海上柔性直流换流平台设计规范.docx

ICS19.020CCSK85CSEE中国电机工程学会标准TCSEEXXXX-YYYY海上柔性直流换流平台设计规范DesignstandardforoffshoreflexibleHVDCconverterplatforms（征求意见稿）XXXX -XX -XX 实施XXXX-XX-XX发布中国电机工程学会发布1范围12规范性引用文件13术语和定义24总体要求25电气一次设计36电气二次设计67换流平台结构设计88换流平台辅助设施159逃救生设施设计20>刖百本文件按照中国电机工程学会标准管理办法（暂行）的要求，依据GB/T1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则给出的规则起草。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这些专利的责任。本文件由中国电机工程学会提出。本文件由中国电机工程学会海上风电技术专业委员会技术归口和解释。本文件起草单位：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司、中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司、国网智能电网研究院有限公司、华能国际电力江苏能源开发有限公司清洁能源分公司、大连船舶重工集团有限公司、上海勘测设计研究院有限公司、中国电力科学研究院有限公司、南方电网科学研究院有限责任公司、南京南瑞继保电气有限公司、许继电气股份有限公司和平高集团有限公司。本文件主要起草人：本文件为首次发布。本文件在执行过程中的意见或建议反馈至中国电机工程学会标准执行办公室（地址：北京市西城区白广路二条1号，100761,网址：http：/,邮箱：cseebz）<>海上柔性直流换流平台设计规范1范围本标准规定了海上柔性直流输电换流平台设计的主要内容，包括术语与定义、总体要求、电气一次设计、电气二次设计、结构设计、辅助设施和逃救生设施设计等。本标准适用于±50OkV电压等级及以下海上柔性直流输电系统换流平台的设计；适用于对称单极与双极海上柔性直流输电系统换流平台的设计；适用于基础支撑采用导管架结构的固定式换流平台的设计。柔性直流换流平台的设计除应符合本文件外，尚应符合国家现行有关标准的规定。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，其最新版本适用于本文件。GB/T51381-2019柔性直流输电换流站设计标准GB/T50064交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范GB/T19963风电场接入电力系统技术规定GB5005935kV110kV变电站设计规范GB50116火灾自动报警系统设计规范DLT5218220kV750kV变电站设计技术规程DLT5459换流站建筑结构设计技术规程DL/T5499换流站二次系统设计技术规程DL/T1193-2012柔性输电术语NB/T31115-2017风电场工程IIokV220kV海上升压变电站设计规范SY/T6560-2018海上石油设施电气安全规范SY/T10030-2018海上固定平台规划、设计和建造的推荐做法工作应力设计法DNVGL-ST-0145OffshoreSubstationsDNVGL-RP-C205-2019EnvironmentalConditionsandEnvironmentalLoads中华人民共和国国家经济贸易委员会海上固定平台安全规则中国船级社海上生产设施救生设备、无线电通信设备、航行信号设备法定检验指南中国船级社海上升压站平台指南3术语和定义GBb51381-2019和DITTlI93-2012界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1 海上换流平台OffshoreconverterpIatform用于将海上风电场各风电机组发出的电能进行汇集和经过柔性直流输电送出的海上设施，包括基础支撑和上部组块。3.2 基础支撑foundationsupport海上换流平台的下部支撑结构。