CISPR 18-2:1986/AMD2:1996
(Amendment)Amendment 2 - Radio interference characteristics of overhead power lines and high-voltage equipment. Part 2: Methods of measurement and procedure for determining limits
Amendment 2 - Radio interference characteristics of overhead power lines and high-voltage equipment. Part 2: Methods of measurement and procedure for determining limits
Contains a new clause 5 on methods for derivation of limits for the radio noise due to HVDC converter stations and similar installations.
Amendement 2 - Caractéristiques des lignes et des équipements à haute tension relatives aux perturbations radioélectriques. Deuxième partie: Méthodes de mesure et procédure d'établissement des limites
Contient un nouvel article 5 sur des procédures d'établissement des limites de perturbations radioélectriques produites par les stations de conversion en haute tension continue et par les installations similaires.
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Relations
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COMMISSION
CISPR
ÉLECTROTECHNIQUE
18-2
INTERNATIONALE
INTERNATIONAL
AMENDEMENT 2
AMENDMENT 2
ELECTROTECHNICAL
1996-12
COMMISSION
COMITÉ INTERNATIONAL SPÉCIAL DES PERTURBATIONS RADIOÉLECTRIQUES
INTERNATIONAL SPECIAL COMMITTEE ON RADIO INTERFERENCE
Amendement 2
Caractéristiques des lignes et des équipements
à haute tension relatives aux perturbations
radioélectriques –
Partie 2:
Méthodes de mesure et procédure
d’établissement des limites
Amendment 2
Radio interference characteristics of overhead
power lines and high-voltage equipment –
Part 2:
Methods of measurement and procedure
for determining limits
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Bureau central de la Commission Electrotechnique Internationale 3, rue de Varembé Genève Suisse
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M
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− 2 − CISPR 18-2 amend. 2 CEI:1996
AVANT-PROPOS
Le présent amendement a été établi par le sous-comité C du CISPR: Perturbations relatives
aux lignes et aux équipements à haute tension et aux systèmes de traction électrique.
Le texte de cet amendement est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
CIS/C/85/FDIS CIS/C/90/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cet amendement.
_________
Page 2
SOMMAIRE
Ajouter les titres de l’article et des paragraphes suivants:
5 Procédures d’établissement des limites de perturbations radioélectriques produites par les
stations de conversion à haute tension continue
5.1 Considérations générales
5.2 Sources d’interférence
5.3 Champs rayonnés par les salles des valves
5.4 Interférence conduite le long des lignes de transmission
5.5 Critères généraux pour établir des limites
Page 54
Ajouter, après 4.5, le nouvel article 5 suivant:
5 Procédures d'établissement des limites de perturbations radioélectriques produites
par les stations de conversion en haute tension continue et par les installations
similaires
5.1 Considérations générales
Les principales sources de génération des perturbations radioélectriques dans une station de
conversion à haute tension continue et dans des installations similaires, comme les
compensateurs statiques de puissance réactive (SVC), employant des thyristors pour leur
fonctionnement, sont au nombre de deux. Tout d'abord, les décharges couronne sur les
conducteurs, les isolateurs et les ferrures provoquent des perturbations semblables à celles
des systèmes en courant alternatif. Ces perturbations couronne peuvent être facilement
maintenues à des niveaux acceptables moyennant une conception électrique correcte des
barres et des ferrures dans la station. En second lieu, les valves de conversion ou de contrôle
provoquent des interférences à la suite de brusques coupures de courant entre l'anode et la
cathode durant l'amorçage des valves. Cette perturbation, qui est indépendante des conditions
atmosphériques, est cependant influencée par les caractéristiques de l'appareillage du
convertisseur et par les conditions de fonctionnement de la valve.
CISPR 18-2 Amend. 2 IEC:1996 − 3 −
FOREWORD
This amendment has been prepared by CISPR sub-committee C: Interference relating to
overhead power lines, high-voltage equipment and electric traction systems.
The text of this amendment is based on the following documents:
FDIS Report on voting
CIS/C/85/FDIS CIS/C/90/RVD
Full information on the voting for the approval of this amendment can be found in the report on
voting indicated in the above table.
_________
Page 3
CONTENTS
Add the titles of the following clause and subclauses:
5 Methods for derivation of limits for the radio noise due to HVDC converter stations
5.1 General considerations
5.2 Sources of interference
5.3 Radiated fields from valve halls
5.4 Conducted interference along the transmission lines
5.5 General criteria for stating limits
Page 55
Add, after 4.5, the following new clause 5:
5 Methods for derivation of limits for the radio noise due to HVDC converter stations
and similar installations
5.1 General considerations
There are principally two different sources of radio noise generation in HVDC converter stations
and similar high-voltage installations, such as static var compensators (SVCs), incorporating
thyristors in their operation. First, corona discharges on conductors, insulators, and hardware
cause noise, similar to that in a.c. systems. This corona noise can be easily held to acceptable
levels by proper electrical design of the busbars and hardware in the station. Second, the
converter or control valves cause interference due to the rapid breakdown of the voltage
between anode and cathode during valve firing. This noise, unlike noise due to corona, is
independent of weather but is influenced by the characteristics of the converter equipment and
by the valve operating conditions.
