DL∕T 1215.2-2013 链式静止同步补偿器 第2部分换流链的试验

第2部分：换流链的试验 2013-08-01实施国家能源局发布搭搭前言 Ⅱ 12规范性引用文件 13术语和定义 1 25换流链的型式试验 56电磁干扰(EMI)试验 7出厂试验 IDL/T1215.2—2013——第1部分：功能规范导则——第2部分：换流链的试验——第3部分：控制保护监测系统——第4部分：现场试验——第5部分：运行检修导则本部分为第2部分。1DL/T1215.2—2013链式静止同步补偿器第2部分：换流链的试验本部分规定了链式静止同步补偿器(简称链式STATCOM)换流链的术语、试验目的、试验项目、系统和工业环境中链式STATCOM的6kV-66kV换流链型式试验和出厂试验。2规范性引用文件件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB311.1绝缘配合第1部分：定义、原则和规则GB/T7354局部放电测量(IEC60270-2000,IDT)GB/T16927.(高电压试验技术第1部分：一般定义及试验要求GB/T16927.20高电压试验技术第2部分：测量系统本标准第1部分确是的术语和定义，以及下列术语和定义适用于本部分。[DL/T1193—2012,定义43.5]多重换流链multipleconverterchain2DL/T1215.2—20134.1试验项目一览表表1链式STATCOM换流链的试验项目试验项目出厂试验型式试验条款和子条款试验对象换流链端对地绝缘试验交流电压试验√√5.1.1换流链雷电冲击试验√5.1.2换流链换流链端间绝缘试验交流电压试验*√5.2.1换流链操作冲击试验√5.2.2换流链换流链间绝缘试验交流电压试验√√5.3.1多重换流链操作冲击试验√5.3.2多重换流链运行试验周期触发和熄灭试验√5.4.1链节功率损耗试验√5.4.2链节温升试验√5.4.3链节过电流试验√5.4.4链节直流电容器放电试验*√5.4.5链节电磁干扰试验操作冲击试验*√6换流链外观检查√换流链或链节连接检查√换流链或链节链节电压输出能力检查√换流链或链节辅助部件检查√换流链或链节触发检查√换流链或链节冷却系统试验√换流链或链节注1:表中“√”表示必做试验，“*”表示选项试验，选项试验说明见7.7。注2:表中所描述的试验适用于换流链或链节、换流链结构以及分布在换流链结构之内或者连接在换流链结构与地之间的冷却介质分布系统、触发和监控电路及其连接光纤，其他相关设备如控制保护系统和换流链基电子单元等是必需的，但这些设备本身不是试验对象。试验的目的是验证所设计的换流链(其首末端短接)对地的电压耐受能力。a)有足够的距离防止闪络。c)在交流情况下，局部放电的起始和熄灭电压应大于在换流链结构上可能出现的最高稳态运行3DL/T1215.2—2013b)在交流情况下，局部放电的起始和熄灭电压应大于在换流链端间可能出现的最高稳态运行c)过电压保护触发系统(如有)可按预设定值动作。c)在交流情况下，局部放电的起始和熄灭电压应大于在换流链结构上可能出现的最高稳态运行a)链节的功能正常。d)产品的一致性。4.3型式试验的原则b)某些型式试验既可在完整的换流链上进行，也可在其链节上进行，见表1。f)绝缘试验按照GB/T16927.1和GB/T16927.2中相关部分进h)型式试验报告的有效期为5年。4DL/T1215.2—20135DL/T1215.2—20134.5型式试验中允许故障的链节数量型式试验中个别链节故障是允许的。换流链和链节每次试验前都必须进行检查。在任何预先的校核试验以及每项型式试验后也必须进行检查，以确定在试验过程中是否有链节损坏。型式试验中发现的损坏链节在进行另一项试验之前必须修复。在任何型式试验中允许一个链节出现功率半导体器件损坏，如果某项型式试验项目之后发现有一个链节功率半导体器件损坏，则应修复后重复该项试验。