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DL／T 1981.4-2021 统一潮流控制器 第4部分：换流器技术规范.pdfDL/T 1981.4—2021
图2VBC架构示意图
换流阀应满足统一潮流控制器功能规范的要求，应能承受由于误触发或站内故障（或系统故 起的电气应力。在规定的运行周期和冗余范围内，应保证换流阀在某些部件发生故障或损坏时 有正常的运行能力。
文化宫站地下连续墙级桩基检测施工方案DL/T 1981.4—2021
换流阀设计时应考虑以下要素和条件（但不限于）： a）换流阀组成元件的类型和数量，包括电力电子器件、储能元件等。 b）阀塔类型。 c）电压应力，包括正常运行电压以及各种可能出现的过电压。 d） 电流应力，包括额定电流、过负荷电流（如有）及各种暂态冲击电流。 e）子模块采用的触发方式。 f) 1 子模块应设计成可独立控制或隔离型。 g 换流阀的子模块冗余度不应小于5%。 h） 交流系统故障时，串联换流阀子模块旁路开关不宜动作。 i 2 系统启动时，串联换流阀的直流侧充电保持时间应满足UPFC系统启动要求。 j） 串联换流阀应能稳定工作在系统要求的低调制比状态。 k）机械性能应满足静态载荷和抗震要求。
6.2.1电压耐受技术要求
换流阀电压耐受能力应满足下列要求： a）换流阀的绝缘设计应考虑换流阀和阀支架耐受交流电压、直流电压、操作冲击电压、雷电冲击 电压、陡波前冲击电压的能力，并满足标准IEC62501的规定。 b）应结合工程实际情况，考虑适当的绝缘裕度系数，应在所有冗余模块都损坏的情况下，确定换 流阀的绝缘裕度；换流阀内各点的绝缘应具有以下安全系数： 1）对于操作冲击电压，超过避雷器保护水平的15%。 2）对于雷电冲击电压，超过避雷器保护水平的15%。 3）对于陡波头冲击电压，超过避雷器保护水平的20%。 c）换流阀过电压能力设计应考虑足够的安全系数范围，且承受各种过电压的要求。安全系数的确 定需考虑串联的子模块的电压不均匀分布、过电压保护水平的分散性，以及换流阀内其他因素 （如寄生参数）对换流阀电压耐受能力的影响。换流阀触发系统在冲击过电压的干扰下应能正 确动作，并能使换流阀在较高的过电压情况下触发而不发生损坏。
6.2.2电流耐受技术要求
换流阀电流耐受能力应满足下列要求： a）换流阀的电流耐受能力应考虑换流阀的部件（可关断阀器件、电容器等）承受正常运行电流和 暂态过电流的水平，包括幅值、持续时间、周期数、电流上升率等，同时还应考虑足够的安全 裕度。 b）换流阀暂态过电流的确定，应考虑故障类型、交流系统短路容量、直流系统电压、子模块的数 量和电容值、阀电抗值、串联变压器和并联变压器的短路阻抗等因素；故障类型应包括交流系 统故障（三相短路、相间短路及接地故障）和直流系统故障（极间短路、桥臂短路及接地故 障）等。 c）换流阀的设计应考虑暂态过电流超过换流阀部件（功率器件、电容器等）的过电流耐受能力的 工况。例如：当桥臂不经过阀电抗器直接短路时，相当于电容器经故障回路放电，若未采取措 施，将会产生幅值非常大的暂态过电流，并对换流阀造成破坏。
d）短时过载电流取决于换流阀的损耗、冷却条件、环境条件、功率器件等部件的温度限值等因 素。设计换流阀的部件（主要有可关断阀器件、电容器等）及冷却系统时，应依据相关技术要 求对短时过载电流提出要求。 e） 2 当线路发生过电流时，UPFC串联换流阀本身应能承受电流应力，串联换流阀本体保护与换流 阀桥臂过电流保护之间应具有选择性。
换流阀机械结构技术要求如下： a）换流阀应能承受所有动、静态条件下的机械应力，同时应考虑地震的特殊要求。 b） 换流阀应考虑检修人员到阀塔上工作时所产生的应力。 c） 换流阀宜设计为模块式，便于安装、检修和更换。 d） 换流阀中的各种金属结构件应耐受腐蚀，以保证其设计寿命。 e） 换流阀中的各种非金属构件应具有耐电弧特性，避免因放电而导致快速老化。 换流阀中与冷却介质接触的各种材料，应具有耐受表面腐蚀和老化的能力，以保证其设计 寿命。 g）换流阀中的光纤布置应便于光纤通道内相关部件的更换。 D） 换流阀的冷却设计应避免在运行期间出现冷却介质泄漏或堵塞，并保证在发生冷却介质少量泄 漏时，换流阀仍能运行。
子模块的电磁兼容性能应满足下列要求： a）青 静电放电抗扰度，不应低于GB/T17626.2中4级要求。 b）射频电磁场辐射抗扰度，不应低于GB/T17626.3中4级要求。 c）电快速瞬变脉冲群抗扰度，不应低于GB/T17626.4中4级要求。 d）浪涌（冲击）抗扰度，不应低于GB/T17626.5中4级要求。 e)县 射频场感应的传导骚扰抗扰度，不应低于GB/T17626.6中差模3级及共模4级要求。 f 工频磁场抗扰度，不应低于GB/T17626.8中5级要求。 g）月 脉冲磁场抗扰度，不应低于GB/T17626.9中5级要求。 h）阻尼振荡磁场抗扰度，不应低于GB/T17626.10中5级要求。 i）国 阻尼振荡波抗扰度，不应低于GB/T17626.18中3级要求。
