DL/T 1513-2016
基本信息
标准号： DL/T 1513-2016
中文名称：柔性直流输电用电压源型换流阀电气试验
标准类别：电力行业标准(DL)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
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标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
DL/T 1513-2016.Voltage sourced converter (VSC) valves for VSC-HVDC transmission-l Electrical testing.
1范围
DL/T 1513规定了柔性直流输电用电压源型换流阀(Voltage Sourced Converter Valves, vsc 阀)电气型式试验、出厂试验和现场交接试验。
DL/T 1513适用于高压直流输电或背靠背系统的三相桥式电压源型换流阀。
DL/T 1513规定的试验主要针对空气绝缘阀，其他类型的阀也可参照执行。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。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/T 16927.1 高电压试验技术第1部分:-般定义及试验要求
GB/T 16927.2 高电压试验技术 第2 部分:测量系统
GBT 20990.1-2007 高压直流输电晶闸管阀第1部分:电气试验
GB/T 27025 检测和校准实验室能力的通用要求
GB/T30553-2014 基于电压源换流器的高压直流输电
DL/T 1193- 2012 柔性输电术语
3术语和定义
GB/T 30553- -2014、 DL/T 1193- -2012 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用, 以下重复列出了GB/T 30553- 2014、 DL/T 1193- -2012中的某些术语和定义。
3.1可关断半导体器件turn-off semiconductor device
一种通过控制信 号可以开通和关断的电力电子器件。
注:柔性直流输电用电压源型换流阀可使用数种可关断半导体器件。本标准使用术语IGBT指代主要的可关断半导体器件，但本标准可等效适用于其他类型可关断半导体器件。
3.2 绝缘栅双极晶体管insulated gate bipolar transistor; IGBT
具有导通和关断负荷电流的可控开关。IGBT有三个端子:门极端子(G) 和两个负荷端子发射极(E)、集电极(C)。
注:通过在门极和发射极之间施加适当的电压，可以控制一个方向的电流，即导通和关断。
[GB/T 30553- -2014，定义3.3.2]
1范围
DL/T 1513规定了柔性直流输电用电压源型换流阀(Voltage Sourced Converter Valves, vsc 阀)电气型式试验、出厂试验和现场交接试验。
DL/T 1513适用于高压直流输电或背靠背系统的三相桥式电压源型换流阀。
DL/T 1513规定的试验主要针对空气绝缘阀，其他类型的阀也可参照执行。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。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/T 16927.1 高电压试验技术第1部分:-般定义及试验要求
GB/T 16927.2 高电压试验技术 第2 部分:测量系统
GBT 20990.1-2007 高压直流输电晶闸管阀第1部分:电气试验
GB/T 27025 检测和校准实验室能力的通用要求
GB/T30553-2014 基于电压源换流器的高压直流输电
DL/T 1193- 2012 柔性输电术语
3术语和定义
GB/T 30553- -2014、 DL/T 1193- -2012 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用, 以下重复列出了GB/T 30553- 2014、 DL/T 1193- -2012中的某些术语和定义。
3.1可关断半导体器件turn-off semiconductor device
一种通过控制信 号可以开通和关断的电力电子器件。
注:柔性直流输电用电压源型换流阀可使用数种可关断半导体器件。本标准使用术语IGBT指代主要的可关断半导体器件，但本标准可等效适用于其他类型可关断半导体器件。
3.2 绝缘栅双极晶体管insulated gate bipolar transistor; IGBT
具有导通和关断负荷电流的可控开关。IGBT有三个端子:门极端子(G) 和两个负荷端子发射极(E)、集电极(C)。
注:通过在门极和发射极之间施加适当的电压，可以控制一个方向的电流，即导通和关断。
[GB/T 30553- -2014，定义3.3.2]
标准图片预览
标准内容
ICs 29.240.01
备案号：53934-2016
中华人民共和国电力行业标准
DL/T 1513 — 2016
柔性直流输电用电压源型
换流阀
电气试验
Voltage sourced converter (VSC) valves for VSC-HVDCtransmission-Eicctrical testing2016-0107发布
国家能源局
201606-01实施
1范围
2规范性引用文件
3术语和定义
综合要求
型式试验
出」“试验
7现场交接试验
附录A（资料性附录）
电压源换流器拓扑综透
DL./T 1513—2016
DL/T1513—2016
