兴安直流工程换流站设计和自主化特点
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2.3 阀厅及换流变布置 兴仁换流站每极 1 个 12 脉动阀组由 2 个 6 脉动阀
串联组成，1 个 6 脉动阀每相由 2 个换流阀臂串联组 成。每相 4 个阀臂紧密串联在 1 个阀塔上组成四重 阀，每极 12 脉动阀组三相共 3 个四重阀布置在 1 个阀 厅内，即三相四重阀。阀塔采用顶部悬挂式设计，塔 顶部电压两极均为 0 kV，底部电压极Ⅰ为+500 kV， 极Ⅱ为-500 kV。
（中国南方电网超高压输电公司天生桥局，贵州省兴义市，562400）
Converter Station Design and Autonomy-based Characteristics in Xing-An DC Transmission Project
LI Biao-jun, LI Qi-shu, YANG Yue-hui, FANG Ye
分。成套设计主要包括系统研究、成套设计规范书、 成套设计施工图，由中南电力设计院、南网研究中心 与直流承包商许继—西门子共同设计完成。工程设 计包括初步设计、第 3 部分设备采购规范书以及施工 图，由中南电力设计院负责设计[3]。 2.1 设计原则
（1）直流系统设计由中标的中外联合体完成。
关键词：换流站；设计特点；自主化特点 doi:10.3969/j.issn.1000-7229.2010.04.005
1 工程概况
模式，换流变和平波电抗器按 1 个极全进口，1 个极全 国产考虑。
（4）直流控制保护：直流控制保护采用中外联合 体投标模式，在确保工程质量和工期的前提下，采用 在外方指导下的硬软件联合设计，软件方案由双方共 同制定，软件编程由中方实施，所有的硬件设备（屏、 柜）由国内生产。
（5）交、直流滤波器：设备参数的成套设计由中外 联合体完成，由外方负责校核，国内制造厂家提供交
KEYWORDS: converter station; design characteristics; autonomy-based characteristics
摘要：介绍了兴仁换流站工程的电气主接线、阀厅及换流变压 器、直流场、交流滤波器和电气总平面布置以及站用电系统等 方面的设计原则和特点。该工程的自主化实践具有中方负 责、外方支持，国内设计范围扩大，自主化调试，以及取得一系 列自主化成果等特点。
兴仁换流站的控制保护系统主要包括直流控制 保护系统、运行人员控制和站 SCADA 系统、调度自 动化和直流远动系统、能量计费系统、直流线路故障 定位系统、暂态故障录波系统、交流保护系统、阀冷却 控制保护系统、站用电控制保护系统、火灾探测报警 系统、换流站安全监视系统（CCTV）、站用 110 V 和 24 V 直流系统、交流不停电电源系统等。
站用 10 kV 系统采用单母线，设 2 个工作段，每段 各由 1 回独立电源供电，另设 1 个备用段。每个工作 段均可从备用母线段取得备用电源，每个 10 kV 工作 段各接 2 台 10 kV/0.4 kV，2 500 kVA 低压站用变压 器，对全站的站用负荷供电。
3 自主化特点
3.1 创立了“贵二模式”
第4期
李标俊等：兴安直流工程换流站设计和自主化特点
·19·
设置有 4 个就地继电器室。 2.7 电气总平面布置
兴仁换流站 500 kV 交流场布置在站区的西部， 500 kV 交流滤波器场分散布置在 500 kV 交流场的南 北两侧，阀厅及换流变区域布置在 500 kV 交流场东 侧，500 kV 直流场布置在阀厅及换流变区域的东侧， 站用变区域布置在站区的西南部，站前区布置在站区 的东南部。 2.8 监控及保护系统 2.8.1 控制保护系统配置
C1
L1
R1
C2 L2
F1 F2
C1
L1
R1
C2 L2 R2 F1
C1 F1 L1 F1
C3 L3
盘南 3 盘南 2 盘南 1 兴义 兴义 天生桥 站用变 ACF2 电厂 2 变 1 二级
图 1 兴仁换流站交流场主接线图 Fig. 1 Main connection of AC yard in Xinren converter station
兴仁换流站采用 3 回独立电源供电，其中 2 回为 工作电源，1 回为备用电源。1 回电源取自站内装设 1 组 500 kV/10 kV 站用变压器，其他 2 回取自站外，分 别从站外引接。
兴仁换流站采用的 3 回电源分别通过 500 kV/ 10 kV、110 kV/10 kV、35 kV/10 kV 站用变降压后接 入站 10 kV 系统。
为了满足设备运输和运行检修的要求，在平波电 抗器出线侧、直流线路出线侧、极母线设备外侧以及 极母线设备和中性母线设备之间设置搬运及检修道 路，在每极 2 组直流滤波器之间设置 1 条巡视小道。 2.5 交流滤波器布置
