2022混合式柔直换流阀技术规范

混合式柔直换流阀技术规范PAGEPAGE10混合式柔直换流阀技术规范范围本文件规定了混合式柔性直流换流阀的使用条件、技术要求、试验、包装、运输和贮存。（GB/T311.1绝缘配合第1部分：定义、原则和规则GB/T762-2002标准电流等级GB/T2317.2-2008电力金具试验方法第2部分：电晕和无线电干扰试验GB/T13498高压直流输电术语GB/T14549电能质量公用电网谐波GB/T13540-2009高压开关设备和控制设备的抗震要求GB/T16927.1高电压试验技术第1部分：一般定义及试验要求GB/T17702-2021电力电子电容器GB17741-2005工程场地地震安全性评价GB/T17626.2-2018电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T17626.3-2016GB/T17626.4-201817626.5-2019电磁兼容试验和测量技术浪涌（）GB/T17626.6-201717626.8-2006GB/T17626.9-2011GB/T17626.10-2017GB/T17626.18-2016GB/T33348GB/T34118-201734139-2017柔性直流输电换流器技术规范GB/T35703-2017GB/T36956-2018柔性直流输电用电压源换流器阀基控制设备试验GB/T37010-2018柔性直流输电换流阀技术规范GB50260-2013电力设施抗震设计规范GB/T34118-2017和GB/T37010-2018界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1混合式柔性直流换流阀hybridVSCvalve（流阀”皆为混合式柔性直流换流阀,混合式换流阀典型拓扑见附录A。）3.2直流故障自清除DCfaultself-clearing柔性直流换流器阀通过自身拓扑结构和控制特性阻断交流系统与直流线路短路故障点之间的短路电流，清除直流线路短路故障。3.3全桥子模块full-bridgesubmoduleIGBT3.4半桥子模块half-bridgesubmoduleIGBT3.5直流电容器bypassswitchGB/T34118-2017，7.21]3.6旁路开关bypassswitchGB/T37010-2018，3.13]3.7均压电阻器gradingresistorGB/T37010-2018，3.14]3.8取能电源powersupplyGB/T37010-2018，3.153.9解锁状态deblockingstate换流器已带电，控制保护下发解锁运行命令和调制波信号并且功率器件（如IGBT）处于触发导通的状态。3.10换流器闭锁converterblockingGB/T34118-2017，8.23]3.11解锁操作converterdeblocking使换流器从可控充电到解锁的操作。3.12子模块投入sub-moduleswitch-in子模块旁路机构断开，子模块处于正常运行、输出电容电压的状态。3.13子模块切除sub-moduleswitch-out子模块旁路机构断开，子模块处于正常运行、输出为零的状态。3.14子模块旁路sub-modulebypass子模块旁路机构闭合，换流阀桥臂电流不再流经子模块主器件和直流电容器的状态。符号Fr（）NF）NT）NS）NTF）NTH）缩略语下列缩略语适用于本文件。IGBT：绝缘栅双极晶体管(Insulatedgatebipolartransistor)FPGA：现场可编程逻辑门阵列（Fieldprogrammablegatearray）.换流阀的设计和使用应考虑换流站站址的气象条件，包括：——年均温度（℃）；——最高月平均相对湿度（%）；——平均风速（m/s）；——平均最大风速（m/s，10m高、10min）；——经常性风向；——年降雨量（mm）；——24h最大降雨量（mm）；——累年最大积雪深度（cm）；——平均降雪天数（d）；——雷暴天数（d/y）；——海拔高度（黄海高程m）；——自然积污水平（mg/cm2）；——土壤电阻率（Ω•m）。