本标准按照GB/T1.1一2009《标准化T作导则第1部分：标准的结构和编写》的规则起草。本标准川中国电力企业联合会提出。本标准山电力行业电能质量及染性输电标准化技术委员会归门。本标准起草单位：全球能源互联网研究院、中电普瑞电力工程有限公司、国网浙江省电力公司电力科学研究院、许继集团许继柔性输电系统公司、国家电网公司、南京南瑞继保电气有限公司、国网江苏省电力公司电力科学研究院、国网「海市电力公司、杭州瑞科技有限公司。本标淮王要起草人：贺之渊、于坤山、吕铮、张建平、常忠廷、张文亮、谢哗源、李泓志、陈乓、雷晰、戴缘生、胡群荣。wwW.bzxz.Net
本标准在执行过程中的意见或建议反馈至国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路一条一号，100761)。
1范围
柔性直流输电用电压源型
换流阀电气试验
DL./T1513—2016
木标准规定了柔性首流输电用中压源型换流阀（VoltageSourcedConverlerValves，VSC阀）电气型式试验、山厂试验和现场交接试验，本标准适用于高压直流输电或背靠背系统的三相桥式电压源型换流阀：本标准规定的试验主要针对空气绝缘阀，其他类型的阀也可参照执行2规范性引用文件
下列文件对丁本文的应出足必不可少。凡是注口期的引川文件，仅注日期的版本适用］木文件。凡是不注口期的引月文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本义件。GB311.1绝缘配合第1部分：定义、原则利规则GB/T16927.1高电压试验技术第1部分：-般定义及试验费求GB/T16927.2高电压试验技术第2部分：测量系统GB/F20990.1一2007高压载流输电品闸管阀第1部分：电气试验GB/2702.5检测利校准实验室能力的通用要求GB/T305532014坚于电压源换流器的尚压直流输电DL/T1193—2012柔性输电术语
3术语和定义
（iB/30553一2014、D[/T1193一2012界定的以及下列术语利定义适川于本义件、为厂便于使用：以\下童复列出了GB/T305532014、DL/T1193-2012中的某些术语和定义。3.1
可关断半导体器件turn-ofrscmicunductordevice种通过控制信号川以开通利关断的电力电子器件，注：柔性直流输也用[压源型换流阀可使用数种可关断半导休器件，木标推使用术语ICT指代主发的可关断半导体器件，但本标准可等效适月于其他类型可关断半导体器件，3.2
绝缘栅双极晶体管insulatedgatebipolartransistor：IGBT具有导通和关断负荷电流的可控开关。ICGB有二个端了：门极端子（G）和两个负荷端子发射极（E）、集电极（C）
注：遵过在门极和发时极之间施加适当的也，可以控制一个方向的[流：即导通和关断，[GB/T305532014，是义3.3.2]
续流极管freewheclingdiode：FWD具有一极管特性的功率平导体器件：续流二极管有两个端子：·个阴极（A》和个极（K)。流过续流二极管的中流利流过IGBT的中流方向相反：续流二极管具有承受IGBT关动作导的快速下降电流的能力。1
DL/T1513—2016
[GB/T 30553—2014,定义3.3.3]3.4
JGBT-二极管对GBT-diode pair
反并联的IGBT利续流二极管组。［GB/T30553—2014，定义3.3.4]3.5
多电平换流器multi-level convertcr交流侧输山相电压波形电平数大子3的电压源换流器。[GB/T30553—2014，定义3.4.6]3.6
电压源换流器voltage sourced converter：Vsc由可关断半导体器件实现换流功能，储能元件为电容器的换流器。3.7
模块化多电平换流器modularmulti-levelconverter：MMC每个VSC阀由一定数量的独立单相电压源换流器巾联组成的多电平换流器［GB/T30553—2014，定义3.4.7]3.8
级联两电平换流器cascaded two level converter；CTl在每个开关位置使用多个IGBT串联的模块化多电换流器。3.9
闭锁状态blocking state
换流器中所有1GBT均被施加关断信号的状态。3.10
解锁状态de-blockingstate
换流器中有IGBT被施加开通信号的状态：3.11
电压阶跃电平voltage step level处于解锁状态的换流器中投切的阀或阀的一部分所引起的电阶跃变化。注：对于可控电压源型阀，也压阶嵌电平对应投切个下模块或单元所产生的电压变化。对于开关型阀，电压阶跃也平对应投切整个阀所产生的电压变化。3.12
VSC 相单元 VSCphase unit
用于将两个直流母线连接到一个交流端子产的设备。注；最简单的配置是山两个VSC阀组成VSC相单元。在某些情况下内两个VSC阀和阀电抗器纠成。VSC相单元也可以包含控制和保护设备以及其他的部件。［GB/T30553—2014，定义3.4.9]3.13
阀 valve
H电力电子器件及其辅件组成的中气和机械联合体，能这现单向或双向导通。本文件特指各种VSC阀和一機管阀
[DL/T1193-—2012，定义3.2.5]3.14
VSC valve (switch type)
VSC阀（开关型）
IGBT-二极管对串联组成的完的可控组件，作为VSC相单元中单个功能单元同时投切。参见2
VSC阀（可控电压源型）VSCvalve（controllablevoltagesourcetype）DL./ T 1513 - 2016
完整的可控电压源组件，还接VSC析单元中一个交流端子利一个白流母线。参见附录A。3.16
二极管阀diotlevalve
只川一极管作为工要开关器件的半导体阀，可用在一能电压源换流器拓扑中。3.17
子模块submodule
山连接战半桥或全桥结构的叮控开关和二极管纽成的VSC阀的一部分，包括储能电容器和其他重要菌件。
单元cell
模块化多中平换流器的基本纠件，其各开关H两个及以上IGBT-一极管对中联组成。3.19
