(高清版)GBT 20995-2020 静止无功补偿装置 晶闸管阀的试验

K46GB/T20995—2020/IEC61954Staticvarcompensators(SVC)—Testingofthyristorva国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会I 12规范性引用文件 13术语和定义 1 24.1试验一览 2 44.3型式试验和选项试验的实施导则 54.4试验条件 54.5型式试验中允许故障的元件数量 74.6试验结果的文件 7 85.1阀端对地间的绝缘试验 85.2阀间绝缘试验(仅适用于多重阀单元) 95.3阀端间绝缘试验 5.4运行试验 6TSC阀的型式试验 6.1阀端对地绝缘试验 6.2阀间绝缘试验(仅适用于多重阀单元) 6.3阀端间绝缘试验 6.4运行试验 207电磁干扰试验 7.1试验目的 247.2试验步骤 248出厂试验 8.2外观检查 258.3连接检查 25 258.5耐受电压检查 258.6辅助设备检查 258.7触发检查 258.8冷却系统压力试验 258.9局部放电试验 25 9.1过电流试验 Ⅱ9.2恢复期暂态正向电压试验 269.3非周期触发试验 27 28 28 29ⅢGB/T20995—2020/IEC 找标准就到麦田学社行。1)在大约10s内，调节电压从Uu(de)的50%升到100%;2)维持U₁(do)1min;3)降低电 ——GB/T311(所有部分)绝缘配合[IEC60071(所有部分)];—GB/T16927(所有部分)高压试验技术[IEC60060(所有部分 -GB/T16927.2—2013高压试验技术第2部分：测量系统(IEC60060-2:2010,MOD); GB/T20990.1—2007高压直流输电晶闸管阀第1部分：电气试验(IEC60700-1:1998, GB/T28563—2012±800kV特高压直流输电用晶闸管阀电气试验(IEC60700-1:2008,VGB/T20995—2020/IEC61 1本标准第4章~第7章详述了型式试验，即用以检验阀设计是否满足规定要求的试验。第8章概IEC60060(所有部分)高压试验技术(High-voltagetesttechniques)IEC60060-1高压试验技术第1部分：一般定义及试验要求(High-voltagetesttechniques—IEC60060-2高压试验技术第2部分：测量系统(High-voltagetesttechniques—Part2:Meas-IEC60071(所有部分)绝缘配合(Insulationco-ordination)IEC60071-1:2006绝缘配合第1部分：定义、原则和规则(Insulationco-ordination—Part1:Definitions,principlesandrulIEC60270高压试验技术局部放电测量(High-voltagetesttechniques—PartialdischargeIEC60700-1:2015高压直流输电晶闸管阀第1部分：电气试验[Thyristorvalvesforhigh-volt-2GB/T20995—2020/IEC61954:2017电压转折保护voltagebreakoverprotect表1给出了后文条款和子条款所列的试验项目。章条号试品阀端对地绝缘试验(型式试验)阀阀3表1(续)章条号试品阀阀间绝缘试验(仅对多重阀单元)(型式试验)多重阀单元多重阀单元多重阀单元阀端间绝缘试验(型式试验)阀阀阀运行试验(型式试验)阀或阀段阀或阀段阀或阀段阀或阀段电磁干扰试验(型式试验)阀阀出厂试验阀或阀段阀或阀段阀4 5GB/T20995—2020/IEC 使用标准大气压(bo=101.3kPa),而不对海拔进行修正。如果a,大于1000m,则按照6IEC60071-1的标准程序，将参考大气压力b。替换为对应于海拔1000m(b₁000m)的大气压力。