3.3 上部组块uppermodule海上换流平台基础支撑以上的结构、设备和设施。3.4 阀厅valveha11安装换流阀塔及其连接设备的舱室。3.5 交流室alternatingcurrentroom安装联接变压器及其连接设备的舱室。3.6 直流室direct-currentroom安装桥臂电抗器及其连接设备的舱室。3.7 GIS室GISroom安装GIS及其连接设备的舱室。4总体要求4.1 选址要求对于单个风电场开发模式，海上换流平台选址可参考现行标准风电场工程IlOkV-220kV海上升压变电站设计规范NBT311152017的规定。对于多个风电场打捆集中送出开发模式，海上换流平台选址应根据集电线路与外送线路经济性最优原则确定。4.2 环境条件4.2.1 换流平台环境设计条件应基于具体海域特点研究和确定。4.2.2 换流平台环境条件应包括但不限于：风、波浪、潮汐、流、冰、水深、地震、海底冲刷、海生物、腐蚀、海床地貌、工程地质等水文气象条件。4.2.3 换流平台用于结构设计的环境条件，至少应包括操作环境条件和极端环境条件。4.2.4 设计环境条件的重现期，应根据设计寿命和预计用途、人员生命损失的危险性、设备损坏概率、财产损失情况等进行选取；操作环境条件的重现期应不小于1年，极端环境条件的重现期应不小于100年，对于无人驻守的海上换流平台，极端环境条件的重现期可采用50年。4.3 交流系统基本条件4.3.1 海上风电场接入系统应符合国家现行标准风电场接入电力系统技术规定GB/T19963的有关规定。4.3.2 交流系统基本数据可参考现行标准柔性直流输电换流站设计标准GB/T51381-2019的有关规定。4.3.3 对于单个风电场开发模式，宜采用66kV及以上风电机组汇集线路直接接入换流平台的方式；对于多个风电场打捆集中送出开发模式，也可采用各风电场接入交流升压平台后再接入换流平台的方式。4.4 柔性直流输电系统的性能要求4.4.1 柔性直流输电系统的规模和电压等级，应根据风电场规模、离岸距离、海缆路由、接入系统要求确定。4.4.2 柔性直流输电系统的性能要求可参考现行标准柔性直流输电换流站设计标准GB/T51381-2019的有关规定。4.4.3 柔性直流输电系统应具有有功和无功四象限运行能力，有功功率仅考虑海上风电孤岛送出方式。4.4.4 对于采用双极金属中线接线的两端柔性直流输电系统，可选择的运行方式包括双极金属中线运行方式、单极金属回线运行方式、动态无功补偿(STATCOM)运行方式、试验运行方式等。5电气一次设计5.1 电气主接线5.1.1 柔性直流输电系统可选择对称单极、双极接线，应根据传输功率水平、接入系统承受能力、成本造价等因素综合考虑，主接线设计应满足接入系统设计的要求，遵循可靠性、灵活性、经济性的原则。5.1.2 当采用双极接线，电气主接线还应满足下列功能要求：(1)应能实现为检修而对换流平台内一极或一个换流器进行隔离并接地；(2)应能实现为检修而对一极的直流线路进行隔离并接地；(3)切除一极或换流器进行检修时，不应影响另一极、其他换流器的稳态输送功率;(4)为防止海水中流通电流，如金属中线进行检修，则整个直流系统停运。5.1.3 电气主接线应包括换流器接线、联接变压器接线、交流室接线以及直流室接线。5.1.4 换流器接线应符合下列规定：(1)在满足系统要求的前提下，换流器接线应根据换流阀的制造能力，结合直流系统电压等级和输送容量情况，通过技术经济比较后确定；（2）换流器的每个桥臂应设置桥臂电抗器，桥臂电抗器宜位于换流阀的直流侧。5.1.5 交流室接线应符合下列规定：（1）交流室接线应符合国家现行标准35kV-IlOkV变电站设计规范GB50059220kV750kV变电站设计技术规程DL/T5218的规定；（2）风电场电能可汇集后经交流升压平台接入换流平台或直接接入换流平台；（3）双极结构下，交流室接线应保证具有风电功率在双极间功率转带的能力。（4）联接变压器的联接组别根据接地方式、站用电配置、零序电流隔离、暂态电流等要求，并经技术经济比较后确定；5.1.6 直流室接线应符合下列规定：（1）直流室接线应按极配置，正极与负极之间应相互独立；（2）对于双极金属中线接线，宜根据运行方式转换的要求在直流中性线侧配置中性母线开关、金属中线开关。