VSCvalvelevel
VSC阀级
VSC阀的最小独功能单元，
注1：对丁使用同时投切的串IGBT的VSC阀，个 VSC阅级是包含时属胃的个TGBT-二极管对，注2：对于不使用串联IGBI极管对的VSC闷：个VSC:调级是-个子模决及其附属装置3.20
二极管阀级diode valve level
出二极管及其辅助电路或辅助元件组成的一极管阀的部分：3.21
余级redundant levels
经型式试验证明在运行时可以被外部或内部短路而不影响搁安全运行的VSC阀级或二极管阀级怕最大数量，岩超山，则需要阀停山运行并替换故障的阀缴，否则需承受发牛故障加大的风险。GB/T305532014,完义 3.4.15]
阀结构valvestructure
固定阅级的物理统构，对地电位有祖应的绝缘。[GB/T 30553--2014.定义3.4.19]3.23
阀支架valvesupport
其有机械支撑利对地电气绝缘作用的阀结构的-部分：注：在所有阀设计中，不能明筛界定出阅的哪部分仪单独作为阀支架。3.24
阀组件valve section
能够按比例呈现完整阀的电特性，由多个阀级和他元件构成的组件：注：对于川控电源型剂，约件包VSC网级和属7-单元或了模决的直流电容器。3.25
阀基电子设备
valve base electronics
控制系统与VS阀之间处丁地电位的接电子单元设备：q
DL/T1513—2016
连接变压器interface transformer将功率在交流系统连接点利一个或多个VSC单元之间传输的变压器（如果有）。[GB/T 30553—2014,定义 3.5,2 ]3.27
modulation index
调制因数
调制波形幅值相对于载波幅值的比率。注1：调制因数也等丁VSC科单元交流端输小心K的基频分量峰值相对于VSC:输电系统直流母线的直流线电压的比率的两倍，
注2：此外，还有可用于VSC换流器调制因数的各种定义。所有这些调制因数表示的是何接量，是从VSC换流器的物理性质和运行源理而来的。必须指i，对于特定的应用，任何调制因数及其用法都应明确界定。［GB/T30553—2014，定义3.6.15]3.28
试验耐受电压test withstand voltage标准波形的试验电压值。在规定条件下，当耐受规定的施加次数和持续时间的试验电压时，没有受到损伤的新试品阀不能表现任何被坏性放电，并符合指定的特殊试验下所有其他的验收标准。[GB/T 30553—2014,定义 3.10.1]4综合要求
4.1大气修正因数
大气修正因数应按GB/T16927.1计算。进行修正的参考条件如下：a）气：
1）如果VSC阀的绝缘配合是按GB311.1中额定耐受电压选择的，著装置安装地点的海拔低于1000m，则使用标准人气压（101.3kPa），不迹行海拨修.正；若装置安装地点的海拔超过1000m，则使用按GB/T16927.1的步骤进行修正，其参考大气压为1000m海拔对应的大气压。如果 VSC阀的绝缘配合不是按 GB 311.1中额定耐受电压选择的，则使用按 GB/T 16927.12）
的步骤进行海拨修正，参考大气压为标准大气服（101.3kPa）。温度：设计的最高阀厅牢气温度，单位为摄氏度（℃）。b)
c）湿度：设计的最低阀厅绝对涩度，单位为克每立方米（g/m\)。4.2穴余的处理
运行试验
对于运行试验，亢余级不应被短路，试验电压需要通过比例系数进行调整，见式（1）。k
N—·试品中串联阀级的数量；
M——阀中串联阈级的总数；
N——阀中中联元余级的总数。
4.2.2绝缘试验
对丁阀端何的所有绝缘试验，应短路亢杀级。4
注：短路阀级的分配可能受到设计的限制。例如，DL/T 1513
：2016
个阀组件中可被短路的阅级数可能存在上限：对于滤组件的所有绝缘试验，试验电压需要通过比例系数进行调整，见式（2）。k
式呷：
一试品没有被知路的串联阀级的数量；一阀中串联阀级的总数；
一阀中串联元余级的总数。
型式试验
一般要求
试验项目
柔性直流输电用电儿源型换流阀的型式试验包插运行试验利绝缘试验，运行试验项目见表1，绝缘试验项目见表2。具体试验内容见对应条款。表1运行试验项目
试验项目
最人持续运行负载试验
最人暂时过负荷运行试验
最小直流电压试验
IGBT斗电流关断试验
短路池流试验
阅抗自磁干扰验证
若协商一致，可对阀组件证行试验，斌验项H
图支梁真流心试验
闵支架交流中压试验
阀支架探作冲击试验
阅支裂雷电冲击试验
阀端问交流一直流心示试验
阀端间操作冲+试骑
阅端市市冲击试验
。若协商致，可对阅组件近行试验，试验内容
表2绝缘试验项目
试验内容
诚验对象
阀或阀组件
阀或阅组件
阀或阀组件
阀或阀组件
阀或阀组件
试验对象
阀支架
阀支架
阅支架
陶支架
DL/T1513—2016
5.1.2试验对象
型式试验可根期试验环境在整个阀或搁组件上进行，见表1、表2。阀纠件中包含的VSC阀级或二极管阀级的数量应根各项试验的要求确定。被试阀的最小阀级数量出单个阀的阀级数量决定，见表3。表3型式试验的最少阀级数量与单个阀中阀级数量的关系单个的阀级数量
51~250
被试阀的最小楓级总数
个阅中阀级的数量
通常，建议在所有型式试验中使用同：·个阀组件。在特定情况下，可以使用多个不同的阅组件同时开展不同的试验，以加快试验执行过程。在型式试验开始之前，阀、阀组件和/或它们的元件应证明通过了出！试验，以确保制造是止确的。注：本节不适用于阅支架结构的绝缘试验，具体试验对象在5.8巾另有规定：5.1.3试验顺序
为了确认阀端间绝缘没有被换流器运行过程中的快速重复开关应力所破坏，阀端间交流一直流电压试验及局部放电测量需在运行试验之后进行。其他型式试验可按任意顺序进行。注：对于“可控压源”型阀，若协商致，可将阀端扪交流一立流电小试验放在运行战验之前逃行。5.1.4 试验步骤
在近用的条件下，试验应按GB/T16927.1GB/T16927.2执行。5.1.5试验环境温度