换流阀的设计应满足在以下条件下安全可靠运行：（1000mGB/T311.1）；——阀厅正常温度范围为10℃～50℃；6014mm/kV；GB/T13540GB50260GB17741换流阀的设计和使用应满足GB/T35703—2017中规定的交流系统条件，主要如下：——交流系统电压；——故障清除时间和单相重合闸时序。不符合4.1的规定时，应由购买方在工程技术规范中提出，供应方在设计和试验时应充分考虑。换流阀设计除满足GB/T37010-2018中5.1和GB/T34139-2017中6.4.1的规定外，还应满足：——换流阀采用全桥子模块和半桥子模块混联的模块化多电平结构；——在保证器件结温裕度的条件下，全桥子模块宜采用功率器件损耗均衡策略优化器件结温；（——换流阀可采用对称单极、对称双极单阀组或对称双极高低阀组结构。供应方应提供换流阀的以下设计参数，包括但不限于：——桥臂输出电压（不包括冗余）；）；）；——混合比：单个阀全桥子模块占全部子模块的数量比例（不包括冗余）。——混合比Fr的计算见式（1）： =(1)12要求在运行期间内不因冗余模块全部损坏而进行任何子模块更换；——子模块额定直流运行电压；上/（上间，上-下桥臂间）、换流阀正负极母线间操作冲击耐受水平、换流阀正负极母线间雷电冲击耐受水平。阀内各点的绝缘安全系数应符合GB/T37010-2018的规定。换流阀应耐受额定电流及各种暂态过电流冲击，应符合GB/T34139—2017的规定。换流阀所采用的功率器件的各种特性均已得到完全验证。每一个功率器件都必须单独试验并编号，提供详细的出厂试验报告。GB/T17702762-20025ms2000（控制板设计应考虑以下要求，以提高可靠性：——子模块上、下行光纤宜采用带接头锁扣设计，光收发器安装时开口方向不应向上。——元器件选型应尽可能提高设计的集成度，控制板卡中FPGA的存储模块应采用内置式。——子模块电容电压采样回路应与子模块外框架进行等电位接线设计。——子模块过压保护应考虑软件保护失效的情况。100μs1表1电磁兼容试验要求试验项目试验要求静电放电抗扰度试验不低于4级射频电磁场辐射抗扰度试验试验不低于30V/m电快速瞬变脉冲群抗扰度试验不低于4级浪涌（冲击）抗干扰度试验不低于4级射频场感应的传导骚抗扰度试验不低于3级工频磁场抗扰度试验不低于5级阻尼振荡波抗扰度试验不低于3级阻尼振荡磁场扰度试验不低于5级脉冲磁场抗扰度试验不低于5级0.2p.u130V应采取抗电磁干扰措施，应通过最高等级的电磁兼容测试，取能电源电磁兼容试验要求详见表1，应提供相应试验报告。换流阀及阀控应在直流侧开路、直流侧短接两种情况下均具备可控充电能力。可控充电能力应能实现以下功能：在启动阶段，在上层控制保护还未产生换流阀参考电压时，阀控换流阀允许的最小直流运行电流不应大于额定直流电流的2%。换流阀降压运行能力应根据运行需求确定。当有运行需求时，降压运行的电压值宜为额定电压的70%～80换流阀的功率倒送能力应根据系统研究确定。±800kV——双极一极全压、一极半压运行方式；——降压运行方式；——STATCOM运行方式。应符合GB/T34139—2017中5.10的规定。换流阀应通过合理的冗余设计保证在两次计划检修之间的运行周期中损坏的元件不引起换流阀停运。在冗余范围内，元件发生故障时不应对换流阀的功能产生影响。应符合GB/T34139—2017规定要求。应符合GB/T34139—2017和GB/T37010-2018的规定。）阀避雷器应选用复合外套。除应符合GB/T37010—2018中5.6的规定外，还应满足：——阀控装置应具备故障状态锁存功能，具备软硬件复位功能。B除应符合GB/T37010—2018中5.6.2规定的基本功能外，还应满足：——阀控应设置独立的检修试验模式，实现在检修状态下对子模块进行测试的功能。