GB T 33348-2024 高压直流输电用电压源换流器阀电气试验

代替GB/T33348-2016高压直流输电用电压源换流器阀电气试验Voltagesourcedcotransmission—Electrical2024-05-28发布国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会发布I前言 Ⅲ1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 24一般要求 44.1型式试验导则 44.2大气修正因数 54.3冗余的处理 64.4型式试验成功的判据 65型式试验项目 76运行试验 86.1试验目的 86.2试品 86.3试验回路 96.4最大连续运行负荷试验 96.5最大暂态过负荷运行试验 96.6最低直流电压试验 96.7最高暂态过电压连续运行试验 7阀支架的绝缘试验 7.1试验目的 7.3试验要求 8多重阀单元的绝缘试验 8.1试验目的 8.3试验要求 9阀端子间的绝缘试验 9.1试验目的 9.3试验要求 9.4试验方法 10IGBT过电流关断试验 10.1试验目的 ⅡGB/T33348—2024 10.3试验要求 11短路电流试验 11.1试验目的 11.3试验要求 12阀抗电磁骚扰试验 12.1试验目的 12.2试品 12.3试验要求 13特殊试验 20 13.2阀交流-直流电压湿态试验 13.3子模块旁路试验 14例行试验 23 14.2试验目的 2314.3试品 2314.4试验要求 2314.5试验项目 2315型式试验结果的表述 2416动态制动阀试验 25A.3主要的VSC阀类型综述 A.5可控电压源型VSC阀 32附录B(资料性)阀部件的故障耐受 33参考文献 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件代替GB/T33348—2016《高压直流输电用电压源换流器阀电气试验》,与GB/T33348—2016相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下： 更改了范围(见第1章，2016年版的第1章); 更改了术语“动态制动阀”的定义(见3.4.12,2016年版的3.4.12);——删除了术语“阀基电子设备”(见2016年版的3.5.5); 表述用于型式试验的最少阀级数量时，将“型式试验”细分为“运行型式试验验”,且相应给出了规定(见4.1.2b),2016年版的4. 删除了“试验频率”的注(见4.1.5,2016年版的4.1.5); 删除了试品的规定中“避雷器应和受试的串联连接阀级数成比例，提供至少与实际应用的避雷器最大特性相一致的保护水平”,增加了“对于带有阀避雷器的阀，成比例规模的阀避雷器需要被包含”(见6.2,2016年版的6.2); 增加了“试验电流应把谐波电流和其他流过阀的电流计算在内”(见6.4); 增加了“最高暂态过电压连续运行试验”(见 更改了阀支架直流电压试验中，试验安全因数“k₃”的值(见7.3.1,2016年版的7.3.1); 更改了阀支架交流电压试验的计算公式及说明(见7.3.2,2016年版的7.3.2); 增加了“阀支架的陡波前冲击试验”(见7 更改了试验安全因数“ks”的值和多重阀单元的交流电压试验的计算公式及说明(见8.3.1和8.3.2,2016年版的8.3.1和8.3.2); 删除了“电流不施加试验安全系数”(见2016年版的11.3); 增加了试验等效波形和恢复电压的规定(见11.3); 增加了“如果阀冲击试验按照9.4实施，该试验结果不作为阀抗电磁干扰的依据。”(见12.1); 增加了“特殊试验”一章(见第13章);——增加了压力试验的参数规定(见14.5.8);——增加了“动态制动阀试验”(见第16章)。本文件修改采用IEC62501:2017《高压直流输电用电压源换流器阀电气试验》。本文件与IEC62501:2017相比，存在较多技术差异，在所涉及的条款的外侧页边空白位置用垂直单线(1)标示，这些技术差异及其原因如下： 用规范性引用的GB/T16927.1替代了IEC60060-1,可能影响到7.3.4“阀支架的雷电冲击试响到13.2“阀交流-直流电压湿态试验”中试验程序仪器设备的选型； 用规范性引用的GB/T16927.2替代了IEC60060-2,可能影响到第15章“型式试验结果的表述”中的高压测量系统不确定度的计算； 用规范性引用的GB/T16927.3替代了IEC60060-3,可能影响到第7章“阀支架的绝缘试验”、第8章“多重阀单元的绝缘试验”和第9章“端子之间的绝缘试验”中的试验设备参数选型；——使用了规范性引用的GB/T16927.4规定的电流测量，可能影响到第15章“型式试验结果的表述”中的大电流测量系统不确定度的计算；——增加了“最高暂态过电压连续运行试验”(见表3和6.7);——增加了“试验水平的大气修正，应按4.2中的规定。”(见7.3.3和7.3.4);——增加了“阀支架的陡波前冲击试验”(见表3和7.3.5);——增加了“特殊试验”(见第13章),原第13章～第15章的章条编号顺延。本文件做了下列编辑性改动：——将第8章章标题下的悬置段移至8.1,作为8.1中的第一段(见8.1);——将多重阀单元操作冲击保护水平的文字符号“SIPLm”更改为“UsIPLm”、多重阀单元雷电冲击保护水平的文字符号“LIPLm”更改为“ULIPLm”、阀避雷器操作冲击保护水平的文字符号符合量的符号的编写规则(见8.3.3、8.3.4、9.3.3和9.3.4);——将3h阀交流-直流电压试验中的交流局部放电测量“……最后那分钟……"译为“……最后——将10s阀交流-直流电压试验Uw表达式中变量的解释中的“Uac₁”和“Uac₁”分别更正为“Utac”——将第14章章标题下的悬置段更改为“14.1概述”,其后的条的编号顺延(见第14章)。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国电器工业协会提出。本文件起草单位：西安西电电力系统有限公司、西安高压电器研究院股份有限公司、南方电网科学研究院有限责任公司、西安电力电子技术研究所有限公司、国网智能电网研究院有限公司、国网经济技术研究院有限公司、许继集团有限公司、清华大学、荣信汇科电气股份有限公司、国网江苏省电力有限公司电力科学研究院、南京南瑞继保电气有限公司、中国南方电网有限责任公司超高压输电公司、国网浙江省电力有限公司电力科学研究院、西安交通大学。本文件于2016年首次发布，本次为第一次修订。1高压直流输电用电压源换流器阀电气试验本文件规定了应用于高压直流(HVDC)过电压限制的动态制动阀的电气型式试验、产品试验和特殊试验。本文件适用于高压直流输电系统或背靠背系统的三相桥式电压源换流器(VSC)的自换相换流阀。本文件仅限于电气型式试验、产品试验和特殊试验。本文件规定的试验是以空气绝缘阀为基础。对于其他类型的阀，试验要求和验收判据由买方和卖方商定。