GB T 33348-2024 高壓直流輸電用電壓源換流器閥電氣試驗

代替GB/T33348-2016高壓直流輸電用電壓源換流器閥電氣試驗Voltagesourcedcotransmission—Electrical2024-05-28發布國家市場監督管理總局國家標準化管理委員會發布I前言 Ⅲ1范圍 12規范性引用文件 13術語和定義 24一般要求 44.1型式試驗導則 44.2大氣修正因數 54.3冗余的處理 64.4型式試驗成功的判據 65型式試驗項目 76運行試驗 86.1試驗目的 86.2試品 86.3試驗回路 96.4最大連續運行負荷試驗 96.5最大暫態過負荷運行試驗 96.6最低直流電壓試驗 96.7最高暫態過電壓連續運行試驗 7閥支架的絕緣試驗 7.1試驗目的 7.3試驗要求 8多重閥單元的絕緣試驗 8.1試驗目的 8.3試驗要求 9閥端子間的絕緣試驗 9.1試驗目的 9.3試驗要求 9.4試驗方法 10IGBT過電流關斷試驗 10.1試驗目的 ⅡGB/T33348—2024 10.3試驗要求 11短路電流試驗 11.1試驗目的 11.3試驗要求 12閥抗電磁騷擾試驗 12.1試驗目的 12.2試品 12.3試驗要求 13特殊試驗 20 13.2閥交流-直流電壓濕態試驗 13.3子模塊旁路試驗 14例行試驗 23 14.2試驗目的 2314.3試品 2314.4試驗要求 2314.5試驗項目 2315型式試驗結果的表述 2416動態制動閥試驗 25A.3主要的VSC閥類型綜述 A.5可控電壓源型VSC閥 32附錄B(資料性)閥部件的故障耐受 33參考文獻 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。本文件代替GB/T33348—2016《高壓直流輸電用電壓源換流器閥電氣試驗》,與GB/T33348—2016相比，除結構調整和編輯性改動外，主要技術變化如下： 更改了范圍(見第1章，2016年版的第1章); 更改了術語“動態制動閥”的定義(見3.4.12,2016年版的3.4.12);——刪除了術語“閥基電子設備”(見2016年版的3.5.5); 表述用于型式試驗的最少閥級數量時，將“型式試驗”細分為“運行型式試驗驗”,且相應給出了規定(見4.1.2b),2016年版的4. 刪除了“試驗頻率”的注(見4.1.5,2016年版的4.1.5); 刪除了試品的規定中“避雷器應和受試的串聯連接閥級數成比例，提供至少與實際應用的避雷器最大特性相一致的保護水平”,增加了“對于帶有閥避雷器的閥，成比例規模的閥避雷器需要被包含”(見6.2,2016年版的6.2); 增加了“試驗電流應把諧波電流和其他流過閥的電流計算在內”(見6.4); 增加了“最高暫態過電壓連續運行試驗”(見 更改了閥支架直流電壓試驗中，試驗安全因數“k?”的值(見7.3.1,2016年版的7.3.1); 更改了閥支架交流電壓試驗的計算公式及說明(見7.3.2,2016年版的7.3.2); 增加了“閥支架的陡波前沖擊試驗”(見7 更改了試驗安全因數“ks”的值和多重閥單元的交流電壓試驗的計算公式及說明(見8.3.1和8.3.2,2016年版的8.3.1和8.3.2); 刪除了“電流不施加試驗安全系數”(見2016年版的11.3); 增加了試驗等效波形和恢復電壓的規定(見11.3); 增加了“如果閥沖擊試驗按照9.4實施，該試驗結果不作為閥抗電磁干擾的依據。”(見12.1); 增加了“特殊試驗”一章(見第13章);——增加了壓力試驗的參數規定(見14.5.8);——增加了“動態制動閥試驗”(見第16章)。本文件修改采用IEC62501:2017《高壓直流輸電用電壓源換流器閥電氣試驗》。本文件與IEC62501:2017相比，存在較多技術差異，在所涉及的條款的外側頁邊空白位置用垂直單線(1)標示，這些技術差異及其原因如下： 用規范性引用的GB/T16927.1替代了IEC60060-1,可能影響到7.3.4“閥支架的雷電沖擊試響到13.2“閥交流-直流電壓濕態試驗”中試驗程序儀器設備的選型； 用規范性引用的GB/T16927.2替代了IEC60060-2,可能影響到第15章“型式試驗結果的表述”中的高壓測量系統不確定度的計算； 用規范性引用的GB/T16927.3替代了IEC60060-3,可能影響到第7章“閥支架的絕緣試驗”、第8章“多重閥單元的絕緣試驗”和第9章“端子之間的絕緣試驗”中的試驗設備參數選型；——使用了規范性引用的GB/T16927.4規定的電流測量，可能影響到第15章“型式試驗結果的表述”中的大電流測量系統不確定度的計算；——增加了“最高暫態過電壓連續運行試驗”(見表3和6.7);——增加了“試驗水平的大氣修正，應按4.2中的規定。”(見7.3.3和7.3.4);——增加了“閥支架的陡波前沖擊試驗”(見表3和7.3.5);——增加了“特殊試驗”(見第13章),原第13章～第15章的章條編號順延。本文件做了下列編輯性改動：——將第8章章標題下的懸置段移至8.1,作為8.1中的第一段(見8.1);——將多重閥單元操作沖擊保護水平的文字符號“SIPLm”更改為“UsIPLm”、多重閥單元雷電沖擊保護水平的文字符號“LIPLm”更改為“ULIPLm”、閥避雷器操作沖擊保護水平的文字符號符合量的符號的編寫規則(見8.3.3、8.3.4、9.3.3和9.3.4);——將3h閥交流-直流電壓試驗中的交流局部放電測量“……最后那分鐘……"譯為“……最后——將10s閥交流-直流電壓試驗Uw表達式中變量的解釋中的“Uac?”和“Uac?”分別更正為“Utac”——將第14章章標題下的懸置段更改為“14.1概述”,其后的條的編號順延(見第14章)。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國電器工業協會提出。本文件起草單位：西安西電電力系統有限公司、西安高壓電器研究院股份有限公司、南方電網科學研究院有限責任公司、西安電力電子技術研究所有限公司、國網智能電網研究院有限公司、國網經濟技術研究院有限公司、許繼集團有限公司、清華大學、榮信匯科電氣股份有限公司、國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院、南京南瑞繼保電氣有限公司、中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司、國網浙江省電力有限公司電力科學研究院、西安交通大學。本文件于2016年首次發布，本次為第一次修訂。1高壓直流輸電用電壓源換流器閥電氣試驗本文件規定了應用于高壓直流(HVDC)過電壓限制的動態制動閥的電氣型式試驗、產品試驗和特殊試驗。本文件適用于高壓直流輸電系統或背靠背系統的三相橋式電壓源換流器(VSC)的自換相換流閥。本文件僅限于電氣型式試驗、產品試驗和特殊試驗。本文件規定的試驗是以空氣絕緣閥為基礎。對于其他類型的閥，試驗要求和驗收判據由買方和賣方商定。