5.1.7 换流器应采用直流侧启动方式，宜只在陆上换流平台配置启动电阻。5.1.8 直流接地装置应设置于陆上换流站。5.1.9 耗能装置宜设置于陆上换流站。5.2 过电压保护、绝缘配合及防富接地5.2.1 换流平台过电压保护可参照现行国家标准柔性直流换流站绝缘配合导则GB/T364982018、绝缘配合第3部分：高压直流换流站绝缘配合程序GB/T311.3的有关规定执行。5.2.2 换流平台过电压保护和避雷器配置应符合现行国家标准柔性直流输电换流站设计标准GB/T51381-2019的规定。5.2.3 换流平台的直击雷防护与接地设计应符合现行国家标准交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范）GB/T50064和交流电气装置的接地设计规范GB/T50065的有关规定。5.2.4 换流平台应设置避雷针及金属结构物作为接闪器进行直击雷保护，并通过接地引下线和平台自身钢柱，与海底基础钢管桩连接。平台屋内外应按照雷电防护区（LpZ）的相关要求采取防护措施，平台屋顶和侧面外露的通信天线、充油设备外壳应处于直击雷保护范围内。5.3 主要设备选择5.3.1 换流平台主要电气设备选择应满足以下要求：（1）能够在无人值守条件下可靠运行；（2）能够适应海上换流平台的运行环境；（3）能够适应海上换流平台在运输、安装及运行期的倾斜、摇晃及振动。5.3.2 换流平台主要电气设备选择可参考现行国家标准柔性直流输电换流站设计标准GB/T51381-2019的规定。5.3.3 换流阀选择应符合下列规定：（1）换流阀宜采用模块化设计，子模块冗余度不宜小于3%；（2）换流阀可采用支撑式或悬吊式，应适应海上运输、检修、运行的条件，如抗震等级，运输条件，加固措施，加速度等指标。5.3.4 联接变压器选择应符合下列规定：（1）换流平台每站/极设置2台及以上联接变压器时，单台变压器容量宜考虑冗余，当一台变压器故隙退出运行时，剩余变压器可送出对应站/极60%及以上的容量；（2）联接变压器冷却方式根据技术经济比较后确定，功率较大时宜采用强迫导向油循环水冷（ODWF）o5.3.5 联接变压器高/低压侧、直流室开关设备宜选用气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）。5.3.6 直流侧避雷器的配置和参数选择应根据换流平台过电压计算和绝缘配合结果确定，宜采用高荷电率配置方案。5.3.7 直流导体与母线的选择应根据现行行业标准导体和电器选择设计技术规定DL/T5222的规定进行校核。5.3.8 交流设备的选择应符合国家现行标准导体和电器选择设计技术规定DL/T5222.220kV-750kV变电站设计技术规程DL/T5218的有关规定。5.4 电气设备布置5.4.1 换流平台布置应结合换流阀塔、联接变压器、桥臂电抗器以及换流平台舱室的布置,通过技术经济比较后确定。5.4.2 阀厅及阀厅内设备布置应符合下列规定：（1）若采用双极接线，换流平台宜按每极设置阀厅；（2）阀厅内宜设置便于搬运和检修的通道，门和通道需考虑紧急疏散的需求；（3）阀厅内阀塔间的布置方式应根据空气净距取值，通过技术分析比较来选择同相上下桥臂相邻布置或同极桥臂三相相邻布置两种方案；（4）每极每相换流阀塔数量应根据电压等级进行合理化配置，每个换流阀塔的子模块数量应均匀分配；（5）换流阀塔与相邻设备间的距离应以绝缘配合为主要因素，同时应满足搬运、检修及更换的场地的要求。5.4.3 联接变压器应符合换流平台总体布置需要，布置方式应便于设备的操作、搬运、检修和试验，宜布置于换流平台的上层。5.4.4 直流室布置应符合下列规定：（1）直流室宜按极对称分区布置，布置方式应便于设备的操作、搬运、检修和试验;（2）桥臂电抗器应采用户内布置，宜与阀厅隔开；(3)桥臂电抗器应考虑电抗器磁场对周边钢结构及设备的影响，防止钢结构发热及对其他设备产生干扰；(4)桥臂电抗器布置应符合现行标准中对静电感应场强等电磁环境的有关规定。5.4.5 联接变压器、气体绝缘金属封闭开关设备(GlS)的主要维护通道不宜小于1000mm：开关柜设备的柜前通道不宜小于柜深加400mm,柜后通道不宜小于600mm。