− 4 − CISPR 18-2 amend. 2 CEI:1996
Sans aucune mesure de suppression, le niveau de perturbation radioélectrique dû aux valves
de conversion ou de contrôle pourrait s'avérer intolérable, c'est pourquoi il est nécessaire
réduire ce niveau à une valeur acceptable, avec des mesures comme celles indiquées en 5.3.3
et 5.4.3.
L'évaluation des perturbations radioélectriques directement rayonnées par une valve de
convertisseur peut être effectuée au moyen de méthodes analytiques de calcul qui ont été
proposées dans la littérature [75], [76], [77], [78]. La référence [75] fournit aussi des méthodes
de calcul des oscillations de haute fréquence dans la station, méthodes qui utilisent des circuits
simplifiés équivalents.
Les niveaux perturbateurs illustrés aux figures 15 à 22 ne doivent pas être considérés comme
valeurs typiques de référence. Ils sont donnés simplement comme exemples de l'influence sur
les niveaux perturbateurs des différents paramètres considérés (distance de la station,
technologie des valves etc.).
5.2 Sources d'interférence
5.2.1 Mécanisme de génération d'une perturbation radioélectrique
Une station de conversion à haute tension continue se compose généralement de plusieurs
groupes de convertisseurs. Chacun de ces groupes comprend habituellement six valves (des
valves à thyristors et aussi, autrefois, des valves à vapeur de mercure) cycliquement excitées à
la fréquence électrique. Pour obtenir des tensions supérieures, on pourra brancher en série
plusieurs ponts par pôle. Les ponts sont connectés aux transformateurs du convertisseur du
côté courant alternatif, et aux bobines d'inductance d'atténuation sur le côté courant continu.
Une bonne partie des appareillages auxiliaires est aussi connectée aux deux côtés des circuits
du pont.
Un compensateur statique se compose, normalement, de bobines d'inductance contrôlées par
thyristors (TCR) et de condensateurs enclanchés par thyristors (TSC). La structure des valves
à thyristors est similaire à celle des stations de conversion. Pour les TCR, les thyristors sont
enclanchés à des angles différents pour contrôler le courant dans les bobines d'inductance,
tandis que pour les TSC ils sont enclanchés à un point fixe de l'onde de tension (à différence
de tension nulle).
Durant l'opération normale de tels schémas, chaque valve est enclenchée et déclenchée une
fois dans chaque cycle de la tension alternative. L'amorçage de la valve s'effectue donc 6 fois
par cycle de fréquence électrique pour un convertisseur à 6 impulsions ou pour un
convertisseur statique, et 12 fois pour un convertisseur à 12 impulsions. L'atténuation pour les
courants à haute fréquence générés par l'amorçage de la valve est si rapide que, du point de
vue de la perturbation radioélectrique, chaque impulsion peut être considérée comme
totalement amortie avant que les impulsions successives des autres valves ne soient injectées
dans le système. Pour cette raison, et également à cause de la dispersion des angles
d'excitation, même lorsque les valves dans les différents groupes ont les mêmes connexions au
transformateur, le niveau total de l'interférence radioélectrique généré n'est pas
significativement différent de celui généré par une seule valve.
Les temps de commutation aussi bien durant l'enclenchement que durant le déclenchement
sont très courts et généralement de l'ordre de quelques microsecondes. Les valves à thyristors,
lorsqu'elles sont excitées, peuvent avoir un temps de chute de tension jusqu'à 25 μs, contre
celui de 1 μs des valves à vapeur de mercure. La raison en est l'utilisation de circuits
amortissants à l'intérieur des valves à thyristors et le fait qu'une valve à thyristors se compose
de thyristors connectés en série. Par conséquent, la perturbation générée est en principe
inférieure dans les valves à thyristors à celles à vapeur de mercure. La figure 14 illustre les
spectres de fréquence, enregistrés en laboratoire, de deux phénomènes transitoires de la
même amplitude ayant un temps de montée de 1 μs et de 25 μs (valeurs moyennes pour les
valves à vapeur de mercure et à thyristors).