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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。GB/T16927.1高压试验技术第1部分：一般定义及试验要求(GB/T16927.1—2011,IEC60060-GB/T16927.2高压试验技术第2部分：测量系统(GB/T16927.2—2013,IEC60060-2:GB/T16927.3高压试验技术第3部分：现场试验的定义及要求(GB/T16927.3—2010,GB/T16927.4高电压和大电流试验技术第4部分：试验电流和测量系统的定义和要求(GB/T16927.4—2014,IEC624GB/T20990.1—2020高压直流输电晶闸管阀第1部分：电气试验(IEC60700-1:2015,MOD)GB/T34118高压直流系统用电压源换流器术语(GB/TIEC60071(所有部分)绝缘配合(Insulationco-ordination)注：GB/T311.1—2012绝缘配合第1部分：定义、原则和规则(IEC60071-1:2006GB/T311.2—2013绝缘配合第2部分：使用导则(IEC60071-2:1996,MOD);IEC60270高电压试验技术局部放电测量(High-voltagetesttechniques—Partialdischargemeas-注：GB/T7354—2018高电压试验技术局部放电测量(IEC60270:2000,MOD)注：GB/T27025—2019检测和校准实验室能力的通用要求(ISO.IEC17025:2017,IDT)23术语和定义GB/T34118界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1绝缘配合术语试验耐受电压testwithstandvoltage在规定条件下，标准波形的试验电压值。当对完好无损的阀以规定的施加次数或规定的持续时间内绝缘internalinsulation处于阀段和绝缘材料之外，但包含在阀或多重阀单元的轮廓之内的空气介质。外绝缘externalinsulation阀或多重阀单元的外表面周围的空气介质。3.2功率半导体术语可关断半导体器件turn-offsemiconductordevice可用控制信号使其开通和关断的可控半导体器件。注2:有多种可关断半导体器件能用于高压直流输电电压源换流器。为方便起见，本文件使用术语绝缘栅双极晶体管指代主要的可关断半导体器件。不过，本文件同样适用于其他可关断半导体器件。绝缘栅双极晶体管insulatedgatebipolartransistor;IGBT具有三个端子的可关断半导体器件：一个栅极端子(G)和两个负荷端子，即发射极(E)和集电极(C)。续流二极管free-wheelingdiode;FWD具有二极管特性的功率半导体器件。注1:续流二极管具有两个端子：阳极(A)和阴极(K)。流过续流二极管的电流与流过绝缘栅双极晶体管的电流方向相反。注2:续流二极管能承受绝缘栅双极晶体管开关动作导致的高下降率的电流。绝缘栅双极晶体管-二极管对insulatedgatebipolartransistor-diodepairIGBT-二极管对IGBT-diodepair绝缘栅双极晶体管和与其反并联的续流二极管的组合。3.3换流器运行状态闭锁状态blockingstate在所有绝缘栅双极晶体管上持续施加一个关断信号时换流器的工作状态。解锁状态de-blockingstate在换流器绝缘栅双极晶体管上重复施加开通和关断信号时换流器的工作状态。阀保护闭锁valveprotectiveblocking通过紧急关断一个或多个阀中的所有绝缘栅双极晶体管保护阀或换流器不受过高电气应力损害的电压阶跃水平voltagesteplevel换流器解锁状态期间由于阀或阀的一部分开关动作引起的电压阶跃。注：对于可控电压源型阀，电压阶跃水平与开关一个子模块或者子单元引起的电压变化相关。对于开关类型的阀，电压阶跃水平与开关整个阀引起的电压变化相关。3.4电压源换流器结构术语电压源换流器相单元voltagesourcedconverterphaseunit;VSCphaseunit两个直流母线间连接到一个交流端子的设备。开关型电压源换流器阀switchtypevoltagesourcedconvertervalve串联连接的绝缘栅双极晶体管-二极管对，作为一个功能单元同时开通关断。可控电压源型电压源换流器阀controllablevoltagesourcetypevoltagesourcedconvertervalve完整的可控电压源装置，通常连接于交流端和直流端之间。二极管阀diodevalve仅由二极管作为主要半导体器件与相关电路和部件(如果有)组成的半导体阀，用于某些电压源换流器拓扑。动态制动阀dynamicbrakingvalve完整的可控装置，用于控制制动电阻吸收能量。电压源换流器阀、动态制动阀或二极管阀。子模块submodule电压源换流器阀的一部分，由连接成半桥或全桥的可控开关和二极管，以及与之相连的辅助设备、储能电容器等组成(如果有),所有可控开关组成一个串联连接的阀。子单元cell模块化多电平换流器标准组件，其中每个开关单元由一个以上绝缘栅双极晶体管-二极管对串联4电压源换流器阀级voltagesourcedconvertervalvelevel电压源换流器阀的不可分割的最小功能单元。注：对于绝缘栅双极晶体管串联且同时运行的电压源换流器阀，一个电压源换流器阀级指的是一个绝缘栅双极晶体管-二极管对，以及与之相连的辅助设备(见图A.13)。对于不含串联的绝缘栅双极晶体管-二极管对的模块化多电平换流器型阀，一个电压源换流器阀级指的是一个子模块以及与之相连的辅助设备(见图A.12)。二极管阀级diodevalvelevel二极管阀的一部分，由二极管及其辅助电路和辅助部件组成(如果有)。冗余级数redundantlevels通过型式试验验证，在一个阀中发生内部或外部短路，且不会影响阀的安全运行的电压源换流器阀级或二极管阀级最大串联数量；如果短路阀级超过该数量，需要停运阀以便更换故障阀级，否则将承受更大的故障风险。注：在阀设计中，以级联两电平换流器为例，其每个子单元包含两个或多个通流路径，且每条路径具有串联连接的电压源换流器阀级，冗余数只在每个单元的一个通流路径中计算。动态制动阀级dynamicbrakingvalvelevel动态制动阀的一部分，包括一个可控开关及其一个配套的二极管、或多个可控开关及其并联的多个二极管、可控开关和二极管构成的半桥电路，以及其直属的辅助装置和储能电容器(如果有)。3.5阀结构术语阀的结构部件，用于支撑阀模块。阀支架valvesupport阀的一部分，用于为阀的带电部件提供机械支撑并将其对地电气绝缘。多重阀单元multiplevalveunit;MVU由至少两个阀或至少一个电压源换流器相单元共用一个阀支架组成的机械结构。阀段valvesection由若干个阀级和其他部件构成、用于试验目的的电气组合(成套装置),按比例呈现完整阀的电气性能。