IEC 60143-12015AMD12023 修改件1.电力系统用串联电容器.第1部分总则标准立项发展报告

修改件1：电力系统用串联电容器第1部分：总则标准立项发展报告——IEC60143-1:2015/AMD1:2023修订背景、技术内容与产业影响研究StandardizationDevelopmentReport:Amendment1-SeriesCapacitorsforPowerSystems-Part1:General摘要随着全球能源转型与特高压交直流输电技术的快速发展，串联电容器作为提升电力系统输电能力、改善电压质量与增强系统稳定性的关键设备，其标准化工作的重要性日益凸显。本报告围绕国际电工委员会（IEC）于2023年11月发布的IEC60143-1:2015/AMD1:2023《修改件1.电力系统用串联电容器.第1部分：总则》展开系统研究。报告首先梳理了该标准的历史沿革与修订背景，分析了近年来串联电容器在高压、超高压及特高压工程中的技术演进与工程需求变化；在此基础上，重点解读了本次修改件在术语定义、额定值规定、绝缘配合要求、过电压保护策略及试验方法等方面的主要修订内容，系统评估了修改件对设备制造商、电力设计院、运行维护单位及检测认证机构等多方主体的影响。报告还介绍了IECTC33（电力电容器及其应用技术委员会）的组织架构与工作模式，并对我国电力电容器行业如何对接国际标准提出了建议。研究表明，本修改件进一步强化了串联电容器在复杂电网环境下的适应性要求，提升了标准与工程实践的协调性，对促进全球输配电装备技术升级与国际贸易便利化具有重要的指导意义。关键词：串联电容器；电力系统；IEC标准；修改件；标准修订；无功补偿；输电能力Keywords:Seriescapacitors;Powersystems;IECstandard;Amendment;Standardrevision;Reactivepowercompensation;Transmissioncapability1引言1.1研究背景串联电容器（SeriesCapacitor）是安装在输电线路中的一种无功补偿装置，通过在线路中串入电容器的容性阻抗来部分抵消线路的感性阻抗，从而缩短线路的电气距离，提高输电系统的稳态输送能力、暂态稳定水平和电压支撑能力。自20世纪中叶以来，串联电容器补偿技术已在全球范围内广泛应用于长距离交流输电线路、区域电网互联工程以及配电系统中。在“双碳”目标驱动下，全球能源结构加速调整，大规模可再生能源基地的集中开发与远距离输送对电网输电能力提出了更高要求。串联电容器补偿技术以其在提升线路输送容量方面的显著经济性和技术有效性，重新成为电力行业关注的焦点。与此同时，高比例电力电子设备接入带来的次同步谐振（SSR）、次同步振荡（SSTI）等问题，也对串联电容器及其保护控制设备的技术要求提出了新的挑战。1.2标准修订的必要性IEC60143-1是国际电工委员会制定的关于电力系统用串联电容器的核心基础标准，规定了串联电容器及其附属设备的总则性技术要求，包括术语定义、额定值、设计技术要求、试验方法、过电压保护等关键内容。该标准的上一版本为2015年发布。自2015年版发布以来，世界各国的串联电容器工程实践积累了丰富经验，在电容器单元制造工艺、触发式间隙技术、可控串联补偿装置、阻尼回路设计等方面均取得了显著技术进步。此外，IEC60143系列标准的其他部分（如IEC60143-2关于串联电容器用保护设备、IEC60143-4关于晶闸管控制的串联电容器等）也相继完成修订或正在修订之中，为保持系列标准之间的协调一致性，有必要对第1部分进行相应修改。在此背景下，IECTC33技术委员会组织开展了对IEC60143-1:2015的修订工作，最终形成了本次发布的修改件AMD1:2023。2标准沿革与修订过程2.1标准历史版本IEC60143-1系列标准的历史沿革可追溯至20世纪60年代。主要版本演进如下：-IEC60143-1:1994：首次以“电力系统用串联电容器第1部分：总则”为标题发布的完整版本，取代早期分散的出版物，建立了串联电容器标准的系统框架。-IEC60143-1:2004：第二版。引入了高压直流输电系统中串联电容器组的应用要求，扩充了过电压保护相关条款。-IEC60143-1:2015：第三版。根据近年来特高压输电工程的发展实践，对额定值、绝缘水平、试验要求等进行了系统修订。-IEC60143-1:2015/AMD1:2023：现行有效版本。作为对第三版的补充修改，本次修改件聚焦于工程实践中暴露的新问题和新技术发展需求。2.2本次修订的主要驱动因素本次修改件的制定主要基于以下几个方面的驱动因素：（1）特高压工程实践经验反馈。