6.5防火防爆技术要求
换流阀在设计、制造和安装上应尽可能消除可导致火灾的任何隐患，并将火灾在换流阀内蔓延的 可能性降至最低，应满足以下要求： a）换流阀内的非金属材料应是阻燃的，并具有自熄灭性能；垂直件材料和水平件材料的阻燃性能 应符合UL94的要求；所有的塑料中应添加足够分量的阻燃剂，但不应降低材料的其他必备 的物理特性，所有非金属材料的阻燃添加成分不应含有卤素。 b）VBC的设计应使用安全可靠和阻燃的元部件。应用阻燃材料将VBC单元完全隔离。 c）阀内冷却系统应避免因漏水、冷却水中杂质过高以及冷却系统腐蚀等原因导致的电弧和火灾， d）避免电子元件超过其耐受的热应力。 e）换流阀内应采用无油化设计。 f）减少电接触点的数量，所有电接触点使用螺栓紧固。 g）减小绝缘部分的电动势差，避免在污染和潮湿环境下产生较大的泄漏电流。
流阀结构不得使其内部故障产生爆炸而致使事故
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VBC应能接收上级控制保护系统发送的控制信号，将其转换为控制脉冲后分配给子模块控制器， 对子模块的状态进行监测并上报至上级控制保护系统，子模块将电容电压、模块状态等信息回报给 VBC。任一子模块损坏时，VBC应发出报警信号。如果子模块损坏数超过冗余数，应向上级控制保护 系统发出跳闸请求。VBC保护设计应与上层保护进行配合，宜优先配置直接保护阀且对时效性要求较 高的保护，如桥臂过流保护等，其他间接保护宜简化配置或优化出口方式，尽量避免在测量系统异常 等外部干扰下的误跳闸。脉冲分配环节软硬件应具备高可靠性，在子模块冗余范围内单一板卡故障不 应导致系统闭锁或跳闸。
VBC应具备以下基本功能： a）子模块脉冲分配。 b）子模块均压控制。 c）桥臂环流抑制。 d）子模块冗余控制。 换流阀解闭锁控制。 ） 换流阀的过压、过流监 g）状态监视及就地录波功 测，满足换流阀及VB( 接口信号和
VBC应具备以下基本功能： a）子模块脉冲分配。 b）子模块均压控制。 c）桥臂环流抑制。 d）子模块冗余控制。 e）换流阀解闭锁控制。 f）换流阀的过压、过流监测与保护。 g）状态监视及就地录波功能，实现对全部子模块的电容电压、旁路状态和故障状态等信息的监 测，满足换流阀及VBC故障分析及异常情况指示等要求。 h）对模拟量、接口信号和故障信号的录波和输出功能，提供与UPFC统一故障录波装置的接口
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1) 1M 应根据上层控制保护系统下发的不同运行模式要求，投退桥臂环流抑制策略。 j） 广品 串联换流阀的VBC应具备减模块数充电功能。 k）自身状态监测与故障处理能力。 1）换流阀主动充电控制能力。 m）子模块投切频率监测与调节能力。 n）漏水监测与报警功能。
.3串、并侧阀基控制设备交互信息及控制要求
串联侧换流阀与并联侧换流阀的VBC应独立配置，其交互信息及控制要求如下： a）串联侧VBC与并联侧VBC应能相互接收控制信号和状态信号，交互信息通信规约采用标准 的国际通用协议，数字标准接口宜满足GB/T20840.8的相关规定。 b）串联侧VBC应实时监测直流母线电压、并联侧VBC发送给串联侧的控制信号和状态信号， 在接收到并联侧VBC的允许解锁信号之前，串联侧VBC应维持在主动充电状态，维持串联 换流阀子模块电压平衡的充电时间不应低于2h，并联侧VBC在接收到串联侧VBC的允许停 机信号前，应维持运行状态。 c）串联侧VBC发送给并联侧VBC的控制信号和状态信号至少包括： 1）启动。 2）充电完成。 3）解锁。 4）并联侧允许停机。 5）闭锁。 d）并联侧VBC发送给串联侧VBC的控制信号和状态信号至少包括： 1）启动。 2）充电完成。 3）串联侧允许解锁。 4）解锁。 5）停机。
7.4.1与子模块的接口
VBC的桥臀控制单元应能对全部子模块进行实时控制和监测。每个子模块通过光纤与VBC的桥 臂控制单元相连接，实现控制、保护和数据传输，传输的接口信号至少包括： a）可关断半导体器件的触发与闭锁。 b）电容器电压。 c）子模块状态。