注1:对可控电压源型阀，阀段包括子单元(见图A.13)或子模块(见图A.12)。注2:一个阀段中允许的电压源换流器或二极管阀级的最小数量是根据每个试验的要求确定的。4一般要求4.1型式试验导则4.1.1替代证明阀的每一种设计都应以本文件规定的型式试验为依据。如果阀确实与以前试验过的类似，卖方可5提交以前的型式试验报告替代进行型式试验供买方考虑。同时宜提出一个独立的报告详述设计的差异并论证参照的型式试验如何能满足所设计试品的试验目的。4.1.2试品选取本条不适用于阀支架结构和多重阀单元试验。7.2和8.2中规定了这些试验的试品。a)型式试验可在整个阀上进行，在特定的情况下也可在阀段上进行，如表3所示。b)用于运行型式试验的阀级的最少数量，取决于单个阀的阀级数量，如表1所示。进行绝缘型式试验的阀级最少数量可少于或等于规定用于运行型式试验的数量。任何情况下，阀级的最小数量应对阀绝缘设计具有代表性。见9.2。c)通常，所有的型式试验推荐使用同一阀段。不过，在征得卖方和买方的同意之后，不同的试验也可在不同的阀段并行进行，以加快完成试验的进度。d)型式试验开始前，宜证明阀、阀段和/或其部件均通过了例行试验，确保制造是正确的。表1运行型式试验的最少阀级数量与每个阀中阀级数量的关系需要进行试验的阀级总数注：当每个阀的阀级数量≥251时，需要进行试验的阀4.1.3试验程序试验应按照GB/T16927.1及GB/T16927.3进行。电压测量应按GB/T16927.2的规定进行，电4.1.4试验环境温度除特别指定说明外，试验应在试验设备的一般环境温度下进行。4.1.5试验频率交流绝缘试验在50Hz下进行。运行试验对频率的特别要求在相关条款中给出。4.1.6试验报告型式试验完成后，卖方应按照第15章提供型式试验报告。4.1.7确定型式试验参数考虑的工况型式试验参数是根据系统研究，宜由阀可能承受的最恶劣运行和故障工况确定。工况说明见CIGRE447号技术手册。4.2大气修正因数相关条款中有要求时，试验电压应按GB/T16927.1的规定进行大气修正，参考条件如下。——气压。●如果阀的受试部分的绝缘配合基于IEC60071-1中给出的标准额定耐受电压，仅需在海拔6超过1000m时进行修正。因此，如果设备安装地点的海拔as不大于1000m,应使用标准大气压(bo=101.3kPa),无需进行修正。如果设备安装地点的海拔as大于1000m,按GB/T16927.1中的标准程序进行修正，但将参考大气压b。替换为1000m处的大气压●如果阀的受试部分的绝缘配合不是基于IEC60071-1中给出的标准额定耐受电压，按GB/T16927.1中的标准程序和参考大气压b。(b₀=101.3kPa)进行修正。——温度：设计的阀厅空气最高温度(℃)。——湿度：设计的阀厅最低绝对湿度(g/m³)。应根据实际运行中可能遇到的最严酷温度和湿度条件进行大气修正。应由卖方规定所用的值。4.3冗余的处理对于运行试验，冗余的阀级不应被短路。使用的试验电压应使用比例因数k。调整，见公式(1):式中：Ntut——试品中串联阀级的数量；N——阀中串联阀级的总数；N,——阀中冗余的串联阀级的总数。4.3.2绝缘试验对于在阀端子间的所有绝缘试验，应短路冗余的阀级。阀级短路的位置，应由买方和卖方商定。在阀段上进行的所有绝缘试验，试验电压应通过比例因数k。调整，见公式(2):式中：Ntu——试品中没有短路连接的串联阀级的数量；N₁——阀中串联阀级的总数；N,——阀中冗余的串联阀级的总数。4.4型式试验成功的判据半导体应用经验表明，即使再仔细地设计阀，也不可能避免运行中阀级部件偶然的随机故障。尽管这些故障可能与应力相关，但在引起故障的程度上是随机的，或者说不能预测故障率与应力的关系，或不能对其进行精确定量。对阀或阀段实施型式试验时，在短期内，施加的多重应力一般相当于阀在其全部寿命期间可能会承受到的少数几次最严重的应力。考虑到上述情况，型式试验成功的判据是允许型式试验时有少量的阀级故障，前提是这种故障极少且不呈现出任何表明阀存在设计缺陷的规律，或者故障的阀级是允许剩余的阀或阀段继续运行而不降低性能。4.4.2阀级适用的判据阀级适用的判据如下。7a)如果第5章所列出的某项型式试验中，有一个以上的阀级(如果更多，且超过受试阀级的1%)发生短路或开路，认为该阀未通过型式试验。b)如果某项型式试验中，有一个阀级(或更多，如果仍在1%限制之内)发生短路或开路，应修复c)如果在所有型式试验期间，短路或开路的阀级数量累计大于受试阀级的3%,认为该阀未通过型式试验。d)每项型式试验后应检查阀或阀段，以判断是否有阀级发生短路或开路。在进一步试验前，可更换型式试验中或型式试验后发现的故障IGBT/二极管或辅助部件。e)完成试验程序后，阀或阀段应经历一系列检查试验，至少应包括如下几项：1)检查阀级的电压耐受能力；2)检查栅极电路；3)检查监测电路；4)检查阀各组成部分的所有保护电路；5)检查均压电路。f)检查试验期间发生短路的阀级数量应作为上述验收判据的一部分。除了短路或开路的阀级之外，在型式试验程序和随后的检查试验中发生的、未导致阀级短路的故障阀级总数不应超过在绝缘和运行试验中受试阀级数(以受试阀级数较少者为准)的3%。如果这样的阀级数超过3%,应对故障的性质及其成因进行复查，并由买方与卖方商议是否进一步采取措施。g)当使用百分比准则决定允许的短路或开路阀级最大数目和允许的未导致短路或开路的故障阀级最大数目时，通常的做法是将所有分数四舍五入为下一个最大的整数，如表2所示。表2型式试验中允许损坏的阀级数量出现的短路或开路的阀级数量出现的短路或开路的阀级总数33及以下111122133一一一全部型式试验完成后，短路或开路的阀级和其他故障阀级分布基本上应是随机的，不呈现任何表明阀存在设计缺陷的规律。4.4.3整体阀的适用判据部件和导体连同相应载流结点和联接件的表面温度，以及相邻接触体表面的温度在任何时候均应保持在设计允许的限值。5型式试验项目表3列出了第6章～第12章给出的型式试验项目。8表3型式试验项目章条编号试品阀或阀段阀或阀段阀或阀段阀或阀段阀支架的直流电压试验阀支架阀支架的交流电压试验阀支架阀支架的操作冲击试验阀支架阀支架的雷电冲击试验阀支架阀支架的陡波前冲击试验(适用时)阀支架多重阀单元对地直流电压试验多重阀单元多重阀单元交流电压试验多重阀单元多重阀单元操作冲击试验多重阀单元多重阀单元雷电冲击试验多重阀单元阀交流-直流电压试验阀(或阀段，如果买方与卖方达成一致)阀操作冲击试验阀雷电冲击试验IGBT过电流关断试验第10章阀或阀段第11章阀或阀段阀抗电磁骚扰试验第12章阀(或阀段，如果买方与卖方达成一致)6运行试验运行试验的主要目的是：a)检查阀中VSC阀/二极管阀的阀级及其相关电气回路在最严酷重复应力下开通、关断以及导通时足够耐受电流、电压和温度应力；b)证明VSC阀的电子电路和功率回路之间配合正确。试验可在完整的阀或阀段上进行。主要根据阀的设计和试验设施的能力选择。本条中规定的试验对于含有五级或更多串联连接的阀级是有效的。如果对少于五级阀级的阀段进行试验，应就额外的试验安全因数达成一致意见。