对于无需柜后检修的柜体可采用靠墙布置，柜后离墙距离不宜小于50mm。5.4.6 不同舱室间的连接应根据舱室间相对位置选择不同的方式，相邻舱室宜采用电缆或穿墙套管相连接，不相邻舱室宜采用电缆或GIL相连接，同时换流平台应设置专门的电缆夹层。5.4.7 主要电气设备之间的连接设备，应能适应海上换流平台在运输、安装及运行过程中的振动环境。5.5 站用电系统换流平台应设置两回站用工作电源和一回站用应急电源。两回站用工作电源可从联接变压器的第三绕组引接，也可设置专用的高压站用变压器从交流侧配电装置母线引接，应进行综合技术经济比较后确定。6电气二次设计6.1 一般要求6.1.1 换流平台电气二次系统应依据换流平台的建设规模、电气主接线、运行方式和控制模式来设计。6.1.2 换流平台控制保护系统通常包括计算机监控系统、直流控制系统、直流保护系统、直流线路故障测距系统、暂态故障录波系统、换流平台主时钟系统和交流保护系统等。6.1.3 换流平台的通信系统应包括系统通信和站内通信。6.1.4 换流平台通信设施可包括光纤通信设备、载波通信设备、调度交换机、行政交换机、调度数据网设备、综合数据网设备、会议电视终端设备、通信电源设备、通信机房动力及环境监控系统子站设备、广播设备、综合布线设施和与控制保护的接口设备等。6.1.5 换流平台电气二次系统可参考现行国家标准柔性直流输电换流站设计标准GB/T5138L2019的规定。6.2 电气二次系统配置6.2.1 计算机监控系统除应满足现行行业标准换流站二次系统设计技术规程DL/T5499的有关规定外，还应符合本标准的要求。6.2.2 海上换流平台按无人值班设计，不宜设置远方监控通讯设备，监控系统网络通过站间通信通道与陆上换流站网络互连，组成统的平台，实现两站所有系统和设备的数据采集和处理、监视和控制、记录等功能。6.2.3 远动系统与换流平台的监控系统应统一布置在陆上换流站，远动信息除送至电网调度中心外，还应送至相应的风电运行管理部门。6.2.4 陆上换流站监控系统除了对陆上换流站的监控外，还应考虑对海上换流平台、海上升压平台（如有）、海上风电场的监控功能。6.2.5 海上换流平台可不配置就地操作系统，站内LAN网与站间通信LAN网可合并为统一的LAN网，站内监控LAN网信息通过站间通信送至陆上换流站，陆上换流站配置海上换流平台运行人员控制系统。6.2.6 站控设备功能可集成到极控层，取消站控硬件设备。6.2.7 交、直流保护和暂态故障录波装置应各自单独组网，交流保护和直流保护均通过保护子网与保护及故障信息管理子站进行通信。交、直流故障录波应通过录波专网与保护及故障信息管理子站通信。6.2.8 换流平台应配置1套独立的一体化辅助监控系统，采用统一的辅助系统综合监控平台，实现换流平台辅助系统的信息集成和共享、智能化监控和管理。一体化辅助监控系统由视频监控子系统、安全警卫子系统、阀厅红外测温子系统、门禁子系统、环境监测子系统、灯光智能控制子系统等组成。6.2.9 换流平台应配置1套火灾报警系统，具有火灾探测、火灾监视、火灾自动报警以及自动（或手动）消防联动控制功能。6.2.10 海上换流平台若具备数字化接口，则可取消现场测控装置。6.3 电气二次设备及布6.3.1 海上换流平台的特殊应用环境要求控制保护系统在具备高可靠性的同时应尽可能的优化控制保护功能分布，减少屏柜数量。6.3.2 海上换流平台控制保护系统可按照无人值守原则设计，应结合工程实际运行需求尽量减少系统各层不必要的设备。6.3.3 控制及保护功能应进行合理划分，在满足系统可用率、可靠性情况下，不同的控制或保护功能可集成在统一主机上实现。63.4 控制保护装置应尽量缩小尺寸，控制保护机箱尺寸不宜大于4U。63.5 5屏柜布置应充分利用内部空间，对直流系统安全、稳定运行不存在较大影响的设备,可不进行冗余配置，并可进行合理划分统一组屏，提高屏柜空间利用率，但控制功能主机与保护功能主机应相互独立。6.4电气二次设备电磁兼容6.4.1 海上换流平台电气二次设备应具有抗电磁干扰措施，保证换流平台内运行的电气二次设备在受到各种传导、辐射电磁骚扰的影响时，仍能按规定的性能继续运行。6.4.2 为减少电磁干扰和削弱干扰源，阀厅应采取严格的屏蔽措施。