注 : 通常采用机械开关 ,为触发开关和受控元件提供旁通路径 。

　　3.9

　　高电位供能设备 high-potentialpowersupply equipment

　　具有电位隔离能力 ,为触发开关(3. 7)提供工作电源的设备 。

　　3. 10

　　可控比 controllableratio

　　受控元件(3. 4)的参考电压与消能元件(3. 2)参考电压的比值 。

　　4 运行条件

　　4. 1 正常运行条件

　　消能装置的正常运行条件如下 :

　　a) 户外布置 ;

　　b) 海拔不超过 1 000 m ;

　　c) 环境温度在 -25 ℃ ~40 ℃ ;

　　d) 风速不超过 34 m/s;

　　e) 覆冰厚度不超过 20 mm;

　　f) 地震烈度不超过 8度 ;

　　g) 交流系统的频率不低于 48 Hz,不超过 62 Hz;

　　h) 太阳光辐射 ;

　　注 : 最大太阳辐射(1. 1 kW/m2 )的影响通过在型式试验中把试品预热的方法予以考虑 。如果在消能装置附近有其他热源 ,消能装置的使用经供需双方协商 。

　　i) 长期施加在消能装置端子间的工频电压不应超过消能装置的持续运行电压 。

　　4.2 特殊运行条件

　　运行条件超出正常运行条件时 ,应在工程技术规范中提出 ,制造商在设计时充分考虑 。

　　5 性能

　　5. 1 基本要求

　　消能装置的工作原理见附录 A,基本要求如下 :

　　a) 应具备在系统工况要求时间内快速旁路受控元件的能力 ;

　　b) 应具备吸收系统故障下的最大盈余能量的能力 ,并保留一定的裕度 ;

　　c) 消能元件的热备用不应小于 20% ;

　　d) 控制开关应满足在系统故障时间内连续两次动作的要求 ;

　　e) 应具备抗电磁干扰能力 。

　　3

　　GB/T 45648.2—2025

　　5.2 电气性能

　　消能装置的电气性能要求如下 :

　　a) 应具备耐受交流系统最高运行电压以及暂时过电压的能力 ;

　　b) 应具备耐受规定的操作及雷电冲击电压的能力 ;

　　c) 受控元件正确旁路后 ,应具备耐受流过故障电流的能力 。

　　注 : 引起交流系统暂时过电压的典型工况通常包括 :单 极 非 正 常 停 运 、双 极 非 正 常 停 运 、直 流 线 路 故 障 重 启 和 连 续换相失败 。

　　5.3 机械性能

　　消能装置机械结构设计宜结构紧凑且布置合理 ,具体要求如下 :

　　a) 连接应可靠 ;

　　b) 应具备承受所有动态 、静态条件下的机械力的能力 , 同时应满足抗震的要求 。

　　5.4 电磁兼容性能

　　消能装置的电磁兼容性能应符合 GB/T 11022—2020 中 6. 19的规定 ,并作出如下补充 :

　　a) 消能装置的各关键部件(除消能元件外)均应满足电磁兼容的性能要求 ;

　　b) 消能装置应按照 7. 1. 3. 2进行抗电磁干扰的相关试验 。

　　5.5 设备状态

　　5.5. 1 投入状态

　　出现下列任一工况 ,消能装置转为投入状态 :

　　a) 直流单极非正常停运 ;

　　b) 直流双极非正常停运 ;

　　c) 直流电压变化率 du/dt大于整定值 ;

　　d) 直流电流变化率 di/dt大于整定值 。

　　注 1: 受控元件被旁路 ,仅有固定元件接入系统的状态称为投入状态 。

　　注 2: 以上投入的工况根据系统实际运行方式调整 。

　　5.5.2 退出状态

　　满足下列任一工况 ,消能装置转为退出状态 :

　　a) 单极非正常停运投入后延迟 Δt;

　　b) 双极非正常停运投入后延迟 Δt;

　　c) 直流电压恢复到定值 ,且直流电流实际值与参考值偏差小于 5% ,延迟 Δt。

　　注 1: 受控元件与固定元件一起接入系统的状态称为退出状态 。

　　注 2: 以上退出工况的 Δt根据系统实际运行方式确定 。

　　5.5.3 受保护状态

　　当消能元件能量 、电流分布不均匀系数超过整定值时 ,控制系统将消能装置转为受保护状态 。

　　注 : 消能装置从交流系统中切除的状态称为受保护状态 。

　　4

　　GB/T 45648.2—2025

　　5.6 防火防爆

　　5.6. 1 防火

　　消能装置的防火设计应满足以下要求 :

　　a) 消能装置内的非金属材料应是阻燃的 ,并具有在规定时间内 自熄灭的能力 ;非金属材料中添加的阻燃剂不应降低材料其他必备的物理特性 ,且不应含有卤素 ;

　　b) 消能装置的控制电子电路应使用安全可靠的阻燃元器件 。

　　5.6.2 防爆

　　消能装置的防爆设计应满足以下要求 :

　　a) 消能元件的短路性能应满足 GB/T 11032—2020中 6. 13的规定 ;