整个型式试验总共只允许两个链节出现功率器件损坏。除功率器件损坏外，在型式试验过程中和事后检验出来的有故障但未导致功率半导体器件损坏的链节数目应不超过两个。在全部型式试验完成之后功率半导体器件故障和链节的其他故障分布应该大体上是随机的，不应显示有任何设计上的缺陷。4.6试验结果的文件要求c供方应提供换游锥我链节全部型式试验的鉴定性试验报告。供方应提供常规试验结果的记录。4.6.2型式试验报告内容a)一般性数据如：1)被试设备的标识(如类型、额定参数、图号、制造序号等);2)被试设备主要部件标识(如-IGBT等功率器件、缓冲电抗器、印刷电路板等);3)试验场所的名称和地点；4)提供相关环境条件(如温度、湿度、绝缘试验时的大气压力等)5)考的试验标准；6)试验日期；7)负责八姓名和签名；8)需方监造员(如有)的签名及其授权证明证据(如要求)。b)用于特别试验的试验电源(如冲击电压发生器、直流电压源等)/的描述，如制造厂名、额定参数、特性等。c)测量仪器说明，包括保证精度及最后校验日期等。d)每项试验安排的详细信息(如电路图)。e)试验步骤的说明。f)经同意的偏差或放弃意见g)结果列表，包括照片、波形及曲线等。h)功率半导体器件故障及其他不正常事件的报告。i)试验结论。5换流链的型式试验5.1换流链端对地的绝缘试验试验时所有链节中处于高电位和地电位的全部部件必须分别短接在一起。5.1.1交流电压试验a)试验目的。参见4.2.1。b)试验参数和波形。短时工频耐受电压Us1及局放试验电压Uts₂可按表2确定。6额定电压(有效值，kV)试验电压Us(有效值，kV)(有效值，kV)666(63)1)调节电压，从Us)的50%升到100%。2)维持Uts₁1min。3)降低电压至Uis2。4)维持电压Us₂10min,最后1min记录局部放电水平，然后降低电压到零。5)假如在换流链中对局部放电灵敏的元件已经单独得到试验验证，则在步骤4)的最后1min6)起始和熄灭电压的测量应按照GB/T7354进行，熄灭电压的峰值应大于Us₂。额定电压(有效值，kV)对地冲击电压(峰值，kV)666(63)a)试验目的。参见4.2.2。2)原则上，试验过程中链节直流电容器应保持7DL/T1215.2—2013U₂——跨接在换流链端间的避雷器(如配备)的保护电压。1)电压Uv1从50%升到100%。3)降低电压至Uv。4)维持电压Uv10min,然后降低电压到零，最后1min记录局部放电水平。5)假如在换流链中对局部放电灵敏的元件已经单独得到试验验证，则在上一步4)的最后1min记录下来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6)起始和熄灭电压的测量应按照GB/T7354。注：上述试验可能因一些换流链元件的过热而不能实现。在此种情况下，按买卖双方的协议将1min交流耐压试验分为几段较短的时间试验，其最小试验时间为规定的过电压的最大可能时间的两倍，但总试验时间不少于1min。8DL/T1215.2—2013b)试验要求。1)试验波形及数值。波形：由系统研究确定；试验电压值Uisv2可按下式计算：Ucms——在系统操作中换流链可能承受的过电压峰值。2)原则上，试验过程中链节直流电容器应正确连接。3)当试验电源容量不能满足时，在验证了有无直流侧电容器对各链节操作电压分配影响小于±2%时，试验可以在移除直流电容器的情况下进行；否则，在移除直流电容器的情况下进行试验时，应采用其他措施保证链节间操作电压分配关系与实际工况误差小于±2%。c)试验步骤。换流链的一端接地，在换流链端间分别施加正负极性操作冲击各三次。5.3换流链间绝缘试验(仅适用于多重换流链)每个换流链中的每个链节都应短接。试验应对相同结构中的任两个换流链间的绝缘都进行验证，除非多重换流链的机械结构布局使之不必要。5.3.1交流电压试验b)试验值和波形。短时工频耐受电压Us和局放电压Uts₂见表2。5.3.2雷电冲击试验a)试验目的。