在任何情况下受试的串联连接的阀级数都不应少于三级。受试的阀或阀段应与所有的辅助部件组装在一起。当要求时，应包括相应比例的阀避雷器。对于带有阀避雷器的阀，可包含成比例单元的阀避雷器。冷却液应处于代表性的运行工况。特别是流量和温度，应设置成试验所考虑的最不利值，使得相应部件的温度等于实际运行中的温度。96.3试验回路对于阀设计为含有内置直流电容器的可控电压源，直流电容器及其与半导体装置的联结也是试品的不可分割的部分。对于阀设计为开关型，直流电容器和阀是分离的，需要在试验回路中对电容器进行合理的再现。尤其是，在试验中应正确地重现直流电容器和阀之间联结的串联杂散电感以及阀段上的杂散电容，并和受试的阀段尺寸等效。试验回路连接应是换流器应用的典型连接方式，主要是为了避免由集肤效应产生的失真。6.4最大连续运行负荷试验试验需要在换流器最严酷的运行条件下重现下列参数。重现所有参数最大值可能需要不止一次试验。对于VSC阀：——FWD最高持续结温；——阻尼部件最高持续温度；——连续开通和关断最大电压和电流。对于二极管阀：——二极管最高持续结温；——阻尼部件最高持续温度； 二极管关断最大持续电压和电流。在最大连续运行负荷试验期间需要重现所有这些参数，可在单独试验中或组合试验中重现。试验电压应基于最高持续直流电压，试验的开关频率应基于最大持续开关频率，同时调制比应是实际运行中采用的典型值。以方均根值形式给出的试验电流应把谐波电流和其他流过阀的电流计算在内。试验电流方均根值应乘以一个1.05的试验安全因数。与最高持续运行直流电压相应的试验电压Upi,由公式(3)计算：Utpv₁=Udmax·cn·k1…………(3)Uamax——阀的最高持续运行直流电压，包括纹波电压；kn——按照4.3.1的试验比例因数；k1——试验安全因数，k₁=1.05。在出口冷却液温度达到稳定后，试验的持续时间不应少于30min。6.5最大暂态过负荷运行试验如果规定阀需要暂态过负荷运行，应进行最大暂态过负荷运行试验。如果需要，试验条件的确定应采用与6.4同样的方法。试验开始前，阀或阀段应在6.4规定的条件下达到热平衡。在此初始条件下开始暂态运行负荷试验，试验持续时间等于1.2倍暂态过负荷时间。在暂态过负荷运行试验之后，应进行10min最大连续运行负荷试验。6.6最低直流电压试验试验是为了验证阀设计的正确性，其中阀电子单元的能量取自阀端间的电压。试验包括在阀或阀段的端间施加直流电压。对于这项试验，重点是考察电压，对电流不做要求。可通过解锁阀或阀段，或者保持闭锁状态且监测阀电子单元回报信号，证明阀电子单元运行正确。试验电压Umin由公式(4)确定：式中：Uw——阀电子单元功能正确时，正常运行的一个阀上的最低直流电压；Ntu——试验中串联VSC阀级的数量；N+——单个阀中串联VSC阀级的总数，包括冗余；试验的持续时间不应少于10min。6.7最高暂态过电压连续运行试验如果适用，应进行最高暂态过电压运行试验。试验条件的确定应采用与6.4同样的方法。试验开始前，阀或阀段应在6.4规定的条件下达到热平衡。在此初始条件下开始暂态运行负荷试验，运行期间，运行电流为6.4规定的电流，试验电压和试验持续时间通过系统研究确定。在最高暂态过电压运行试验之后，应进行10min最大连续运行负荷试验。7阀支架的绝缘试验7.1试验目的试验的主要目的是：a)检验阀支架、冷却水管、光导的绝缘和其他与阀支架相关的绝缘部件的电压耐受能力，如果存在阀支架外的对地绝缘，需要进行附加的试验；b)验证局部放电的起始电压和熄灭电压高于阀支架上出现的最高运行电压。用于试验的阀支架可是一个有代表性的单独试品(包括阀的邻近阀支架的部件),或者是构成用于单个阀或多重阀单元试验组件的一部分。它应装配所有的辅助部件，并且正确体现相邻地电位面。根据试验目的，冷却液应处于代表最严酷运行条件的状态。如果一个单个阀包含一个以上的阀支架结构，这样每个阀里就有一个以上的阀支架结构，应证明试验覆盖到任一个阀支架结构都承受的最严重的应力。7.3试验要求7.3.1阀支架的直流电压试验阀的两个主端子应连接在一起，然后将直流电压施加在已连接的两个端子与地之间。起始电压不应大于最高试验电压的50%,电压应在尽可能短的时间内上升至规定的1min试验电压，保持1min恒定，然后降低至规定的3h试验电压，保持3h恒定，最后降电压至零。在规定的3h试验的最后1h,超过300pC的局部放电数目应按GB/T20990.1—2020附录B中的规定予以记录。整个记录期间，300pC以上的脉冲数平均每分钟不应超过15个。其中：——500pC以上的脉冲数平均每分钟不应超过7个；——1000pC以上的脉冲数平均每分钟不应超过3个；——2000pC以上的脉冲数平均每分钟不应超过1个。试验应在相反极性的电压下重复进行。在试验前，以及在重复反极性电压试验前，阀支架可短路并接地数小时。在直流电压试验后，也可进行同样的处理。阀支架的直流试验电压Uas应按公式(5)和公式(6)确定：Uds=±UdmsS₁·k₃·kt (5) (6)式中：Uadmsi——出现在阀支架上的1s内的平均电压最大值，通过绝缘配合研究确定；Udms——出现在阀支架上的稳态运行电压直流分量的最大值；k₃——试验安全因数。1min试验时为1.10,3h试验时为1.15;k:——大气修正因数，按4.2中的规定。7.3.2阀支架的交流电压试验试验时，阀的两个主端子应连接在一起，交流试验电压施加在阀已连接在一起的两个端子与地起始电压不应大于最大试验电压的50%,电压上升至规定的1min试验电压，保持1min恒定，然后降低至规定的30min试验电压，保持30min恒定，最后降低至零。在规定的30min试验结束前，应监测和记录1min内的局部放电的水平。如果局部放电水平不大于200pC,此设计可完全接受。如果大于200pC,应对试验结果进行评估。阀支架交流试验电压Utas,应按公式(7)和公式(8)确定： (7) (8)式中：Ums1——施加在阀支架的最高电压的峰值，特别是在系统故障和阀故障运行状态下。推导该过电压时，应把相避雷器或其他过电压保护措施(如果有)的过电压限制效应考虑在内；Ums2——稳态运行期间，施加在阀支架的最高重复运行电压的峰值，包括关断过冲；k4——试验安全因数，k₄=1k,——大气修正因数，按4.2中的规定。7.3.3阀支架的操作冲击试验试验水平的大气修正，应符合4.2中规定。试验应在阀的主端子(连接在一起)对地之间施加三次正极性和三次负极性操作冲击电压。应采用符合GB/T16927.1的标准操作冲击电压波形。试验电压应按照VSC换流站的绝缘配合选取。7.3.4阀支架的雷电冲击试验试验水平的大气修正，应符合4.2中规定。试验应在阀的主端子(连接在一起)对地之间施加三次正极性和三次负极性雷电冲击电压。应采用符合GB/T16927.1的标准雷电冲击电压波形。试验电压应按照VSC换流站的绝缘配合选取。7.3.5阀支架的陡波前冲击试验应按4.2中的规定对试验水平进行大气修正。如果采用了未经实际运行经验验证的新型绝缘材料，或如果用户认为有必要通过陡波前冲击试验验证阀支架性能，应增加陡波前冲击试验。