试验应在试验设备正常的环境温度下进行，另有规定的除外。5.1.6试验频率
交流绝缘试验可在50Hz或60IIz下进行。运行试验对频率的具体要求在相关条款中给出。5.1.7确定型式试验参数需要考虑的条件型式试验参数应根据系统研究，基于阀承受的最恶劣运行工况和故障工况确定。5.1.8通过型式试验的判据
5.1.8.1概述
已有的应旧经验表明，即使再仔细地设计阀，也不能避免运行中阀级部件的偶然随机故障。尽管这些故障可能与应力有关，考虑到故障的起因或故障率与应力的关系不能被预测或服从精确数鼠关系，这些故障可以被认为是随机的。型式试验使阀或阀组件在短期内承受多重应力，这些应力体现了阀的整个寿命期闻内可能遭受的为数不多的儿次最严重应力。考虑到上述方面，下文制是的型式试验成功判据允许型式试验中有少量的阀级故障，前提是这种故障极少且不明显表明任何设计缺陷。6
5.1.8.2阀级适用的判据
DLIT1513
对表1和表2所列出的任一犁式试验项目，当一个（当阀级数量较多时，作为替代可按被试阀级数量的1%）以上的竭级发牛灿路，则认为该阀未遭过型式试验：若下而的型式试验中，有一个阀级（或更多阀级，若仍在1%限制之内）发牛然略，应当修复故障阀级并车做该型式试验。
若型式试验期间，发牛然路的竭级数量累计人」被试阀级数量的3%，认为该搁未逆过型式试验，每次烈式试验店应检查阀或阀纽件中是否有阀级发牛烈路，进一步型式试验前，可以更换型式试验中或型式试验店发现的故障IGBT/二极管或辅助元件完成试验过程后，应对阀或阀组件进行一系列的检查试验，至少包括以下儿项：a）阀缀受电压；
b）门极比璐；
e）蓝测电略；
所有与槌形成整体的保护也路：e）均压电路
检查试验期间发生的阀级短路故障次数应作为成功判据累积故障数的一部分计算：除了发牛知路故障的阀级，在型式试验过程及随后的检查试验巾发生的未造战阀级創路历果的故障阀級总数，也不得超过绝缘试验和运行试验两者最小被试阀级总数的3%：若这神故障的阅级总数超过3%，对故障的性质及其战因需避行复否并采取措施允许的短路类型故障阀级最人数带和非短路类型故障阀级最人数参见表4执行表4型式试验中允许的故障阀级最大数被试阅级的数量
33 及以下
68-100
单项型式试验十允许的短路
全部型武试验中充许的短路
类型的教障阔级数宣
类型的战障阀级数革
全部型式试验中允许的非
短路类型的故障阀级数量
个部型式试验完成所：知路类型故障阀级利非知路类型故障阀级的分布应是基木上随机的，H不能表明任何设计缺陷。
5.1.8.3整体阀适用的判据
在试验中阀的外部闪络，阀冷却系统的损坏以及触发脉冲传输和分配系统的任何绝缘材料的出穿剂是不允许的．
任何元件、导体及片接头的温度，附近物体的表面温度部不能超过设计充许值。5.1.9试验报告
型式试验完成后，应当按5.10的要求提供型式试验报告。5.2最大持续运行负载试验
5.2.1试验目的
试验日的是检验在运行状态下以及在最严格重复性应力作用的元通和关断获态下单个习体VS(/DL/ T 1513 -- 2016
二极管阀级及柯关的电子电路是否能承受相应的电流、电压和温度应力，5.2.2试验对象
试验可在整个阀或阀纽件上进行。选择主要取决丁阀的设计和试验使用的设备。本标准规定的试验对包括力个及以上串联VSC/二极管阀缀的阀纽件有效如果准备进行少于五个阀级的试验，就要确定附加试验安全系数，任何情况下都不充许试验所用的串联级数低于3。试验用的阀或阀组件应与全部的辅助部件组装在起。有要求，还应包括：·个适当比例的阀避雷器。此避雷器应与试验中串联缀数比例，以提供至少与实际应用避雷器最大特性相致的保护水平。
冷却剂应处丁代表运行状态的条件下。特别是流最和温度，应设置为试验所考虑的最不利的值，以保证相应元件的温度与实际工作中的温度相符。5.2.3试验电路
对丁内部包含了直流电容器的可控电压源型阀，直流中容器及其与半导体器件的接线构成整体试验对象的一部分。
对丁开关型阀，直流屯容器与阀是分开的，直流电容器需要在试验电路中进行合适的摆放。特别地试验中直流电容器与阀之问接线的漏中感以及阀组件内部的杂散电感要被正确再现。试验电路的接线应代表换流器采用的典型接线方式。5.2.4试验要求
试验需要再现下列基于最不利运行条件的换流器参数。可能需要多项试验以再现所有的参数H达到最人侦。
对丁VSC阀，包括：
a）最人持续IGBT结温；
b）最大持续续流二极管结温；
e）最人持续吸收电路元件（如有）温度；d）最人持续开通（或关断）电压和电流。对丁三极管阀，包括：
a）最大持续一极管结温；
b）最大持续吸收电路元件（如有）温度；c）最大持续一极管关断电压、电流。所有这些参数都需要在最大持续运行负截试验中得以再现。出可在分项试验和组合试验中得以再现。
试验中应对选定的元件表面温度进行测量，以证明：a）换流阅或阀组件能在最恶劣运行条件下正常运行，不引起可关断半导体器件和其他相关附属元件的损环或劣化；
b）换流或阀组件最重要的发热元件的温升不超过规定的极限范国，并且没有任何元件或材料能经受过高的温度；
c）换流阀或阀组件在周期性通（或关断）电流和电斥冲击下的性能皮好。试验电压应基于最大持续正问电压，试验开关频率应基于最大持续开关频率，同时调制因数应选择实际运行的典型值。冷却剂温度不低于对应实际运行中产生最高稳态IGBT及/或二极管结温的工况。试验电流有效值应乘以1.05的试验安全系数。对应于最大持续运行直流电压的试验电压Utpw1，按式（3）计算。8
Ui =Ulrmx ×k, ×k,
Uadmax
最大持续运行直流电压，包括纹波中压k——试验比例系数，按4.2.1规定：——试验安全系数，k=1.05。
作出！冷却剂漏度达到稳光后，试验的持续时间应保让不低」30mi。5.3最大暂时过负荷运行试验
5.3.1试验目的
DL/T 1513
试验目的足检验在最大暂时过负荷运行条件下川追和关断过程中单个阀体中！VSC阀级或二极管阀级以及相关电子也路承受电流、中压和温度应力的能力。5.3.2试验对象
参见5.2.2。
5.3.3试验电路
参见5.2.3.