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T16927.1高壓試驗技術第1部分：一般定義及試驗要求(GB/T16927.1—2011,IEC60060-GB/T16927.2高壓試驗技術第2部分：測量系統(GB/T16927.2—2013,IEC60060-2:GB/T16927.3高壓試驗技術第3部分：現場試驗的定義及要求(GB/T16927.3—2010,GB/T16927.4高電壓和大電流試驗技術第4部分：試驗電流和測量系統的定義和要求(GB/T16927.4—2014,IEC624GB/T20990.1—2020高壓直流輸電晶閘管閥第1部分：電氣試驗(IEC60700-1:2015,MOD)GB/T34118高壓直流系統用電壓源換流器術語(GB/TIEC60071(所有部分)絕緣配合(Insulationco-ordination)注：GB/T311.1—2012絕緣配合第1部分：定義、原則和規則(IEC60071-1:2006GB/T311.2—2013絕緣配合第2部分：使用導則(IEC60071-2:1996,MOD);IEC60270高電壓試驗技術局部放電測量(High-voltagetesttechniques—Partialdischargemeas-注：GB/T7354—2018高電壓試驗技術局部放電測量(IEC60270:2000,MOD)注：GB/T27025—2019檢測和校準實驗室能力的通用要求(ISO.IEC17025:2017,IDT)23術語和定義GB/T34118界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1絕緣配合術語試驗耐受電壓testwithstandvoltage在規定條件下，標準波形的試驗電壓值。當對完好無損的閥以規定的施加次數或規定的持續時間內絕緣internalinsulation處于閥段和絕緣材料之外，但包含在閥或多重閥單元的輪廓之內的空氣介質。外絕緣externalinsulation閥或多重閥單元的外表面周圍的空氣介質。3.2功率半導體術語可關斷半導體器件turn-offsemiconductordevice可用控制信號使其開通和關斷的可控半導體器件。注2:有多種可關斷半導體器件能用于高壓直流輸電電壓源換流器。為方便起見，本文件使用術語絕緣柵雙極晶體管指代主要的可關斷半導體器件。不過，本文件同樣適用于其他可關斷半導體器件。絕緣柵雙極晶體管insulatedgatebipolartransistor;IGBT具有三個端子的可關斷半導體器件：一個柵極端子(G)和兩個負荷端子，即發射極(E)和集電極(C)。續流二極管free-wheelingdiode;FWD具有二極管特性的功率半導體器件。注1:續流二極管具有兩個端子：陽極(A)和陰極(K)。流過續流二極管的電流與流過絕緣柵雙極晶體管的電流方向相反。注2:續流二極管能承受絕緣柵雙極晶體管開關動作導致的高下降率的電流。絕緣柵雙極晶體管-二極管對insulatedgatebipolartransistor-diodepairIGBT-二極管對IGBT-diodepair絕緣柵雙極晶體管和與其反并聯的續流二極管的組合。3.3換流器運行狀態閉鎖狀態blockingstate在所有絕緣柵雙極晶體管上持續施加一個關斷信號時換流器的工作狀態。解鎖狀態de-blockingstate在換流器絕緣柵雙極晶體管上重復施加開通和關斷信號時換流器的工作狀態。閥保護閉鎖valveprotectiveblocking通過緊急關斷一個或多個閥中的所有絕緣柵雙極晶體管保護閥或換流器不受過高電氣應力損害的電壓階躍水平voltagesteplevel換流器解鎖狀態期間由于閥或閥的一部分開關動作引起的電壓階躍。注：對于可控電壓源型閥，電壓階躍水平與開關一個子模塊或者子單元引起的電壓變化相關。對于開關類型的閥，電壓階躍水平與開關整個閥引起的電壓變化相關。3.4電壓源換流器結構術語電壓源換流器相單元voltagesourcedconverterphaseunit;VSCphaseunit兩個直流母線間連接到一個交流端子的設備。開關型電壓源換流器閥switchtypevoltagesourcedconvertervalve串聯連接的絕緣柵雙極晶體管-二極管對，作為一個功能單元同時開通關斷。可控電壓源型電壓源換流器閥controllablevoltagesourcetypevoltagesourcedconvertervalve完整的可控電壓源裝置，通常連接于交流端和直流端之間。二極管閥diodevalve僅由二極管作為主要半導體器件與相關電路和部件(如果有)組成的半導體閥，用于某些電壓源換流器拓撲。動態制動閥dynamicbrakingvalve完整的可控裝置，用于控制制動電阻吸收能量。電壓源換流器閥、動態制動閥或二極管閥。子模塊submodule電壓源換流器閥的一部分，由連接成半橋或全橋的可控開關和二極管，以及與之相連的輔助設備、儲能電容器等組成(如果有),所有可控開關組成一個串聯連接的閥。子單元cell模塊化多電平換流器標準組件，其中每個開關單元由一個以上絕緣柵雙極晶體管-二極管對串聯4電壓源換流器閥級voltagesourcedconvertervalvelevel電壓源換流器閥的不可分割的最小功能單元。注：對于絕緣柵雙極晶體管串聯且同時運行的電壓源換流器閥，一個電壓源換流器閥級指的是一個絕緣柵雙極晶體管-二極管對，以及與之相連的輔助設備(見圖A.13)。對于不含串聯的絕緣柵雙極晶體管-二極管對的模塊化多電平換流器型閥，一個電壓源換流器閥級指的是一個子模塊以及與之相連的輔助設備(見圖A.12)。二極管閥級diodevalvelevel二極管閥的一部分，由二極管及其輔助電路和輔助部件組成(如果有)。冗余級數redundantlevels通過型式試驗驗證，在一個閥中發生內部或外部短路，且不會影響閥的安全運行的電壓源換流器閥級或二極管閥級最大串聯數量；如果短路閥級超過該數量，需要停運閥以便更換故障閥級，否則將承受更大的故障風險。注：在閥設計中，以級聯兩電平換流器為例，其每個子單元包含兩個或多個通流路徑，且每條路徑具有串聯連接的電壓源換流器閥級，冗余數只在每個單元的一個通流路徑中計算。動態制動閥級dynamicbrakingvalvelevel動態制動閥的一部分，包括一個可控開關及其一個配套的二極管、或多個可控開關及其并聯的多個二極管、可控開關和二極管構成的半橋電路，以及其直屬的輔助裝置和儲能電容器(如果有)。3.5閥結構術語閥的結構部件，用于支撐閥模塊。閥支架valvesupport閥的一部分，用于為閥的帶電部件提供機械支撐并將其對地電氣絕緣。多重閥單元multiplevalveunit;MVU由至少兩個閥或至少一個電壓源換流器相單元共用一個閥支架組成的機械結構。閥段valvesection由若干個閥級和其他部件構成、用于試驗目的的電氣組合(成套裝置),按比例呈現完整閥的電氣性能。注1:對可控電壓源型閥，閥段包括子單元(見圖A.13)或子模塊(見圖A.12)。