VBC与UPFC控制保护装置之间采用高速光纤通信，通信规约应采用标准的国际通用协议，数据 传输协议应符合GB/T20840.8的相关规定。VBC与UPFC控制保护装置之间的接口信号应符合下列 规定： a）UPFC控制保护装置到VBC的下行接口信号至少包括： 1）解锁/闭锁指令。
2）全局旁路指令。 3）可控充电指令。 4）参考电压信号。 5）系统值班信号。 b）VBC到UPFC控制保护装置的上行接口信号至少包括： 1）阀运行状态。 2）VBC就绪信号。 3）余切换请求。 4）跳闸请求信号。 5）换流阀电容器电压。 6）阀控允许解锁信号。 7）阀控可控充电完成信号。
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阀对水冷却系统一般需提出包括散热功率、冷却水电导率、流量、进阀温度、出阀温度、最大水 压降、报警和跳闸信号等要求。
并联换流阀和串联换流阀的内冷却系统宜独立设计和配置，当串联或并联换流器出现故障停机 时，内冷系统可确保另一换流器仍可正常运行不受影响。阀内冷却系统中泵及供电电源宜采用余配 置，在切换过程中不影响内冷系统运行。
换流阀内冷系统所用管路要求如下： a） 阀塔水冷系统的设计应尽量减少接头的数量，并采用高可靠性的连接方式。 b）管路材质应选用耐高温、耐高压的PVDF材料，选用性能优良的密封垫圈。 c） 管道应在工厂预制，现场组装，管道之间采用法兰连接，不允许现场焊接。 d） 设计时应考虑水管布置，避免与其他硬物有接触经振动产生磨损。如无法避免，应采取保护措施， e）内冷系统其他要求按GB/T37010一2018中5.11的规定执行。
图电抗器技术要求应符合GB/T7008的相之1定
型式试验应符合下列规定： a）换流阀的型式试验按照DL/T1513的相关规定进行。 b）VBC的型式试验按照GB/T36956的相关规定进行。 c）换流阀及VBC的型式试验中涉及的环境试验、电磁兼容试验以及振动冲击跌落等试验项目由 供货方和购买方依据相应国家标准中的规定协商确定。 d）阀电抗器的型式试验按照GB/T37008的相关规定进行
换流器例行试验应符合下列规定： a）换流阀的例行试验对象为阀段，具体的试验内容及要求符合DL/T1513的相关规定。 b）VBC的例行试验按照GB/T36956的规定进行。 c）阀电抗器的例行试验按照GB/T37008的规定进行。
T／CAMIE 07-2021标准下载0.3.1换流阀的现场试
换流阀的现场试验包括： a）外观检查。 1）子模块结构检查，应符合设计图纸要求。 2）支路水管接口力矩标志线检查，力矩标志线清晰无移位。 3）母排螺栓紧固标志线检查，力矩标志线清晰无移位。 b）换流阀功能试验。 1）取能电源测试，能够按照设定的电压进行启动和闭锁。 2）IGBT的触发测试，能够按照指令正确开通和关断。 3）旁路开关测试，能够按照指令正确合闸。 c）阀塔试验项目。 1）阀塔电气试验，阀塔完成组装后，子模块的功能和通信正常。 2）水压试验，对阀塔水冷却管路施加1.2倍～1.5倍额定水压，保持1h，试验过程中整个阀 塔的水冷管路应无渗漏现象。 d）水冷系统现场试验。 按照GB/T30425的规定进行。
VBC现场试验包括： a）VBC外观试验。观察机柜机箱、外部电缆、光纤、网线等相关配件接线全部连接正确并可 靠；光纤收发器已经固定到位；电缆的外绝缘层和屏蔽层已正确连接。 b）VBC电源试验。用万用表测量每个机箱面板、电源地线与地线的连接情况，确保良好接地： VBC机柜内接地铜排与机柜信号端口的绝缘电阻应大于5MQ；确保机柜的交、直流供电电压 在士10%的范围内
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10.4换流器联调试验
换流器充电试验包括并联换流器充电试验和串联换流器充电试验连别村1号中桥专项施工方案，应符合下列规定： a）并联换流器交流侧充电试验：可连接至并联侧交流系统的换流阀，通过并联侧进行交流充电试验。 b）换流器直流侧充电试验：对于串联侧换流器，由并联换流器通过直流侧进行减模块充电试验； 对于多个串联换流阀共用一个并联换流阀的多端UPFC系统，应进行单个串联换流阀直流侧充 电试验，还应进行多个串联换流阀由直流侧同时充电的试验。 c）直流侧充电后串联换流器的子模块电容电压与并联换流器子模块的电容电压一致。
换流器充电完成后以给定电压参考波形为调制波进行换流阀解锁，使换流阀进行空载输出，通过 阀监视设备查看输出波形的电平数，应与桥臂子模块数一致。 换流器空载解锁试验，应符合下列规定： a）对于并联侧换流阀，换流阀充电完成后，断开并联变压器，并解锁换流阀。 b）对于串联侧换流阀，在换流阀交流侧隔离情况下，通过直流侧充电完成后，解锁换流阀。
10.4.3暂态响应试验