5.3.4试验要求
如果阀存在暂时过负荷运行上况的要求，则要进行最大暂时过负荷运行试验。试验条件的确定方法参州.5.2
在5.2阐述的试验中，阀或阀组件需要达到热平衡。在这个初试验条件具备之后暂时过负循运行试验并始，并且试验持续时间为暂时过负荷持续时间的1.2倍：在暂附过负荷送行试验之后，需要再进行10min持续运行负裁试验：5.4最小直流电压试验
5.4.1试验目的
试验的是检验单个阀体中VSC/二极管阀级以及相关电电路在最小直流电压运行工况下的正常下作能力。
5.4.2试验对象
参见5.2.2。
5.4.3试验电路
参见5.2.3。
54.4试验要求
本试验通过在阀或阀组件端了之问施加最小占流电压，证明获得能量的阀点了电路能够保证阀的正常工作。
在阀（或潮纠件）处十解锁或者闭馈状态时，监测阀电了中路的回报信号来验证阀电子电路是否工作正常。
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备案号：53934-2016
中华人民共和国电力行业标准
DL/T 1513 — 2016
柔性直流输电用电压源型
换流阀
电气试验
Voltage sourced converter (VSC) valves for VSC-HVDCtransmission-Eicctrical testing2016-0107发布
国家能源局
201606-01实施
1范围
2规范性引用文件
3术语和定义
综合要求
型式试验
出」“试验
7现场交接试验
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电压源换流器拓扑综透
DL./T 1513—2016
DL/T1513—2016
本标准按照GB/T1.1一2009《标准化T作导则第1部分：标准的结构和编写》的规则起草。本标准川中国电力企业联合会提出。本标准山电力行业电能质量及染性输电标准化技术委员会归门。本标准起草单位：全球能源互联网研究院、中电普瑞电力工程有限公司、国网浙江省电力公司电力科学研究院、许继集团许继柔性输电系统公司、国家电网公司、南京南瑞继保电气有限公司、国网江苏省电力公司电力科学研究院、国网「海市电力公司、杭州瑞科技有限公司。本标淮王要起草人：贺之渊、于坤山、吕铮、张建平、常忠廷、张文亮、谢哗源、李泓志、陈乓、雷晰、戴缘生、胡群荣。wwW.bzxz.Net
本标准在执行过程中的意见或建议反馈至国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路一条一号，100761)。
1范围
柔性直流输电用电压源型
换流阀电气试验
DL./T1513—2016
木标准规定了柔性首流输电用中压源型换流阀（VoltageSourcedConverlerValves，VSC阀）电气型式试验、山厂试验和现场交接试验，本标准适用于高压直流输电或背靠背系统的三相桥式电压源型换流阀：本标准规定的试验主要针对空气绝缘阀，其他类型的阀也可参照执行2规范性引用文件
下列文件对丁本文的应出足必不可少。凡是注口期的引川文件，仅注日期的版本适用］木文件。凡是不注口期的引月文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本义件。GB311.1绝缘配合第1部分：定义、原则利规则GB/T16927.1高电压试验技术第1部分：-般定义及试验费求GB/T16927.2高电压试验技术第2部分：测量系统GB/F20990.1一2007高压载流输电品闸管阀第1部分：电气试验GB/2702.5检测利校准实验室能力的通用要求GB/T305532014坚于电压源换流器的尚压直流输电DL/T1193—2012柔性输电术语
3术语和定义
（iB/30553一2014、D[/T1193一2012界定的以及下列术语利定义适川于本义件、为厂便于使用：以\下童复列出了GB/T305532014、DL/T1193-2012中的某些术语和定义。3.1
可关断半导体器件turn-ofrscmicunductordevice种通过控制信号川以开通利关断的电力电子器件，注：柔性直流输也用[压源型换流阀可使用数种可关断半导休器件，木标推使用术语ICT指代主发的可关断半导体器件，但本标准可等效适月于其他类型可关断半导体器件，3.2
绝缘栅双极晶体管insulatedgatebipolartransistor：IGBT具有导通和关断负荷电流的可控开关。ICGB有二个端了：门极端子（G）和两个负荷端子发射极（E）、集电极（C）
注：遵过在门极和发时极之间施加适当的也，可以控制一个方向的[流：即导通和关断，[GB/T305532014，是义3.3.2]
续流极管freewheclingdiode：FWD具有一极管特性的功率平导体器件：续流二极管有两个端子：·个阴极（A》和个极（K)。流过续流二极管的中流利流过IGBT的中流方向相反：续流二极管具有承受IGBT关动作导的快速下降电流的能力。1
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[GB/T 30553—2014,定义3.3.3]3.4
JGBT-二极管对GBT-diode pair
反并联的IGBT利续流二极管组。［GB/T30553—2014，定义3.3.4]3.5