注2:一個閥段中允許的電壓源換流器或二極管閥級的最小數量是根據每個試驗的要求確定的。4一般要求4.1型式試驗導則4.1.1替代證明閥的每一種設計都應以本文件規定的型式試驗為依據。如果閥確實與以前試驗過的類似，賣方可5提交以前的型式試驗報告替代進行型式試驗供買方考慮。同時宜提出一個獨立的報告詳述設計的差異并論證參照的型式試驗如何能滿足所設計試品的試驗目的。4.1.2試品選取本條不適用于閥支架結構和多重閥單元試驗。7.2和8.2中規定了這些試驗的試品。a)型式試驗可在整個閥上進行，在特定的情況下也可在閥段上進行，如表3所示。b)用于運行型式試驗的閥級的最少數量，取決于單個閥的閥級數量，如表1所示。進行絕緣型式試驗的閥級最少數量可少于或等于規定用于運行型式試驗的數量。任何情況下，閥級的最小數量應對閥絕緣設計具有代表性。見9.2。c)通常，所有的型式試驗推薦使用同一閥段。不過，在征得賣方和買方的同意之后，不同的試驗也可在不同的閥段并行進行，以加快完成試驗的進度。d)型式試驗開始前，宜證明閥、閥段和/或其部件均通過了例行試驗，確保制造是正確的。表1運行型式試驗的最少閥級數量與每個閥中閥級數量的關系需要進行試驗的閥級總數注：當每個閥的閥級數量≥251時，需要進行試驗的閥4.1.3試驗程序試驗應按照GB/T16927.1及GB/T16927.3進行。電壓測量應按GB/T16927.2的規定進行，電4.1.4試驗環境溫度除特別指定說明外，試驗應在試驗設備的一般環境溫度下進行。4.1.5試驗頻率交流絕緣試驗在50Hz下進行。運行試驗對頻率的特別要求在相關條款中給出。4.1.6試驗報告型式試驗完成后，賣方應按照第15章提供型式試驗報告。4.1.7確定型式試驗參數考慮的工況型式試驗參數是根據系統研究，宜由閥可能承受的最惡劣運行和故障工況確定。工況說明見CIGRE447號技術手冊。4.2大氣修正因數相關條款中有要求時，試驗電壓應按GB/T16927.1的規定進行大氣修正，參考條件如下。——氣壓。●如果閥的受試部分的絕緣配合基于IEC60071-1中給出的標準額定耐受電壓，僅需在海拔6超過1000m時進行修正。因此，如果設備安裝地點的海拔as不大于1000m,應使用標準大氣壓(bo=101.3kPa),無需進行修正。如果設備安裝地點的海拔as大于1000m,按GB/T16927.1中的標準程序進行修正，但將參考大氣壓b。替換為1000m處的大氣壓●如果閥的受試部分的絕緣配合不是基于IEC60071-1中給出的標準額定耐受電壓，按GB/T16927.1中的標準程序和參考大氣壓b。(b?=101.3kPa)進行修正。——溫度：設計的閥廳空氣最高溫度(℃)。——濕度：設計的閥廳最低絕對濕度(g/m3)。應根據實際運行中可能遇到的最嚴酷溫度和濕度條件進行大氣修正。應由賣方規定所用的值。4.3冗余的處理對于運行試驗，冗余的閥級不應被短路。使用的試驗電壓應使用比例因數k。調整，見公式(1):式中：Ntut——試品中串聯閥級的數量；N——閥中串聯閥級的總數；N,——閥中冗余的串聯閥級的總數。4.3.2絕緣試驗對于在閥端子間的所有絕緣試驗，應短路冗余的閥級。閥級短路的位置，應由買方和賣方商定。在閥段上進行的所有絕緣試驗，試驗電壓應通過比例因數k。調整，見公式(2):式中：Ntu——試品中沒有短路連接的串聯閥級的數量；N?——閥中串聯閥級的總數；N,——閥中冗余的串聯閥級的總數。4.4型式試驗成功的判據半導體應用經驗表明，即使再仔細地設計閥，也不可能避免運行中閥級部件偶然的隨機故障。盡管這些故障可能與應力相關，但在引起故障的程度上是隨機的，或者說不能預測故障率與應力的關系，或不能對其進行精確定量。對閥或閥段實施型式試驗時，在短期內，施加的多重應力一般相當于閥在其全部壽命期間可能會承受到的少數幾次最嚴重的應力。考慮到上述情況，型式試驗成功的判據是允許型式試驗時有少量的閥級故障，前提是這種故障極少且不呈現出任何表明閥存在設計缺陷的規律，或者故障的閥級是允許剩余的閥或閥段繼續運行而不降低性能。4.4.2閥級適用的判據閥級適用的判據如下。7a)如果第5章所列出的某項型式試驗中，有一個以上的閥級(如果更多，且超過受試閥級的1%)發生短路或開路，認為該閥未通過型式試驗。b)如果某項型式試驗中，有一個閥級(或更多，如果仍在1%限制之內)發生短路或開路，應修復c)如果在所有型式試驗期間，短路或開路的閥級數量累計大于受試閥級的3%,認為該閥未通過型式試驗。d)每項型式試驗后應檢查閥或閥段，以判斷是否有閥級發生短路或開路。在進一步試驗前，可更換型式試驗中或型式試驗后發現的故障IGBT/二極管或輔助部件。e)完成試驗程序后，閥或閥段應經歷一系列檢查試驗，至少應包括如下幾項：1)檢查閥級的電壓耐受能力；2)檢查柵極電路；3)檢查監測電路；4)檢查閥各組成部分的所有保護電路；5)檢查均壓電路。f)檢查試驗期間發生短路的閥級數量應作為上述驗收判據的一部分。除了短路或開路的閥級之外，在型式試驗程序和隨后的檢查試驗中發生的、未導致閥級短路的故障閥級總數不應超過在絕緣和運行試驗中受試閥級數(以受試閥級數較少者為準)的3%。如果這樣的閥級數超過3%,應對故障的性質及其成因進行復查，并由買方與賣方商議是否進一步采取措施。g)當使用百分比準則決定允許的短路或開路閥級最大數目和允許的未導致短路或開路的故障閥級最大數目時，通常的做法是將所有分數四舍五入為下一個最大的整數，如表2所示。表2型式試驗中允許損壞的閥級數量出現的短路或開路的閥級數量出現的短路或開路的閥級總數33及以下111122133一一一全部型式試驗完成后，短路或開路的閥級和其他故障閥級分布基本上應是隨機的，不呈現任何表明閥存在設計缺陷的規律。4.4.3整體閥的適用判據部件和導體連同相應載流結點和聯接件的表面溫度，以及相鄰接觸體表面的溫度在任何時候均應保持在設計允許的限值。5型式試驗項目表3列出了第6章～第12章給出的型式試驗項目。8表3型式試驗項目章條編號試品閥或閥段閥或閥段閥或閥段閥或閥段閥支架的直流電壓試驗閥支架閥支架的交流電壓試驗閥支架閥支架的操作沖擊試驗閥支架閥支架的雷電沖擊試驗閥支架閥支架的陡波前沖擊試驗(適用時)閥支架多重閥單元對地直流電壓試驗多重閥單元多重閥單元交流電壓試驗多重閥單元多重閥單元操作沖擊試驗多重閥單元多重閥單元雷電沖擊試驗多重閥單元閥交流-直流電壓試驗閥(或閥段，如果買方與賣方達成一致)閥操作沖擊試驗閥雷電沖擊試驗IGBT過電流關斷試驗第10章閥或閥段第11章閥或閥段閥抗電磁騷擾試驗第12章閥(或閥段，如果買方與賣方達成一致)6運行試驗運行試驗的主要目的是：a)檢查閥中VSC閥/二極管閥的閥級及其相關電氣回路在最嚴酷重復應力下開通、關斷以及導通時足夠耐受電流、電壓和溫度應力；b)證明VSC閥的電子電路和功率回路之間配合正確。試驗可在完整的閥或閥段上進行。主要根據閥的設計和試驗設施的能力選擇。本條中規定的試驗對于含有五級或更多串聯連接的閥級是有效的。如果對少于五級閥級的閥段進行試驗，應就額外的試驗安全因數達成一致意見。在任何情況下受試的串聯連接的閥級數都不應少于三級。受試的閥或閥段應與所有的輔助部件組裝在一起。當要求時，應包括相應比例的閥避雷器。