IEC 60143-4:2023

Series capacitors for power systems - Part 4: Thyristor controlled series capacitors

IEC 60143-4:2023 specifies the testing of thyristor controlled series capacitor (TCSC) installations used in series with transmission lines. This document also addresses issues that consider ratings for TCSC thyristor valve assemblies, capacitors, and reactors as well as TCSC control characteristics, protective features, cooling system and system operation.
IEC 60143-4:2023 cancels and replaces the first edition published in 2010. This edition constitutes a technical revision.
This edition includes the following significant technical changes with respect to the previous edition:
a) thyristor valve testing requirements refer to IEC 62823;
b) Formula (1) in Subclause 4.2 has been corrected;
c) Hardware-in-the-loop (HIL) tests, Subclause 7.5.4, replaces previously specified real time protection and control system test with network simulator.

Condensateurs série destinés à être installés sur des réseaux - Partie 4: Condensateurs série commandés par thyristors

L'IEC 60143-4:2023 spécifie les essais à réaliser sur les installations de condensateurs série commandés par thyristors (CSCT) utilisées avec les lignes de transmission. Le présent document aborde également les questions liées aux caractéristiques assignées des assemblages de valve à thyristors pour CSCT, des condensateurs et des bobines d’inductance ainsi que les caractéristiques de commande des CSCT, les fonctions de protection, le système de refroidissement et le fonctionnement du système.
L'IEC 60143-4:2023 annule et remplace la première édition parue en 2010. Cette édition constitue une révision technique.
Cette édition inclut les modifications techniques majeures suivantes par rapport à l’édition précédente:
a) les exigences d’essai de la valve à thyristors font référence à l’IEC 62823;
b) la Formule (1) au paragraphe 4.2 a été corrigée;
c) les essais dans la boucle du matériel (HIL, Hardware-In-the-Loop), paragraphe 7.5.4, remplacent l’essai du système de protection et de commande en temps réel spécifié précédemment, réalisé à l’aide d’un simulateur de réseau.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 13-Dec-2023
• ICS: 29.240.99 - Other equipment related to power transmission and distribution networks
• ICS: 31.060.70 - Power capacitors
• Technical Committee: TC 33 - Power capacitors and their applications
• Drafting Committee: MT 13 - TC 33/MT 13
• Current Stage: PPUB - Publication issued
• Start Date: 19-Jan-2024
• Completion Date: 14-Dec-2023

Relations

• Revises: IEC 60143-4:2010 - Series capacitors for power systems - Part 4: Thyristor controlled series capacitors
• Effective Date: 05-Sep-2023

Standards Content (Sample)

IEC 60143-4 ®
Edition 2.0 2023-12
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NORME
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Series capacitors for power systems –
Part 4: Thyristor controlled series capacitors

Condensateurs série destinés à être installés sur des réseaux –
Partie 4: Condensateurs série commandés par thyristors
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ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
INTERNATIONALE
ICS 29.240.99, 31.060.70 ISBN 978-2-8322-8029-4

– 2 – IEC 60143-4:2023 © IEC 2023
CONTENTS
FOREWORD . 5
1 Scope . 7
2 Normative references . 7
3 Terms, definitions and abbreviated terms . 8
3.1 Terms and definitions . 8
3.2 Abbreviated terms . 11
4 Operating and rating considerations . 11
4.1 General . 11
4.2 TCSC characteristics . 14
4.3 Operating range . 15
4.4 Reactive power rating . 16
4.5 Power oscillation damping (POD) . 16
4.6 SSR mitigation . 16
4.7 Harmonics . 17
4.8 Control interactions between TCSCs in parallel lines . 17
4.9 Operating range, overvoltages and duty cycles . 17
4.9.1 Operating range . 17
4.9.2 Transient overvoltages . 18
4.9.3 Duty cycles . 18
5 Valve control . 18
5.1 Triggering system . 18
5.2 System aspects . 19
5.3 Normal operating conditions . 19
5.4 Valve firing during system faults . 20
5.5 Actions at low line current . 20
5.6 Monitoring . 20
6 Ratings . 20
6.1 General . 20
6.2 Capacitor rating . 21
6.3 Reactor rating . 21
6.4 Thyristor valve rating . 21
6.4.1 General . 21
6.4.2 Current capability . 21
6.4.3 Voltage capability . 22
6.5 Varistor rating . 24
6.6 Insulation level and creepage distance. 25
7 Tests . 25
7.1 General . 25
7.2 Test of the capacitor . 25
7.2.1 General . 25
7.2.2 Routine tests . 25
7.2.3 Type tests . 26
7.2.4 Special test (ageing test) . 26
7.3 Tests of the TCSC reactor . 26
7.3.1 General . 26
7.3.2 Routine tests . 26

7.3.3 Type tests . 27
7.3.4 Special tests . 27
7.4 Tests of thyristor valves . 27
7.4.1 General . 27
7.4.2 Routine tests . 27
7.4.3 Type tests . 28
7.5 Tests of protection and control system . 28
7.5.1 General . 28
7.5.2 Routine tests . 28
7.5.3 Type tests . 29
7.5.4 Special tests − Hardware-in-the-loop (HIL) tests . 29
8 Guidance for selection of rating and operation . 30
8.1 General . 30
8.2 Thyristor controlled series capacitor . 31
8.2.1 AC transmission system . 31
8.2.2 TCSC operational objectives . 32
8.2.3 TCSC ratings . 32
8.3 Thyristor valves . 34
8.4 Capacitors and reactors . 34
8.4.1 General . 34
8.4.2 Capacitor considerations . 34
8.4.3 Reactor considerations . 34
8.5 Fault duty cycles for varistor rating . 35
8.6 Valve cooling system . 36
8.7 TCSC control and protection . 36
8.7.1 General .
...