试验应在阀两个主端子(短路连接)对公共地之间施加不少于三次正极性和不少于三次负极性的陡波前冲击波。应采用符合GB/T16927.1的标准陡波脉冲电压波形。试验电压应按照VSC换流站的绝缘配合要求选取。8多重阀单元的绝缘试验8.1试验目的本章仅适用于在一个公共阀结构上安装的多个阀(多重阀单元),不适用于在专用阀结构上安装的每个单独的阀。试验的主要目的是：a)验证多重阀单元的外绝缘相对于其周围环境的电压耐受能力，尤其是在极电位上连接的阀；b)验证多重阀单元结构中单个阀之间的电压耐受能力；c)验证局部放电水平在规定的限值内。阀和多重阀单元有多种可能的结构。选取试品应最大限度地反映阀的运行布置和试验所考核的必要范围。试品应装配完整，除非能证明一些部件可模拟或忽略，且不会对试验结果造成实质的影响。基于多重阀单元的结构和试验目的，某些单独的阀可能不得不短路。如果多重阀单元的低压端未连接到地电位，在试验过程中应注意恰当处理多重阀单元低压端，从而正确模拟出现在此端上的电压。应使用接地电位面，其间距由其他阀和地电位面的接近程度决定。8.3试验要求8.3.1多重阀单元对地直流电压试验直流试验电压应施加在多重阀单元最高电位的直流端子与地之间。起始电压不应大于最高试验电压的50%,电压应在尽可能短的时间内上升至规定的1min试验电压，保持1min恒定，然后降低至规定的3h试验电压，保持3h恒定，最后降电压至零。注1:如果可能，从50%的试验电压升到最高试验电压的时间在大约10s内。更长的升压时间也是允许的，但可能会使试品承受过应力。在规定的3h试验的最后1h,超过300pC的局部放电数应予以记录。整个记录期间，300pC以上的脉冲数平均每分钟不应超过15个。其中：——500pC以上的脉冲数平均每分钟不应超过7个；——1000pC以上的脉冲数平均每分钟不应超过3个；—2000pC以上的脉冲数平均每分钟不应超过1个。试验应在相反极性的电压下重复进行。在试验前，以及在重复反极性电压试验前，多重阀单元端子可短接在一起。在直流电压试验后，也可进行同样的处理。多重阀单元的直流试验电压Uzam应按公式(9)和公式(10)确定：Udm=±Udmml·k5·k₁ (9)Urdm=±Udmm2·ks (10)Uamm出现在多重阀单元的高压端子对地之间的1s平均电压值的最大值；Uamm2—出现在多重阀单元的高压端子对地之间的稳态运行电压直流分量的最大值；k:——大气修正因数，按4.2中的规定。8.3.2多重阀单元的交流电压试验如果多重阀单元的任何两个端子间承受交流或交直流复合电压，但其耐受能力未被其他试验充分验证，有必要对多重阀单元的这些端子间进行交流电压试验。试验时，试验电压源应连接到待考核的多重阀单元端子对上。应根据试验回路的布置安排接地点。起始电压不应大于1min试验电压的50%,电压上升至规定的1min试验电压，保持1min恒定，然后降低至规定的30min试验电压，保持30min恒定，最后降低至零。在规定的30min试验结束前，应监测和记录1min的局部放电的水平。如果局部放电水平不大于200pC,此设计可完全接受。如果大于200pC,应对试验结果进行评估。多重阀单元的交流试验电压Um应按公式(11)和公式(12)确定：1min试验 (11) (12)式中：Umm——施加在阀支架的最大电压的峰值，特别是在系统故障和阀故障运行状态下。推导该过电压时，应把相避雷器或其他过电压保护措施(如果有)的过电压限制效应考虑在内；Umm2——稳态运行期间，多重阀端子之间出现的最大重复运行电压的峰值，包括关断过冲；k:——大气修正因数，按4.2中的规定。8.3.3多重阀单元的操作冲击试验应采用符合GB/T16927.1的标准操作冲击、玉波形。多重阀单元的操作冲击试验电压应施加在多重阀单元的高压端子和地之间。试验由施加三次正极性和三次负极性的规定幅值的操作冲击电压组成。多重阀单元的操作冲击试验电压Utsm应由公式(13)确定：Utsm=±USIPLm·k₇·ktUsIPLm——考虑到多重阀单元的高压端子与地之间连接有避雷器，由绝缘配合所决定的操作冲击保护水平；k₇——试验安全因数，k₇=1.10;k.——大气修正因数，按4.2中的规定。如果上述试验不能充分验证多重阀单元所有端子间的操作冲击耐受能力，就要考虑进行附加试验检查其绝缘。注：根据买方和卖方的协议，如果能通过其他方式证明已达到下述要求，不需要实施多重阀单元的操作冲击试验：a)对其他阀和地的外部空气距离足以耐受规定的操作冲击耐受水平；b)其他试验已经充分证明了多重阀单元任何两个端子间的操作冲击耐受能力。8.3.4多重阀单元的雷电冲击试验应采用符合GB/T16927.1的标准雷电冲击电压波形。多重阀单元的雷电冲击试验电压应施加在多重阀单元的高压端子与地之间。试验由施加三次正极性和三次负极性的规定幅值的雷电冲击电压组成。多重阀单元的雷电冲击试验电压Utm应按公式(14)确定：ULIPLm——考虑到多重阀的高压端子与地之间连接有避雷器，由绝缘配合所决定的雷电冲击保护水平；k₈——试验安全因数，kg=1.10;k.——大气修正因数，按4.2中的规定。如果上述试验不能充分验证多重阀的所有端子间的雷电冲击耐受能力，就要考虑进行附加试验检查其绝缘。注：根据买方和卖方的协议，如果能通过其他方式证明已达到下述要求，不需要实施多重阀单元的雷电冲击试验：a)对其他阀和地的外部空气距离足以耐受规定的雷电冲击耐受水平；b)其他试验已经充分证明了多重阀单元任何两个端子间的雷电冲击耐受能力。9阀端子间的绝缘试验9.1试验目的试验是用来验证阀设计对各种类型过电压(直流、交流、操作冲击和雷电冲击)的相a)阀耐受规定的过电压；b)在规定的试验条件下，局部放电在规定的限值内；c)内部的均压回路具有足够的额定功率；d)阀电子单元符合预期。应注意，本条描述的试验是基于为试验高压交流系统和部件开发的标准波形和标准试验方法。这种方式为工业化提供了很有利条件，因为它可将很多现有的高压试验技术移植到高压直流(HVDC)阀试验上。另一方面，应承认，特殊的高压直流应用可能导致实际波形不同于标准的波形，在此情况下，可改进试验以实际地反映预期的条件。试品通常应是一个完整的阀。在试验条件下，如果卖方能证明阀段间电压分布代表实际运行中完整阀的典型电压分布，单独的阀段的试验是可接受的。受试阀或阀段应与全部辅助部件总装在一起，阀避雷器(如果有)除外。阀可是多重阀单元的组成部分。对于所有的冲击试验，除非另有规定，阀电子单元都应带电。如果阀段作为试品，受试的阀段中阀级最小数量应征得买方同意。在此情况下，可能需要进行验证完整阀的不同组成部分之间绝缘的附加试验，并且买方和卖方之间应达成一致。冷却液应处于能代表运行时的状态，但流速可降低。如果结构外的任何部件对于试验期间应力的正确表现是必要的，应在试验中包括或模拟该部件。应使用接地电位面，其间距应根据其他相邻阀与地电位面的接近程度决定。用于阀的绝缘试验的试品，其规定的试验电压通常不允许使用大气修正，以免在内部部件上造成过应力。因此，任何阀端子之间的绝缘试验都未引入大气修正因数。卖方应证明大气条件对阀内部耐受电压的影响已充分考虑。9.3试验要求9.3.1阀交流-直流电压试验本试验包括短时试验和长时间试验。