如果晶闸管阀试验部分的绝缘配合不是依据IEC60071-1中规定的标准额定耐受电压，则使用参考大气压力b₀(b₀=101.3kPa),按照IEC60060-1的标准程序执行。——温度：设计的阀厅最高空气温度(℃)。——湿度：设计的阀厅最低绝对湿度(g/m³)。卖方应规定所用的数值。当按本标准确定非标准试验水平时，应采用现场空气密度校正系数kd。按式(1)确定ka的值： (1)b₁——实验室环境大气压力，单位为帕斯卡(Pa);T₁——实验室环境空气温度，单位为摄氏度(℃);b₂——标准参考大气压101.3×1000Pa(即1013mbar),设备安装地点的海拔，参照本参数修正；T₂——设计的阀厅最高空气温度，单位为摄氏度(℃)。校正因子不宜用于阀端间的绝缘试验，也不应用于主要目的是检查内部绝缘和局部放电的长期绝缘试验。在条件允许的情况下，应对整个晶闸管阀进行试验，这主要应根据晶闸管阀的设计和试验设备来确定。当对由5级或更多串联晶闸管级组成的阀段进行试验时，本标准规定的试验是有效的。如果试验晶闸管级数少于5级，则应有附加的安全系数。在任何情况下，试验阀段的串联晶闸管级数都不应少于3级。运行试验可在与运行频率不同的工频下进行，例如用50Hz代替60Hz。一些运行应力如开关损耗或短路电流的I²t在试验中就会受到实际工频的影响。在这种情况下，这些试验条件应评估并做适当的改动以保证阀耐受应力至少等同于采用实际运行频率所做试验时的应力。冷却剂所处的工况应等效实际工况。试验的流量和温度应设置为最不利的值，防冻液的配比容量应尽可能与实际运行时相当。如果试验中不具备这些条件，应由买卖双方协议采用一个修正系数。运行试验不需要进行大气修正。4.4.2试验时阀的温度绝缘试验时阀的温度除非另有规定，试验应在室温下进行。运行试验时阀的温度除非另有规定，试验应在实际运行中可能产生的元件最高温度的条件下进行。如果部分部件需要通过试验验证，则可能需要在不同条件下进行相同的试验。4.4.3冗余晶闸管级绝缘试验除非另有规定，在整个阀上进行的绝缘试验中，冗余晶闸管级应短接。7式(2):N,——阀的串联晶闸管级总数；型式试验中有限个晶闸管和辅助元件的故障是允许的。阀和何预先的校核试验以及每项型式试验后也应进行检查以确定在试验过程中是否有晶闸管或辅助在任何型式试验中允许1个晶闸管级短路故障。如果某项型式试验项目之后发现有1个晶闸管级阀全部晶闸管级数在全部型式试验中允许出1221331448e)试验步骤的说明。h)元件故障及其他不正常事件的报告。 (3)9a)在大约10s内，调节电压，从Usi的50%升到100%;c)降低电压从100%Us至U₂;e)假如在阀中对局部放电灵敏的部件已经单独得到试验验证，则在上一步d)的最后1min记录f)起始电压和熄灭电压的测量应按照IEC60270进行。试验电压的峰值按IEC60071-1:2006表2或表3中的标准雷电冲击耐受电压。试验应在被短接的阀两端与地之间施加3次正极性和3次负极性雷电冲击电压。5.2阀间绝缘试验(仅适用于多重阀单元) (4)a)在大约10s内，调节电压，从Uts₁的50%升到100%;c)降低电压至U₂;e)假如在阀中对局部放电灵敏的部件已经单独得到试验验证，则在上一步df)起始电压和熄灭电压的测量应按照IEC60270进行。试验电压的峰值按IEC60071-1:2006表2或表3中的标准雷电冲击耐受电压。试验应在阀间施加3次正极性及3次负极性的雷电冲击电压。对于多重阀单元中的阀，这些试验只需在一个阀上进行。同一结构中其他阀 (5) (6)U₂——跨接在阀端间的避雷器(如配备)的保护电压； (7)U₃——在给定的最严重瞬时过压条件下，阀端间最大重复电压的峰值，包括关断过冲；式中：Um₂——最严苛稳态运行条件下，阀端间最大重复电压的峰值，包括关断过冲；k₂——试验安全系数，kg₂=1.15。