6.4.3 电气二次设备宜采用光纤通信，以提高抗电磁干扰的能力。6.4.4 采用屏蔽控制电缆时，应考虑同一电缆内电缆芯的安排、不同电缆的敷设路径、电缆屏蔽层接地等各方面的措施，以减少并列电缆的耦合。6.4.5 电气二次回路宜采取过电压保护措施，直流回路宜加装稳压二极管，交流回路宜采用变阻器或RC元件等。6.4.6 电气二次回路宜采取滤波和隔离措施，电子装置电源进线可设置必要的滤波去耦措施，控制设备的信号输入/输出回路可采用光电隔离或继电器隔离以防止干扰信号的串入。6.4.7 屏内配线应将不同类型的电缆分开布置，以减少并列敷设的电缆的耦合。7结构设计7.1 一般规定7.1.1 结构设计总的原则是：安全、经济、合理，且方便制造、安装、检验和维护。结构布置应传力路径合理，构件综合利用性好，材料利用率高，满足其他专业对结构的要求。7.1.2 海上柔性直流换流平台的结构应按承载能力极限状态（ULS）、正常使用极限状态（SLS）.疲劳极限状态（FLS）、偶然事故极限状态（ALS）进行设计。7.1.3 本标准除疲劳计算外，结构设计应采用以概率理论为基础、以分项系数表达的极限状态设计方法。疲劳设计宜采用容许应力法。7.1.4 桩、导管架及上部组块的主要受力结构的安全等级应为一级，次要结构的安全等级应不低于二级。7.1.5 结构设计使用年限不应低于50年。7.1.6 海上柔性直流换流平台的抗震设防类别应为乙类（重点设防类）。对抗震设防烈度为9度的海上柔性直流换流平台，应进行专门的抗震研究。7.2 荷栽和荷载组合7.2.1 作用在海上换流平台结构上的载荷包括结构在建造、安装和使用阶段可能遇到的载荷，设计载荷可按下述原则进行分类：（1）环境载荷：主要由风、浪、流、冰、地震等自然环境条件所引起的载荷；（2）使用载荷：平台在使用期间所受到的除环境载荷外的其他载荷，可分为固定载荷、活载荷和动力载荷；（3）施工载荷：平台在施工期间受到的载荷，如陆地建造、码头装船、海上运输、海上浮拖安装、海上吊装等施工过程中的载荷。7.2.2 环境荷载可按下列原则进行计算：（1）风荷载计算宜符合现行行业标准浅海固定平台建造与检验规范的相关规定；(2)波浪荷载应根据水深及适用范围选择波浪理论，并应符合现行行业标准港口与航道水文规范JTS145的相关规定进行计算。当波浪在结构处或其附近可能发生破碎，结构分析时，应计入破碎波浪导致的波荷载；(3)海流荷载应符合现行行业标准港口工程荷载规范JTS144-1的相关规定，并应计入海流与波浪的共同作用，且宜根据现场实测资料分析确定；(4)地震荷载应符合现行行业标准水运工程抗震设计规范JTS146的相关规定，并宜采用工程海域的基本烈度作为设计烈度。地震荷载应按上部组块-导管架-基础整体进行计算，并宜采用地震反应谱法；(5)海冰荷载宜符合现行行业标准港口工程荷载规范JTS144-1的相关规定，并应计入海冰荷载与海上换流平台基础的相互作用；(6)风、浪、流、冰、雪等极端环境荷载的设计基准期不应低于100年。7.2.3 设施的固定载荷，应至少包括：(1)设施在空气中的重量，如结构自重(包括导管架、上部结构、桩、浇注填充物)、防腐阳极块重量、附属结构重量，以及固定不变的设备、管道、容器重量等，其荷载值的计算如下：1)结构自重的标准值可按结构构件的设计尺寸、材料单位体积自重计算确定，当有海生物附着可能时，尚应计入附着物自重，其采用附加质量法计算时宜根据工程场区及周边区域调查资料，确定海生物生长轮廓线；2)固定设备自重、管线自重、胭装自重应按照实际重量及作用位置计算确定，固定设备自重应包括设备及设备基础、支架等的自重；管线自重应包括管道、线缆、支架、桥架等的自重；胭装自重应包括涂装、铺装、防火绝缘及装饰装修设施等的自重。(2)设施水下部分的浮力。其荷载值可结合相应潮位计算。7.2.4 设施的活载荷，应至少包括：(1)可能加到设施上或从设施移走的各种设备和装置的重量，如临时生活住房、生活供应设备、救生设备、潜水设备和公用设备等；(1)设施上工作人员的重量；(2)消耗品和储罐中液体的重量；(3)由器料装卸、船只停靠和直升机降落等作业时作用在结构上的力；(4)在使用甲板吊机时作用在结构上的力。