短时试验再现了某一换流器或系统故障导致的叠加的交流-本试验中，电容器可与交流试验电压源一起使用，以产生一个叠加口的交流-直流电压波形。根据换流器的拓扑，电容器可作为阀的一部分，也可能是独立的(作为试验回路的一部分，而不是试品的一部也可使用一个单独的直流电压源代替电容器。起始电压不应大于最高试验电压的50%,电压应在尽可能短的时间内上升至规定的10s试验电压，然后降低至规定的3h试验电压，保持3h恒定，最后降低至零。交流局部放电测量中，在规定的3h试验期间的最后1min记录的局部放电的峰值不大于200pC,可证明阀中对局部放电敏感的部件都通过了试验。直流局部放电测量中，应在规定的3h试验的最后1h记录。整个记录期间，300pC以上的脉冲数平均每分钟不应超过15个。其中：——500pC以上的脉冲数平均每分钟不应超过7个；——1000pC以上的脉冲数平均每分钟不应超过3个；——2000pC以上的脉冲数平均每分钟不应超过1个。注1:如果发现局部放电的量值或速率有增加的趋势，买方可以与卖方共同协商延长试验的时间。注2:试验中有必要去除栅极电子单元或其他辅助回路，或者为它们单独供电，防止干扰局部放电的测量，例如来自栅极单元供电电路的干扰。阀试验电压是一个含有直流分量的正弦波形。10s试验电压Utv应按公式(15)确定：Umc——阀最高暂态过电压交流分量峰值。可考虑实际运行工况下，由于过电压而装设的阀避雷器或极避雷器的限制作用；Uada——阀最高暂态过电压直流分量。可考虑实际运行工况下，由于过电压而装设的阀避雷器或极避雷器的限制作用；kc——电压阶跃过冲因数，与换流器的输出电压阶跃相关，和确定Uac的条件一致。对模块化多电平换流器(MMC)或级联两电平换流器(CTL)型换流器，电压阶跃过冲因数与子单元或子模块的电压阶跃过冲因数相关；k。——试验比例因数，按4.3.2中规定；f——试验频率。3h试验电压Uw₂应按公式(16)～公式(18)确定： (16) (17) (18)Uma×cont——交流系统或联接变压器阀侧(如果交流系统和换流器之间有联接变压器)的最高稳态线电压；Udmax——直流系统稳态运行电压的最大直流分量；kc2——电压阶跃过冲因数，与换流器的输出电压阶跃相关，和确定Utac2的条件一致；k。——试验比例因数，按4.3.2中的规定；f——试验频率；t——时间变量；9.3.2阀冲击试验(通用)阀冲击试验中宜考虑如下情况。a)对于一些应用(例如直流侧没有架空线路，相电抗器与阀之间的母线在交流侧或拓扑中完全被保护),当阀连同内置直流电容器作为一个可控电压源时，阀冲击试验不那么重要，因为阀上不会出现对阀电气性能起决定性影响的幅值水平的冲击。在这些应用中，冲击试验有可能被省略。b)仅在与阀耐受电压极性对应的一个极性进行冲击试验。c)如果阀冲击耐压水平等于或小于阀的交流-直流试验电压水平，可认为阀的交流-直流试验涵盖了冲击试验，因而冲击试验有可能被省略。9.3.3阀操作冲击试验应采用符合GB/T16927.1的标准操作冲击电压波形。在阀上施加三次规定幅值的操作冲击电压。阀操作冲击试验耐受电压U应按公式(19)和公式(20)确定。对于带避雷器保护的阀：Utv=USIPLV·ko·k11………………USIPLV——阀避雷器的操作冲击保护水平；k。——试验比例因数，按4.3.2中的规定；对于不带避雷器保护的阀：本试验旨在验证阀不直接受避雷器保护时阀的绝缘。Utv=Uems·ko·k12Uems——根据系统绝缘配合研究得到的阀端子上预期的操作冲击电压；k。——试验比例因数，按4.3.2中规定；阀应耐受试验电压且不发生误动作或绝缘击穿。9.3.4阀雷电冲击试验应采用符合GB/T16927.1的标准雷电冲击电压波形。在阀上施加三次规定幅值的雷电冲击电压。阀雷电冲击试验耐受电压U₁应按公式(21)和公式(22)确定。对于带避雷器保护的阀：式中：ULIPLv——阀避雷器的雷电冲击保护水平；k。——试验比例因数，按4.3.2中的规定；对于不带避雷器保护的阀：本试验旨在验证阀不直接受避雷器保护时阀的绝缘。Ut1v=Ucml·ko·k14…………(2式中：Ucml——根据系统绝缘配合研究得到的阀端子上预期的雷电冲击电压；阀应耐受试验电压且不发生误动作或绝缘击穿。9.4试验方法9.4.1概述由于内置电容器会消耗大量电流，在可控电压源型换流阀上进行阀绝缘试验在实际操作上有相当大的困难。因此，以下阀绝缘试验方法是可接受的。9.4.2方法一允许使用电容值小但物理尺寸相同的试验电容器进行暂时替代。在试验期间，该试验电容器应允许在试品上建立试验电压。同时，在该试验中，可能有必要禁用栅极电子单元或其他辅助电路，或提供单独的电源为它们供电，以防止干扰局部放电测量，例如来自栅极单元电源电路的干扰。当栅极电子单元或其他辅助电路在10s试验中被禁用时，如果有栅极电子单元或其他辅助电路在每个IGBT级上提供的有源电压控制功能可用其他方法实现，例如，在那些试验的IGBT级上并联高阻值电阻器以达到电压均衡。如果在此试验中无法禁用栅极电子单元或其他辅助电路，并且能证明干扰是由电子电路引起的，可从测量中消除这种干扰。阀绝缘试验分两步完成。第一步重点在部件级上，而第二步重点在阀或阀段上。在第一步中，单独试验模块级。在第二步中，将子模块级短路，相邻子模块之间互相断开，并通过外部分级电路(例如电阻器阵列、电容器阵列或RC阵列)控制阀或阀级的电压分布，进行试验。在第二步中增加对特定试验电压的大气修正是可能的。10IGBT过电流关断试验10.1试验目的主要目的是检查VSC阀设计(尤其是IGBT)以及相关电路在发生某种短路故障或误触发而导致阀关断时的电流和电压应力是否充分。基于能表现监测/保护回路的最不利偏差整定值的情况，本试验应重现最严重的电压应力和瞬态结温的组合。因控制和保护策略的不同，有时需要进行多个试验重现所有相关的应力。与试验回路及直流电容、回路杂散电感等相关的总体要求见6.3。10.2试品如6.2所述。但是，如果某些保护或监测电路对过电流检测至关重要，有必要将这些电路表示出来。10.3试验要求试验应使相关IGBT达到最高稳态结温并运行在热平衡状态，然后开始过电流试验。控制和保护系统开始检测过电流，在最大安全关断电流限值下通过关断IGBT抑制过电流。试验电压Upu2对应于最高暂态直流过电压，由公式(23)确定：Utp2=Uatemp·kn·k15…………(23)Uatemp——阀的最高暂态直流过电压，包括kn——试验比例因数，按4.3.1中的规定；检测到过电流与IGBT关断瞬间之间的时间间隔内的试验电流波形应再现实际运行工况，尤其是电流上升率di/dt。11短路电流试验11.1试验目的主要目的是检验器件，尤其是二极管、用于保护二极管的任何附加部件(诸如旁路晶闸管)和相关电路在特定的短路情况(诸如直流侧短路故障)下的电流应力是否充分，直到控制和保护电路断开故障电流。考虑到可能会出现恢复电压，VSC阀应设计能承受多个周波的短路电流直到交流主断路器断开，而设备自身不会出现任何故障或损坏。试验通常在阀电子单元初始带电的情况下进行，除非短路电流可能在阀未带电情况下出现(例如换流器的断路器启动合闸产生的涌流)。