多电平换流器multi-level convertcr交流侧输山相电压波形电平数大子3的电压源换流器。[GB/T30553—2014，定义3.4.6]3.6
电压源换流器voltage sourced converter：Vsc由可关断半导体器件实现换流功能，储能元件为电容器的换流器。3.7
模块化多电平换流器modularmulti-levelconverter：MMC每个VSC阀由一定数量的独立单相电压源换流器巾联组成的多电平换流器［GB/T30553—2014，定义3.4.7]3.8
级联两电平换流器cascaded two level converter；CTl在每个开关位置使用多个IGBT串联的模块化多电换流器。3.9
闭锁状态blocking state
换流器中所有1GBT均被施加关断信号的状态。3.10
解锁状态de-blockingstate
换流器中有IGBT被施加开通信号的状态：3.11
电压阶跃电平voltage step level处于解锁状态的换流器中投切的阀或阀的一部分所引起的电阶跃变化。注：对于可控电压源型阀，也压阶嵌电平对应投切个下模块或单元所产生的电压变化。对于开关型阀，电压阶跃也平对应投切整个阀所产生的电压变化。3.12
VSC 相单元 VSCphase unit
用于将两个直流母线连接到一个交流端子产的设备。注；最简单的配置是山两个VSC阀组成VSC相单元。在某些情况下内两个VSC阀和阀电抗器纠成。VSC相单元也可以包含控制和保护设备以及其他的部件。［GB/T30553—2014，定义3.4.9]3.13
阀 valve
H电力电子器件及其辅件组成的中气和机械联合体，能这现单向或双向导通。本文件特指各种VSC阀和一機管阀
[DL/T1193-—2012，定义3.2.5]3.14
VSC valve (switch type)
VSC阀（开关型）
IGBT-二极管对串联组成的完的可控组件，作为VSC相单元中单个功能单元同时投切。参见2
VSC阀（可控电压源型）VSCvalve（controllablevoltagesourcetype）DL./ T 1513 - 2016
完整的可控电压源组件，还接VSC析单元中一个交流端子利一个白流母线。参见附录A。3.16
二极管阀diotlevalve
只川一极管作为工要开关器件的半导体阀，可用在一能电压源换流器拓扑中。3.17
子模块submodule
山连接战半桥或全桥结构的叮控开关和二极管纽成的VSC阀的一部分，包括储能电容器和其他重要菌件。
单元cell
模块化多中平换流器的基本纠件，其各开关H两个及以上IGBT-一极管对中联组成。3.19
VSCvalvelevel
VSC阀级
VSC阀的最小独功能单元，
注1：对丁使用同时投切的串IGBT的VSC阀，个 VSC阅级是包含时属胃的个TGBT-二极管对，注2：对于不使用串联IGBI极管对的VSC闷：个VSC:调级是-个子模决及其附属装置3.20
二极管阀级diode valve level
出二极管及其辅助电路或辅助元件组成的一极管阀的部分：3.21
余级redundant levels
经型式试验证明在运行时可以被外部或内部短路而不影响搁安全运行的VSC阀级或二极管阀级怕最大数量，岩超山，则需要阀停山运行并替换故障的阀缴，否则需承受发牛故障加大的风险。GB/T305532014,完义 3.4.15]
阀结构valvestructure
固定阅级的物理统构，对地电位有祖应的绝缘。[GB/T 30553--2014.定义3.4.19]3.23
阀支架valvesupport
其有机械支撑利对地电气绝缘作用的阀结构的-部分：注：在所有阀设计中，不能明筛界定出阅的哪部分仪单独作为阀支架。3.24
阀组件valve section
能够按比例呈现完整阀的电特性，由多个阀级和他元件构成的组件：注：对于川控电源型剂，约件包VSC网级和属7-单元或了模决的直流电容器。3.25
阀基电子设备
valve base electronics
控制系统与VS阀之间处丁地电位的接电子单元设备：q
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连接变压器interface transformer将功率在交流系统连接点利一个或多个VSC单元之间传输的变压器（如果有）。[GB/T 30553—2014,定义 3.5,2 ]3.27
modulation index
调制因数
调制波形幅值相对于载波幅值的比率。注1：调制因数也等丁VSC科单元交流端输小心K的基频分量峰值相对于VSC:输电系统直流母线的直流线电压的比率的两倍，
注2：此外，还有可用于VSC换流器调制因数的各种定义。所有这些调制因数表示的是何接量，是从VSC换流器的物理性质和运行源理而来的。必须指i，对于特定的应用，任何调制因数及其用法都应明确界定。［GB/T30553—2014，定义3.6.15]3.28
试验耐受电压test withstand voltage标准波形的试验电压值。在规定条件下，当耐受规定的施加次数和持续时间的试验电压时，没有受到损伤的新试品阀不能表现任何被坏性放电，并符合指定的特殊试验下所有其他的验收标准。[GB/T 30553—2014,定义 3.10.1]4综合要求