见4.2.3。c)试验步骤。试验应分别将正极性、负极性各三次的冲击电压施加到换流链间。5.4运行试验运行试验项目可在链节上进行。链节的运行试验一般采用两个链节背靠背方式进行试验，试验电路如图1所示，其中一个链节输出感性无功，另一个链节输出相同容量的容性无功，直流电源仅提供链节图1链节的运行试验电路5.4.1周期触发和熄灭试验a)试验目的。验证链节对开通和关断瞬间重复性电压和电流应力的耐受能力。b)试验要求。1)冷却系统应运行在设计的严酷条件下，如最大冷却介质电导率、最小流量、最高进水2)链节所流过的电流波形应尽可能接近实际电流，有效值应大于装置的额定电流，取1.05倍；3)功率器件开通和关断瞬间直流电容器上的最大瞬时电压应大于实际工况下的最大瞬时电压，取1.05倍；9DL/T1215.2—20134)开通和关断瞬间功率器件中最大瞬时电流应大于实际工况下的最大瞬时电流，取1.05倍。c)试验方法。1)同时控制两个链节，按照b)规定的条件，使其中一个链节输出感性无功，另一个链节输出容性无功，每5min读一次功率半导体和散热器界面温度，直至连续5次读数保持在±2℃2)持续运行规定时间(型式试验：30min,出厂试验：5min),在此过程中，记录链节电流、功率半导体器件开关过程中直流电容器上最大瞬时电压、最大瞬时电流；3)改变链节输出的无功功率方向，重复1)～2);4)增大链节所流过的电流。直至达到STATCOM短时过载能力所规定的电流值，持续规定的时间，记录链节电流、功率半导体器件开关过程中直流电容器上最大瞬时电压、最大瞬时5)试验结束后，器件应仍能可靠开通和关断。5.4.2功率损耗试验a)试验目的。测量单个链节损耗，以便确定链式STATCOM的总损耗、验证冷却系统的设计是否b)试验要求。1)损耗测要在最低直流电压、额定直流电压、最高直流电压下分别进行；2)损耗测试应在多种直流电压下(至少包含1)中所述三种电压。分别在0、10%、20%…110%额定电流下进行；3)冷却介质流量与介质温度、环境温度间控制关系应与实际运行中一致c)试验方法1)周时控制两个链节，按照b)规定的条件，使其中一个链节输出感性无功，另一个链节输之内测量并记录链节的损耗；2)损耗的测试方法有两种：电桥法和直流损耗测试法。电桥法直接测量链节电压与电流的幅值和相位，计算出有功损耗直流损耗测量法：测量直流电源输出的有功功率，减去连接胞抗器的损耗，即得到两个链a)试验目的。1)验证主要发热元件的温升在规定范围内；2)验证在不同的稳态运行情况下，没有元件和材料由于过热而使换流链性能受到影响；3)验证冷却系统设计合理。b)试验要求。1)冷却系统应运行在设计的严酷条件下，如最大冷却介质电导率、最小流量、最高进水温2)链节运行的电气条件与周期触发和熄灭试验条件相同。c)试验方法。1)同时控制两个链节，按照b)规定的条件，使其中一个链节输出感性无功，另一个链节输出容性无功，每5min读一次功率半导体和散热器界面温度，直至连续5次读数保持在±之内，记录各发热元件的温度；2)持续试验时间：型式试验不少于2h,出厂试验不少于1h;3)若元件温度不能通过实测来获得，则在合适位置测量，并以此推断该温度；DL/T1215.2—20134)温升试验可以与链节周期触发和熄灭试验结合进行。1)试验中流经功率半导体器件的电流变化率应大于链式STATCOM在最严酷工况(包括各种故障)下可能承受的最大电流变化率；2)施加过电流前链节的直流电压应为链节正常工作所允许的最大直流电压；3)试验前链节中功率半导体的温升应达到设计值。c)试验方法。链节过电流试验的试验回路如图2所示，也可以采用其他能够满足b)要求的回路1)调节加热电源的输出电压，使链节中流过电流，对功率半导体器件进行加热，直至器件温2)闭合充电回路，调节充电电源输出电压给直流电容器充电，使其电压达到最大允许工作电3)断开充电回路，触发G1和G4使电容器放电，产生过电流；4)记录直流电压、放电电