對于帶有閥避雷器的閥，可包含成比例單元的閥避雷器。冷卻液應處于代表性的運行工況。特別是流量和溫度，應設置成試驗所考慮的最不利值，使得相應部件的溫度等于實際運行中的溫度。96.3試驗回路對于閥設計為含有內置直流電容器的可控電壓源，直流電容器及其與半導體裝置的聯結也是試品的不可分割的部分。對于閥設計為開關型，直流電容器和閥是分離的，需要在試驗回路中對電容器進行合理的再現。尤其是，在試驗中應正確地重現直流電容器和閥之間聯結的串聯雜散電感以及閥段上的雜散電容，并和受試的閥段尺寸等效。試驗回路連接應是換流器應用的典型連接方式，主要是為了避免由集膚效應產生的失真。6.4最大連續運行負荷試驗試驗需要在換流器最嚴酷的運行條件下重現下列參數。重現所有參數最大值可能需要不止一次試驗。對于VSC閥：——FWD最高持續結溫；——阻尼部件最高持續溫度；——連續開通和關斷最大電壓和電流。對于二極管閥：——二極管最高持續結溫；——阻尼部件最高持續溫度； 二極管關斷最大持續電壓和電流。在最大連續運行負荷試驗期間需要重現所有這些參數，可在單獨試驗中或組合試驗中重現。試驗電壓應基于最高持續直流電壓，試驗的開關頻率應基于最大持續開關頻率，同時調制比應是實際運行中采用的典型值。以方均根值形式給出的試驗電流應把諧波電流和其他流過閥的電流計算在內。試驗電流方均根值應乘以一個1.05的試驗安全因數。與最高持續運行直流電壓相應的試驗電壓Upi,由公式(3)計算：Utpv?=Udmax·cn·k1…………(3)Uamax——閥的最高持續運行直流電壓，包括紋波電壓；kn——按照4.3.1的試驗比例因數；k1——試驗安全因數，k?=1.05。在出口冷卻液溫度達到穩定后，試驗的持續時間不應少于30min。6.5最大暫態過負荷運行試驗如果規定閥需要暫態過負荷運行，應進行最大暫態過負荷運行試驗。如果需要，試驗條件的確定應采用與6.4同樣的方法。試驗開始前，閥或閥段應在6.4規定的條件下達到熱平衡。在此初始條件下開始暫態運行負荷試驗，試驗持續時間等于1.2倍暫態過負荷時間。在暫態過負荷運行試驗之后，應進行10min最大連續運行負荷試驗。6.6最低直流電壓試驗試驗是為了驗證閥設計的正確性，其中閥電子單元的能量取自閥端間的電壓。試驗包括在閥或閥段的端間施加直流電壓。對于這項試驗，重點是考察電壓，對電流不做要求。可通過解鎖閥或閥段，或者保持閉鎖狀態且監測閥電子單元回報信號，證明閥電子單元運行正確。試驗電壓Umin由公式(4)確定：式中：Uw——閥電子單元功能正確時，正常運行的一個閥上的最低直流電壓；Ntu——試驗中串聯VSC閥級的數量；N+——單個閥中串聯VSC閥級的總數，包括冗余；試驗的持續時間不應少于10min。6.7最高暫態過電壓連續運行試驗如果適用，應進行最高暫態過電壓運行試驗。試驗條件的確定應采用與6.4同樣的方法。試驗開始前，閥或閥段應在6.4規定的條件下達到熱平衡。在此初始條件下開始暫態運行負荷試驗，運行期間，運行電流為6.4規定的電流，試驗電壓和試驗持續時間通過系統研究確定。在最高暫態過電壓運行試驗之后，應進行10min最大連續運行負荷試驗。7閥支架的絕緣試驗7.1試驗目的試驗的主要目的是：a)檢驗閥支架、冷卻水管、光導的絕緣和其他與閥支架相關的絕緣部件的電壓耐受能力，如果存在閥支架外的對地絕緣，需要進行附加的試驗；b)驗證局部放電的起始電壓和熄滅電壓高于閥支架上出現的最高運行電壓。用于試驗的閥支架可是一個有代表性的單獨試品(包括閥的鄰近閥支架的部件),或者是構成用于單個閥或多重閥單元試驗組件的一部分。它應裝配所有的輔助部件，并且正確體現相鄰地電位面。根據試驗目的，冷卻液應處于代表最嚴酷運行條件的狀態。如果一個單個閥包含一個以上的閥支架結構，這樣每個閥里就有一個以上的閥支架結構，應證明試驗覆蓋到任一個閥支架結構都承受的最嚴重的應力。7.3試驗要求7.3.1閥支架的直流電壓試驗閥的兩個主端子應連接在一起，然后將直流電壓施加在已連接的兩個端子與地之間。起始電壓不應大于最高試驗電壓的50%,電壓應在盡可能短的時間內上升至規定的1min試驗電壓，保持1min恒定，然后降低至規定的3h試驗電壓，保持3h恒定，最后降電壓至零。在規定的3h試驗的最后1h,超過300pC的局部放電數目應按GB/T20990.1—2020附錄B中的規定予以記錄。整個記錄期間，300pC以上的脈沖數平均每分鐘不應超過15個。其中：——500pC以上的脈沖數平均每分鐘不應超過7個；——1000pC以上的脈沖數平均每分鐘不應超過3個；——2000pC以上的脈沖數平均每分鐘不應超過1個。試驗應在相反極性的電壓下重復進行。在試驗前，以及在重復反極性電壓試驗前，閥支架可短路并接地數小時。在直流電壓試驗后，也可進行同樣的處理。閥支架的直流試驗電壓Uas應按公式(5)和公式(6)確定：Uds=±UdmsS?·k?·kt (5) (6)式中：Uadmsi——出現在閥支架上的1s內的平均電壓最大值，通過絕緣配合研究確定；Udms——出現在閥支架上的穩態運行電壓直流分量的最大值；k?——試驗安全因數。1min試驗時為1.10,3h試驗時為1.15;k:——大氣修正因數，按4.2中的規定。7.3.2閥支架的交流電壓試驗試驗時，閥的兩個主端子應連接在一起，交流試驗電壓施加在閥已連接在一起的兩個端子與地起始電壓不應大于最大試驗電壓的50%,電壓上升至規定的1min試驗電壓，保持1min恒定，然后降低至規定的30min試驗電壓，保持30min恒定，最后降低至零。在規定的30min試驗結束前，應監測和記錄1min內的局部放電的水平。如果局部放電水平不大于200pC,此設計可完全接受。如果大于200pC,應對試驗結果進行評估。閥支架交流試驗電壓Utas,應按公式(7)和公式(8)確定： (7) (8)式中：Ums1——施加在閥支架的最高電壓的峰值，特別是在系統故障和閥故障運行狀態下。推導該過電壓時，應把相避雷器或其他過電壓保護措施(如果有)的過電壓限制效應考慮在內；Ums2——穩態運行期間，施加在閥支架的最高重復運行電壓的峰值，包括關斷過沖；k4——試驗安全因數，k?=1k,——大氣修正因數，按4.2中的規定。7.3.3閥支架的操作沖擊試驗試驗水平的大氣修正，應符合4.2中規定。試驗應在閥的主端子(連接在一起)對地之間施加三次正極性和三次負極性操作沖擊電壓。應采用符合GB/T16927.1的標準操作沖擊電壓波形。試驗電壓應按照VSC換流站的絕緣配合選取。7.3.4閥支架的雷電沖擊試驗試驗水平的大氣修正，應符合4.2中規定。試驗應在閥的主端子(連接在一起)對地之間施加三次正極性和三次負極性雷電沖擊電壓。應采用符合GB/T16927.1的標準雷電沖擊電壓波形。試驗電壓應按照VSC換流站的絕緣配合選取。7.3.5閥支架的陡波前沖擊試驗應按4.2中的規定對試驗水平進行大氣修正。如果采用了未經實際運行經驗驗證的新型絕緣材料，或如果用戶認為有必要通過陡波前沖擊試驗驗證閥支架性能，應增加陡波前沖擊試驗。試驗應在閥兩個主端子(短路連接)對公共地之間施加不少于三次正極性和不少于三次負極性的陡波前沖擊波。