储备、搬运、检修性活荷载详见表7.2.4；起重机活荷载按照使用功能和起重机厂家提供的资料；其他活载荷的计算，采用公认方法及有关资料或按实验数据经分析后确定。表724储运、搬运、检修性活荷载房间局部校核主构件校核整体校核基数基数乘折减系数基数乘折减系数备品备料间4kNm21.01.0吊装平台10kNm21.0可忽略救生艇平台9.0kNm21.0可忽略房间内除设备外的区域5.0kNm2f可忽略过道、楼梯、休息间4.0kNm2f可忽略检修通道3.0kNm2f可忽略没有设备性载荷的房间2.5kNm21.0可忽略栏杆水平力荷载1.0kNm可忽略可忽略注：1)f=min1.0；(O.5+3A°5),其中A为加载区域，m21,2）整体校核工况指桩基承载力、抗倾覆能力等结构整体失效模式的分析，应根据“最恶劣工况”的特征荷载组合建立，并满足相应极限状态标准。7.2.5 设施的动力载荷为对设施结构或构件动力作用显著的载荷，至少应包括由对周期性激励的响应或由对冲击的反作用而作用在设施上的载荷：（1）由波浪、风、地震或机械运动等引起的激励载荷；（2）由船舶停靠、吊机起重等引起的冲击载荷。其载荷的计算，采用公认方法及有关资料或按实验数据经分析后确定。7.2.6 海上柔性直流换流平台偶然事故荷载的确定，应符合下列规定：（1）船舶意外撞击荷载、直升机意外坠落荷载应符合现行标准海上固定平台规划、设计和建造的推荐作法一荷载抗力系数设计法（增补1）SY/T10009的有关规定；（2）短路电动力由设备厂家根据运行条件计算，应采用荷载标准值作为代表值。7.2.7 施工载荷应包括设施在建造、装船、运输、下水、安装等阶段的暂时性载荷，至少应包括下列阶段作用在设施上的栽荷：（1）码头装船阶段；（2）海上运输阶段；（3）海上安装阶段。施工载荷的计算，应按照公认的标准进行。7.2.8 海上柔性直流换流平台地震作用宜进行地震安全性评价确定。7.2.9 载荷组合应根据所确定的设计工况，遵循“在相应阶段中对设施产生最不利影响”的基本原则。对同一设施的不同设计项目（如结构的局部构件计算或总体计算等）或不同阶段（施工阶段或使用阶段），应按实际可能同时出现的最不利情况进行载荷组合。7.2.10 按承载能力极限状态（ULS）设计时，应采用荷载效应的基本组合，必要时尚应考虑荷载效应的偶然事故荷载组合；按正常使用极限状态设计时，应采用荷载效应的标准组合。计算疲劳时，应采用荷载效应的标准组合，并可不计入偶然事故荷载。7.2.11 荷载效应基本组合时的荷载分项系数，应符合下列规定：（1）当永久荷载对结构不利时，永久荷载分项系数不应小于1.3；当永久荷载对结构有利时，永久荷载分项系数不应大于1.0：（2）当可变荷载对结构不利时，可变荷载分项系数不应小于1.5；当可变荷载对结构有利时，可变荷载分项系数应取0。7.2.12 荷载效应标准组合时的永久荷载、可变荷载分项系数，均应取1.0。7.3 材料7.3.1 主体结构应采用船舶与海洋工程用结构钢或低合金高强度结构用钢，次要结构可采用低合金高强度结构用钢或碳素结构钢。钢材选用应符合现行国家标准船舶与海洋工程用结构钢GB712、低合金高强度结构钢GB"1591和碳素结构钢GB/T700的相关要求。7.3.2 主体结构中承受高约束、板厚方向承受收缩变形和连续拉力荷载的部位，应采用具有抗层状撕裂性能的钢材，钢材性能应符合现行国家标准厚度方向性能钢板GB/T5313的相关要求。7.3.3 钢材等级应根据构件类别、构件厚度和设计温度选用。73.4 大气区及浪溅区的结构设计温度应取作业区域近10年内最冷月份平均气温，全浸区的结构设计温度取OC。73.5 5基础用灌浆材料应具有早强、高强特性，满足结构连接要求所需的抗压、抗拉、抗弯、抗剪切、抗疲劳等力学性能，试验方法应符合现行国家标准水泥胶砂强度检验方法GB/T17671.普通混凝土力学性能试验方法GB/T50081和水泥基灌浆材料应用技术规范GB/T50448的有关规定；(1)灌浆材料应具有耐腐蚀性能和耐久性；(2)灌浆材料应采用无收缩、无泌水材料，并与钢材间有较好的粘结性；(3)力学性能试验方法应符合现行国家标准水泥胶砂强度检验方法GB/T17671.普通混凝土力学性能试验方法GB/T50081和水泥基灌浆材料应用技术规范GB/T50448的有关规定；耐久性测试试验方法应符合现行国家标准普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准GBZT50082的有关规定。