GB/T 40605-2021 高压直流工程数模混合仿真建模及试验导则

　　ICS 29 . 020 CCS F 2 1

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 40605—2021

　　高压直流工程数模混合仿真建模

　　及试验导则

　　GuidelinesformodelingandtestingofHVDCProjectdigital-analog

　　hybridsimulation

　　2021-10-1 1 发布 2022-05-01 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 40605—202 1

　　GB/T 40605—202 1

　　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。

　　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。

　　本文件由中国电力企业联合会提出。

　　本文件由全国电网运行与控制标准化技术委员会(SAC/TC 446)归口 。

　　本文件起草单位：国家电网有限公司国家电力调度控制中心、中国电力科学研究院有限公司、国网湖北省电力有限公司、中国南方电网电力调度控制中心、南方电网科学研究院有限责任公司、南瑞集团有限公司、许继集团有限公司。

　　本文件主要起草人：朱艺颖、王薇薇、谢国平、刘罛、陈国平、李跃婷、李明节、刘琳、许涛、贺静波、于钊、何飞、李书勇、王永平、郝俊芳、谢惠藩、郭强、张怡、冷喜武、金一丁、李君、雷霄、刘世成、林少伯、张晓丽、董鹏、张星、王峰、潘晓杰、汪旸、王莹、刘洋、王克非、岳涵、刘涛、宋新立、吴剑超、朱艳卿、马世俊、贾媛、李芳、吴国旸、戴汉扬、李文锋、王官宏、于大海、肖静、王虹富、常松、陶向红、陈绪江、霍承祥、武朝强、彭红英、丁平、王毅、高磊、韩志勇、濮钧、张艳、李照庭。

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　　高压直流工程数模混合仿真建模

　　及试验导则

　　1 范围

　　本文件规定了基于可控硅换流器的高压/特高压直流输电工程数模混合仿真系统的建模要求和试验要求。

　　本文件适用于交直流电网相互影响研究、直流输电工程控制保护特性研究、直流控制保护软件更新校核等。

　　本文件不适用于直流控制保护出厂试验。

　　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 13498 高压直流输电术语

　　GB/T 14598 . 24 量度继电器和保护装置 第 24 部分：电力系统暂态数据交换(COMTRADE)通用格式

　　GB/T 30423—2013 高压直流设施的系统试验

　　DL/T 1130—2009 高压直流输电工程系统试验规程

　　DL/T 1131—2019 ±800 kV 高压直流输电工程系统试验规程

　　3 术语和定义

　　GB/T 13498 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　直流控制保护物理仿真系统 DCcontrolandprotectionphysicalsimulationsystem