10 个小组 500 kV 滤波器分为 3 个大组，每个大 组分别接入 500 kV 交流场第 1、第 2、第 3 串中。同一 交流滤波器大组设备采用集中布置方式，每个交流滤 波器小组的间隔度为 29 m。交流滤波器大组采用悬 吊式管型母线配垂直伸缩式隔离开关，可减少纵向尺 寸，节省占地面积。交流滤波器设备均采用低位支持 式布置方案。交流滤波器分组结构见图 2 。 [4—5]
(Tianshengqiao Bureau, CSG EHV Power Transmission Company, Xingyi 562400, Guizhou Province, China)
ABSTRACT: The paper introduces Xingren converter station's design principles and characteristics, including main electrical wiring, converter valve hall, converter transformer, DC field, AC filter, general electric arrangement, and auxiliary power system. The paper also considers that the project’s autonomization practice is of Chinese party’s responsibility supported from foreign parties, expansion of domestic design scope,
兴仁换流站控制和保护系统按冗余原则设计。 所有主要控制保护的硬件及软件均为双重化或多重 化设计，任何单一的软件或硬件故障都不会引起直流 系统的停运。直流保护系统采用三重化配置，出口逻 辑为三取二[6]。 2.8.2 二次设备的布置
2 个极的控制保护设备和站公用设备布置在主 控楼内，500 kV 第 1、3 串及第 1、3 大组交流滤波器对 应的二次控制保护屏柜等设备布置在 500 kV 1 号继 电器室；500 kV 第 2、4 串及第 2 大组交流滤波器对应 的二次控制保护屏柜等设备布置在 500 kV 2 号继电 器室；第 5、6 串对应的二次控制保护屏柜等设备及母 差保护布置在 500 kV 3 号继电器室；第 7、8、9 串对应 的二次控制保护屏柜等设备布置在 500 kV 4 号继电 器室。 2.9 站用电系统
换流变进线处设置独立过渡母线，过渡母线布置 在换流变的正上方，将 Y 型和△型换流变进线 L1、 L2、L3 三相分别连接起来。换流变阀侧套管全部插
A(DT11/13)
B(TT3/24/36)
C(SC)
在靠近滤波器围栏前后两侧各设置 1 条搬运及 巡视检修道路，在每个交流滤波器小组之间设置 1 条 巡视小道。 2.6 500 kV 交流场交流配电装置
兴仁换流站 500 kV 交流场采用屋外常规敞开式 设备，3/2 断路器接线，500 kV 配电装置交流进出线间 隔布置呈东西方向排列，由南北方向进出线，换流变 采用高架进线分别接入第 1 串、第 2 串。
断路器采用三列式布置方式，母线隔离开关采用 悬吊式管型母线配单柱垂直开启式且串中采用双静 触头三接地隔离开关，线路避雷器及 CVT 采用常规 设备敞开式布置，线路阻波器悬吊在出线架构上，并
0 引言
（2）换流阀采用中外联合体投标模式，国内生产 可控硅元件及有关零部件的比例按 50%考虑，1 个极 全进口，1 个极全国产。
（3）换流变及平波电抗器采用中外联合体投标
兴仁换流站为兴安直流工程送端换流站，由中南 设计院、许继—西门子联合体、南网研究中心联合设 计。本工程建设以“以我为主、联合设计、自主生产” 为指导原则，对推动关键设备国产化、掌握核心技术、 提高国内设备制造水平有极其重要的意义。现将本 工程设计和自主化特点总结成文，供设计、建设、施工 及运行部门参考[1]。
“兴安直流工程”）是我国±500 kV 直流输电工程自主 化依托项目，同时也是中国南方电网实施“西电东送” 的骨干工程。该工程西起贵州兴仁换流站，东至广东 深圳宝安换流站，输送容量为 3 GW，电压为±500 kV， 线路总长为 1 194.5 km。双极于 2007 年 12 月正式投 入商业运行[2]。
第9串
兴义 电厂 1
第 8 串 第 7 串第 6 串 光照 八河 1八河 2
第5串 独山 2
第 4 串第 3 串第 独山 1 ACF3
2
串
第1串 ACF1
极Ⅱ 换流变
极Ⅰ 换流变
入阀厅布置。 平波电抗器布置在阀厅的直流出线侧，阀侧套管
插入阀厅布置。 2.4 直流场布置