注：当试品含有全桥模块时，电容器的电压耐受能力也需要被考核。如6.2所述。11.3试验要求试验应首先使相关半导体器件(见6.4)达到最高稳态结温并运行在热平衡状态，然后启动故障(短路)电流试验。应把所有可能的过载工况(幅值和持续时间)考虑在内，以确定IGBT和二极管的最大结温升。短路电流的幅值、持续时间和周期数应是实际运行中预期达到的最大值。如果等效波形的幅值和能量累积能代表故障工况的特征，可使用的等效波形进行试验。在短路电流期间，如果试品承受一个恢复电压，在试验中应重现该恢复电压，包括换流过冲(如果有)。恢复电压的试验安全因数为1.05。考虑到在测试实验室很难产生故障电流周期之间的恢复电压，在买方和卖方之间达成协议的情况下，该试验可在部件级进行。12阀抗电磁骚扰试验12.1试验目的主要目的是验证阀抵抗从阀内部产生及外部施加的瞬时电压和电流引起的电磁干扰(电磁骚扰)的能力。阀中的敏感部件主要是用于阀级控制、保护和监测的电子电路。通常，阀抗电磁骚扰能力能通过其他型式试验时监测阀检测。其中，最重要的试验为最大连续运行负荷试验和最大暂态过负荷运行试验(见6.4和6.5)、阀冲击试验(见9.3.3和9.3.4)以及IGBT过电流关断试验(见第10章)。如果阀冲击试验按照9.4实施，该试验结果不作为阀抗电磁干扰的依据。该试验应证明：a)不会发生IGBT误触发或开通顺序混乱；b)阀上安装的电子保护电路按照预期动作；c)不会因为接收到来自于阀监测回路的错误数据，而出现阀电子单元将阀级故障的错误指示或错误的信号送到换流器控制和保护系统的情况。注：本文件中，验证阀抗电磁骚扰能力试验仅适用于VSC阀和连接阀与地的信号传输系统部分。本文件不包括验证地电位的设备抗电磁骚扰的能力以及阀作为其他设备的电磁骚扰源的特性。通常，试品和其他试验使用的阀或阀段相同。当验证抵抗多重阀单元中邻近阀间耦合引起的电磁骚扰时，可按照12.3定义的两种方法进行。在这种情况下，按照所采用的方法，试品应为单独的阀或阀段。12.3试验要求12.3.1概述当验证抵抗多重阀单元中邻近阀间耦合引起的电磁骚扰能力时，可采用两种推荐方法中的任一种，试验要求根据所采用的方法而定。注：电磁骚扰试品所使用的特定的几何布局和正向电压幅值通常基于多重阀单元的设计进行确定。方法一是模拟电磁干扰源直接作为试验设备的一部分。这样的试验设备要求有两个及以上的阀或阀段以检查它们之间的相互影响。与受试阀相关的电磁骚扰源的几何布局应尽可能接近实际(或从电磁骚扰角度看更加严酷)。电磁骚扰试品的电子电路应带电，应包括与电磁骚扰试品进行正确信息交换所需要的那些部分的阀电子单元。方法二是从理论分析或由实际测量确定在最严酷运行条件下的电磁场强度。接下来，这些电磁场由在各自频率下产生恰当的(或更严酷的)电磁辐射的试验电路模拟。然后将阀段置于试验干扰源产生的电磁场内。方法二的基本前提是决定阀关键位置上的动态场强与方向。通常这可在单个阀触发试验期间用探测线圈测量获得；或者，这个场可通过三维场模拟预测，然后用一个单独的场强线圈产生至少与预定值相同严酷的场强、频谱和方向，对阀段进行试验。受试阀段应满足下述要求：——阀段的端子间施加运行电压(成正比例的),且在场强线圈通电时应正偏；——受试阀段的电子单元带电；——包括与阀段进行正确信息交换所需的阀电子单元。12.3.4验收判据13特殊试验根据工程需要，由买方和卖方协商是否进行特殊试验。13.2阀交流-直流电压湿态试验13.2.1试验目的试验的目的是验证换流阀在冷却液泄漏的情况下的绝缘性能。13.2.2试验试品试品要求同9.2。13.2.3试验要求冷却液的泄漏量不应小于15L/h,且在施加试验电压时和在此之前至少1h内保持恒定。冷却液的电导率应比电导率报警设定值高5%。13.3子模块旁路试验13.3.1故障旁路试验试验目的试验的目的是验证在子模块发生故障到子模块被旁路期间，子模块的旁路开关能及时有效旁路，且该过程中各部件上的电气应力符合设计要求。试品满足6.2的要求。试品为子模块，阀段的数量应符合4.1.2中的规定。试验要求试验前，阀或阀段应在6.4规定的条件下运行。试验通过模拟子模块故障，验证旁路开关正确动作，试验旁路触发信号发出到子模块可靠旁路的时间差，监测子模块旁路过程中对外部电压电流的影响。如果子模块内部带放电回路，应验证旁路开关与放电回路开关的动作保护逻辑的正确性。本试验适用于可重复合、分的旁路开关。试验后，应进行10min最大连续运行负荷试验。13.3.2旁路开关误闭合试验试验目的试验的目的是验证运行过程中旁路开关误闭合时，子模块保护措施确保子模块处于短路状态。试品为子模块。试验要求试验应在阀段运行试验装置中进行。子模块宜位于一个阀段非两端位置，阀段水冷却回路工作正常。试验前，阀或阀段应在6.4规定的条件下运行。试验应在上管IGBT和二极管分别处于开通状态时，模拟旁路开关发生误闭合。试验后，测量子模块旁路开关两端电阻值，确认子模块呈现短路状态。试验不应造成冷却回路破裂等损坏。然后，对子模块进行通流试验。试验电流为6.4规定的电流或采用图1所示的电流循环方式。总通流时间、循环次数、最小循环电流Imin、电流上升时间t1和下降时间t₃由买方和卖方协商决定。通流试验期间，应监测通流回路温度。通流试验后，应复测子模块旁路开关两端电阻值。注：一个完整的电流循环周期包括：最小循环电流Imn到最大循环电流Imax的上升时间t₁、Imx维持时间t₂、Imx到Imin的下降时间t3和Im维持时间t4。其中，最大循环电流Im为6.4规定的电流，维持时间t₂和t4分别为2h。标引序号说明：Imax——最大循环电流方均根值；Imin——最小循环电流方均根值；t₁——最小循环电流Imin到最大循环电流Imax上升时间；t2——最大循环电流Imax的维持时间；t₃——最大循环电流Ima到最小循环电流Im:n下降时间；t4——最小循环电流Imin的维持时间。图1电流循环方式13.3.3子模块过电压短路试验试验的目的是验证子模块旁路开关拒动时，保证子模块短路的其他保护措施安全有效，子模块在没有控制的情况下过电压后形成可靠短路状态。试品为子模块。试验要求试验应在阀段运行试验装置中进行，子模块宜位于一个阀段非两端位置，阀段水冷却回路工作试验前，子模块的旁路开关应设定为“拒动状态”,阀或者阀段应在6.4规定的电流下运行。试验时，模拟受试子模块故障，使得子模块发出旁路开关触发命令。旁路开关应始终保持拒动状态，形成子模块持续升压，直至受试子模块呈现短路状态。试验不应造成冷却回路破裂等损坏。受试子模块应有继续通流的能力，不应影响其他子模块的运行，短路后以6.4规定的电流或采用图1所示电流循环方式运行。总通流时间、循环次数、最小循环电流Imi、电流上升时间t₁和下降时间t₃由买方和卖方商定。通流试验期间，应监测通流回路温度。通流试验后，应测量子模块旁路开关两端电阻值。注：一个完整的电流循环周期包括：最小循环电流Im到最大循环电流Im的上升时间t₁,Imx维持时间t₂,Im到Imim的下降时间ts和I维持时间ta。其中，最大循环电流Im为6.4规定的电流，维持时间t₂和t。分别为2h。