　　基于直流工程实际控制和保护系统，精简优化并对接口修改后适用于数模混合仿真试验的直流输电工程控制和保护仿真系统。

　　3.2

　　直流工程数模混合仿真 digital-analoghybridsimulationofDCproject

　　将交直流系统的数字仿真模型与直流控制保护物理仿真系统(3 . 1)通过软硬件接口连接实现硬件在环的实时仿真。

　　3.3

　　实时数字仿真器 digitalreal-timesimulator

　　具备实时数字仿真能力的计算硬件与软件的总称。

　　3.4

　　数模混合仿真接口 interfaceofdigital-analoghybridsimulation

　　用于形成闭环的仿真测试环境，直接连接直流控制保护物理仿真系统(3 . 1) 与实时数字仿真器

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　　(3 . 3) 的软件和接口装置。

　　4 基本规定

　　4 . 1 一般规定

　　直流工程数模混合仿真模型应由数字模型、直流控制保护物理仿真系统以及数模混合仿真接口构成，并且整体模型应通过试验验证，分项要求如下。

　　a ) 数字模型仅限于电磁暂态模型。

　　b) 直流控制保护物理仿真系统应在保留直流工程控制保护功能的基础上简化设计并对接口进行适应性开发。

　　c) 根据直流控制保护物理仿真系统与实时数字仿真器之间交互的信号，应使用符合性能要求的数模混合仿真接口 。

　　d) 直流工程数模混合仿真系统试验项目应符合附录 A 的规定。

　　4 . 2 实时数字仿真器

　　4 . 2 . 1 软件

　　电磁暂态仿真计算软件要求如下。

　　a) 应有完整的电力系统一次设备模型和控制系统元件库，可模拟各类交直流系统故障;仿真步长不宜大于 100 μs。

　　b) 应支持仿真案例和结果数据库存档和管理，对仿真工况、网络参数、运行参数、计算结果等同步存储，对存储情况可方便调阅和重新调整计算分析。

　　c) 可提供外部数据导入和计算结果输出，数据格式应符合 GB/T 14598.24 的要求。

　　d) 应支持自动或人工指定方式在仿真硬件平台上分配计算任务。

　　4 . 2 . 2 硬件

　　硬件平台应具备并行计算能力，应支持数模混合接口 、时钟软同步或信号硬同步和基于事件的动态

　　系统固定时步仿真，实现发生在时间分段的任意不连续事件的仿真，并能稳定运行不小于 8 h。

　　5 数字模型

　　5 . 1 一般规定

　　直流工程数模混合仿真中，数字模型应由直流工程一次系统数字模型和与该直流工程换流母线接入的交流系统数字模型构成。 交流系统规模应根据研究目的和仿真能力选择。

　　5 . 2 交流系统数字模型

　　5 . 2 . 1 仿真规模

　　交流系统数字模型根据仿真试验目的，可分为下列类型。

　　a ) 用于直流输电系统控制保护功能校验及优化：根据系统运行特性对直流工程换流站交流系统进行相应等值，等值电网在短路容量、电压水平等应与原系统保持一致;在涉及电压稳定问题时，等值电网模型应计及负荷特性及发电机调节特性对系统的影响。

　　b) 用于交直流系统稳定性研究：交流系统宜保留至该区域主要电压等级三级断面的输电网架。

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　　5 . 2 . 2 元件模型

　　交流系统元件要求如下。

　　a) 发电机：包括汽轮发电机、水轮发电机、风力发电机及光伏发电四大类，其中，汽轮发电机及水轮发电机模型应按照实际机组的一次参数和控制系统逻辑参数建模，宜计及同厂同型机组的同调等值合并;风力发电机组及光伏发电机组宜根据场站聚合等值。

　　b ) 变压器：包括双绕组变压器及三绕组变压器，绕组参数及组别方式宜根据实际系统参数建模，研究合空变等问题时应计及变压器饱和特性。

　　c) 线路：包括集中参数线路和分布参数线路模型，选用线路的类型应根据电磁暂态仿真步长确定 。 当线路长度不小于设定的 L 时宜采用分布参数线路模型，当线路长度小于 L 时宜采用集中参数线路模型。 L 由式(1)确定：

　　L=TS ·v …………………………( 1 )

　　式中：

　　L — 设定长度，单位为千米(km) ;

　　TS— 电磁暂态实时仿真步长，单位为秒(s) ;

　　v — 电磁波传播速度，数值为 3 × 105 km/s。

　　d) 负荷：包括静态负荷模型和动态负荷模型，静态负荷模型包括恒阻抗负荷、恒电流负荷及恒功率负荷，恒阻抗负荷宜采用电阻、电感或电容元件模拟，恒功率、恒电流负荷宜采用综合负荷模型模拟;涉及电压稳定的区域，应采用感应电动机模型。

　　e) 柔性交流输电设备模型：包括静止同步补偿器(STATCOM)、可控串联补偿装置(TCSC)、统一潮流控制器(UPFC)、可控高抗装置(CSR)以及静止无功补偿装置(SVC)等，根据研究需要建模。

　　5 . 3 直流工程一次系统数字模型

　　直流工程一次系统数字模型应按照实际工程主回路结构及参数建立，要求如下。

　　a) 换流变压器模型：应采用有载调压功能的模型，参数应包括额定容量、一次和二次绕组结构、额定电压、额定电流、应用频率、正序电阻、正序电抗、零序电阻、零序电抗、挡位数及挡位比例等;可按三相模拟，也可按单相模拟;应支持输入挡位调节指令;应支持输出换流变压器电流、换流变压器电压以及分接开关挡位等。

　　b) 换流阀模型：换流阀参数应包括阀通态电阻、关断电阻、阀换相恢复最小角度以及阀等值电容等参数，应支持输入脉冲触发指令及输出阀电流信号;换流变压器与换流阀模型可独立设置，也可组合建模。

　　c) 交流滤波器模型：宜根据滤波器结构和参数使用组合模型，也可使用电容、电阻和电抗等元件自行建立;研究内过电压问题时，应包括相应的避雷器模型。

　　d) 直流滤波器模型：宜根据滤波器的结构和参数使用组合模型，也可用电容、电阻和电抗等元件自行建立;研究内过电压问题时，应包括相应的避雷器模型。

　　e) 直流线路模型和接地极线路模型：应按杆塔和导线参数，使用频率相关的分布参数模型建立。

　　f) 阻波器模型：对于在中性线装设工频阻波器的工程，应按回路结构和参数建立。

　　g) 开关模型：包括振荡回路的中性线开关、转换开关和旁路开关等，开关的开断电流应根据工程实际参数设置。

　　h) 避雷器模型：直流场中性线避雷器、高压母线区等避雷器应根据现场实际和试验需要配置，合理设置伏安特性曲线;多个并联避雷器可等值设置，相关拐点等参数应按工程参数折算。