4.1大气修正因数
大气修正因数应按GB/T16927.1计算。进行修正的参考条件如下：a）气：
1）如果VSC阀的绝缘配合是按GB311.1中额定耐受电压选择的，著装置安装地点的海拔低于1000m，则使用标准人气压（101.3kPa），不迹行海拨修.正；若装置安装地点的海拔超过1000m，则使用按GB/T16927.1的步骤进行修正，其参考大气压为1000m海拔对应的大气压。如果 VSC阀的绝缘配合不是按 GB 311.1中额定耐受电压选择的，则使用按 GB/T 16927.12）
的步骤进行海拨修正，参考大气压为标准大气服（101.3kPa）。温度：设计的最高阀厅牢气温度，单位为摄氏度（℃）。b)
c）湿度：设计的最低阀厅绝对涩度，单位为克每立方米（g/m\)。4.2穴余的处理
运行试验
对于运行试验，亢余级不应被短路，试验电压需要通过比例系数进行调整，见式（1）。k
N—·试品中串联阀级的数量；
M——阀中串联阈级的总数；
N——阀中中联元余级的总数。
4.2.2绝缘试验
对丁阀端何的所有绝缘试验，应短路亢杀级。4
注：短路阀级的分配可能受到设计的限制。例如，DL/T 1513
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个阀组件中可被短路的阅级数可能存在上限：对于滤组件的所有绝缘试验，试验电压需要通过比例系数进行调整，见式（2）。k
式呷：
一试品没有被知路的串联阀级的数量；一阀中串联阀级的总数；
一阀中串联元余级的总数。
型式试验
一般要求
试验项目
柔性直流输电用电儿源型换流阀的型式试验包插运行试验利绝缘试验，运行试验项目见表1，绝缘试验项目见表2。具体试验内容见对应条款。表1运行试验项目
试验项目
最人持续运行负载试验
最人暂时过负荷运行试验
最小直流电压试验
IGBT斗电流关断试验
短路池流试验
阅抗自磁干扰验证
若协商一致，可对阀组件证行试验，斌验项H
图支梁真流心试验
闵支架交流中压试验
阀支架探作冲击试验
阅支裂雷电冲击试验
阀端问交流一直流心示试验
阀端间操作冲+试骑
阅端市市冲击试验
。若协商致，可对阅组件近行试验，试验内容
表2绝缘试验项目
试验内容
诚验对象
阀或阀组件
阀或阅组件
阀或阀组件
阀或阀组件
阀或阀组件
试验对象
阀支架
阀支架
阅支架
陶支架
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5.1.2试验对象
型式试验可根期试验环境在整个阀或搁组件上进行，见表1、表2。阀纠件中包含的VSC阀级或二极管阀级的数量应根各项试验的要求确定。被试阀的最小阀级数量出单个阀的阀级数量决定，见表3。表3型式试验的最少阀级数量与单个阀中阀级数量的关系单个的阀级数量
51~250
被试阀的最小楓级总数
个阅中阀级的数量
通常，建议在所有型式试验中使用同：·个阀组件。在特定情况下，可以使用多个不同的阅组件同时开展不同的试验，以加快试验执行过程。在型式试验开始之前，阀、阀组件和/或它们的元件应证明通过了出！试验，以确保制造是止确的。注：本节不适用于阅支架结构的绝缘试验，具体试验对象在5.8巾另有规定：5.1.3试验顺序
为了确认阀端间绝缘没有被换流器运行过程中的快速重复开关应力所破坏，阀端间交流一直流电压试验及局部放电测量需在运行试验之后进行。其他型式试验可按任意顺序进行。注：对于“可控压源”型阀，若协商致，可将阀端扪交流一立流电小试验放在运行战验之前逃行。5.1.4 试验步骤
在近用的条件下，试验应按GB/T16927.1GB/T16927.2执行。5.1.5试验环境温度
试验应在试验设备正常的环境温度下进行，另有规定的除外。5.1.6试验频率
交流绝缘试验可在50Hz或60IIz下进行。运行试验对频率的具体要求在相关条款中给出。5.1.7确定型式试验参数需要考虑的条件型式试验参数应根据系统研究，基于阀承受的最恶劣运行工况和故障工况确定。5.1.8通过型式试验的判据
5.1.8.1概述
已有的应旧经验表明，即使再仔细地设计阀，也不能避免运行中阀级部件的偶然随机故障。尽管这些故障可能与应力有关，考虑到故障的起因或故障率与应力的关系不能被预测或服从精确数鼠关系，这些故障可以被认为是随机的。型式试验使阀或阀组件在短期内承受多重应力，这些应力体现了阀的整个寿命期闻内可能遭受的为数不多的儿次最严重应力。考虑到上述方面，下文制是的型式试验成功判据允许型式试验中有少量的阀级故障，前提是这种故障极少且不明显表明任何设计缺陷。6
5.1.8.2阀级适用的判据
DLIT1513
对表1和表2所列出的任一犁式试验项目，当一个（当阀级数量较多时，作为替代可按被试阀级数量的1%）以上的竭级发牛灿路，则认为该阀未遭过型式试验：若下而的型式试验中，有一个阀级（或更多阀级，若仍在1%限制之内）发牛然略，应当修复故障阀级并车做该型式试验。
若型式试验期间，发牛然路的竭级数量累计人」被试阀级数量的3%，认为该搁未逆过型式试验，每次烈式试验店应检查阀或阀纽件中是否有阀级发牛烈路，进一步型式试验前，可以更换型式试验中或型式试验店发现的故障IGBT/二极管或辅助元件完成试验过程后，应对阀或阀组件进行一系列的检查试验，至少包括以下儿项：a）阀缀受电压；
b）门极比璐；
e）蓝测电略；
所有与槌形成整体的保护也路：e）均压电路