7.4 结构设计7.4.1 在进行结构总体布置时应考虑下列因素：(1)应尽量使构件在各种受力状态下都能发挥较大作用，构件数量和规格力求少；(2)不宜在飞溅区内设置水平构件；(3)不宜在冰作用区设置水平构件和斜撑；(4)管节点宜设计为简单节点；(5)导管架斜撑宜采用X型连接方式，不宜采用K型、倒K型、心型连接方式；(6)导管架斜撑的角度(即与水平面夹角)宜在45。左右，不宜小于30。；(7)导管架腿可根据需要采用直腿、单斜和双斜，斜度宜在(8)装船支撑横向间距的确定应考虑预制场地以及运输驳船滑道的间距；(9)采用滑移装船吊装下水方式的导管架，装船支撑与吊点的布置应协调考虑；(10)适当考虑平台弃置的要求。7.4.2 海上柔性直流换流平台应根据其结构状态的不同，分别进行在位状态分析和施工状态分析。(1)在位状态分析时，应建立一个包括上部组块、下部结构、地基共同作用的完整的结构模型；(2)施工状态分析时，可只建立相应组成部分的模型，并包括临时的施工措施。(3)不同状态下，结构分析内容应包括结构稳定分析、强度分析、变形分析和动力性能分析等。7.4.3 在位状态结构分析包括极端工况、正常运行工况、疲劳工况和地震工况；施工状态结构分析包括装船工况、运输工况、吊装工况或浮托安装工况。各工况的计算应符合现行行业标准海上固定平台规划、设计和建造的推荐作法一荷载抗力系数设计法（增补1）SY/T10009的有关规定。7.4.4 吊装分析应按照以下原则考虑：（1）应考虑吊索具的重量；（2）吊绳与水平面的夹角不宜小于60。；（3）开阔海域吊装动力系数选用2.0/1.35,遮蔽海域动力系数选用1.5/1.15,具体可参考APIRP2AWSD2014推荐做法的要求（4）最大偏心不宜超过吊点间长度或宽度的六分之一。7.4.5 浮拖分析应按照以下原则考虑：（1）应考虑进船时船体对导管架的碰撞力；（2）应考虑对接时组块对导管架的碰撞力；（3）应考虑退船时船体对导管架的碰撞力。7.4.6 当上部组块采用浮托法安装时，基础结构布置应满足进退船的净空要求，导管架水平层应满足进退船间隙要求，进退船间隙应考虑船舶运动、测深误差和构件尺度的因素。7.4.7 海上柔性直流换流平台运行期上部结构最大变形应满足下表的规定。设备基础的变形限制可根据供货厂家资料执行。表7.4.7海上柔性直流换流平台结构变形限值序号变形部位限制1基础泥面水平位移D/102结构整体水平位移1/2502上部组块整体倾斜53主梁1/4004次梁1/2505甲板肋条1/150注：1）D为钢管桩直径；2）上部组块整体变形分纵横两个方向，均应满足限值要求。其计算方法为上部组块第一层最外侧基础连接柱的竖向位移差除以基础连接柱的间距，最外侧有多个连接柱时取最大值。7.4.8 当结构自振周期小于3s时，可不考虑波浪动力影响，大于或等于3s时，应考虑波浪动力影响。7.4.9 海上换流平台桩、导管架的主要结构构件应进行疲劳设计。对于水深较浅，自振周期小于3s的结构可按照海上固定平台规划、设计和建造的推荐作法一荷载抗力系数设计法（增补1）SY/T10009的简化方法进行疲劳分析；振周期大于3s的结构应进行详细疲劳分析。7.5 防腐蚀设计7.5.1 海上换流平台主要结构的防腐设计年限不应小于25年。7.5.2 海上换流平台钢结构防腐蚀设计可采用涂料保护、金属热喷涂、热浸镀锌、阴极保护、包覆和预留腐蚀裕量等措施。7.5.3 钢结构阴极保护措施可根据工程状况选择牺牲阳极保护或外加电流保护。7.5.4 采用外加电流阴极保护系统的海上风电场工程结构，应在风电场陆上集控中心或升压站设置对阴极保护系统进行远程监测、控制和分析评估的在线监控系统；采用牺牲阳极阴极保护系统，宜设置在线监测系统。7.5.5 海上换流平台钢结构的防腐蚀设计应符合现行行业标准海上风电场工程防腐蚀设计规范NBZT10626的有关规定。7.5.6 主要结构构件应预留一定的腐蚀裕量。腐蚀裕量不应小于海上换流平台结构设计使用年限内的预计腐蚀量，不同部位的结构构件的腐蚀裕量宜符合下列规定：(1)大气区、水下区的单侧腐蚀裕量不宜小于3mm；(2)浪溅区、水位变动区的单侧腐蚀裕量不宜小于6mm；(3)泥下区的单侧腐蚀裕量不宜小于2mm。