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　　6 直流控制保护物理仿真系统

　　6 . 1 一般规定

　　直流控制保护物理仿真系统与电气量相关的控制和保护功能应完备，对于阀冷、水冷等非电气量部分以及冗余设计等宜简化。

　　设计时，在保证与实际工程直流控制保护系统的体系架构和功能设计基本一致的情况下，多个相近工程之间可复用。

　　6 . 2 体系架构

　　6 . 2 . 1 分层

　　直流控制保护物理仿真系统的分层应与实际工程系统一致，并应符合下列规定。

　　a) 站层/双极层的交流站控、交流滤波器控制以及其他交流保护、辅助控制系统可简化;双极层控制功能未和极控集成时，应配置独立的直流站控。

　　b) 极层控制保护系统应包括极层控制和极层保护系统，直流滤波器保护采用独立设备时，可不配置;极保护采用三取二冗余配置时，应配置独立的极层三取二装置。

　　c) 阀组层设备应包括阀组控制和阀组保护，配置应与实际工程一致;阀组保护采用三取二冗余配置时，应配置独立的阀组层三取二保护装置。

　　6 . 2 . 2 冗余配置

　　直流控制保护物理仿真系统的冗余配置应包括控制保护主机、I/O 接口和各层级网络，对于不考虑保护主机切换的仿真研究，可采用单套设计。 可根据仿真试验项 目要求，选择部分控制、保护主机进行冗余设计，冗余配置方案与实际工程的控制保护系统一致。 无论主机是否冗余，I/O 接口均可采用单套设计。

　　6 . 2 . 3 通信

　　直流控制保护物理仿真系统的通信应包括控制保护主机间、主机和 I/O 之间以及主机与后台工作站之间的通信。 通信网络分层、不同通信网络的功能定位、通信协议以及跨屏柜通信介质等，应采用与实际工程一致的解决方案。 通信通道可采用单套配置简化设计。

　　6 . 2 . 4 屏柜

　　屏柜设计宜遵循控制主机、保护主机分别独立组屏，两极设备分别独立组屏的原则。 也可根据仿真试验实际需求，将控制主机、保护主机、I/O 接口机箱、交换机等不同设备组屏。

　　6 . 3 功能设计

　　6 . 3 . 1 一般要求

　　直流控制保护物理仿真系统应具备下列功能。

　　a ) 运行人员控制子系统应包含运行人员工作站和工程师工作站功能。

　　b ) 直流控制子系统应包含直流站控、双极控制、极控制和阀组控制功能。

　　c ) 直流保护子系统应包含换流器区、极区、直流滤波器区、双极区和直流线路的保护功能。

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　　6 . 3 . 2 运行人员控制子系统

　　运行人员控制子系统要求如下。

　　a ) 设计规定：

　　1) 宜按站配置工作站，每台工作站功能参照实际工程要求配置;应选择一台工作站作为工程师工作站;

　　2) 应配置监控服务和文件服务功能;

　　3) 应确保仿真系统对时准确。

　　b) 功能要求：

　　1) 应具备数据储存、运行监视及操控等功能;

　　2) 应具备程序修改编译下载、在线调试和故障录波分析等功能。

　　6 . 3 . 3 直流控制子系统

　　直流控制子系统要求如下。

　　a ) 设计规定：直流控制子系统的功能配置应与实际工程控制保护系统一致。

　　b) 功能要求：

　　1) 应至少具备双极大地回线运行方式、单极大地回线运行方式和单极金属回线运行方式控制功能，如工程有融冰/阻冰运行方式，可根据研究需要配置;

　　2) 对于特高压直流工程，直流控制子系统除具备 1)要求外，还应具备单极单阀组运行方式、单极双阀组运行方式、双极单阀组运行方式、双极三阀组混合运行方式和双极四阀组运行方式控制功能;

　　3) 基本控制功能应包括主控站选择、功率传输方向控制、直流全压/降压运行控制、开路试验、分接开关控制、无功功率控制、过负荷控制、直流电压控制、直流电流控制、低压限流控制、不平衡电流限制和监视等;

　　4) 保护性监视功能应包括换相失败预测、开路试验监视、电压应力监视、交流低电压监视、不平衡运行监视、阀丢脉冲保护等;

　　5) 双极控制层功能应包括附加控制、两极电流平衡控制、极间紧急功率转移、向各极控制层分配功率指令、兼管全站顺序控制、全站无功控制等;

　　6) 极控制层/阀组控制层功能应包括电流、电压、关断角的闭环控制，并给本极阀组层提供稳态运行的电流指令或触发角指令，实现电流限制、阀组投退控制、本极相关无功控制等功能;实现阀脉冲触发控制、阀脉冲产生、换流器的解锁/闭锁等;

　　7) 附加控制功能应包括功率提升回降、阻尼次同步振荡、频率控制等。

　　6 . 3 . 4 直流保护子系统

　　直流保护子系统应符合下列要求。

　　a) 设计规定：直流保护子系统的整体功能及各分区功能配置应与实际工程控制保护系统一致。

　　b) 功能要求：

　　1) 换流器保护：应包含阀短路保护、换相失败保护、阀组过流保护、阀直流差动保护、阀组过压保护、阀组欠压保护、换流变压器阀侧中性点偏移保护、旁通断路器保护和旁通对过载保护功能;