　　b) 控制开关等其他部件应采取有效的防爆措施 ,不应因其内部的故障产生爆炸而致使事故范围扩大 。

　　6 关键部件

　　6. 1 消能元件

　　6. 1. 1 通用要求

　　消能元件的要求如下 :

　　a) 消能元件应具备长时承受交流系统最高运行电压及耐受各类过电压的能力 ;

　　b) 受控元件旁路后 , 固定元件保护水平应满足过电压限制的要求 ;

　　c) 固定元件额定能量应大于系统中各种故障工况下要求的单次吸收最大能量 ;

　　d) 消能元件应有可靠的密封结构 ,在其寿命期内不应因密封不良而影响运行性能 。

　　6. 1.2 设计要求

　　消能元件的设计除应满足 GB/T 11032—2020的规定外 ,补充要求如下 :

　　a) 电气 、机械等性能应满足系统设计要求 ;

　　b) 应根据对系统过电压的限制要求选择消能装置的可控比 ;

　　c) 电流分布不均匀系数不应大于 1. 05;

　　d) 应采用复合外套 ,并设置有压力释放装置 。

　　6.2 触发开关

　　6.2. 1 通用要求

　　触发开关采用快速机械开关 ,要求如下 :

　　a) 在收到合 、分闸命令后 ,应正确动作并保持状态 ,不发生拒动或误动 ;

　　b) 应满足规定工况下的耐受电压 、耐受电流和机械力等要求 ;

　　c) 应满足机械寿命和电寿命要求 。

　　注 : 如采用其他形式的触发开关 ,其技术要求由供需双方协商确定 。

　　6.2.2 设计要求

　　触发开关除应满足 GB/T 11022—2020、GB/T 1984—2024的规定外 ,补充要求如下 :

　　5

　　GB/T 45648.2—2025

　　a) 峰值电流耐受能力不应小于固定元件的最大动作电流 ;

　　b) 多个断口串联的快速机械开关的设计在考虑动态 、静态均压要求同时也考虑各个断口分 、合闸操作的同期性 ;各串联断口分 、合闸不同期性应小于分 、合闸时间的 5% ;

　　c) 带负载动作次数不应小于 200次 ;

　　d) 操动机构储能装置具备状态指示功能 ,应具备通过手动或控制保护设备将能量泄放至安全水平的能力 ;

　　e) 应具有分 、合闸状态指示和操作次数记录功能 ,并通过通信接口向控制保护设备反馈 ;

　　f) 合闸时间不应大于 5 ms;

　　g) 操动机构在一次储能之后应具备合-分-合的动作能力 。

　　6.3 旁路开关

　　6.3. 1 通用要求

　　旁路开关的要求如下 :

　　a) 在收到合 、分闸命令后 ,应正确动作并保持状态 ,不发生拒动或误动 ;

　　b) 应满足消能装置在规定工况下的电压 、电流和机械力等要求 ;

　　c) 应满足机械寿命和电寿命要求 。

　　6.3.2 设计要求

　　旁路开关除应满足 GB/T 11022—2020、GB/T 1984—2024的规定外 ,补充要求如下 :

　　a) 峰值电流耐受能力不应小于固定元件的最大动作电流 ;

　　b) 应具备在系统恢复电压下耐受系统短路电流的能力 ;

　　c) 应具有分合闸状态指示和操作次数记录功能 ,并通过通信接口向控制保护设备反馈 ;

　　d) 合闸时间不应大于 40 ms;

　　e) 操动机构在一次储能之后具备合-分-合的动作能力 。

　　6.4 控制保护设备

　　6.4. 1 通用要求

　　6.4. 1. 1 控制功能通用要求

　　控制功能的要求如下 :

　　a) 控制系统应采用双重化设计 , 控制参数和控制精度应满足工程设计要求 , 确保消能装置可靠动作 ;

　　b) 控制保护设备应严格按照直流控制保护系统的指令执行消能装置投入/退出的操作 ;

　　c) 当消能装置投入期间与直流控制保护系统失去通信时 ,应保证消能装置可靠退出 ;

　　d) 控制保护设备应具有对消能装置的在线巡检功能 ;

　　e) 每套控制保护设备应由两路完全独立的电源同时供电 ,任意一路电源失电时 ,控制保护设备仍能正常工作 。

　　6.4. 1.2 保护功能通用要求

　　保护功能的要求如下 :

　　a) 至少应具备消能元件能量 、消能元件不平衡 、控制开关分合闸失灵等保护功能 ;

　　b) 动作逻辑应满足直流输电系统安全稳定运行和故障穿越的要求 ;