7.6 附属设施设计7.6.1 海上柔性直流换流平台靠船设施应按照满足风电场运维船日常巡检靠泊的要求设计。当无风电场运维船资料时，可按照不超过500t级别运维船舶0.45ms法向靠泊速度设计。当工程海域涨落潮流方向和主浪向相差较大时，应增加靠泊设施数量。7.6.2 靠泊设施布置方位应根据工程海域的风、波浪、海流的分布以及运维船舶允许靠泊的条件确定，并应与爬梯和上部平台布置相协调；靠泊设施设置高程范围应根据工程海域海洋水文条件和运维船舶条件等确定。靠泊设施宜具有构件更换的便利性，靠泊橡胶护舷应符合现行行业规范橡胶护舷HG/T2866的有关规定。7.6.3 电缆套管的布设应结合海缆进出线走向、海上换流平台的基础型式、上部组块电缆桥架布置、海缆进出线位置等因素确定，并应满足以下要求：(1) J型管内侧应平滑过渡，水下端宜采用外置喇叭口结构形式；(2)连接处应进行强度和涡激振动验算。7.6.4 海上换流平台直升机平台的设计应符合海上直升机平台的相关规定。7.7 监测设计7.7.1 海上柔性直流换流平台应开展施工期和运行期结构监测，监测内容的包括：(1)平台建造、运输、安装期间的结构运动，变形、应力应变、振动等监测；(2)平台运行期间基础的不均匀沉降监测；(3)平台运行期间下部支撑结构重要节点焊缝、应力应变、疲劳裂纹监测；(4)平台运行期间结构防腐蚀系统监测，如防腐蚀电流强度等；(5)桩基础冲刷监测。7.7.2 监测系统位于波浪影响区内的装置、信号传输线缆等应考虑设置必要的保护，如防波浪抨击保护结构。7.7.3 监测系统在安装完成后，应进行校准。7.7.4 海上柔性直流换流平台施工期结构监测系统应符合下列要求：(1)数据应能实时传输至船上或施工现场的控制室。(2)整个施工期间的监测数据应记录并保存。7.7.5 平台结构运行期监测系统一般应符合下列要求：(1)数据应能实时传输至陆上集控中心；(2)监测数据通讯协议宜使用公开、通用的行业协议。7.8 甲板和舱壁设计7.8.1 海上换流平台的甲板、舱壁等围护结构，除应满足结构强度外，还应满足防火隔热的要求。7.8.2 海上换流平台的甲板厚度不宜小于6mm。甲板敷料可采用乳胶水泥地板、耐火橡胶地板、防静电架空地板、耐酸地板，蓄电池室宜优先采用耐酸地板，中控、继保室宜优先采用防静电架空地板，开关室宜优先采用耐火橡胶地板。7.8.3 海上换流平台舱壁的厚度不宜小于5mm。舱壁的隔热材料应满足防火隔热的要求。舱壁的内饰材料应为不燃烧材料，可采用彩钢板、镀锌钢板、不锈钢板、复合岩棉板。7.8.4 海上换流平台门窗的防火等级不应低于相应舱壁的防火等级。外门、外窗应采用风雨密门或风雨密窗。7.9 基础设计7.9.1 基础设计中应考虑基础所在海域的海床冲刷情况。如有冲刷现象，则在设计时应加以考虑或采取必要的防冲刷措施或其他的减轻措施。7.9.2 海上柔性直流换流平台的桩基础宜采用钢管。钢管桩桩长与桩径之比不宜超过60：桩径与桩壁厚之比不宜超过100,也不宜小于20。7.9.3 桩土相互作用模型可采用P-Y曲线法，P-Y曲线的参数取值应根据地质勘察和桩基试验成果调整。7.9.4 桩结构设计应考虑在位强度分析、桩可打入性分析、桩自由站立分析、吊装分析和桩腿连接分析。确定钢管桩泥面处的厚壁段和灌浆连接长度时，应考虑桩的超打和欠打。7.9.5 按群桩设计的桩基，桩间距小于8倍桩径时，单桩极限承载力设计值应计入群桩效应影响。7.9.6 桩基与导管架基础的连接可采用灌浆连接，灌浆连接设计应满足以下规定：(1)灌浆连接段应根据灌浆材料性能、钢管和灌浆环向空间几何形状、剪力键的设置和灌浆段长径比等条件进行设计；(2)灌浆连接段应进行承载能力和疲劳寿命计算，并应采取构造措施；(3)灌浆环形空间的间隙不宜小于50mm；(4)灌浆连接段长度不宜小于1.5倍连接段外径。8.1 供暖通风和空气调节8.1.1 供暖通风和空气调节设计应参考现行国家标准工业建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50019、建筑防烟排烟系统技术标准GB51251、柔性直流输电换流站设计标准GB/T51381和