试验步骤将规定的试验电压按规定时间施加到阀的两端，阀的一端可接地：a)在大约10s内，调节电压从Uw的50%升到100%;c)降低电压至Utw₂;d)维持电压Utv₂10min,记录局部放电水平，然后降低电压到零；e)假如在阀中对局部放电灵敏的部件已经单独得到试验验证，则在上述d)的最后1min记录的周期局部放电峰值应不大于200pC,否则，周期局部放电峰值应不大于50pC;f)起始电压和熄灭电压的测量应按照IEC60270进行；g)若有电压转折触发保护，在此项试验中它应不动作。5.3.3操作冲击试验试验目的见。试验的另一个目的是检验阀的抗电磁干扰能力(见第7章)。试验值和波形波形1:采用接近典型关断波形的20/200μs波形，或用系统研究所得的近似波形代替。试验验证阀保护触发系统(如果装有阀保护)在电压值达到试验电压时不动作。波形1和波形2的试验电压Utsv₁按式(9)计算：试验验证阀绝缘以及阀保护触发系统(如果装有阀保护)的正确动作。——采用避雷器保护的阀波形1和波形2的预期试验电压值Utsv₂按式(10)计算： (10)——采用电压转折保护的阀波形1和波形2的预期试验电压值Uts₂按式(11)计算： (11)Uvao——当冗余晶闸管级一起运行时的最大电压转折保护电压水平；卖方应说明冗余晶闸管级一起运行时保护电压转折触发电压范围的上下限值，并且检查触发电压确在此上下限值之内。在阀电子设备没有初始储能的情况下应重复此项试验。验证阀既不用避雷器也不用电压转折保护时的绝缘水平。预期试验电压值Utv₂可按式(12)计算：U按IEC60071预期的操作冲击电压或由绝缘配合研究所确定的电压；阀应能耐受试验电压而不发生动作或绝缘击穿。试验步骤对于上述任何试验，阀的一端接地，在阀端间分别施加正负极性操作冲击电压各3次。如不改变冲击发生器的极性，也可用单极性的冲击发生器并通过对调阀端接头的连线来完成。5.4运行试验5.4.1周期性触发和关断试验试验目的验证阀在升高电压和电流情况下，周期开通和关断过程中的开关能力。此项试验也验证了均压/阻尼回路能正常运行，以保证电压分布均匀。如果阀设计允许单个保护触发(如电压转折)连续运行，此项试验应用来判断保护触发电路自身的可靠性以及阻尼电路对所作用晶闸管级运行的可靠性。GB/T20995—2020/IEC61验证阀能耐受由暂时过电压产生的电压电流联合应力。因此，试验条件应对特性。特别应验证的是在负荷周期作用下产生最高晶闸管结温时，阀能闭锁最高电压(包括关断过冲)——开通时的di/dt以及关断时电流过零前至少0.2ms时的di/dt;b)按照过负荷特性升高电源电压到最大值或达到相角控制可确保的最大值，试验安全系数应为应测量并核实对应最高阶跃恢复电压的关断过冲，保证其低于设计值。如本试验的目的是验证TCR阀的触发系统在规定的最小交流电压和运行条件下正常运行。a)施加最小暂态欠电压于TCR阀，它应保持可控并持续时间为规定暂态欠电压时间的2倍；c)重复b)减少(连续或逐级)电压到零(或保护动作水平),以验证这种情况下不会对阀造成此项试验主要目的在于说明最主要的发热部件所造成的温升仍在规定范在最严酷的冷却条件下，阀所耐受的电压电流应力产生的损耗比规定的实际工况下的损耗大5%,6TSC阀的型式试验之间。a)1min试验电压Uts (13)Utacl=k₈i×ka×Uac₁×sin (14)Udcl=ks×ka×Udcml (15)Udcml——系统扰动阀闭锁后所有快速放电设备如避雷器(衰减时间常数小于100ms)已停止Uacl——可能出现在阀端对地最大预计长期过电压(不包括直流分量)的峰值；GB/T20995—2020/IEC61954:2017ka—现场的空气密度校正系数(见);b)10min试验电压Ut₂Uts₂=kg₂×Uac₂×sin(2πft)f试验频率(50Hz或60Hz,取决于试验设备)。a)在大约10s内，调节电压，从Us的50%升到100%;c)降低电压至Ut₂2;e)假如在阀中对局部放电灵敏的部件已得到试验验证，则上一步d)最后1min记录下来的周期f)起始电压和熄灭电压的测量应按照IEC60270中交流试验标准进行。a)交流电压试验将阀的两个端子连接在一起，按规定的持续时间对地施加规定的试验电压U₁(ac)和U₂(ac)。