直流场设备按两极对称格局布置，直流极母线设 备布置于直流场的两侧，直流中性母线设备布置于直 流场的中央，在直流每极的极母线和中性母线之间布 置 2 组直流滤波器。直流滤波器设备均采用低位支 持式布置方案，四周用围栏围起。为防止围栏内杂草 生长影响设备安全运行，围栏内采用碎水泥地面。
贵州－广东第 2 回±500 kV 直流输电工程（简称
流滤波器组和高压并联电容器组中的电容器，其余元 件国外采购。
基金资助项目：国家重点工程，南方电网“十一五”西电东送重点 电网建设工程。
来自百度文库
（6）直流开关场设备由外方供货。 （7）交流开关场设备由中方自行采购。
·18·
电力建设
第 31 卷
（8）阀冷却水系统由外方设计供货。 （9）消防系统、采暖通风及空调系统由国内供货。 （10）换流站的总体建筑设计由中方完成，换流建 筑物等关键部位的设计与外方联合进行，材料在国内 采购。其他土建及辅助系统设施均由国内提供。 （11）换流阀及换流变区域的布置由外方设计。 （12）直流场布置由外方设计。 （13）交流开关场、交流滤波器场布置由中方负责 设计。 2.2 电气主接线和布置 500 kV 交流侧主接线采用一个半断路器接线方 式，如图 1 所示。 直流侧采用双极每个极 1 个 12 脉动阀组接线，按 极装设平波电抗器、直流滤波器和直流电压电流测量 装置等。 换流变网侧套管在网侧接成 Y0 接线与交流系统 直接相连，阀侧套管在阀侧按顺序完成 Y/△连接后 与 12 脉动阀组相连，换流变三相接线组分别采用 YNy0 接线及 YNd11 接线。 直流接线方式有：单极大地回线运行方式、单极 金属回线运行方式、双极运行方式、空载加压试验运 行方式。
第 31 卷 第 4 期 2010 年 4 月
电力建设 Electric Power Construction
中图分类号：TM 63 文献标志码：A 文章编号：1000-7229（2010）04-0017-04
Vol.31，No.4
Apr，2010 ·17·
兴安直流工程换流站设计和自主化特点
李标俊，李其书，杨跃辉，方 野
南网研究中心通过全过程参与贵广二回直流工
程的系统研究、设计、安装和调试，创立了“贵二模
autonomy-based debugging and a series of autonomy-based achievements, which can be a reference for domestic other projects.
2 设计特点
兴仁换流站设计分为成套设计和工程设计 2 部
串联组成，1 个 6 脉动阀每相由 2 个换流阀臂串联组 成。每相 4 个阀臂紧密串联在 1 个阀塔上组成四重 阀，每极 12 脉动阀组三相共 3 个四重阀布置在 1 个阀 厅内，即三相四重阀。阀塔采用顶部悬挂式设计，塔 顶部电压两极均为 0 kV，底部电压极Ⅰ为+500 kV， 极Ⅱ为-500 kV。
（中国南方电网超高压输电公司天生桥局，贵州省兴义市，562400）
Converter Station Design and Autonomy-based Characteristics in Xing-An DC Transmission Project
LI Biao-jun, LI Qi-shu, YANG Yue-hui, FANG Ye
分。成套设计主要包括系统研究、成套设计规范书、 成套设计施工图，由中南电力设计院、南网研究中心 与直流承包商许继—西门子共同设计完成。工程设 计包括初步设计、第 3 部分设备采购规范书以及施工 图，由中南电力设计院负责设计[3]。 2.1 设计原则
（1）直流系统设计由中标的中外联合体完成。
关键词：换流站；设计特点；自主化特点 doi:10.3969/j.issn.1000-7229.2010.04.005
1 工程概况
模式，换流变和平波电抗器按 1 个极全进口，1 个极全 国产考虑。
（4）直流控制保护：直流控制保护采用中外联合 体投标模式，在确保工程质量和工期的前提下，采用 在外方指导下的硬软件联合设计，软件方案由双方共 同制定，软件编程由中方实施，所有的硬件设备（屏、 柜）由国内生产。
（5）交、直流滤波器：设备参数的成套设计由中外 联合体完成，由外方负责校核，国内制造厂家提供交
KEYWORDS: converter station; design characteristics; autonomy-based characteristics
摘要：介绍了兴仁换流站工程的电气主接线、阀厅及换流变压 器、直流场、交流滤波器和电气总平面布置以及站用电系统等 方面的设计原则和特点。该工程的自主化实践具有中方负 责、外方支持，国内设计范围扩大，自主化调试，以及取得一系 列自主化成果等特点。
兴仁换流站的控制保护系统主要包括直流控制 保护系统、运行人员控制和站 SCADA 系统、调度自 动化和直流远动系统、能量计费系统、直流线路故障 定位系统、暂态故障录波系统、交流保护系统、阀冷却 控制保护系统、站用电控制保护系统、火灾探测报警 系统、换流站安全监视系统（CCTV）、站用 110 V 和 24 V 直流系统、交流不停电电源系统等。