　　2) 极区保护：应包含 50 Hz/100 Hz保护、直流极母线差动保护、直流中性母线差动保护、直流极差动保护、接地极引线开路保护、直流行波保护、直流线路突变量保护、直流线路低电压保护、直流线路纵差保护、交直流碰线保护、中性母线转换开关保护、直流欠压保护、直

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　　流过压保护、换流器连接线差动保护、金属回线横差保护和金属回线纵差保护功能;

　　3) 双极区保护：应包含双极中性线差动保护、站接地过流保护、站接地过流后备保护、转换开关保护、金属回线接地保护、接地极引线过负荷保护和接地极引线不平衡监测功能;

　　4) 直流滤波器保护：应包含电阻/电抗过负荷保护、失谐保护、差动保护、高压电容器不平衡保护和高压电容器接地保护功能。

　　7 数模混合仿真接口

　　7 . 1 一般规定

　　数模混合仿真接口根据传递媒介的不同，可分为电信号接口和光信号接口，电信号接口采用电缆为通信介质，光信号接口采用光纤为通信介质。

　　7 . 2 电信号接口

　　电信号可分为下列信号，要求如下。

　　a) 开关量信号：

　　1) 实时数字仿真器的开出开关量信号应经电信号接口转换为 24 V/110 V/220 V 直流信号后接入直流控制保护物理仿真系统;直流控制保护物理仿真系统的开出开关量 24 V 直流信号经电信号接口模数转换后送入实时数字仿真器;

　　2) 直流工程换流阀的触发脉冲信号宜使用电信号接 口 (24 V DC)经模数转换后送至阀模型;对于控制保护系统，两极的脉冲应分别送至对应阀组;双 12 脉动特高压直流工程每极的两个阀组脉冲应分别送至对应阀组;背靠背直流工程两侧脉冲应分别送至对应阀组。

　　b) 模拟量信号：实时数字仿真器的模拟量可通过电信号接 口数模转换成小信号形式(一般为- 10 V~+10 V) , 直接接入直流控制保护物理仿真系统;根据需要，也可经功率放大器、远端模块箱体、合并单元处理后再接入直流控制保护物理仿真系统。

　　7 . 3 光信号接口

　　光信号接口可与直流控制保护物理仿真系统直接相连，不连接测量环节、合并单元或与现场一致的其他设备。 传输数据的协议要求可参照高速串行通信协议。

　　接口性能应达到以下要求。

　　a) 直流控制保护物理仿真系统输出至实时数字仿真器的数据与实时数字仿真器输出至直流控制保护物理仿真系统的数据传输周期可不同，应独立且可调;一个完整数据帧的传输周期不宜大于仿真步长的 10%。

　　b) 应满足同步性要求。

　　7 . 4 接口交互信号

　　直流控制保护物理仿真系统与实时数字仿真器之间传送开关量和模拟量，交互的接口信号应包括下列内容。

　　a) 直流控制保护物理仿真系统输出至实时数字仿真器的开关量信号：

　　1) 直流控制保护物理仿真系统发出的控制脉冲;

　　2) 变压器分接开关控制命令;

　　3) 交流滤波器无功投切及开关分合命令;

　　4) 直流场开关、刀闸分合命令;

　　5) 换流变压器进线开关分合命令。

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　　b) 实时数字仿真器输出至直流控制保护物理仿真系统的开关量信号：

　　1) 变压器分接开关挡位;

　　2) 交流滤波器开关分合位;

　　3) 直流场开关、刀闸分合位;

　　4) 换流变压器进线开关分合位。

　　c) 实时数字仿真器输出至直流控制保护物理仿真系统的模拟量信号：

　　1) 交流母线电压;

　　2) 交流进线电流;

　　3) 直流场各测点电压、电流;

　　4) 换流变压器阀侧电压、电流。

　　8 试验验证

　　8 . 1 一般规定

　　直流工程数模混合仿真系统试验验证应包含控制系统试验验证、保护系统试验验证和一致性试验验证。 一致性试验应在与现场试验相同的工况下，通过直流工程数模混合仿真进行与现场完全一致的试验，并将仿真试验波形与现场试验波形进行比较，应至少包括逆变侧交流线路单相接地、直流线路单极接地、功率阶跃和电流阶跃试验。