CISPR 18-2 Amend. 2 IEC:1996 − 5 −
Without any suppression measures, the radio noise level from the converter or the control
valves could be intolerable and it is, therefore, necessary to reduce this level to an acceptable
value with appropriate methods like those indicated in 5.3.3 and 5.4.3.
An evaluation of the radio noise radiated directly by a converter valve can be performed by
means of the analytical methods of calculation proposed in the literature [75], [76], [77], [78].
Reference [75] also gives methods of calculating the high-frequency oscillations in the station
using simplified equivalent circuits.
The disturbance levels shown in figures 15 to 22 are not to be considered as typical reference
values. They are simply given as examples of the influence of the different parameters
considered (distance from the station, technology of the valves, etc.) on the levels of
disturbance.
5.2 Sources of interference
5.2.1 Mechanism of radio noise generation
An HVDC converter station is generally made up of several converter groups. Each one of
these groups normally comprises six valves (thyristor valves and also mercury arc valves in the
past) fired cyclically at the power frequency. For obtaining higher voltages, several bridges may
be connected in series per pole. The bridges are connected to the converter transformers on
the a.c. side, and to the smoothing reactors on the d.c. side. A large amount of auxiliary
equipment is also connected on both sides of the bridge circuits.
An SVC installation usually consists of a set of thyristor controlled reactors (TCRs) and thyristor
switched capacitors (TSCs). The physical arrangement of the thyristor valves is similar to that
of HVDC converter stations. The thyristors for the TCRs are switched over a range of firing
angles to control the current to the reactors, while those for the TSCs are switched at a fixed
point-on-wave (zero cross-over).
During the normal operation of such schemes, each valve is turned on and off once in every
cycle of the alternating voltage. The valve firing thus occurs thus 6 times per cycle of the power
frequency for a 6-pulse converter or SVC installation, and 12 times for a 12-pulse converter.
The attenuation of the high-frequency currents generated by valve firing is so rapid that each
pulse can, from a radio noise standpoint, be considered fully damped before additional pulses
from other valves are injected in the system. For this reason, and due to the spread in the firing
angles even if valves in different groups have the same transformer connections, the total level
of the radio interference generated is not significantly different from that generated by a single
valve.
The switching times during both turn-on and turn-off are very small, being usually of the order
of a few microseconds. Thyristor valves, when fired, may have a voltage collapse time of up to
25 μs, compared with 1 μs for mercury arc valves. The reason for this is the use of damping
circuits within the thyristor valve and the fact that the thyristor valve is composed of a number
of thyristors connected in series. As a consequence the generated noise is in principle lower for
thyristor than for mercury arc valves. Figure 14 shows the frequency spectra, recorded in the
laboratory, of two transient phenomena of the same amplitude with rise times of 1 μs and 25 μs
(average values for mercury arc and thyristor valves, respectively).
− 6 − CISPR 18-2 amend. 2 CEI:1996
Aussi bien durant l'enclenchement que durant le déclenchement des valves, des tensions et
des courants transitoires apparaissent dans le système comme un résultat de la redistribution
de l'énergie stockée dans les éléments réactifs avant qu'un nouvel état d'équilibre ne soit
atteint. Durant le déclenchement, une grande partie de l'énergie est stockée dans l'inductance
des enroulements des transformateurs. Ainsi, la transition vers une nouvelle condition
d'équilibre s'accomplit essentiellement aux fréquences naturelles relativement basses du
transformateur et du système. Durant l'amorçage cependant, l'énergie devant être redistribuée
est essentiellement stockée dans les différentes capacitances parasites et concentrées. Cela
produit un système d'oscillations plutôt complexe dont le spectre ne dépend pas seulement de
l'amplitude et de la forme de la chute de tension à travers la valve, mais aussi de la
configuration des connexions et de l'appareillage branché. La fréquence du spectre de
perturbation atteint quelques mégahertz.
Cette perturbation radioélectrique peut être générée directement par les valves et par les
appareillages qui y sont branchés qui, dans ce cas, comprennent principalement les barres
d'alimentation et les barres de la station de conversion. Ces barres ont souvent une longueur
considérable et peuvent aussi faire fonction de radiateurs efficients. Naturellement, la station
de conversion sera reliée à des circuits en courant alternatif et en courant continu en entrée et
en sortie, lesquels pourront être des lignes aériennes. La perturbation radioélectrique sera
guidée et rayonnée par ces lignes aériennes.
5.2.2 Influence de la conception de la station sur l'interférence radioélectrique
Ainsi que déjà énoncé, l'interférence radioélectrique générée est influencée par l'inclinaison de
la tension d'amorçage de la valve. C'est pourquoi la perturbation radioélectrique générée par
les valves à thyristors sera plus basse que celle pr
...
Questions, Comments and Discussion
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