站用 10 kV 系统采用单母线，设 2 个工作段，每段 各由 1 回独立电源供电，另设 1 个备用段。每个工作 段均可从备用母线段取得备用电源，每个 10 kV 工作 段各接 2 台 10 kV/0.4 kV，2 500 kVA 低压站用变压 器，对全站的站用负荷供电。
3 自主化特点
3.1 创立了“贵二模式”
第4期
李标俊等：兴安直流工程换流站设计和自主化特点
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设置有 4 个就地继电器室。 2.7 电气总平面布置
兴仁换流站 500 kV 交流场布置在站区的西部， 500 kV 交流滤波器场分散布置在 500 kV 交流场的南 北两侧，阀厅及换流变区域布置在 500 kV 交流场东 侧，500 kV 直流场布置在阀厅及换流变区域的东侧， 站用变区域布置在站区的西南部，站前区布置在站区 的东南部。 2.8 监控及保护系统 2.8.1 控制保护系统配置
C1
L1
R1
C2 L2
F1 F2
C1
L1
R1
C2 L2 R2 F1
C1 F1 L1 F1
C3 L3
盘南 3 盘南 2 盘南 1 兴义 兴义 天生桥 站用变 ACF2 电厂 2 变 1 二级
图 1 兴仁换流站交流场主接线图 Fig. 1 Main connection of AC yard in Xinren converter station
兴仁换流站采用 3 回独立电源供电，其中 2 回为 工作电源，1 回为备用电源。1 回电源取自站内装设 1 组 500 kV/10 kV 站用变压器，其他 2 回取自站外，分 别从站外引接。
兴仁换流站采用的 3 回电源分别通过 500 kV/ 10 kV、110 kV/10 kV、35 kV/10 kV 站用变降压后接 入站 10 kV 系统。
为了满足设备运输和运行检修的要求，在平波电 抗器出线侧、直流线路出线侧、极母线设备外侧以及 极母线设备和中性母线设备之间设置搬运及检修道 路，在每极 2 组直流滤波器之间设置 1 条巡视小道。 2.5 交流滤波器布置
10 个小组 500 kV 滤波器分为 3 个大组，每个大 组分别接入 500 kV 交流场第 1、第 2、第 3 串中。同一 交流滤波器大组设备采用集中布置方式，每个交流滤 波器小组的间隔度为 29 m。交流滤波器大组采用悬 吊式管型母线配垂直伸缩式隔离开关，可减少纵向尺 寸，节省占地面积。交流滤波器设备均采用低位支持 式布置方案。交流滤波器分组结构见图 2 。 [4—5]
(Tianshengqiao Bureau, CSG EHV Power Transmission Company, Xingyi 562400, Guizhou Province, China)
ABSTRACT: The paper introduces Xingren converter station's design principles and characteristics, including main electrical wiring, converter valve hall, converter transformer, DC field, AC filter, general electric arrangement, and auxiliary power system. The paper also considers that the project’s autonomization practice is of Chinese party’s responsibility supported from foreign parties, expansion of domestic design scope,
兴仁换流站控制和保护系统按冗余原则设计。 所有主要控制保护的硬件及软件均为双重化或多重 化设计，任何单一的软件或硬件故障都不会引起直流 系统的停运。直流保护系统采用三重化配置，出口逻 辑为三取二[6]。 2.8.2 二次设备的布置
2 个极的控制保护设备和站公用设备布置在主 控楼内，500 kV 第 1、3 串及第 1、3 大组交流滤波器对 应的二次控制保护屏柜等设备布置在 500 kV 1 号继 电器室；500 kV 第 2、4 串及第 2 大组交流滤波器对应 的二次控制保护屏柜等设备布置在 500 kV 2 号继电 器室；第 5、6 串对应的二次控制保护屏柜等设备及母 差保护布置在 500 kV 3 号继电器室；第 7、8、9 串对应 的二次控制保护屏柜等设备布置在 500 kV 4 号继电 器室。 2.9 站用电系统