　　8 . 2 控制系统功能性试验验证

　　8 . 2 . 1 有功控制试验项目和试验程序具体如下。

　　a) 稳态参数校核：针对不同工况的稳态参数进行校核，重点检查直流功率、直流电压、直流电流、触发角、关断角、分接开关位置、无功消耗等参数，以及最小触发角检查、最小关断角检查、等间隔触发脉冲检查，具体试验项 目 的试验程序按表 A. 1 的规定。

　　b) 起停、功率升降、系统切换及控制模式转换试验，具体试验项 目的试验程序按表 A.2 规定。

　　c) 电流阶跃、功率阶跃、电压阶跃、关断角阶跃等动态响应试验，具体试验项 目 的试验程序按表 A. 3 规定。

　　d) 电流裕度补偿具体试验项 目的试验程序按表 A.4 规定。

　　e) 过负荷限制等试验具体试验项 目的试验程序按表 A.5 规定。

　　8 . 2 . 2 无功功率控制试验项目按表 A. 6 的规定。 对整流站、逆变站应分别进行无功功率控制试验。

　　8 . 2 . 3 外特性曲线试验项目按表 A. 7 的规定。

　　8 . 2 . 4 顺序控制与联锁试验项目和试验程序具体如下，对整流站、逆变站应分别进行试验。

　　a) 换流器顺序控制，具体试验项目按表 A.8 的规定。

　　b) 极顺序控制，具体试验项目按表 A.9 的规定。

　　c) 双极顺序控制，具体试验项目按表 A.10 的规定。

　　8 . 2 . 5 解闭锁顺序控制试验项目和试验程序具体如下，对整流站、逆变站应分别进行试验。

　　a) 正常解闭锁顺序控制，具体试验项目按表 A.11 的规定。

　　b) 保护闭锁，具体试验项目按表 A.12 的规定。

　　c) 保护性控制功能，具体试验项目按表 A.13 的规定。

　　8 . 2 . 6 空载加压试验项目按表 A. 14 的规定，对整流站、逆变站应分别进行试验。

　　8 . 2 . 7 附加控制试验项目按表 A. 15 的规定，对整流站、逆变站应分别进行试验。

　　8 . 2 . 8 分接开关控制试验项目按表 A. 16 的规定，对整流站、逆变站应分别进行试验。

　　8 . 2 . 9 阀组在线投退试验项目按表 A. 17 的规定，对整流站、逆变站应分别进行试验。

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　　8 . 3 保护系统功能性试验验证

　　8 . 3 . 1 阀保护试验项目按表 A. 18 的规定，对整流站、逆变站应分别进行试验。

　　8 . 3 . 2 极保护试验项目按表 A. 19 的规定，对整流站、逆变站应分别进行试验。

　　8 . 3 . 3 双极保护试验项目按表 A. 20 的规定，对整流站、逆变站应分别进行试验。

　　8 . 3 . 4 直流线路保护试验项 目按表 A. 21 的规定，不同过渡电阻、不同故障位置应进行直流线路故障试验。

　　8 . 3 . 5 直流滤波器保护试验项目按表 A. 22 的规定，对整流站、逆变站应分别进行试验。

　　8 . 3 . 6 交流系统故障试验项目按表 A. 23 的规定。 不同过渡电阻、不同故障方式，对整流站、逆变站交流系统应分别进行交流故障试验。

　　8 . 4 一致性试验验证

　　8 . 4 . 1 逆变侧交流线路单相接地故障仿真与现场故障录波比对，故障前直流功率、直流电压、直流电流、交流电压、换流器运行触发角，故障期间交流电压跌落水平、持续时间等应保持一致;故障过程直流功率波形特性应保持一致，最大直流功率水平和最小直流功率水平误差应均不超过 10%。具体试验项目列于表 A. 24 。

　　8 . 4 . 2 直流线路单极接地故障仿真与现场故障录波比对，故障前直流功率、直流电压、直流电流、交流电压水平、换流器运行触发角、直流线路故障位置，故障期间直流电压跌落水平、持续时间等应保持 一致;故障过程直流功率波形特性应保持一致，最大直流功率水平和最小直流功率水平误差均不超过5%。具体试验项目列于表 A.24。

　　8 . 4 . 3 功率阶跃和电流阶跃仿真与现场故障录波比对，试验前的功率控制模式、直流功率或者直流电流水平、两个换流站的触发角、上(下)阶跃量和阶跃持续时间应与现场保持一致，阶跃量一般设定为额定值的 10%;阶跃波形特性应与现场保持一致，最大超调量误差不超过阶跃量的 ±8%、恢复时间指标误差不超过现场恢复时间的 10%。具体试验项目列于表 A.24。

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　　附 录 A

　　(规范性)

　　试验验证项目

　　A.1 控制系统功能性试验验证

　　A.1 . 1 有功控制试验

　　A.1 . 1 . 1 稳态参数校核

　　表 A. 1 规定了特高压直流、常规直流和背靠背直流应进行的稳态参数校核试验项 目 。

　　部分试验按照下列程序执行。

　　a) 最小触发角检查：检查控制程序中最小触发角参考值大小，核查最小触发角设置值为 5°,触发角度任何条件下都不会小于 5 °。

　　b) 最小关断角检查：检查控制程序中最小关断角参考值大小。

　　c) 等间隔触发脉冲检查：触发录波检查每个阀组 12 路触发脉冲依次相差 60°且呈等间隔分布，三角形接线阀脉冲超前或滞后星形接线阀脉冲 30°(根据换流变接线方式)。