　　6

　　GB/T 45648.2—2025

　　c) 当消能装置无法正常工作时 ,应向直流控制保护系统发出相应不可用信息 ;

　　d) 消能元件能量保护应按照三重化配置 ,输出结果采用 “三取二 ”逻辑 。 每重保护系统都配有独立的电流测量装置 。

　　6.4. 1.3 监视系统通用要求

　　监视系统设计应符合 GB/T 22390. 1—2008中 4. 3 的规定 。监视系统的数据和界面可集成到直流控制保护监视系统中 。

　　6.4. 1.4 测量系统通用要求

　　测量系统要求如下 :

　　a) 分支电流测量装置用于测量固定元件支路的动作电流并判断其均匀性 ,分支电流测量装置的数量和测量精度应根据工程实际需要确定 ;

　　b) 汇流测量装置用于测量固定元件的总电流并根据伏安曲线计算吸收能量 , 汇流测量装置应按照三重化配置 ,准确级不应低于 0. 2;

　　c) 电压测量装置用于测量受控元件两端的电压 ,判断受控元件的运行状态 , 电压测量装置的测量精度应根据工程实际需要确定 。

　　6.4.2 设计要求

　　6.4.2. 1 控制功能设计要求

　　消能装置控制功能至少应包括 :

　　a) 运行状态转换功能 :消能装置应能在运行和检修状态之间转换 ;在检修状态下应能对其内部开关进行试验分合操作 ;

　　b) 投入/退出操作 :控制装置应按照直流控制系统的指令执行投入/退出消能装置的操作 。

　　6.4.2.2 保护功能设计要求

　　交流消能装置的保护应至少配置固定元件能量保护 、固定元件不平衡保护 、受控元件低电压保护 、触发开关合闸失灵保护 、触发开关分闸失灵保护 、旁路开关合闸失灵保护 、旁路开关分闸失灵保护 ,动作逻辑和定值整定原则应按照表 1执行 。

　　表 1 消能装置保护动作逻辑与定值整定原则

　　序号

　　保护名称

　　动作逻辑

　　值整定原则

　　1

　　固定元件能量保护

　　通过采集固定元件总支路的电流 ,在固定 元 件 动 作 时 间 窗 内积分计算出 流 过 固 定 元 件 的 能 量 , 若 能 量 超 过 可 承 受 的 阈值 ,则上报极控请 求 保 护 消 能 装 置 , 执 行 后 消 能 装 置 进 入 受保护状态 , 防止固定元件过热损坏

　　根 据 固 定 元 件 的 实际承受能力整定

　　2

　　固定元件不平衡保护

　　通过采集固定元件各分支支路的电流 ,在 固 定 元 件 动 作 时 间窗内计算固定元件各分支支路的不均匀 系 数 ,若 值 超 过 允 许阈值 ,则上报直流 控 制 保 护 系 统 请 求 保 护 消 能 装 置 , 执 行 后消能装置进入受保护状态

　　根 据 固 定 元 件 的 实际承受能力整定

　　3

　　受控元件低电压保护

　　消能装置处于退 出 状 态 时 , 采 集 受 控 元 件 两 端 的 电 压 , 当 电压低于整定值时 ,在预定的延时后向直流 控 制 系 统 发 不 可 用信息

　　根 据 系 统 电 压 和 消能 元 件 可 控 比 来整定

　　7

　　GB/T 45648.2—2025

　　表 1 消能装置保护动作逻辑与定值整定原则 (续)

　　序号

　　保护名称

　　动作逻辑

　　值整定原则

　　4

　　触发开关

　　合闸失灵保护

　　控制系统发出触发开关合闸命令 ,在预定 的 延 时 后 检 测 到 触发开关未合闸 ,则上报极控触发开关合闸失灵

　　根 据 触 发 开 关 的 合闸特性来整定

　　5

　　触发开关

　　分闸失灵保护

　　控制系统发出触发开关分闸命令 ,在预定 的 延 时 后 在 触 发 开关上仍检测到电流 ,则上报极控触发开关分闸失灵

　　根 据 触 发 开 关 的 分闸特性来整定

　　6

　　旁路开关

　　合闸失灵保护

　　控制系统发出旁路开关合闸命令 ,在预定 的 延 时 后 检 测 到 旁路开关未合闸 ,则上报极控旁路开关合闸失灵

　　根据旁路开关的合闸特性来整定

　　7

　　旁路开关

　　分闸失灵保护

　　控制系统发出旁路开关分闸命令 ,在预定 的 延 时 后 检 测 到 旁路开关仍有电流 ,则上报极控旁路开关分闸失灵

　　根据旁路开关的分闸特性来整定

　　6.4.2.3 监视系统设计要求

　　消能装置将主要状态 、运行参数 、告警事件等信息接入换流站控制保护监视系统 ,用于监视消能装置的运行状态 。监视系统的功能要求如下 :

　　a) 应对控制开关的运行状态进行监视 ,能显示分合状态 、分合条件等信息 ,并在故障时发出相应告警 ;

　　b) 所有运行操作命令的发出 、执行及完成情况均应监视 ;

　　c) 应具有事件顺序和中央报警记录监视功能 ;

　　d) 应具有暂态故障录波查询及记录 ,可手动或自动记录消能装置的主要电气状态数据和波形 、直流控制保护系统通信的所有电气信号 、消能装置内部的关键中间信号等 ;

　　e) 消能元件故障损坏应具备可靠识别的能力 ,并具备故障信息上报功能 。

　　6.4.2.4 测量系统设计要求

　　全光纤电流测量系统由采集单元和合并单元组成 ,采集单元采集一次电流信息后通过光纤发送给合并单元 ,再由合并 单 元 发 送 至 控 制 保 护 设 备 。 采 集 单 元 、合 并 单 元 等 二 次 系 统 都 由 两 套 独 立 电 源供电 。