應采用符合GB/T16927.1的標準陡波脈沖電壓波形。試驗電壓應按照VSC換流站的絕緣配合要求選取。8多重閥單元的絕緣試驗8.1試驗目的本章僅適用于在一個公共閥結構上安裝的多個閥(多重閥單元),不適用于在專用閥結構上安裝的每個單獨的閥。試驗的主要目的是：a)驗證多重閥單元的外絕緣相對于其周圍環境的電壓耐受能力，尤其是在極電位上連接的閥；b)驗證多重閥單元結構中單個閥之間的電壓耐受能力；c)驗證局部放電水平在規定的限值內。閥和多重閥單元有多種可能的結構。選取試品應最大限度地反映閥的運行布置和試驗所考核的必要范圍。試品應裝配完整，除非能證明一些部件可模擬或忽略，且不會對試驗結果造成實質的影響。基于多重閥單元的結構和試驗目的，某些單獨的閥可能不得不短路。如果多重閥單元的低壓端未連接到地電位，在試驗過程中應注意恰當處理多重閥單元低壓端，從而正確模擬出現在此端上的電壓。應使用接地電位面，其間距由其他閥和地電位面的接近程度決定。8.3試驗要求8.3.1多重閥單元對地直流電壓試驗直流試驗電壓應施加在多重閥單元最高電位的直流端子與地之間。起始電壓不應大于最高試驗電壓的50%,電壓應在盡可能短的時間內上升至規定的1min試驗電壓，保持1min恒定，然后降低至規定的3h試驗電壓，保持3h恒定，最后降電壓至零。注1:如果可能，從50%的試驗電壓升到最高試驗電壓的時間在大約10s內。更長的升壓時間也是允許的，但可能會使試品承受過應力。在規定的3h試驗的最后1h,超過300pC的局部放電數應予以記錄。整個記錄期間，300pC以上的脈沖數平均每分鐘不應超過15個。其中：——500pC以上的脈沖數平均每分鐘不應超過7個；——1000pC以上的脈沖數平均每分鐘不應超過3個；—2000pC以上的脈沖數平均每分鐘不應超過1個。試驗應在相反極性的電壓下重復進行。在試驗前，以及在重復反極性電壓試驗前，多重閥單元端子可短接在一起。在直流電壓試驗后，也可進行同樣的處理。多重閥單元的直流試驗電壓Uzam應按公式(9)和公式(10)確定：Udm=±Udmml·k5·k? (9)Urdm=±Udmm2·ks (10)Uamm出現在多重閥單元的高壓端子對地之間的1s平均電壓值的最大值；Uamm2—出現在多重閥單元的高壓端子對地之間的穩態運行電壓直流分量的最大值；k:——大氣修正因數，按4.2中的規定。8.3.2多重閥單元的交流電壓試驗如果多重閥單元的任何兩個端子間承受交流或交直流復合電壓，但其耐受能力未被其他試驗充分驗證，有必要對多重閥單元的這些端子間進行交流電壓試驗。試驗時，試驗電壓源應連接到待考核的多重閥單元端子對上。應根據試驗回路的布置安排接地點。起始電壓不應大于1min試驗電壓的50%,電壓上升至規定的1min試驗電壓，保持1min恒定，然后降低至規定的30min試驗電壓，保持30min恒定，最后降低至零。在規定的30min試驗結束前，應監測和記錄1min的局部放電的水平。如果局部放電水平不大于200pC,此設計可完全接受。如果大于200pC,應對試驗結果進行評估。多重閥單元的交流試驗電壓Um應按公式(11)和公式(12)確定：1min試驗 (11) (12)式中：Umm——施加在閥支架的最大電壓的峰值，特別是在系統故障和閥故障運行狀態下。推導該過電壓時，應把相避雷器或其他過電壓保護措施(如果有)的過電壓限制效應考慮在內；Umm2——穩態運行期間，多重閥端子之間出現的最大重復運行電壓的峰值，包括關斷過沖；k:——大氣修正因數，按4.2中的規定。8.3.3多重閥單元的操作沖擊試驗應采用符合GB/T16927.1的標準操作沖擊、玉波形。多重閥單元的操作沖擊試驗電壓應施加在多重閥單元的高壓端子和地之間。試驗由施加三次正極性和三次負極性的規定幅值的操作沖擊電壓組成。多重閥單元的操作沖擊試驗電壓Utsm應由公式(13)確定：Utsm=±USIPLm·k?·ktUsIPLm——考慮到多重閥單元的高壓端子與地之間連接有避雷器，由絕緣配合所決定的操作沖擊保護水平；k?——試驗安全因數，k?=1.10;k.——大氣修正因數，按4.2中的規定。如果上述試驗不能充分驗證多重閥單元所有端子間的操作沖擊耐受能力，就要考慮進行附加試驗檢查其絕緣。注：根據買方和賣方的協議，如果能通過其他方式證明已達到下述要求，不需要實施多重閥單元的操作沖擊試驗：a)對其他閥和地的外部空氣距離足以耐受規定的操作沖擊耐受水平；b)其他試驗已經充分證明了多重閥單元任何兩個端子間的操作沖擊耐受能力。8.3.4多重閥單元的雷電沖擊試驗應采用符合GB/T16927.1的標準雷電沖擊電壓波形。多重閥單元的雷電沖擊試驗電壓應施加在多重閥單元的高壓端子與地之間。試驗由施加三次正極性和三次負極性的規定幅值的雷電沖擊電壓組成。多重閥單元的雷電沖擊試驗電壓Utm應按公式(14)確定：ULIPLm——考慮到多重閥的高壓端子與地之間連接有避雷器，由絕緣配合所決定的雷電沖擊保護水平；k?——試驗安全因數，kg=1.10;k.——大氣修正因數，按4.2中的規定。如果上述試驗不能充分驗證多重閥的所有端子間的雷電沖擊耐受能力，就要考慮進行附加試驗檢查其絕緣。注：根據買方和賣方的協議，如果能通過其他方式證明已達到下述要求，不需要實施多重閥單元的雷電沖擊試驗：a)對其他閥和地的外部空氣距離足以耐受規定的雷電沖擊耐受水平；b)其他試驗已經充分證明了多重閥單元任何兩個端子間的雷電沖擊耐受能力。9閥端子間的絕緣試驗9.1試驗目的試驗是用來驗證閥設計對各種類型過電壓(直流、交流、操作沖擊和雷電沖擊)的相a)閥耐受規定的過電壓；b)在規定的試驗條件下，局部放電在規定的限值內；c)內部的均壓回路具有足夠的額定功率；d)閥電子單元符合預期。應注意，本條描述的試驗是基于為試驗高壓交流系統和部件開發的標準波形和標準試驗方法。這種方式為工業化提供了很有利條件，因為它可將很多現有的高壓試驗技術移植到高壓直流(HVDC)閥試驗上。另一方面，應承認，特殊的高壓直流應用可能導致實際波形不同于標準的波形，在此情況下，可改進試驗以實際地反映預期的條件。試品通常應是一個完整的閥。在試驗條件下，如果賣方能證明閥段間電壓分布代表實際運行中完整閥的典型電壓分布，單獨的閥段的試驗是可接受的。受試閥或閥段應與全部輔助部件總裝在一起，閥避雷器(如果有)除外。閥可是多重閥單元的組成部分。對于所有的沖擊試驗，除非另有規定，閥電子單元都應帶電。如果閥段作為試品，受試的閥段中閥級最小數量應征得買方同意。在此情況下，可能需要進行驗證完整閥的不同組成部分之間絕緣的附加試驗，并且買方和賣方之間應達成一致。冷卻液應處于能代表運行時的狀態，但流速可降低。如果結構外的任何部件對于試驗期間應力的正確表現是必要的，應在試驗中包括或模擬該部件。應使用接地電位面，其間距應根據其他相鄰閥與地電位面的接近程度決定。用于閥的絕緣試驗的試品，其規定的試驗電壓通常不允許使用大氣修正，以免在內部部件上造成過應力。因此，任何閥端子之間的絕緣試驗都未引入大氣修正因數。賣方應證明大氣條件對閥內部耐受電壓的影響已充分考慮。9.3試驗要求9.3.1閥交流-直流電壓試驗本試驗包括短時試驗和長時間試驗。