中国、印度等国在特高压交直流输电工程中大规模应用串联电容器补偿技术，积累了丰富的设计、运行与维护经验，部分技术条款需要根据工程实践进行修订完善。（2）与新版IEC标准体系协调。近年来，IEC陆续发布和修订了多项相关标准，如IEC60143-2（保护设备）、IEC60143-4（晶闸管控制串联电容器）、IEC60071（绝缘配合）等。为使IEC60143-1中的引用条款与这些标准保持同步，需要进行相应的技术性修订。（3）新型电容器技术的成熟。高能量密度电容器单元、自愈式电容器技术、新型阻尼材料等方面的技术进步，使得部分原有的技术要求和试验方法需要更新。（4）可再生能源并网需求。大规模风电、光伏基地的集中接入带来的系统稳定性问题，促进了串联电容器在新能源送出工程中的更广泛应用，需要补充相应技术条款。2.3制定过程IEC60143-1:2015/AMD1:2023的修订工作由IECTC33（电力电容器及其应用技术委员会）下属的WG21工作组具体负责。修订过程遵循IEC标准制定的标准化流程，包括：1.NP阶段（NewworkitemProposal）：2019年，由相关国家委员会提出修订建议；2.WD阶段（WorkingDraft）：工作组起草工作草案；3.CD阶段（CommitteeDraft）：分发至各国家委员会征求意见；4.CDV阶段（CommitteeDraftforVote）：提交各国家委员会投票；5.FDIS阶段（FinalDraftInternationalStandard）：形成最终国际标准草案；6.正式发布：2023年11月3日正式发布。该修改件以电子版加密PDF格式发行，仅提供英语和法语两种官方语言版本。3标准主要内容与技术解析3.1修改件总体框架IEC60143-1:2015/AMD1:2023作为对主标准的补充修改，其内容涉及多个条款的修订和新增。修改件的结构安排与主标准框架保持一致，主要修订内容涵盖以下几个方面：3.2主要修订内容分析3.2.1术语与定义更新随着串联电容器技术的不断发展，部分术语的定义需要更新和补充。本次修改件对以下术语的表述进行了修订或新增：-串联电容器组（Seriescapacitorbank）：明确了包含串联电容器及其保护设备、控制设备等的完整装置定义；-平台（Platform）：细化了支柱绝缘子支撑式平台和悬挂式平台的技术描述；-触发间隙（Triggeredsparkgap）：补充了对触发响应时间和触发可靠性的定义要求；-阻尼回路（Dampingcircuit）：明确了阻尼回路中各元件（电抗器、电阻器）的功能定位。3.2.2额定值与运行要求在额定值规定方面，修改件针对实际工程运行中反映出的问题进行了调整：-额定电压与额定电流的配合关系：细化了串联电容器组在系统工频过电压工况下的持续运行时间要求；-过负荷能力：明确了串联电容器在短期过负荷和紧急过负荷工况下的允许运行时间对应关系；-环境条件：补充了在高海拔、污秽、覆冰等特殊环境条件下的修正系数规定。3.2.3绝缘配合与过电压保护绝缘配合是串联电容器设计的核心内容之一。本次修改涉及以下关键调整：-绝缘水平选取：与IEC60071系列标准的最新版本保持协调，更新了串联电容器平台对地的雷电冲击耐受电压和操作冲击耐受电压的推荐值；-保护放电间隙：优化了触发式间隙和自击穿式间隙的配合策略，明确了间隙整定值的选取原则；-旁路断路器：补充了旁路断路器在串联电容器组旁路操作过程中的暂态过电压抑制要求。3.2.4试验方法修订试验方法方面，修改件对以下内容进行了修订或补充：-电容器单元试验：调整了型式试验中的局部放电试验要求和老化试验条件；-串联电容器组整体试验：增加了对平台绝缘试验和整体放电试验的具体规定；-保护设备试验：细化了触发间隙的动作试验和恢复试验要求。3.3标准的技术协调性本次修改件充分考虑了与以下标准的协调一致性：-IEC60143-2:2015《电力系统用串联电容器第2部分：串联电容器组用保护设备》-IEC60143-4:2015《电力系统用串联电容器第4部分：晶闸管控制的串联电容器》-IEC60071-1《绝缘配合第1部分：定义、原理和规则》-IEC60071-2《绝缘配合第2部分：应用指南》-IEC60871-1《交流电力系统用并联电容器第1部分：总则》4标准实施影响分析4.1对设备制造行业的影响IEC60143-1作为串联电容器的核心标准，为全球范围内的串联电容器设备制造商提供了统一的技术依据和产品设计准则。该修改件的实施对制造业产生以下影响：产品设计层面：修改件中关于额定值配合关系、过负荷能力要求以及特殊环境条件的规定，促使制造商重新审视和优化产品设计方案。