UaGa=k,₁×ka×(U+Udcm1)/√2 (18)1)在大约10s内，调节电压，从Uu(ac)的50%升压到100%;3)降低电压至U₂(aco;5)假如在阀中对局部放电灵敏的部件已经单独得到试验验证，则在上述4)的最后1min记6)起始电压和熄灭电压的测量应按照IEC60270进行。b)直流电压试验将阀的两个端子连接在一起，按规定的持续时间对地施加规定的直流试验电压U₁(do),按 (19)1)在大约10s内，调节电压从Uu(do)的50%升压到100%;试验电压的峰值按IEC60071-1:2006表2或表3规定的标准雷电冲击耐受电压。试验应在被短接的阀两端与地之间施加3次正极性和3次负极性雷电冲击电压。 (20)Utacl=ks×ka×Uac₁×sin(2πft) (21)Ude₁=ks×ka×Udcm₁×kde (22)Udcml——系统扰动阀闭锁后所有快速放电设备如避雷器(衰减时间常数小于100ms)已停止Uael——可能出现在阀端对地间的预期最高长期过电压(不包括直流分量kde——等于2,也可采用替代值，比如1,这时卖方应能向买方证明GB/T20995—2020/IEC61954:2017b)10min试验电压Utw₂ (23)f——试验频率(50Hz或60Hz,取决于试验设备)。a)在大约10s内，调节电压从Uw₁的50%升到100%;c)降低电压至Uw₂;e)假如在阀中对局部放电灵敏部件已单独f)起始电压和熄灭电压的测量应按照IEC60270中交流试验规定进行。a)交流电压试验Ut(ao=k₁×ka×(Uc₁+kde×Udc (24) (25)1)在大约10s内，调节电压，从U₁(a的50%升到100%;3)降低电压至U₂(a);5)假如在阀中对局部放电灵敏的部件已单独得到试验验证，则在上述4)的最后1min记录6)起始电压和熄灭电压的测量应按照IEC60270进行。b)直流电压试验将规定的直流试验电压Ua(d按规定时间施加到阀已短接的所有端子与地之间，按式(26) (26)试验应对直流电压的正负极性分别进行。1)在大约10s内，调节电压从Ua(do)的50%升到100%;3)降低电压至零。6.2.3雷电冲击试验试验目的试验值和波形应采用IEC60060中的标准1.2/50μs波形。试验电压的峰值按IEC60071-1:2006表2或表3所规定的标准雷电冲击耐受电压。试验步骤试验应在阀间施加3次正极性和3次负极性雷电冲击电压。6.3阀端间绝缘试验6.3.1概述对于多重阀单元的阀，这些试验只需在一个阀上进行。同一结构中其他每个阀应通过阀端子或者单个晶闸管级短接并接地。试品的其他详细要求见。6.3.2交流-直流电压试验试验目的试验值和波形a)1min试验电压UtwlUw为叠加在直流分量上的正弦波形。Uw应按式(27)、式(28)和式(29)计算： (27) (28) (29)Udcml——系统扰动阀闭锁后所有快速放电设备如避雷器(衰减时间常数小于100ms)已停止动作，电容器组上剩余的最大直流电压；Uael——可能出现在阀两端的长期过电压(不包括直流分量)的峰值；ks₁—试验安全系数，ks=1.1,采用避雷器限制电压；ks₁=1.15,不采用避雷器；b)10min试验电压Utw₂Utw为正弦波形(见4.2.1)。Utv应按式(30)计算：GB/T20995—2020/IECUtv₂=k,2×Uac₂×sin(2πft)a)在大约10s内，调节电压，从Utw₁的50%升到100%;c)降低电压至Uw2e)假如阀中对局部放电灵敏的部件已单独得到试验验证，则上一步d)最后1min记录下来的周f)起始电压和熄灭电压的测量应按照IEC60270中交流试验规定进行。a)交流电压试验 (31)U₂(c=k₂×Uc₂/√2 (32)1)在大约10s内，调节电压从U₁(mo的50%升到100%;3)降低电压至U₂(ac);5)假如在阀中对局部放电灵敏的部件已经单独得到试验验证，则在上述4)的最后1min记6)起始电压和熄灭电压的测量应按照IEC60270进行。