检查试验期间发生的阀级短路故障次数应作为成功判据累积故障数的一部分计算：除了发牛知路故障的阀级，在型式试验过程及随后的检查试验巾发生的未造战阀级創路历果的故障阀級总数，也不得超过绝缘试验和运行试验两者最小被试阀级总数的3%：若这神故障的阅级总数超过3%，对故障的性质及其战因需避行复否并采取措施允许的短路类型故障阀级最人数带和非短路类型故障阀级最人数参见表4执行表4型式试验中允许的故障阀级最大数被试阅级的数量
33 及以下
68-100
单项型式试验十允许的短路
全部型武试验中充许的短路
类型的教障阔级数宣
类型的战障阀级数革
全部型式试验中允许的非
短路类型的故障阀级数量
个部型式试验完成所：知路类型故障阀级利非知路类型故障阀级的分布应是基木上随机的，H不能表明任何设计缺陷。
5.1.8.3整体阀适用的判据
在试验中阀的外部闪络，阀冷却系统的损坏以及触发脉冲传输和分配系统的任何绝缘材料的出穿剂是不允许的．
任何元件、导体及片接头的温度，附近物体的表面温度部不能超过设计充许值。5.1.9试验报告
型式试验完成后，应当按5.10的要求提供型式试验报告。5.2最大持续运行负载试验
5.2.1试验目的
试验日的是检验在运行状态下以及在最严格重复性应力作用的元通和关断获态下单个习体VS(/DL/ T 1513 -- 2016
二极管阀级及柯关的电子电路是否能承受相应的电流、电压和温度应力，5.2.2试验对象
试验可在整个阀或阀纽件上进行。选择主要取决丁阀的设计和试验使用的设备。本标准规定的试验对包括力个及以上串联VSC/二极管阀缀的阀纽件有效如果准备进行少于五个阀级的试验，就要确定附加试验安全系数，任何情况下都不充许试验所用的串联级数低于3。试验用的阀或阀组件应与全部的辅助部件组装在起。有要求，还应包括：·个适当比例的阀避雷器。此避雷器应与试验中串联缀数比例，以提供至少与实际应用避雷器最大特性相致的保护水平。
冷却剂应处丁代表运行状态的条件下。特别是流最和温度，应设置为试验所考虑的最不利的值，以保证相应元件的温度与实际工作中的温度相符。5.2.3试验电路
对丁内部包含了直流电容器的可控电压源型阀，直流中容器及其与半导体器件的接线构成整体试验对象的一部分。
对丁开关型阀，直流屯容器与阀是分开的，直流电容器需要在试验电路中进行合适的摆放。特别地试验中直流电容器与阀之问接线的漏中感以及阀组件内部的杂散电感要被正确再现。试验电路的接线应代表换流器采用的典型接线方式。5.2.4试验要求
试验需要再现下列基于最不利运行条件的换流器参数。可能需要多项试验以再现所有的参数H达到最人侦。
对丁VSC阀，包括：
a）最人持续IGBT结温；
b）最大持续续流二极管结温；
e）最人持续吸收电路元件（如有）温度；d）最人持续开通（或关断）电压和电流。对丁三极管阀，包括：
a）最大持续一极管结温；
b）最大持续吸收电路元件（如有）温度；c）最大持续一极管关断电压、电流。所有这些参数都需要在最大持续运行负截试验中得以再现。出可在分项试验和组合试验中得以再现。
试验中应对选定的元件表面温度进行测量，以证明：a）换流阅或阀组件能在最恶劣运行条件下正常运行，不引起可关断半导体器件和其他相关附属元件的损环或劣化；
b）换流或阀组件最重要的发热元件的温升不超过规定的极限范国，并且没有任何元件或材料能经受过高的温度；
c）换流阀或阀组件在周期性通（或关断）电流和电斥冲击下的性能皮好。试验电压应基于最大持续正问电压，试验开关频率应基于最大持续开关频率，同时调制因数应选择实际运行的典型值。冷却剂温度不低于对应实际运行中产生最高稳态IGBT及/或二极管结温的工况。试验电流有效值应乘以1.05的试验安全系数。对应于最大持续运行直流电压的试验电压Utpw1，按式（3）计算。8
Ui =Ulrmx ×k, ×k,
Uadmax
最大持续运行直流电压，包括纹波中压k——试验比例系数，按4.2.1规定：——试验安全系数，k=1.05。
作出！冷却剂漏度达到稳光后，试验的持续时间应保让不低」30mi。5.3最大暂时过负荷运行试验
5.3.1试验目的
DL/T 1513
试验目的足检验在最大暂时过负荷运行条件下川追和关断过程中单个阀体中！VSC阀级或二极管阀级以及相关电子也路承受电流、中压和温度应力的能力。5.3.2试验对象
参见5.2.2。
5.3.3试验电路
参见5.2.3.
5.3.4试验要求
如果阀存在暂时过负荷运行上况的要求，则要进行最大暂时过负荷运行试验。试验条件的确定方法参州.5.2
在5.2阐述的试验中，阀或阀组件需要达到热平衡。在这个初试验条件具备之后暂时过负循运行试验并始，并且试验持续时间为暂时过负荷持续时间的1.2倍：在暂附过负荷送行试验之后，需要再进行10min持续运行负裁试验：5.4最小直流电压试验
5.4.1试验目的
试验的是检验单个阀体中VSC/二极管阀级以及相关电电路在最小直流电压运行工况下的正常下作能力。
5.4.2试验对象
参见5.2.2。
5.4.3试验电路
参见5.2.3。
54.4试验要求
本试验通过在阀或阀组件端了之问施加最小占流电压，证明获得能量的阀点了电路能够保证阀的正常工作。
在阀（或潮纠件）处十解锁或者闭馈状态时，监测阀电了中路的回报信号来验证阀电子电路是否工作正常。
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