换流变进线处设置独立过渡母线，过渡母线布置 在换流变的正上方，将 Y 型和△型换流变进线 L1、 L2、L3 三相分别连接起来。换流变阀侧套管全部插
A(DT11/13)
B(TT3/24/36)
C(SC)
在靠近滤波器围栏前后两侧各设置 1 条搬运及 巡视检修道路，在每个交流滤波器小组之间设置 1 条 巡视小道。 2.6 500 kV 交流场交流配电装置
兴仁换流站 500 kV 交流场采用屋外常规敞开式 设备，3/2 断路器接线，500 kV 配电装置交流进出线间 隔布置呈东西方向排列，由南北方向进出线，换流变 采用高架进线分别接入第 1 串、第 2 串。
断路器采用三列式布置方式，母线隔离开关采用 悬吊式管型母线配单柱垂直开启式且串中采用双静 触头三接地隔离开关，线路避雷器及 CVT 采用常规 设备敞开式布置，线路阻波器悬吊在出线架构上，并
0 引言
（2）换流阀采用中外联合体投标模式，国内生产 可控硅元件及有关零部件的比例按 50%考虑，1 个极 全进口，1 个极全国产。
（3）换流变及平波电抗器采用中外联合体投标
兴仁换流站为兴安直流工程送端换流站，由中南 设计院、许继—西门子联合体、南网研究中心联合设 计。本工程建设以“以我为主、联合设计、自主生产” 为指导原则，对推动关键设备国产化、掌握核心技术、 提高国内设备制造水平有极其重要的意义。现将本 工程设计和自主化特点总结成文，供设计、建设、施工 及运行部门参考[1]。
“兴安直流工程”）是我国±500 kV 直流输电工程自主 化依托项目，同时也是中国南方电网实施“西电东送” 的骨干工程。该工程西起贵州兴仁换流站，东至广东 深圳宝安换流站，输送容量为 3 GW，电压为±500 kV， 线路总长为 1 194.5 km。双极于 2007 年 12 月正式投 入商业运行[2]。
第9串
兴义 电厂 1
第 8 串 第 7 串第 6 串 光照 八河 1八河 2
第5串 独山 2
第 4 串第 3 串第 独山 1 ACF3
2
串
第1串 ACF1
极Ⅱ 换流变
极Ⅰ 换流变
入阀厅布置。 平波电抗器布置在阀厅的直流出线侧，阀侧套管
插入阀厅布置。 2.4 直流场布置
直流场设备按两极对称格局布置，直流极母线设 备布置于直流场的两侧，直流中性母线设备布置于直 流场的中央，在直流每极的极母线和中性母线之间布 置 2 组直流滤波器。直流滤波器设备均采用低位支 持式布置方案，四周用围栏围起。为防止围栏内杂草 生长影响设备安全运行，围栏内采用碎水泥地面。
贵州－广东第 2 回±500 kV 直流输电工程（简称
流滤波器组和高压并联电容器组中的电容器，其余元 件国外采购。
基金资助项目：国家重点工程，南方电网“十一五”西电东送重点 电网建设工程。
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（6）直流开关场设备由外方供货。 （7）交流开关场设备由中方自行采购。
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电力建设
第 31 卷
（8）阀冷却水系统由外方设计供货。 （9）消防系统、采暖通风及空调系统由国内供货。 （10）换流站的总体建筑设计由中方完成，换流建 筑物等关键部位的设计与外方联合进行，材料在国内 采购。其他土建及辅助系统设施均由国内提供。 （11）换流阀及换流变区域的布置由外方设计。 （12）直流场布置由外方设计。 （13）交流开关场、交流滤波器场布置由中方负责 设计。 2.2 电气主接线和布置 500 kV 交流侧主接线采用一个半断路器接线方 式，如图 1 所示。 直流侧采用双极每个极 1 个 12 脉动阀组接线，按 极装设平波电抗器、直流滤波器和直流电压电流测量 装置等。 换流变网侧套管在网侧接成 Y0 接线与交流系统 直接相连，阀侧套管在阀侧按顺序完成 Y/△连接后 与 12 脉动阀组相连，换流变三相接线组分别采用 YNy0 接线及 YNd11 接线。 直流接线方式有：单极大地回线运行方式、单极 金属回线运行方式、双极运行方式、空载加压试验运 行方式。
第 31 卷 第 4 期 2010 年 4 月
电力建设 Electric Power Construction
中图分类号：TM 63 文献标志码：A 文章编号：1000-7229（2010）04-0017-04
Vol.31，No.4
Apr，2010 ·17·
兴安直流工程换流站设计和自主化特点
李标俊，李其书，杨跃辉，方 野
南网研究中心通过全过程参与贵广二回直流工
程的系统研究、设计、安装和调试，创立了“贵二模
autonomy-based debugging and a series of autonomy-based achievements, which can be a reference for domestic other projects.
2 设计特点
兴仁换流站设计分为成套设计和工程设计 2 部