14例行试验14.1概述本章包括阀、阀段或构成其保护、控制和监测的辅助电路的部件的组件试验。本章不包括阀、阀支架和阀结构中使用的单个部件的试验。14.2试验目的例行试验的目的是通过验证下述几种情况，证明制造的正确性：——阀中所用的所有部件和组件已按照设计正确安装；——阀设备的预期功能和参数在规定的验收范围内；——阀段和IGBT-二极管对级(视情况而定)具有足够的电压耐受能力；——实现了产品的一致性和均匀性。为工程所制造的所有阀段或其部件都应经过例行的产品试验。试验应在阀段或单独的阀级上进行，视设计和试验条件而定。14.4试验要求不必对不同的卖方要求同样的例行试验。例行试验应把阀及其部件特殊设计的性能考虑在内，延伸到在组装前进行试验的部件，以及特殊的制造规程和涉及的工艺。本章仅给出例行试验的目的。任何情况下，卖方应提交买方认可的满足例行试验目的的试验程序的详细描述。14.5中列出了例行试验的最低要求。列出的试验顺序既不代表其重要性的排序也不代表应进行试验的顺序。注：在某些情况下，除例行试验外，有些情况需进行完整组装产品的样品试验，例如当生产过程作了调整。这样的附加试验的种类或范围需要逐案协商。14.5试验项目14.5.1外观检查按照产品的最新批准后的版本，检查所有材料和部件是完好的且安装正确。14.5.2联结检查检查所有主要的载流联结正确。14.5.3均压回路检查检查均压回路的参数，从而确认施加直流或冲击波形的电压时(如果适用),电压在串联的阀级上的分配是正确的。14.5.4控制、保护和监测回路检查或监测回路。如果有必要进行型式试验和熔断保护的有效性试验，应单独对试验条件进行详细说明。电压耐受检查检验阀部件能耐受对阀规定的最高电压。应包括交流-直流试验电压和操作冲击试验电压(如果适用)。14.5.6局部放电试验为了检验生产正确，买方和卖方应协商哪些部件和组件是设计的关键，需要进行适当的局部放电试验。14.5.7开通/关断检查检查每个阀级中IGBT按照开关命令正确地开通和关断。14.5.8压力试验检查没有出现冷却液泄漏(仅适用于液体冷却的阀)。压力试验中施加液压不应小于设计压力的1.2倍，试验持续时间不应低于30min。15型式试验结果的表述——实验室的名称和地址以及进行试验的地点； ——委托方的名称和地址；——试品的明确标识，包括型号及额定值、序列编号和其他任何决定识别试验对象的信息；——试验日期；——试验回路的描述和用于进行试验的试验程序；——参考的规范性文件以及与这些文件中规定程序的偏差的明确说明；——测量设备的描述和测量不确定度的规定；——以表格、图、示波图以及适当的照片形式呈现的试验结果；—设备或部件故障的描述。16动态制动阀试验在一些VSC-HVDC方案中，尤其是当HVDC系统从一个负载很小或者无负载的小型孤岛交流系统(例如海上风电场)输出电力时，HVDC系统可能需要包含一个动态制动系统，例如作为连接VSC系统直流端子的斩波器。动态制动系统的作用是吸收并消耗孤岛交流系统在受端故障时产生的能量，持续时间通常为1s～2s。实现这样一个动态制动系统有多种方法，但是一般来说，这种系统中的阀与输电用主VSC阀设计相似。动态制动阀可能需要进行型式试验，第6章～第12章给出的要求通常适用。但动态制动阀一般只需要一组适用于VSC阀的型式试验。也可能需要进行特殊试验，可参考第13章给出的要求。动态制动阀在正常情况下处在待机状态，但在受端交流系统发生故障时，需要在短时间内运行并输送电流。因此，绝缘试验条件与VSC阀的条件相似，但只需进行短时运行试验。(资料性)HVDC输电用电压源换流器综述电压源换流器(VSC)阀是一项新兴技术，不同的卖方有很多不同的技术实现途径，未来将会创造出更多新的电路拓扑。HVDC中的电压源换流器与传统HVDC的换流器(电流源换流器)的根本区别在于，电压源换流器是通过改变直流电流方向而不是直流电压极性改变功率潮流的方向，这与传统HVDC换流器正好相反。直流电压的平波通过大容量的直流电容器完成，它的作用相当于传统HVDC工程中的直流电感器(部分由直流输电系统的电感和换流变压器的漏抗实现)。实际上，在大部分情况下，VSC阀的电压作用和传统HVDC晶闸管阀的电流作用相同，反之亦然对所有可能的VSC阀拓扑进行详细讨论将大大超出本文件的范围。本附录的目的在于对VSC和传统HVDC晶闸管阀的主要区别以及VSC阀的几种主要形式做一个简单概述，在一定程度上它们影响了这些阀试验的判据。本附录将对迄今为止已知的主要换流器技术进行综述。但是，不会以任何方式限制或束缚可用的技术路线。所有的电压源换流器都是旨在将直流电容器电压在交流端子处转换为接近正弦波的电压。然而实际上，VSC的输出电压不可能是理想的正弦电压，反而是一些不连续的阶梯形电压，或称之为“输出电个物理标准组件，例如一个单独的IGBT和相关部件。对于电力系统，三相换流器应用最广泛，但是考虑到换流器输出电平的数量，通常会将换流器中每个“相单元”单独进行考虑。输出电平的数量指的是一个相单元可能出现的相电压断续状态的数量图A.1)。需要特别指出的是n电平换流器有(2n—1)种可能的线电压值。○交流端子图A.1单个VSC相单元及其理想输出电压“两电平换流器”是最简单的VSC拓扑，其每相桥臂的交流输出电压(相对于直流电容器中点，通常接地)只有两种可能的状态：如果该桥臂的VSC阀仅按照基频进行开通和关断，输出的交流电压波形和标准正弦波相差很远，远远无法达到电力系统的要求。然而，如果阀按照远高于每个基频周期进行开通或关断并引入脉宽调制(PWM),经过滤波后得到的输出电压就可能是理想正弦波。图A.2给出了两种情况的图示。脉宽调制是公认的应用于电机驱动的换流器技术，但是它的缺点是开关损耗较大。a)未采用脉宽调制b)采用脉宽调制图A.2两电平换流器VSC相单元输出电压波形的有三电平或五电平换流器拓扑，但在电力系统的应用中，为了使谐波足够低通常也仍需要采用脉宽调制。正弦波同时无需或仅需少量的滤波装置。图A.3给出了一个15电平换流器的输出电压波形，它已经非常接近正弦波了。实际上，15电平以上的换流器通常用于HVDC输电。图A.3未采用PWM的15电平换流器的VSC相单元输出电压波形A.3主要的VSC阀类型综述传统的HVDC阀的总体设计发展方向大致相同，与之不同的是VSC阀处于技术发展的早期阶在十多年前，可商用的VSC阀有两个基本类型。a)开关型VSC阀，这些阀类似于晶闸管阀，仅具有可控开关功能，只有两种工作状态：开通和关断。在基于这种拓扑的换流器中，直流电容器与阀完全分离，并有可能单独进行试验。根据阀属于上述两种类型中的哪一类，采用完全不同的方法进行某些型式试验。有文献记载了其他一些混合型VSC阀，它们结合了以上两种类型VSC阀的特征。但在十多年A.4开关型VSC阀这种类型的VSC阀呈现和传统晶闸管阀比较接近的外观，VSC阀中包括了大量串联连接的同步开通、关断的IGBT器件。如同传统晶闸管阀那样，串联IGBT开通、关断的同步性非常重要。冗余的考虑与电网换相换流器晶闸管阀相同，都是提供一些额外的串联IGBT器件，保证这些IGBT具有短路失效模式特性，或配置一个并联的短路开关。通常采用脉宽调制以获得更