短時試驗再現了某一換流器或系統故障導致的疊加的交流-本試驗中，電容器可與交流試驗電壓源一起使用，以產生一個疊加口的交流-直流電壓波形。根據換流器的拓撲，電容器可作為閥的一部分，也可能是獨立的(作為試驗回路的一部分，而不是試品的一部也可使用一個單獨的直流電壓源代替電容器。起始電壓不應大于最高試驗電壓的50%,電壓應在盡可能短的時間內上升至規定的10s試驗電壓，然后降低至規定的3h試驗電壓，保持3h恒定，最后降低至零。交流局部放電測量中，在規定的3h試驗期間的最后1min記錄的局部放電的峰值不大于200pC,可證明閥中對局部放電敏感的部件都通過了試驗。直流局部放電測量中，應在規定的3h試驗的最后1h記錄。整個記錄期間，300pC以上的脈沖數平均每分鐘不應超過15個。其中：——500pC以上的脈沖數平均每分鐘不應超過7個；——1000pC以上的脈沖數平均每分鐘不應超過3個；——2000pC以上的脈沖數平均每分鐘不應超過1個。注1:如果發現局部放電的量值或速率有增加的趨勢，買方可以與賣方共同協商延長試驗的時間。注2:試驗中有必要去除柵極電子單元或其他輔助回路，或者為它們單獨供電，防止干擾局部放電的測量，例如來自柵極單元供電電路的干擾。閥試驗電壓是一個含有直流分量的正弦波形。10s試驗電壓Utv應按公式(15)確定：Umc——閥最高暫態過電壓交流分量峰值。可考慮實際運行工況下，由于過電壓而裝設的閥避雷器或極避雷器的限制作用；Uada——閥最高暫態過電壓直流分量。可考慮實際運行工況下，由于過電壓而裝設的閥避雷器或極避雷器的限制作用；kc——電壓階躍過沖因數，與換流器的輸出電壓階躍相關，和確定Uac的條件一致。對模塊化多電平換流器(MMC)或級聯兩電平換流器(CTL)型換流器，電壓階躍過沖因數與子單元或子模塊的電壓階躍過沖因數相關；k。——試驗比例因數，按4.3.2中規定；f——試驗頻率。3h試驗電壓Uw?應按公式(16)～公式(18)確定： (16) (17) (18)Uma×cont——交流系統或聯接變壓器閥側(如果交流系統和換流器之間有聯接變壓器)的最高穩態線電壓；Udmax——直流系統穩態運行電壓的最大直流分量；kc2——電壓階躍過沖因數，與換流器的輸出電壓階躍相關，和確定Utac2的條件一致；k。——試驗比例因數，按4.3.2中的規定；f——試驗頻率；t——時間變量；9.3.2閥沖擊試驗(通用)閥沖擊試驗中宜考慮如下情況。a)對于一些應用(例如直流側沒有架空線路，相電抗器與閥之間的母線在交流側或拓撲中完全被保護),當閥連同內置直流電容器作為一個可控電壓源時，閥沖擊試驗不那么重要，因為閥上不會出現對閥電氣性能起決定性影響的幅值水平的沖擊。在這些應用中，沖擊試驗有可能被省略。b)僅在與閥耐受電壓極性對應的一個極性進行沖擊試驗。c)如果閥沖擊耐壓水平等于或小于閥的交流-直流試驗電壓水平，可認為閥的交流-直流試驗涵蓋了沖擊試驗，因而沖擊試驗有可能被省略。9.3.3閥操作沖擊試驗應采用符合GB/T16927.1的標準操作沖擊電壓波形。在閥上施加三次規定幅值的操作沖擊電壓。閥操作沖擊試驗耐受電壓U應按公式(19)和公式(20)確定。對于帶避雷器保護的閥：Utv=USIPLV·ko·k11………………USIPLV——閥避雷器的操作沖擊保護水平；k。——試驗比例因數，按4.3.2中的規定；對于不帶避雷器保護的閥：本試驗旨在驗證閥不直接受避雷器保護時閥的絕緣。Utv=Uems·ko·k12Uems——根據系統絕緣配合研究得到的閥端子上預期的操作沖擊電壓；k。——試驗比例因數，按4.3.2中規定；閥應耐受試驗電壓且不發生誤動作或絕緣擊穿。9.3.4閥雷電沖擊試驗應采用符合GB/T16927.1的標準雷電沖擊電壓波形。在閥上施加三次規定幅值的雷電沖擊電壓。閥雷電沖擊試驗耐受電壓U?應按公式(21)和公式(22)確定。對于帶避雷器保護的閥：式中：ULIPLv——閥避雷器的雷電沖擊保護水平；k。——試驗比例因數，按4.3.2中的規定；對于不帶避雷器保護的閥：本試驗旨在驗證閥不直接受避雷器保護時閥的絕緣。Ut1v=Ucml·ko·k14…………(2式中：Ucml——根據系統絕緣配合研究得到的閥端子上預期的雷電沖擊電壓；閥應耐受試驗電壓且不發生誤動作或絕緣擊穿。9.4試驗方法9.4.1概述由于內置電容器會消耗大量電流，在可控電壓源型換流閥上進行閥絕緣試驗在實際操作上有相當大的困難。因此，以下閥絕緣試驗方法是可接受的。9.4.2方法一允許使用電容值小但物理尺寸相同的試驗電容器進行暫時替代。在試驗期間，該試驗電容器應允許在試品上建立試驗電壓。同時，在該試驗中，可能有必要禁用柵極電子單元或其他輔助電路，或提供單獨的電源為它們供電，以防止干擾局部放電測量，例如來自柵極單元電源電路的干擾。當柵極電子單元或其他輔助電路在10s試驗中被禁用時，如果有柵極電子單元或其他輔助電路在每個IGBT級上提供的有源電壓控制功能可用其他方法實現，例如，在那些試驗的IGBT級上并聯高阻值電阻器以達到電壓均衡。如果在此試驗中無法禁用柵極電子單元或其他輔助電路，并且能證明干擾是由電子電路引起的，可從測量中消除這種干擾。閥絕緣試驗分兩步完成。第一步重點在部件級上，而第二步重點在閥或閥段上。在第一步中，單獨試驗模塊級。在第二步中，將子模塊級短路，相鄰子模塊之間互相斷開，并通過外部分級電路(例如電阻器陣列、電容器陣列或RC陣列)控制閥或閥級的電壓分布，進行試驗。在第二步中增加對特定試驗電壓的大氣修正是可能的。10IGBT過電流關斷試驗10.1試驗目的主要目的是檢查VSC閥設計(尤其是IGBT)以及相關電路在發生某種短路故障或誤觸發而導致閥關斷時的電流和電壓應力是否充分。基于能表現監測/保護回路的最不利偏差整定值的情況，本試驗應重現最嚴重的電壓應力和瞬態結溫的組合。因控制和保護策略的不同，有時需要進行多個試驗重現所有相關的應力。與試驗回路及直流電容、回路雜散電感等相關的總體要求見6.3。10.2試品如6.2所述。但是，如果某些保護或監測電路對過電流檢測至關重要，有必要將這些電路表示出來。10.3試驗要求試驗應使相關IGBT達到最高穩態結溫并運行在熱平衡狀態，然后開始過電流試驗。控制和保護系統開始檢測過電流，在最大安全關斷電流限值下通過關斷IGBT抑制過電流。試驗電壓Upu2對應于最高暫態直流過電壓，由公式(23)確定：Utp2=Uatemp·kn·k15…………(23)Uatemp——閥的最高暫態直流過電壓，包括kn——試驗比例因數，按4.3.1中的規定；檢測到過電流與IGBT關斷瞬間之間的時間間隔內的試驗電流波形應再現實際運行工況，尤其是電流上升率di/dt。11短路電流試驗11.1試驗目的主要目的是檢驗器件，尤其是二極管、用于保護二極管的任何附加部件(諸如旁路晶閘管)和相關電路在特定的短路情況(諸如直流側短路故障)下的電流應力是否充分，直到控制和保護電路斷開故障電流。考慮到可能會出現恢復電壓，VSC閥應設計能承受多個周波的短路電流直到交流主斷路器斷開，而設備自身不會出現任何故障或損壞。試驗通常在閥電子單元初始帶電的情況下進行，除非短路電流可能在閥未帶電情況下出現(例如換流器的斷路器啟動合閘產生的涌流)。