　　6.5 接口和通信

　　6.5. 1 消能装置控制保护设备与换流站控制保护系统的接口

　　消能装置 控 制 保 护 设 备 与 直 流 控 制 保 护 系 统 应 通 过 光 纤 采 用 交 叉 冗 余 方 式 连 接 , 宜 采 用GB/T 20840. 8—2007中 6. 2规 定 的 通 信 协 议 。 直 流 控 制 保 护 系 统 向 消 能 装 置 控 制 保 护 设 备 发 送 投入/退出指令 。消能装置控制保护设备发送至换流站控制保护系统的信号包括以下内容 :

　　a) 触发/旁路开关分/合闸状态 ;

　　b) 触发/旁路开关可用/不可用状态 ;

　　c) 触发/旁路开关分闸失灵 ;

　　d) 触发/旁路关合闸失灵 ;

　　e) 消能元件故障 ;

　　f) 动作电流波形 。

　　8

　　GB/T 45648.2—2025

　　6.5.2 消能装置控制保护设备与合并单元的接口

　　消能装置控制保护设备与合并单元采用光纤连接 ,宜采用 GB/T 20840. 8—2007中 6. 2规定的通信协议 。

　　6.5.3 消能装置控制保护设备与触发开关的接口

　　消能装置控制保护设备与触发开关采用光纤连接 ,宜采用 GB/T 20840. 8—2007中 6. 2规定的通信协议 。

　　6.5.4 消能装置控制保护设备与旁路开关的接口

　　消能装置控制保护设备与旁路开关采用电信号连接 ,开关量输入输出接口应保证控制保护与一次设备之间的电气隔离 。

　　6.6 高电位供能设备

　　6.6. 1 通用要求

　　高电位供能设备应满足相应电压等级下的内外绝缘设计及内部处于不同电位的部件的绝缘设计要求 ,输出电压及电流参数应满足消能装置中部件运行的供能要求 。

　　6.6.2 设计要求

　　高电位供能设备设计要求如下 :

　　a) 输入电源应符合 GB/T 11022—2020 中 5. 9 和 5. 10的规定 ;

　　b) 应采用冗余设计 ,维持供能系设备不间断可靠运行 ;

　　c) 供能设备应具备耐受稳态和暂态电压的能力 。

　　若采用隔离变压器实现绝缘隔离 ,宜采用纯干式或微正压气体绝缘变压器 。

　　7 试验

　　7. 1 型式试验

　　7. 1. 1 试验项目

　　型式试验包括绝缘试验、运行试验和抗震试验三部分 ,试验项目按照表 2要求执行 。消能装置典型工程参数和型式试验参数见附录 B和附录 C。构成消能装置的各关键部件应依据相应国标通过型式试验 。