——阀控应具备暂停触发再解锁功能。——阀控应具备子模块故障及旁路历史记录功能。——阀控宜具备子模块及换流阀状态在线评估功能。除应符合GB/T37010—2018中5.6.3规定的性能要求外，还应满足：（）50μs。（）50μsGB/T37010—2018中5.6.4μs在子模块冗余范围内，阀控硬件应具备N-1冗余能力，包括信号汇集板（如有）、脉冲分配板等在内任何单一元件或板卡故障不应影响阀控及换流阀的正常运行。阀控主机与脉冲分配屏柜间通讯宜采用交叉冗余连接。应符合GB/T37010—2018中5.11的规定。试验型式试验总体原则应符合GB/T33348中阀支架、阀或阀段的要求。试品子模块总数量不少于GB/T33348规定。具体的，全桥子模块和半桥子模块的数量应按照混合比Fr确定。全桥子模块和半桥子模块的最少试品数量可分别通过式（2）和式（3）计算： =×(2) =（1−×(3)NTF和NTH和式（3）计算得出的数值。表2列出了混合式柔性直流换流阀应开展的型式试验项目及要求。表2型式试验项目试验类型试品试品数量试验要求最小直流电压试验阀或阀组件符合7.1.1要求符合GB/T33348规定IGBT过电流关断试验阀或阀组件符合7.1.1要求符合GB/T33348规定最大连续运行负荷试验阀或阀组件符合7.1.1要求符合GB/T33348规定最大暂态过负荷运行试验阀或阀组件符合7.1.1要求符合GB/T33348规定最大短时过电压运行试验阀或阀组件符合7.1.1要求符合7.1.2.1规定短路电流试验阀或阀组件符合7.1.1要求符合GB/T33348规定阀抗电磁干扰试验阀（或阀组件，若买方与卖方达成一致）符合7.1.1要求符合GB/T33348规定故障旁路试验阀组件试品阀段数量符合7.1.1要求，每个试品阀段1个子模块符合7.1.2.2规定旁路误合试验阀组件每种功率器件类型的全桥子模块和半桥子模块各1个符合7.1.2.3规定子模块过压短路试验阀组件每种功率器件类型的全桥子模块和半桥子模块各1个符合7.1.2.4规定阀支架直流电压试验阀支架符合7.1.1要求符合GB/T33348规定阀支架交流电压试验阀支架符合7.1.1要求符合GB/T33348规定阀支架操作冲击试验阀支架符合7.1.1要求符合GB/T33348规定阀支架雷电冲击试验阀支架符合7.1.1要求符合GB/T33348规定阀支架陡波前冲击试验阀支架符合7.1.1要求符合7.1.2.5规定阀交流-直流电压试验阀（或阀组件，若买方与卖方达成一致）符合7.1.1要求符合GB/T33348规定阀塔屏蔽罩电晕试验符合7.1.1要求符合7.1.2.6规定阀操作冲击试验符合7.1.1要求符合7.1.2.7规定阀雷电冲击试验符合7.1.1要求符合7.1.2.8规定湿态直流耐压试验符合7.1.1要求符合7.1.2.9规定1.05/试验目的是验证旁路开关误合时子模块保护措施的有效性。（试品子模块呈现短路状态后，应对其进行通流试验，时间不低于168h，h50.1p.u.-1.0p.u12（试品子模块呈现短路状态后，应对其进行通流试验，时间不低于168h，h50.1p.u.-1.0p.u12对地之间施加不少于3个正向和不少于3个负向的陡波前冲击波。测试的陡波脉冲电压波形应参照GB/T16927.1试验的目的是验证换流阀均压屏蔽罩在实际运行中的防电晕性能。（GB/T2317.2-2008直流电晕试验电压为跨接在阀支架上的稳态运行电压直流分量最大值Udms的125%，交流电晕试验电压峰值为稳态运行下加在阀支架的最大重复运行电压峰值Ums的125%。试验期间阀塔均压屏蔽罩应无可见电晕。1010试验用于验证换流阀在水冷管道发生漏水时的绝缘性能。1h535min应符合GB/T33348规定。其中，耐受电压检验试验的试验电压值不应低于功率器件标称电压的70%；31.230min。阀控型式试验应符合GB/T36956-2018规定，其它试验要求由购买方和供应方协商。包装、运输应符合GB/T37010-2018规定，