注：當試品含有全橋模塊時，電容器的電壓耐受能力也需要被考核。如6.2所述。11.3試驗要求試驗應首先使相關半導體器件(見6.4)達到最高穩態結溫并運行在熱平衡狀態，然后啟動故障(短路)電流試驗。應把所有可能的過載工況(幅值和持續時間)考慮在內，以確定IGBT和二極管的最大結溫升。短路電流的幅值、持續時間和周期數應是實際運行中預期達到的最大值。如果等效波形的幅值和能量累積能代表故障工況的特征，可使用的等效波形進行試驗。在短路電流期間，如果試品承受一個恢復電壓，在試驗中應重現該恢復電壓，包括換流過沖(如果有)。恢復電壓的試驗安全因數為1.05。考慮到在測試實驗室很難產生故障電流周期之間的恢復電壓，在買方和賣方之間達成協議的情況下，該試驗可在部件級進行。12閥抗電磁騷擾試驗12.1試驗目的主要目的是驗證閥抵抗從閥內部產生及外部施加的瞬時電壓和電流引起的電磁干擾(電磁騷擾)的能力。閥中的敏感部件主要是用于閥級控制、保護和監測的電子電路。通常，閥抗電磁騷擾能力能通過其他型式試驗時監測閥檢測。其中，最重要的試驗為最大連續運行負荷試驗和最大暫態過負荷運行試驗(見6.4和6.5)、閥沖擊試驗(見9.3.3和9.3.4)以及IGBT過電流關斷試驗(見第10章)。如果閥沖擊試驗按照9.4實施，該試驗結果不作為閥抗電磁干擾的依據。該試驗應證明：a)不會發生IGBT誤觸發或開通順序混亂；b)閥上安裝的電子保護電路按照預期動作；c)不會因為接收到來自于閥監測回路的錯誤數據，而出現閥電子單元將閥級故障的錯誤指示或錯誤的信號送到換流器控制和保護系統的情況。注：本文件中，驗證閥抗電磁騷擾能力試驗僅適用于VSC閥和連接閥與地的信號傳輸系統部分。本文件不包括驗證地電位的設備抗電磁騷擾的能力以及閥作為其他設備的電磁騷擾源的特性。通常，試品和其他試驗使用的閥或閥段相同。當驗證抵抗多重閥單元中鄰近閥間耦合引起的電磁騷擾時，可按照12.3定義的兩種方法進行。在這種情況下，按照所采用的方法，試品應為單獨的閥或閥段。12.3試驗要求12.3.1概述當驗證抵抗多重閥單元中鄰近閥間耦合引起的電磁騷擾能力時，可采用兩種推薦方法中的任一種，試驗要求根據所采用的方法而定。注：電磁騷擾試品所使用的特定的幾何布局和正向電壓幅值通常基于多重閥單元的設計進行確定。方法一是模擬電磁干擾源直接作為試驗設備的一部分。這樣的試驗設備要求有兩個及以上的閥或閥段以檢查它們之間的相互影響。與受試閥相關的電磁騷擾源的幾何布局應盡可能接近實際(或從電磁騷擾角度看更加嚴酷)。電磁騷擾試品的電子電路應帶電，應包括與電磁騷擾試品進行正確信息交換所需要的那些部分的閥電子單元。方法二是從理論分析或由實際測量確定在最嚴酷運行條件下的電磁場強度。接下來，這些電磁場由在各自頻率下產生恰當的(或更嚴酷的)電磁輻射的試驗電路模擬。然后將閥段置于試驗干擾源產生的電磁場內。方法二的基本前提是決定閥關鍵位置上的動態場強與方向。通常這可在單個閥觸發試驗期間用探測線圈測量獲得；或者，這個場可通過三維場模擬預測，然后用一個單獨的場強線圈產生至少與預定值相同嚴酷的場強、頻譜和方向，對閥段進行試驗。受試閥段應滿足下述要求：——閥段的端子間施加運行電壓(成正比例的),且在場強線圈通電時應正偏；——受試閥段的電子單元帶電；——包括與閥段進行正確信息交換所需的閥電子單元。12.3.4驗收判據13特殊試驗根據工程需要，由買方和賣方協商是否進行特殊試驗。13.2閥交流-直流電壓濕態試驗13.2.1試驗目的試驗的目的是驗證換流閥在冷卻液泄漏的情況下的絕緣性能。13.2.2試驗試品試品要求同9.2。13.2.3試驗要求冷卻液的泄漏量不應小于15L/h,且在施加試驗電壓時和在此之前至少1h內保持恒定。冷卻液的電導率應比電導率報警設定值高5%。13.3子模塊旁路試驗13.3.1故障旁路試驗試驗目的試驗的目的是驗證在子模塊發生故障到子模塊被旁路期間，子模塊的旁路開關能及時有效旁路，且該過程中各部件上的電氣應力符合設計要求。試品滿足6.2的要求。試品為子模塊，閥段的數量應符合4.1.2中的規定。試驗要求試驗前，閥或閥段應在6.4規定的條件下運行。試驗通過模擬子模塊故障，驗證旁路開關正確動作，試驗旁路觸發信號發出到子模塊可靠旁路的時間差，監測子模塊旁路過程中對外部電壓電流的影響。如果子模塊內部帶放電回路，應驗證旁路開關與放電回路開關的動作保護邏輯的正確性。本試驗適用于可重復合、分的旁路開關。試驗后，應進行10min最大連續運行負荷試驗。13.3.2旁路開關誤閉合試驗試驗目的試驗的目的是驗證運行過程中旁路開關誤閉合時，子模塊保護措施確保子模塊處于短路狀態。試品為子模塊。試驗要求試驗應在閥段運行試驗裝置中進行。子模塊宜位于一個閥段非兩端位置，閥段水冷卻回路工作正常。試驗前，閥或閥段應在6.4規定的條件下運行。試驗應在上管IGBT和二極管分別處于開通狀態時，模擬旁路開關發生誤閉合。試驗后，測量子模塊旁路開關兩端電阻值，確認子模塊呈現短路狀態。試驗不應造成冷卻回路破裂等損壞。然后，對子模塊進行通流試驗。試驗電流為6.4規定的電流或采用圖1所示的電流循環方式。總通流時間、循環次數、最小循環電流Imin、電流上升時間t1和下降時間t?由買方和賣方協商決定。通流試驗期間，應監測通流回路溫度。通流試驗后，應復測子模塊旁路開關兩端電阻值。注：一個完整的電流循環周期包括：最小循環電流Imn到最大循環電流Imax的上升時間t?、Imx維持時間t?、Imx到Imin的下降時間t3和Im維持時間t4。其中，最大循環電流Im為6.4規定的電流，維持時間t?和t4分別為2h。標引序號說明：Imax——最大循環電流方均根值；Imin——最小循環電流方均根值；t?——最小循環電流Imin到最大循環電流Imax上升時間；t2——最大循環電流Imax的維持時間；t?——最大循環電流Ima到最小循環電流Im:n下降時間；t4——最小循環電流Imin的維持時間。圖1電流循環方式13.3.3子模塊過電壓短路試驗試驗的目的是驗證子模塊旁路開關拒動時，保證子模塊短路的其他保護措施安全有效，子模塊在沒有控制的情況下過電壓后形成可靠短路狀態。試品為子模塊。試驗要求試驗應在閥段運行試驗裝置中進行，子模塊宜位于一個閥段非兩端位置，閥段水冷卻回路工作試驗前，子模塊的旁路開關應設定為“拒動狀態”,閥或者閥段應在6.4規定的電流下運行。試驗時，模擬受試子模塊故障，使得子模塊發出旁路開關觸發命令。旁路開關應始終保持拒動狀態，形成子模塊持續升壓，直至受試子模塊呈現短路狀態。試驗不應造成冷卻回路破裂等損壞。受試子模塊應有繼續通流的能力，不應影響其他子模塊的運行，短路后以6.4規定的電流或采用圖1所示電流循環方式運行。總通流時間、循環次數、最小循環電流Imi、電流上升時間t?和下降時間t?由買方和賣方商定。通流試驗期間，應監測通流回路溫度。通流試驗后，應測量子模塊旁路開關兩端電阻值。注：一個完整的電流循環周期包括：最小循環電流Im到最大循環電流Im的上升時間t?,Imx維持時間t?,Im到Imim的下降時間ts和I維持時間ta。其中，最大循環電流Im為6.4規定的電流，維持時間t?和t。分別為2h。