　　表 2 消能装置型式试验项目

　　序号

　　试验项 目

　　试验对象

　　对应条款

　　1

　　绝缘试验

　　交流耐压试验

　　消能元件的

　　复合外套 、均压环及其他辅助设备

　　7. 1. 2. 1

　　2

　　操作冲击试验

　　7. 1. 2. 2

　　3

　　雷电冲击试验

　　7. 1. 2. 3

　　4

　　运行试验

　　电流转移试验

　　控制开关 、控制保护设备

　　7. 1. 3. 1

　　5

　　抗电磁干扰试验

　　7. 1. 3. 2

　　6

　　抗震试验

　　消能装置

　　7. 1. 4

　　9

　　GB/T 45648.2—2025

　　7. 1.2 绝缘试验

　　7. 1.2. 1 交流耐压试验

　　本试验考核消能装置工频电压的耐受能力 ,验证各主要部件集成后的绝缘水平 。

　　进行试验时 ,保留足够的消能装置复合绝缘外套 ,使均压环及其他辅助设备的布置方式与运行时相同 。

　　试验时将消能装置的低压端接地 ,按照 GB/T 16927. 1 的规定 ,在消能元件的高压端施加交流试验电压 。

　　试验电压应按照换流站的绝缘配合选取 。

　　试验过程中不发生闪络或击穿 ,则认为试验通过 。

　　7. 1.2.2 操作冲击试验

　　本试验考核消能装置操作冲击耐受能力 ,验证各主要部件集成后的绝缘水平 。

　　进行试验时 ,保留足够的消能装置复合绝缘外套 ,使均压环及其他辅助设备的布置方式与运行时相同 。

　　试验时将消能装置的低压端接地 ,按照 GB/T 16927. 1 的规定 ,在消能元件的高压端施加操作冲击电压 ,正负极性各 15次 。

　　试验电压应按照换流站的绝缘配合选取 。

　　试验过程中不发生闪络或击穿 ,则认为试验通过 。

　　7. 1.2.3 雷电冲击试验

　　本试验考核消能装置雷电冲击耐受能力 ,验证各主要部件集成后的绝缘水平 。

　　进行试验时 ,保留足够的消能装置复合绝缘外套 ,使均压环及其他辅助设备的布置方式与运行时相同 。

　　试验时将消能装置的低压端接地 ,按照 GB/T 16927. 1 的规定 ,在消能元件的高压端施加雷电冲击电压 ,正负极性各 15次 。

　　试验电压应按照换流站的绝缘配合选取 。

　　试验过程中不发生闪络或击穿 ,则认为试验通过 。

　　7. 1.3 运行试验

　　7. 1.3. 1 电流转移试验

　　本试验检验控制开关 连 续 通 流 及 最 大 电 流 转 换 能 力 , 验 证 控 制 开 关 整 体 控 制 保 护 单 元 的 设 计 正确性 。

　　进行试验时 ,控制开关应装配控制保护设备 ,不包括其他部件 。

　　试验过程中 ,控制开关按照内部顺序动作逻辑完成合闸 ,实现试验电流的转移 ,试验电流峰值不低于系统过电压时消能装置流经的最大电流 。

　　试验过程中 ,控制开关应能正常合闸导通 ,完成电流转移全过程 ,其中从控制开关接到合闸指令到触发开关合闸通流时间不大于 5 ms,到旁路开关合闸通流时间不大于 40 ms,且控制开关完成电流转移过程后 ,不发生部件损坏或者失效 ,则认为试验通过 。

　　7. 1.3.2 抗电磁干扰试验

　　本试验验证消能装置在自身内部产生及外部强加的瞬态电压和电流产生的强电磁干扰环境下各主

　　10

　　GB/T 45648.2—2025

　　要部件的抗干扰能力 ,包括控制保护设备 、控制开关辅助控制单元等 。

　　通常消能装置抗电磁干扰能力可通过其他型式试验项目来检测 ,至少包括电流转移试验 、雷电冲击试验 、操作冲击试验 。

　　试验过程中 ,如果消能装置控制保护设备按照预期动作 ,并且内部采样元件正常工作 ,不发生接收到错误数据或错误信号的情况 ,则认为试验通过 。

　　7. 1.4 抗震试验

　　宜进行真型试验 。经供需双方商定 ,也可通过抗震能力仿真计算校核 ,各主要构件安全系数应满足GB 50260的要求 。

　　7.2 例行试验

　　例行试验是为了检验消能装置部件的基本性能 ,包括对消能元件 、触发开关 、旁路开关 、控制保护监视设备的检查和试验 。

　　例行试验项目按照表 3要求进行 。

　　表 3 消能装置例行试验项目

　　序号

　　试验对象

　　试验项 目

　　依据标准

　　1

　　消能元件

　　复合外套外观检查

　　GB/T 11032—2020的 10. 8. 26

　　2

　　密封试验

　　GB/T 11032—2020的 8. 13

　　3

　　局部放电试验

　　GB/T 11032—2020的 8. 21

　　4

　　持续电流试验

　　GB/T 11032—2020的 8. 17

　　5

　　工频参考电压试验

　　GB/T 11032—2020的 8. 18

　　6

　　直流参考电压试验

　　GB/T 11032—2020的 8. 19

　　7

　　0. 75倍直流参考电压下漏电流试验

　　GB/T 11032—2020的 8. 20

　　8

　　标称放电电流残压试验

　　GB/T 11032—2020的 8. 3. 3

　　9

　　电流分布试验

　　GB/T 11032—2020的 8. 22

　　11

　　触发开关

　　主回路的绝缘试验

　　GB/T 11022—2020的 8. 2

　　12

　　辅助和控制回路的试验

　　GB/T 11022—2020的 8. 3

　　13

　　主回路电阻的测量

　　GB/T 11022—2020的 8. 4

　　14

　　密封试验

　　GB/T 11022—2020的 8. 5

　　15

　　设计检查和外观检查

　　GB/T 11022—2020的 8. 6

　　16

　　机械操作试验

　　GB/T 1984—2024的 7. 101

　　17

　　供能变压器试验

　　GB/T 1094. 11—2022的 14. 2

　　18

　　旁路开关

　　主回路的绝缘试验

　　GB/T 11022—2020的 8. 2

　　19

　　辅助和控制回路的试验

　　GB/T 11022—2020的 8. 3

　　20

　　主回路电阻的测量

　　GB/T 11022—2020的 8. 4

　　21

　　密封试验

　　GB/T 11022—2020的 8. 5

　　22

　　设计检查和外观检查

　　GB/T 11022—2020的 8. 6

　　23

　　机械操作试验

　　GB/T 1984—2024的 7. 101

　　11

　　GB/T 45648.2—2025

　　表 3 消能装置例行试验项目 (续)