b)直流电压试验在两个互连的阀端和地之间，按照规定的时间段施加规定的直流试验电压U₁(do),按式(33)1)在大约10s内，调节电压从Ua(dco的50%升到100%;3)降低电压至零。(见第7章)。波形1:波形2:Utsv=k,×Uem;(波形1和2) (34)Utsv=k,×Uem;(波形1和2) (35)该项试验的目的是验证阀的设计是否能耐受由过电流引起晶闸管结温升高后的电压应力。对正向该试验中需要复现的最重要参数是重加电压的幅值和时间(正向和反向)及对应的晶闸管结温。TSC支路的回路图如图1所示。试验电流波形应包含一或两个这样的脉冲：其电流峰值至少同随后允许闭等。考虑了触发时刻和脉冲个数后，最严重情况的过电流和相应重加电压阶b)在电容器充电完成的情况下，在上述系统电压值时阀应触发。阀也应在其端间电压即要达到最大值时触发。如果装有防止阀在高电压下触发的保护系统，阀应在保护限值触发。阀的触c)为了确定阀的最大反向电压应力，阀应在电流第一次过零时闭锁(图2)。阶跃电压应在阀闭锁后直接确定，但不包括阀电流关断过冲。电压峰值应由闭锁后第一个基波周期内的最大后d)为了确定阀的最大正向电压应力，阀应在电流第二次过零时闭锁(图3)。阶跃电压应在阀闭锁后直接确定，但不包括阀电流关断过冲。电压峰值应由闭锁后第一个基波周期内的最大后试验电流的频率应尽量接近实际TSC回路的谐振频率。如果阀电压受所采用的浪涌避雷器限制，则可重新按所试验的级数2——闭锁图2单向过电流2——闭锁；图3双向过电流GB/T20995—2020/IEC61a)使阀(或阀段)预热到最高稳态温度；该试验目的是为了验证阀在实际工况下可能遇到因最严重过电流条件所引起的热效应和电磁力作试验电流波形应是阻尼的正弦电流振荡波或适当含有电流峰值的波形，其I²t和晶闸管结温不小试验电流的频率应接近实际TSC回路的谐振频率。b)使阀(或阀段)耐受过电流。该试验目的是验证TSC阀的触发系统在规定的最小交流电压和规定的运行条件下运行正常。态欠电压时间的2倍；b)在降低电压(连续的或逐级地)到零(或到保护动作值)的情况下重复步骤a),以验证该情况不此项试验主要目的在于说明最主要的发热部件所造成的温升仍在规定范在最严酷的冷却条件下，阀所耐受的电压电流应力产生的损耗比规定的实际工况下的损耗大5%,GB/T20995—2020/IEC61954:2 不出现晶闸管级故障的错误指示或发送至SVC控制和保护系统的错误信号。也应监测耐受操作冲击试验的阀的抗电磁干扰能力。对该试验是作为TCR/TSR和TSC型式试验(分别为5.3.3和6.3.3)的一部分。试验通过的判据是不出现晶闸管级故障的错误指示或发送至SVC控制和保护系统的错误信号。该试验是作为TCR/TSR和TSC选项试验(分别为9.3和10.2)的一部分进行的。被试阀的两端施加工频运行电压(即额定运行电压)。试验应在接近电压峰试验通过的判据是不出现晶闸管级故障的错误指示或发送至SVC控制和保护系统的错误信号。8.1概述GB/T20995—2020/IEC61954:28.2外观检查a)检查全部材料和部件没有损坏并且安装正确；c)检查连接线。试验目的是验证每个晶闸管级上的辅助设备(如监测和保护回路)和整个阀(或阀段)的共用辅助设a)检查确认无泄漏；b)检查整个阀和所有分支中流量充裕；c)检查压力差。当晶闸管温度等于阀控制或保护允许最大值时，验证阀有耐受后续闭锁过电流的能力。试验考虑阀耐受的重加电压波形近似于运行中的关断波形。重加电压可由单独的冲击发生Utsv=k,×Uem;(波形1)…………(36)b)在阀上施加适当的电流使结温达到阀保护和控制所允许的最大值；c)在特定的di/dt下闭锁阀；d)在阀上施加带过冲的反向关断电压。在阀的电流超过其设计限值的故障条件下，验证在SVC跳闸之前，阀耐受无后续闭锁过电流的试验电流应有对应于给定最严重情况下随时间变化过电压的峰值和热效应都应进行试验。试验持续时间由SVC保护系统决定。b)在阀上施加规定波形的电流。9.2恢