14例行試驗14.1概述本章包括閥、閥段或構成其保護、控制和監測的輔助電路的部件的組件試驗。本章不包括閥、閥支架和閥結構中使用的單個部件的試驗。14.2試驗目的例行試驗的目的是通過驗證下述幾種情況，證明制造的正確性：——閥中所用的所有部件和組件已按照設計正確安裝；——閥設備的預期功能和參數在規定的驗收范圍內；——閥段和IGBT-二極管對級(視情況而定)具有足夠的電壓耐受能力；——實現了產品的一致性和均勻性。為工程所制造的所有閥段或其部件都應經過例行的產品試驗。試驗應在閥段或單獨的閥級上進行，視設計和試驗條件而定。14.4試驗要求不必對不同的賣方要求同樣的例行試驗。例行試驗應把閥及其部件特殊設計的性能考慮在內，延伸到在組裝前進行試驗的部件，以及特殊的制造規程和涉及的工藝。本章僅給出例行試驗的目的。任何情況下，賣方應提交買方認可的滿足例行試驗目的的試驗程序的詳細描述。14.5中列出了例行試驗的最低要求。列出的試驗順序既不代表其重要性的排序也不代表應進行試驗的順序。注：在某些情況下，除例行試驗外，有些情況需進行完整組裝產品的樣品試驗，例如當生產過程作了調整。這樣的附加試驗的種類或范圍需要逐案協商。14.5試驗項目14.5.1外觀檢查按照產品的最新批準后的版本，檢查所有材料和部件是完好的且安裝正確。14.5.2聯結檢查檢查所有主要的載流聯結正確。14.5.3均壓回路檢查檢查均壓回路的參數，從而確認施加直流或沖擊波形的電壓時(如果適用),電壓在串聯的閥級上的分配是正確的。14.5.4控制、保護和監測回路檢查或監測回路。如果有必要進行型式試驗和熔斷保護的有效性試驗，應單獨對試驗條件進行詳細說明。電壓耐受檢查檢驗閥部件能耐受對閥規定的最高電壓。應包括交流-直流試驗電壓和操作沖擊試驗電壓(如果適用)。14.5.6局部放電試驗為了檢驗生產正確，買方和賣方應協商哪些部件和組件是設計的關鍵，需要進行適當的局部放電試驗。14.5.7開通/關斷檢查檢查每個閥級中IGBT按照開關命令正確地開通和關斷。14.5.8壓力試驗檢查沒有出現冷卻液泄漏(僅適用于液體冷卻的閥)。壓力試驗中施加液壓不應小于設計壓力的1.2倍，試驗持續時間不應低于30min。15型式試驗結果的表述——實驗室的名稱和地址以及進行試驗的地點； ——委托方的名稱和地址；——試品的明確標識，包括型號及額定值、序列編號和其他任何決定識別試驗對象的信息；——試驗日期；——試驗回路的描述和用于進行試驗的試驗程序；——參考的規范性文件以及與這些文件中規定程序的偏差的明確說明；——測量設備的描述和測量不確定度的規定；——以表格、圖、示波圖以及適當的照片形式呈現的試驗結果；—設備或部件故障的描述。16動態制動閥試驗在一些VSC-HVDC方案中，尤其是當HVDC系統從一個負載很小或者無負載的小型孤島交流系統(例如海上風電場)輸出電力時，HVDC系統可能需要包含一個動態制動系統，例如作為連接VSC系統直流端子的斬波器。動態制動系統的作用是吸收并消耗孤島交流系統在受端故障時產生的能量，持續時間通常為1s～2s。實現這樣一個動態制動系統有多種方法，但是一般來說，這種系統中的閥與輸電用主VSC閥設計相似。動態制動閥可能需要進行型式試驗，第6章～第12章給出的要求通常適用。但動態制動閥一般只需要一組適用于VSC閥的型式試驗。也可能需要進行特殊試驗，可參考第13章給出的要求。動態制動閥在正常情況下處在待機狀態，但在受端交流系統發生故障時，需要在短時間內運行并輸送電流。因此，絕緣試驗條件與VSC閥的條件相似，但只需進行短時運行試驗。(資料性)HVDC輸電用電壓源換流器綜述電壓源換流器(VSC)閥是一項新興技術，不同的賣方有很多不同的技術實現途徑，未來將會創造出更多新的電路拓撲。HVDC中的電壓源換流器與傳統HVDC的換流器(電流源換流器)的根本區別在于，電壓源換流器是通過改變直流電流方向而不是直流電壓極性改變功率潮流的方向，這與傳統HVDC換流器正好相反。直流電壓的平波通過大容量的直流電容器完成，它的作用相當于傳統HVDC工程中的直流電感器(部分由直流輸電系統的電感和換流變壓器的漏抗實現)。實際上，在大部分情況下，VSC閥的電壓作用和傳統HVDC晶閘管閥的電流作用相同，反之亦然對所有可能的VSC閥拓撲進行詳細討論將大大超出本文件的范圍。本附錄的目的在于對VSC和傳統HVDC晶閘管閥的主要區別以及VSC閥的幾種主要形式做一個簡單概述，在一定程度上它們影響了這些閥試驗的判據。本附錄將對迄今為止已知的主要換流器技術進行綜述。但是，不會以任何方式限制或束縛可用的技術路線。所有的電壓源換流器都是旨在將直流電容器電壓在交流端子處轉換為接近正弦波的電壓。然而實際上，VSC的輸出電壓不可能是理想的正弦電壓，反而是一些不連續的階梯形電壓，或稱之為“輸出電個物理標準組件，例如一個單獨的IGBT和相關部件。對于電力系統，三相換流器應用最廣泛，但是考慮到換流器輸出電平的數量，通常會將換流器中每個“相單元”單獨進行考慮。輸出電平的數量指的是一個相單元可能出現的相電壓斷續狀態的數量圖A.1)。需要特別指出的是n電平換流器有(2n—1)種可能的線電壓值。○交流端子圖A.1單個VSC相單元及其理想輸出電壓“兩電平換流器”是最簡單的VSC拓撲，其每相橋臂的交流輸出電壓(相對于直流電容器中點，通常接地)只有兩種可能的狀態：如果該橋臂的VSC閥僅按照基頻進行開通和關斷，輸出的交流電壓波形和標準正弦波相差很遠，遠遠無法達到電力系統的要求。然而，如果閥按照遠高于每個基頻周期進行開通或關斷并引入脈寬調制(PWM),經過濾波后得到的輸出電壓就可能是理想正弦波。圖A.2給出了兩種情況的圖示。脈寬調制是公認的應用于電機驅動的換流器技術，但是它的缺點是開關損耗較大。a)未采用脈寬調制b)采用脈寬調制圖A.2兩電平換流器VSC相單元輸出電壓波形的有三電平或五電平換流器拓撲，但在電力系統的應用中，為了使諧波足夠低通常也仍需要采用脈寬調制。正弦波同時無需或僅需少量的濾波裝置。圖A.3給出了一個15電平換流器的輸出電壓波形，它已經非常接近正弦波了。實際上，15電平以上的換流器通常用于HVDC輸電。圖A.3未采用PWM的15電平換流器的VSC相單元輸出電壓波形A.3主要的VSC閥類型綜述傳統的HVDC閥的總體設計發展方向大致相同，與之不同的是VSC閥處于技術發展的早期階在十多年前，可商用的VSC閥有兩個基本類型。a)開關型VSC閥，這些閥類似于晶閘管閥，僅具有可控開關功能，只有兩種工作狀態：開通和關斷。在基于這種拓撲的換流器中，直流電容器與閥完全分離，并有可能單獨進行試驗。根據閥屬于上述兩種類型中的哪一類，采用完全不同的方法進行某些型式試驗。有文獻記載了其他一些混合型VSC閥，它們結合了以上兩種類型VSC閥的特征。但在十多年A.4開關型VSC閥這種類型的VSC閥呈現和傳統晶閘管閥比較接近的外觀，VSC閥中包括了大量串聯連接的同步開通、關斷的IGBT器件。如同傳統晶閘管閥那樣，串聯IGBT開通、關斷的同步性非常重要。冗余的考慮與電網換相換流器晶閘管閥相同，都是提供一些額外的串聯IGBT器件，保證這些IGBT具有短路失效模式特性，或配置一個并聯的短路開關。通常采用脈寬調制以獲得更