　　表 A.1 稳态参数校核试验项目

　　A.1 . 1 . 2 不同运行方式下起停、功率升降、系统切换及控制模式转换试验

　　表 A. 2 规定了特高压直流、常规直流和背靠背直流应进行的不同运行方式下起停、功率升降、系统切换及控制模式转换试验项 目 。

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　　表 A.2 不同运行方式下起停、功率升降、系统切换及控制模式转换试验项目

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　　A.1 . 1 . 3 动态响应试验

　　表 A. 3 规定了特高压直流、常规直流、背靠背直流应进行的动态响应试验项 目 。

　　表 A.3 动态响应试验项目

　　A.1 . 1 . 4 电流裕度补偿试验

　　表 A. 4 规定了特高压直流、常规直流、背靠背直流应进行的电流裕度补偿试验项 目 。

　　表 A.4 电流裕度补偿试验项目

　　A.1 . 1 . 5 过负荷限制试验

　　表 A. 5 规定了特高压直流、常规直流、背靠背直流应进行的过负荷限制试验项 目 。

　　表 A.5 过负荷限制试验项目

　　A.1 . 2 无功控制试验

　　表 A. 6 规定了特高压直流、常规直流、背靠背直流应进行的无功功率控制试验项 目 。包括滤波器

　　替换、交流电压控制模式试验(U 控)、无功功率控制模式试验(Q 控)、最大交流电压/最大无功功率控

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　　制试验(Umax/Qmax)、绝对最小滤波器试验和交流滤波器切除试验。