　　序号

　　试验对象

　　试验项 目

　　依据标准

　　24

　　控制保护设备

　　结构及外观检查

　　GB/T 7261—2016的第 5 章

　　25

　　电源影响试验

　　GB/T 7261—2016的第 11章

　　26

　　通信及规约检查

　　GB/T 7261—2016的第 18章

　　27

　　装置功能试验

　　GB/T 7261—2016的第 19章

　　7.3 交接试验

　　交接试验是为了检查消能装置经过运输 、安装后 ,各部件有无损坏或丢失 ,整体性能是否与出厂前保持一致 。

　　交接试验包括对消能元件 、触发开关 、旁路开关 、控制保护监视设备的检查和试验 。交接试验项 目按照表 4要求进行 。

　　表 4 消能装置交接试验项目

　　序号

　　试验对象

　　试验项 目

　　依据标准

　　1

　　消能元件

　　绝缘电阻测量

　　GB 50150—2016的 20. 0. 3

　　2

　　持续电流试验

　　GB/T 11032—2020的 8. 17

　　3

　　工频参考电压试验

　　GB/T 11032—2020的 8. 18

　　4

　　直流参考电压试验

　　GB/T 11032—2020的 8. 19

　　5

　　0. 75倍直流参考电压下漏电流试验

　　GB/T 11032—2020的 8. 20

　　6

　　监测器动作试验

　　GB 50150—2016的 20. 0. 6

　　7

　　触发开关

　　绝缘电阻测量

　　GB 50150—2016的 12. 0. 2

　　8

　　每相导电回路的电阻测量

　　GB 50150—2016的 12. 0. 3

　　9

　　交流耐压试验

　　GB 50150—2016的 12. 0. 4

　　10

　　分合闸时间测量

　　GB 50150—2016的 12. 0. 6

　　11

　　分合闸速度测量

　　GB 50150—2016的 12. 0. 7

　　12

　　分 、合闸同期性及配合时间测量

　　GB 50150—2016的 12. 0. 8

　　13

　　分 、合闸线圈绝缘电阻及直流电阻测量

　　GB 50150—2016的 12. 0. 10

　　14

　　操动机构试验

　　GB 50150—2016的 12. 0. 11

　　15

　　SF6 含水量测量

　　GB 50150—2016的 12. 0. 13

　　16

　　密封性试验

　　GB 50150—2016的 12. 0. 14

　　17

　　气体密度继电器 、压力表的检查

　　GB 50150—2016的 12. 0. 15

　　18

　　供能变压器试验

　　GB 50150—2016的 8. 0. 1

　　12

　　GB/T 45648.2—2025

　　表 4 消能装置交接试验项目 (续)

　　序号

　　试验对象

　　试验项 目

　　依据标准

　　19

　　旁路开关

　　绝缘电阻测量

　　GB 50150—2016的 12. 0. 2

　　20

　　每相导电回路的电阻测量

　　GB 50150—2016的 12. 0. 3

　　21

　　交流耐压试验

　　GB 50150—2016的 12. 0. 4

　　22

　　分合闸时间测量

　　GB 50150—2016的 12. 0. 6

　　23

　　分合闸速度测量

　　GB 50150—2016的 12. 0. 7

　　24

　　分 、合闸同期性及配合时间测量

　　GB 50150—2016的 12. 0. 8

　　25

　　分 、合闸线圈绝缘电阻及直流电阻测量

　　GB 50150—2016的 12. 0. 10

　　26

　　操动机构试验

　　GB 50150—2016的 12. 0. 11

　　27

　　SF6 含水量测量

　　GB 50150—2016的 12. 0. 13

　　28

　　密封性试验

　　GB 50150—2016的 12. 0. 14

　　29

　　气体密度继电器 、压力表的检查

　　GB 50150—2016的 12. 0. 15

　　30

　　控制保护设备

　　结构及外观检查

　　GB/T 7261—2016的第 5 章

　　31

　　通信及规约检查

　　GB/T 7261—2016的第 18章

　　32

　　装置功能试验

　　GB/T 7261—2016的第 19章

　　8 标志

　　消能装置应有铭牌 ,铭牌用耐腐蚀材料制成 ,字样 、符号应清晰耐久 。铭牌的安装位置在正常运行时应明显可见 。

　　铭牌至少应包括以下信息 :

　　— 产品名称 ;

　　— 产品型号 ;

　　— 额定电压 ;

　　— 持续运行电压 ;

　　— 额定能量 ;

　　— 可控比 ;

　　— 制造厂名和商标 ;

　　— 出厂编号 ;

　　— 制造日期 。

　　消能元件铭牌信息按照 GB/T 11032—2020中 4. 1 的规定执行 ,触发开关 、旁路开关铭牌信息按照GB/T 11022—2020 中 6. 11 的规定执行 ,控制保护设备铭牌信息按照 DL/T 478—2013 中 8. 1 的规定执行 。

　　9 包装、运输、贮存和安装

　　9. 1 包装

　　产品包装应符合 GB/T 191和 GB/T 13384的相关规定 。

　　13

　　GB/T 45648.2—2025

　　9.2 运输、贮存和安装

　　9.2. 1 消能元件

　　应符合 GB/T 11032—2020中附录 H 的相关规定 。

　　9.2.2 控制开关

　　应符合 GB/T 11022—2020 中 11. 2 的相关规定 。

　　9.2.3 控制保护系统

　　应符合 DL/T 478—2013中第 8章的相关规定 。

　　14

　　GB/T 45648.2—2025

　　附 录 A

　　(资料性)

　　交流可控自恢复消能装置工作原理

　　消能装置通常安装于换流站交流母线上 ,见图 A. 1。 考虑触发开关和旁路开关断口均压电容及电压测量装置电容的影响 ,需要在固定元件两端配置均压电容 。

　　标引符号说明 :