特别是在高海拔、重污秽地区的工程应用中，产品绝缘水平和外绝缘尺寸需要相应调整。试验能力建设：新增和修订的试验项目要求制造企业进一步完善试验手段和测试能力，配备相应的试验设备，建立与新版标准要求相匹配的出厂试验和型式试验体系。技术升级与产品迭代：为满足修改件中关于阻尼回路、触发间隙等组件的技术指标要求，制造商需要加大研发投入，推进产品技术升级。4.2对电力工程设计与运行的影响设计层面：修改件的发布使设计院在进行串联电容器补偿工程的设计时有了更明确的依据。特别是在保护间隙整定、绝缘配合计算、过电压保护策略制定等方面，设计人员需要根据新版标准的要求更新设计方法和计算工具。运行维护层面：修改件对运行中串联电容器组的监测、维护和检修提出了更明确的技术指引，有助于提高设备运行可靠性和运维效率。4.3对国际贸易与合格评定的影响IEC标准在国际贸易中具有重要的技术协调作用。IEC60143-1:2015/AMD1:2023的发布，为世界各国在串联电容器设备领域的国际贸易提供了统一的技术评价基准。设备制造商若通过IEC标准的认证和检测，可有效降低国际贸易中的技术壁垒，提升产品在国际市场的竞争力。5主要参与机构——IECTC33技术委员会5.1组织概况IEC60143-1:2015/AMD1:2023由国际电工委员会（IEC）下属的第33技术委员会（TC33）负责制定和维护。IECTC33的全称为“电力电容器及其应用（Powercapacitorsandtheirapplications）”，其秘书处由英国承担（BSI），主席国目前为意大利。5.2工作范围与职责TC33负责制定和维护与电力电容器及其应用相关的IEC国际标准，具体包括：-并联电容器（IEC60871系列）-串联电容器（IEC60143系列）-交流电动机电容器（IEC60252系列）-电力电子电容器（IEC61071等）-高压无功补偿装置相关标准5.3组织架构与工作机制TC33下设多个工作组（WorkingGroup,WG）和主席顾问组（Chairman'sAdvisoryGroup,CAG），其中与串联电容器标准相关的工作组主要为WG21（串联电容器），由来自中国、美国、英国、法国、德国、日本、印度、瑞典等主要国家的专家组成。5.4中国在IECTC33中的参与中国是IECTC33的积极参与国。中国国家委员会（通过中国电器工业协会、全国电力电容器标准化技术委员会等渠道）深度参与了IEC60143-1修改件的制定过程。来自中国电力科学研究院有限公司、西安高压电器研究院有限责任公司等单位的专家作为工作组成员参与了标准条款的讨论与起草，反映了中国在特高压串联电容器补偿工程中积累的丰富经验和技术成果。6对我国标准化工作的启示6.1技术对标与标准转化建议我国电力电容器标准化技术委员会尽快启动与IEC60143-1:2015/AMD1:2023的比对分析工作，评估我国现行国家标准GB/T20993等与IEC标准的主要差异，适时启动国家标准或行业标准的修订工作，保持我国标准与国际标准的同步性和协调性。6.2深化国际标准参与在后续的标准制修订工作中，建议进一步加强我国专家参与IECTC33工作组的力度，积极承担标准起草、工作组召集人等职责，推动将中国在特高压串联电容器领域的工程实践经验和创新技术成果纳入IEC标准体系。6.3完善试验验证能力针对修改件中新增和修订的技术要求，建议国内检测机构和制造企业提前布局，完善串联电容器相关试验手段和能力建设，为标准实施做好技术准备。7结论与展望IEC60143-1:2015/AMD1:2023《修改件1.电力系统用串联电容器.第1部分：总则》的发布，标志着国际串联电容器标准化工作迈上了一个新的台阶。本次修改件充分吸收了近年来全球范围内串联电容器工程实践的最新成果，在术语定义、额定值要求、绝缘配合、过电压保护和试验方法等方面进行了系统性修订和完善，进一步强化了标准与工程实践之间的协调性和适应性。从技术发展趋势来看，随着全球能源转型的深入推进、特高压交直流电网的持续建设以及新型电力系统技术的快速发展，串联电容器作为提升输电能力和系统稳定性的重要技术手段，其应用前景将更加广阔。相应地，对串联电容器的标准化需求也将不断提升，特别是在与电力电子设备协同工作、次同步谐振抑制、智能化监测与运维等方面，需要持续推进标准化工作的深化和创新。参考文献[1]IEC60143-1:2015/AMD1:2023,Amendment1-Seriescapacitorsforpowersystems-Part1:General[S].Geneva:IEC,2023.[2]IEC60143