　　部分试验按照下列程序执行。

　　a) 功率正送最大无功功率(Qmax)试验：修改无功控制中最大无功功率(Qmax)定值，使其低于当前无功交换值，核实最大无功交换控制切除一组交流滤波器。

　　b) 功率正送绝对最小滤波器不满足降功率：直流运行，检查到当前功率不满足最小滤波器控制要求，降低功率至某值，检查降功率后满足最小滤波器要求。

　　c) 功率正送过压快切试验：直流正常运行，检查到交流电压超出正常范围，切除某组交流滤波器，检查交流电压恢复至正常范围。

　　d) 功率正送停极全切交流滤波器试验：正常闭锁全极，检查交流滤波器全部切除。

　　e) 功率正送后备无功功能验证试验：直流正常运行，改变电压参考值/无功功率参考值的大小，致使投/切一小组滤波器。

　　表 A.6 无功功率控制试验项目

　　A.1 . 3 外特性曲线试验

　　表 A. 7 规定了特高压直流、常规直流、背靠背直流应进行的外特性曲线试验项 目 。

　　试验按照下列程序执行。

　　a) 功率正送单极 800 kV外特性曲线：通过调整分接开关、交流电压等的方式，获得 0. 1 p. u. ~

　　1.0 p.u. 运行工况内各个运行点的直流电压和直流电流，描绘出两端换流站外特性曲线。

　　b) 功率正送单极单换流器 400 kV 外特性曲线：通过调整分接开关、交流电压等的方式，获得

　　0.1 p.u.~1.0 p.u. 运行工况内各个运行点的直流电压和直流电流，描绘出两端换流站外特性曲线。

　　表 A.7 外特性曲线试验项目

　　GB/T 40605—202 1

　　A.1 . 4 顺序控制及联锁试验

　　A.1 . 4 . 1 换流器顺序控制试验

　　表 A. 8 规定了特高压直流、常规直流、背靠背直流应进行的顺序控制及联锁试验项 目 。

　　表 A.8 顺序控制及联锁试验项目

　　A.1 . 4 . 2 极顺序控制试验

　　表 A. 9 规定了特高压直流、常规直流、背靠背直流应进行的极顺序控制试验项 目 。

　　表 A.9 极顺序控制试验项目

　　A.1 . 4 . 3 双极顺序控制试验

　　表 A. 10 规定了特高压直流、常规直流、背靠背直流应进行的双极顺序控制试验项 目 。

　　表 A.10 双极顺序控制试验项目

　　A.1 . 5 解闭锁顺序控制试验

　　A.1 . 5 . 1 正常解闭锁顺序控制试验

　　表 A. 11 规定了特高压直流、常规直流、背靠背直流应进行的正常解闭锁顺序控制试验项 目 。

　　GB/T 40605—202 1

　　表 A.1 1 正常解闭锁顺序控制试验项目

　　A.1 . 5 . 2 保护闭锁

　　表 A. 12 规定了特高压直流、常规直流、背靠背直流应进行的保护闭锁试验项 目 。

　　试验按照下列程序执行。

　　a) 功率正送不投入旁通对闭锁(X 闭锁)顺序控制试验：起动换流器，在极保护两套系统(PPRA和 PPRB) ,通过相应软件启动保护跳闸，核实 X 闭锁。

　　b) 功率正送有条件投入旁通对闭锁(Y 闭锁)顺序控制试验：起动换流器，在极保护两套系统(PPRA 和 PPRB) ,通过相应软件启动保护跳闸，核实 Y 闭锁。

　　c) 功率正送总是投入旁通对闭锁(Z 闭锁)顺序控制试验：起动换流器，在极保护两套系统(PPRA和 PPRB) ,通过相应软件启动保护跳闸，核实 Z 闭锁。

　　d) 功率正送针对特高压直流阀组内部短路或接地专项保护闭锁(S 闭锁)顺序控制试验：起动换流器，在极保护两套系统(PPRA 和 PPRB) ,通过相应软件启动保护跳闸，核实 S 闭锁。

　　表 A.12 保护闭锁试验项目

　　A.1 . 5 . 3 保护性控制功能

　　表 A. 13 规定了特高压直流、常规直流、背靠背直流应进行的保护性控制功能试验项 目 。

　　功率正送阀误触发跳闸试验按照下列程序执行：起动换流器，退出一套控制系统，拔出或者屏蔽值班控制系统某一桥臂触发脉冲信号，核实阀误触发保护跳闸。

　　GB/T 40605—202 1

　　表 A.13 保护性控制功能试验项目

　　A.1 . 6 空载加压试验

　　表 A. 14 规定了特高压直流、常规直流、背靠背直流应进行的空载加压试验项 目 。

　　表 A.14 空载加压试验项目

　　A.1 . 7 附加控制试验

　　表 A. 15 规定了特高压直流、常规直流、背靠背直流应进行的附加控制试验项 目 。

　　表 A.15 附加控制试验项目

　　A.1 . 8 分接开关控制试验

　　表 A. 16 规定了特高压直流、常规直流、背靠背直流应进行的换流变压器分接开关控制试验项 目 。部分试验按照下列程序执行。

　　a) 功率正送空载控制：换流变充电后，核实分接开关自动上升至解锁挡位。

　　b) 功率正送电压应力限制功能：在控制程序中对“禁止升分接头定值 udi0_G”进行置数，使其小于当前理想空载直流电压(udi0) ,将分接头设置为手动控制，升高分接头操作应被禁止，完成后恢复置数;在程序中对“电压应力下降分接头定值 udi0_L”进行置数，使其小于当前 udi0 , 电压应力限制功能降低分接头挡位使 udi0低于 udi0_L 。

　　c) 功率正送电压应力保护动作：在控制程序中置数电压应力保护功能动作，核实电压应力保护动作，对应阀组退出运行。

　　d) 功率正送高低压阀组再同步：将高端阀组分接头调为手动模式，将分接头挡位升高 2 挡，恢复自动模式，高、低端阀组分接头应重新同步功能使分接头挡位差不超过 1 挡 。

　　e) 功率正送极 Ⅰ、极 Ⅱ再同步：双极平衡运行，将极 Ⅰ 高、低端阀组分接头调为手动模式，将分接头挡位升高 2 挡，恢复自动模式，两极分接头应重新同步功能使分接头挡位差恢复为 1 挡 。

　　GB/T 40605—202 1

　　表 A.16 分接开关控制试验项目

　　A.1 . 9 阀组在线投退试验

　　表 A. 17 规定了特高压直流应进行的阀组在线投退试验项 目 。

　　表 A.17 阀组在线投退试验项目

　　A.2 保护系统功能性试验验证

　　A.2 . 1 阀保护试验

　　阀保护主要是针对换流器提供保护，其保护的范围全在阀厅内部。 特高压直流阀组保护的阀区故障点宜按照图 A. 1 设置。 表 A. 18 规定了特高压直流、常规直流和背靠背直流应进行的阀保护试验项 目 。

　　试验按照下列程序执行。

　　a) 直流系统按照试验需要的方式运行。

　　b) 在直流系统一次模型中相应位置模拟故障，在故障发生前设置故障开始时间、故障结束时间。

　　c) 记录、分析事件和波形，确认动作信息正确。

　　GB/T 40605—202 1

　　标引序号说明：

　　F9 — 丢脉冲;

　　F10 — 旁通开关合、分故障; F11 — 阀桥臂短路;

　　F12 — 换流器高端接地;

　　F13 — 换流器高端对中点短路; F14 — 换流器中点接地;

　　F16 — 星/星接线(YY)换流器单相接地;

　　F17 — 星/星接线(YY)换流器相间短路;

　　F18 — 星/三角接线(YD)换流器单相接地;