　　M1 — 交流 Ⅰ 母线 ;

　　M2 — 交流 Ⅱ母线 ;

　　K1 — 边断路器 ;

　　K2 — 中间断路器 ;

　　W1— 其他回路 ;

　　W2— 消能装置回路 。

　　图 A. 1 交流可控自恢复消能装置典型安装位置示意图

　　正常运行时 ,触发开关和旁路开关处于分断状态 , 固定元件和受控元件串联接入系统 ; 当系统故障时 ,受控元件旁路 , 降低消能元件残压 ,深度限制系统过电压 。 消能装置收到直流控制保护设备的动作指令时 ,动作顺序如下 :

　　a) 触发开关支路和旁路开关支路同时开始合闸动作 ,触发开关支路首先完成导通 ,故障电流流经固定元件 、触发开关 ,见图 A. 2;

　　15

　　GB/T 45648.2—2025

　　标引符号说明 :

　　Uf — 固定元件 ;

　　Uc — 可控元件 ;

　　C — 均压电容 ;

　　CVT— 电压互感器 ;

　　CT1 — 分支电流互感器 ;

　　CT2 — 汇流电流互感器 ;

　　Kt — 触发开关 ;

　　Kb — 旁路开关 。

　　图 A.2 触发开关合闸后电流路径示意图

　　b) 旁路开关支路完成合闸 ,流经触发开关支路的电流开始向旁路开关支路转移 ,故障电流流经固定元件 、触发开关 、旁路开关 ,见图 A. 3;

　　标引符号说明 :

　　Uf — 固定元件 ;

　　Uc — 可控元件 ;

　　C — 均压电容器 ;

　　CVT— 电压互感器 ;

　　CT1 — 分支电流互感器 ;

　　CT2 — 汇流电流互感器 ;

　　Kt — 触发开关 ;

　　Kb — 旁路开关 。

　　图 A.3 旁路开关合闸后电流路径示意图

　　c) 消能装置控制保护设备收到旁路开关支路合闸信号后 , 向触发开关支路发送分闸指令 ,触发开关支路分断 ,故障电流流经固定元件和旁路开关 ,见图 A. 4;

　　16

　　GB/T 45648.2—2025

　　标引符号说明 :

　　Uf — 固定元件 ;

　　Uc — 可控元件 ;

　　C — 均压电容器 ;

　　CVT— 电压互感器 ;

　　CT1 — 分支电流互感器 ;

　　CT2 — 汇流电流互感器 ;

　　Kt — 触发开关 ;

　　Kb — 旁路开关 。

　　图 A.4 触发开关分闸后电流路径示意图

　　d) 在系统故障清除后 ,消能装置控制保护设备向旁路开关发送分闸命令 ,旁路开关支路断开 , 消能装置转为退出状态 ,见图 A. 5;

　　标引符号说明 :

　　Uf — 固定元件 ;

　　Uc — 可控元件 ;

　　C — 均压电容 ;

　　CVT— 电压互感器 ;

　　CT1 — 分支电流互感器 ;

　　CT2 — 汇流电流互感器 ;

　　Kt — 触发开关 ;

　　Kb — 旁路开关 。

　　图 A.5 旁路开关分闸后电流路径示意图

　　17

　　GB/T 45648.2—2025

　　e) 消能装置控制开关的动 作 时 序 示 意 如 图 A. 6 所 示 。t0 时 刻 , 消 能 装 置 控 制 保 护 设 备 发 出 合 闸 命令 ,触发开关和旁路开关同时开始合闸动作 ;t1 时刻 ,触发开关完成合闸 ;t2 时刻 ,旁路开关完成合闸 ,消能装置控制保护设备检测到合闸成功信号后 , 向触发开关发送分闸命令 ;t3 时刻 ,触发开关完成分闸 ;t3 时刻 ,系统故障清除 ,消能装置控制保护设备向旁路开关发送分闸指令 ;t5 时刻 ,旁路开关完成分闸 。

　　标引符号说明 :

　　t0、t1、t2、t3、t4、t5 — 各时刻 ,详见前述内容 。

　　图 A.6 控制开关动作时序示意图

　　18

　　GB/T 45648.2—2025

　　附 录 B

　　(资料性)

　　交流可控自恢复消能装置典型工程参数

　　额定电压 ±800 kV,输送容量 10 000 MW 的特高压直流工程 ,整流侧换流站 500 kV 交流母线配置的交流可控自恢复消能装置典型参数如表 B. 1所示 。

　　表 B. 1 交流可控自恢复消能装置典型工程参数

　　序号

　　名称

　　单位

　　参数值

　　一

　　可控自恢复消能装置整体参数

　　1

　　额定电压 ,有效值

　　kV

　　440

　　2

　　持续运行电压 ,有效值

　　kV

　　318

　　3

　　操作冲击电流 10 kA下残压 ,峰值

　　kV

　　>761

　　4

　　额定工频耐受电压(对地) ,有效值

　　kV

　　580

　　5

　　额定操作冲击耐受电压(对地) ,峰值

　　kV

　　1 175

　　6

　　额定雷电冲击耐受电压(对地) ,峰值

　　kV

　　1 550

　　7

　　动作次数

　　次

　　≥200

　　8

　　可控比

　　—

　　0. 28

　　二

　　可控自恢复消能装置固定元件参数

　　1

　　持续运行电压 ,有效值

　　退出状态

　　kV

　　229

　　投入状态

　　kV

　　318

　　2

　　操作冲击电流 15 kA下的残压

　　kV

　　562

　　3

　　直流 1 mA参考电压 ,峰值

　　kV

　　≥443

　　4

　　电流分布不均匀系数

　　—

　　≤1. 05

　　5

　　能量吸收能力(不含热备用)

　　MJ

　　≥200

　　6

　　热备用

　　—

　　20%

　　7

　　额定工频耐受电压(端间) ,有效值

　　kV

　　425

　　8

　　额定操作冲击耐受电压(端间) ,峰值

　　kV

　　925

　　9

　　额定雷电冲击耐受电压(端间) ,峰值

　　kV

　　1 280

　　三

　　可控自恢复消能装置受控元件参数

　　1

　　持续运行电压 ,有效值

　　kV

　　89

　　2

　　直流 1 mA参考电压 ,峰值

　　kV

　　≥174

　　3

　　额定工频耐受电压(端间) ,有效值

　　kV

　　165

　　4

　　额定操作冲击耐受电压(端间) ,峰值

　　kV

　　250

　　19

　　GB/T 45648.2—2025

　　表 B. 1 交流可控自恢复消能装置典型工程参数 (续)

　　序号

　　名称

　　单位

　　参数值

　　5

　　额定雷电冲击耐受电压(端间) ,峰值

　　kV

　　270

　　四

　　可控自恢复消能装置触发开关

　　1

　　导通时间

　　ms

　　≤5

　　2

　　额定电压

　　kV

　　89

　　3

　　关合电流

　　kA

　　15

　　4

　　额定短时耐受电流及耐受时间

　　kA/s

　　63/3

　　5

　　触发次数(带负载)

　　次

　　≥200

　　6

　　额定工频耐受电压(端间) ,有效值

　　kV

　　165

　　7

　　额定操作冲击耐受电压(端间) ,峰值

　　kV

　　250

　　8

　　额定雷电冲击耐受电压(端间) ,峰值

　　kV

　　270

　　五

　　可控自恢复消能装置旁路开关

　　1

　　转移电流峰值

　　kA

　　15

　　2

　　分闸时间

　　ms

　　≤50

　　3

　　合闸时间

　　ms

　　≤40

　　4

　　额定短时耐受电流 ,有效值/耐受时间

　　kA/s

　　63/3

　　5

　　额定操作冲击耐受电压(断口) ,峰值

　　kV

　　460+145

　　6

　　额定操作冲击耐受电压(对地) ,峰值

　　kV

　　460

　　7

　　额定雷电冲击耐受电压(断口) ,峰值

　　kV

　　1 050+200

　　8

　　额定雷电冲击耐受电压(对地) ,峰值

　　kV

　　1 050

　　六

　　均压电容

　　1

　　额定容量

　　nF

　　2. 45

　　2

　　额定电压

　　kV

　　318

　　3

　　额定操作冲击耐受电压(高压端对地) ,峰值

　　kV

　　1 175

　　4

　　额定操作冲击耐受电压(端间) ,峰值

　　kV

　　650

　　5

　　额定操作冲击耐受电压(低压端) ,峰值

　　kV

　　250

　　6

　　额定雷电冲击耐受电压(高压端对地) ,峰值

　　kV

　　1 550

　　7

　　额定雷电冲击耐受电压(端间) ,峰值

　　kV

　　685

　　8

　　额定雷电冲击耐受电压(低压端) ,峰值

　　kV

　　270

　　20

　　GB/T 45648.2—2025

　　附 录 C

　　(资料性)

　　交流可控自恢复消能装置典型型式试验参数

　　±800kV特高压直流工程用 500 kV交流可控自恢复消能装置典型的型式试验参数见表 C. 1。

　　表 C. 1 消能装置典型的型式试验参数

　　序号

　　试验项 目

　　试验对象

　　试验参数及要求

　　1

　　绝缘试验

　　交流耐压试验

　　消能元件的复合外套 、均压环及其他辅助设备

　　590 kV/1 min

　　2

　　操作冲击试验

　　1 175 kV

　　3

　　雷电冲击试验

　　1 550 kV

　　4

　　运行试验

　　电流转移试验

　　控制开 关 、控 制 保 护设备

　　15 kA/60 ms, 测 试 触 发 开 关 和 旁路开关支路电流 ,试验次数共 3 次

　　5

　　整机抗电磁干扰试验

　　通过其 他 型 式 试 验 时 监 测 可 控 自恢复消能 装 置 来 检 测 ,包 括 电 流 转移试验以及绝缘冲击试验

　　6

　　抗震试验

　　消能装置

　　满足 8度抗震设防烈度

　　21

　　GB/T 45648.2—2025

　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 20840. 8—2007 互感器 第 8部分 : 电子式电流互感器

　　22