　　F19 — 星/三角接线(YD)换流器相间短路; F20 — 中性母线靠近阀侧接地故障。

　　图 A.1 阀区故障点示意图

　　表 A.18 阀保护试验项目

　　GB/T 40605—202 1

　　A.2 . 2 极保护试验

　　极区的故障点宜按照图 A. 2 设置。

　　表 A. 19 规定了特高压直流、常规直流和背靠背直流进行的极保护试验项 目 。

　　试验按照下列程序执行。

　　a) 直流系统按照试验需要的方式运行。

　　b) 在直流系统一次模型中极区相应位置模拟故障，在故障发生前设置故障开始时间、故障结束时间。

　　c) 记录、分析事件和波形，确认动作信息正确。

　　标引序号说明：

　　F1、F2 — 极母线接地故障;

　　F3 — 极中点接地故障;

　　F4、F5 — 极中性母线接地故障;

　　F6 — 接地极开路故障;

　　F7 — 中性母线开关故障。

　　图 A.2 极区故障点示意图

　　表 A.19 极保护试验项目

　　GB/T 40605—202 1

　　A.2 . 3 双极保护试验

　　双极区保护的范围在接地极与极中性母线直流电流测点之间的部分，其中还包括了金属回线测点金属返回线直流电流与测点直流场中性母线直流电流之间的部分。 在双极区配置的保护中，涉及的测点有两个极的直流场中性母线直流电流，接地极线路 1 直流电流，接地极线路 2 直流电流，直流场金属返回线直流电流，站接地开关电流和中性母线避雷器电流。 双极区的故障点宜按照图 A. 3 设置。

　　表 A. 20 规定了特高压直流和常规直流应进行的双极保护试验项 目 。

　　试验按照下列程序执行。

　　a) 直流系统按照试验需要的方式运行。

　　b) 在直流系统一次模型中双极区相应位置模拟故障，在故障发生前设置故障开始时间、故障结束时间。

　　c) 记录、分析事件和波形，确认动作信息正确。

　　标引序号说明：

　　F25 — 双极中性母线接地故障;

　　F40 — 接地极开路故障;

　　F42 — 金属回线返回线接地故障;

　　F43 — 接地极引线开路故障;

　　F44 — 金属回线转换开关故障;

　　F45 — 大地回线转换开关故障;

　　F46 — 中性母线接地开关故障;

　　F47 — 站内接地过流故障;

　　F48 — 金属回线连线接地故障。

　　图 A.3 双极区故障点示意图

　　GB/T 40605—202 1

　　表 A.20 双极保护试验项目

　　A.2 . 4 直流线路保护试验

　　直流线路的故障点宜按照图 A. 4 设置。

　　表 A. 21 规定了特高压直流和常规直流应进行的直流线路保护试验项 目 。

　　试验按照下列程序执行。

　　a) 直流系统按照试验需要的方式运行。

　　b) 在直流系统一次模型中直流线路相应位置模拟故障，在故障发生前设置故障开始时间、故障结束时间。

　　c) 记录、分析事件和波形，确认动作信息正确。

　　GB/T 40605—202 1

　　标引序号说明：

　　F1 — 线路的首端金属接地故障; F2 — 线路中端金属接地故障;

　　F3 — 线路末端金属接地故障。

　　图 A.4 直流线路故障点示意图

　　表 A.2 1 直流线路保护试验项目

　　A.2 . 5 直流滤波器保护试验

　　故障点宜按照图 A. 5 设置。 表 A. 22 规定了特高压直流和常规直流应进行的直流滤波器保护试验项 目 。

　　GB/T 40605—202 1

　　试验按照下列程序执行。

　　a) 直流系统按照试验需要的方式运行。

　　b) 在直流系统一次模型中相应位置模拟故障，在故障发生前设置故障开始时间、故障结束时间。

　　c) 记录、分析事件和波形，确认动作信息正确。

　　标引序号说明：

　　F51 — 高压端接地故障;

　　F52 — 低压端接地故障;

　　F53 — 高压端电容器短路故障。

　　图 A.5 直流滤波器故障点示意图

　　GB/T 40605—202 1

　　表 A.22 直流滤波器保护试验项目

　　GB/T 40605—202 1

　　A.2 . 6 交流系统故障试验

　　交流系统侧故障点宜按照图 A. 6 设置。

　　表 A. 23 规定了特高压直流、常规直流和背靠背直流应进行的交流系统故障试验项 目 。

　　部分试验按照下列程序执行。

　　a) 直流系统按照试验需要的方式运行。

　　b) 在直流系统一次模型中相应位置模拟故障，在故障发生前设置故障开始时间、故障结束时间。

　　c) 记录、分析事件和波形，确认动作信息正确。

　　标引序号说明：

　　F30 — 单相接地故障;

　　F31 — 相间短路故障;

　　F32 — 三相接地故障。

　　图 A.6 交流区故障点示意图

　　表 A.23 交流系统故障试验项目

　　A.3 一致性验证试验

　　表 A. 24 规定了特高压直流、常规直流、背靠背直流应进行的一致性验证试验项 目 。

　　表 A.24 一致性试验验证项目