DL∕T 1215.2-2013 鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器 第2部分換流鏈的試驗(yàn)

第2部分：換流鏈的試驗(yàn) 2013-08-01實(shí)施國家能源局發(fā)布搭搭前言 Ⅱ 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 1 25換流鏈的型式試驗(yàn) 56電磁干擾(EMI)試驗(yàn) 7出廠試驗(yàn) IDL/T1215.2—2013——第1部分：功能規(guī)范導(dǎo)則——第2部分：換流鏈的試驗(yàn)——第3部分：控制保護(hù)監(jiān)測系統(tǒng)——第4部分：現(xiàn)場試驗(yàn)——第5部分：運(yùn)行檢修導(dǎo)則本部分為第2部分。1DL/T1215.2—2013鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器第2部分：換流鏈的試驗(yàn)本部分規(guī)定了鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器(簡稱鏈?zhǔn)絊TATCOM)換流鏈的術(shù)語、試驗(yàn)?zāi)康?、試?yàn)項(xiàng)目、系統(tǒng)和工業(yè)環(huán)境中鏈?zhǔn)絊TATCOM的6kV-66kV換流鏈型式試驗(yàn)和出廠試驗(yàn)。2規(guī)范性引用文件件。凡是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。GB311.1絕緣配合第1部分：定義、原則和規(guī)則GB/T7354局部放電測量(IEC60270-2000,IDT)GB/T16927.(高電壓試驗(yàn)技術(shù)第1部分：一般定義及試驗(yàn)要求GB/T16927.20高電壓試驗(yàn)技術(shù)第2部分：測量系統(tǒng)本標(biāo)準(zhǔn)第1部分確是的術(shù)語和定義，以及下列術(shù)語和定義適用于本部分。[DL/T1193—2012,定義43.5]多重?fù)Q流鏈multipleconverterchain2DL/T1215.2—20134.1試驗(yàn)項(xiàng)目一覽表表1鏈?zhǔn)絊TATCOM換流鏈的試驗(yàn)項(xiàng)目試驗(yàn)項(xiàng)目出廠試驗(yàn)型式試驗(yàn)條款和子條款試驗(yàn)對象換流鏈端對地絕緣試驗(yàn)交流電壓試驗(yàn)√√5.1.1換流鏈雷電沖擊試驗(yàn)√5.1.2換流鏈換流鏈端間絕緣試驗(yàn)交流電壓試驗(yàn)*√5.2.1換流鏈操作沖擊試驗(yàn)√5.2.2換流鏈換流鏈間絕緣試驗(yàn)交流電壓試驗(yàn)√√5.3.1多重?fù)Q流鏈操作沖擊試驗(yàn)√5.3.2多重?fù)Q流鏈運(yùn)行試驗(yàn)周期觸發(fā)和熄滅試驗(yàn)√5.4.1鏈節(jié)功率損耗試驗(yàn)√5.4.2鏈節(jié)溫升試驗(yàn)√5.4.3鏈節(jié)過電流試驗(yàn)√5.4.4鏈節(jié)直流電容器放電試驗(yàn)*√5.4.5鏈節(jié)電磁干擾試驗(yàn)操作沖擊試驗(yàn)*√6換流鏈外觀檢查√換流鏈或鏈節(jié)連接檢查√換流鏈或鏈節(jié)鏈節(jié)電壓輸出能力檢查√換流鏈或鏈節(jié)輔助部件檢查√換流鏈或鏈節(jié)觸發(fā)檢查√換流鏈或鏈節(jié)冷卻系統(tǒng)試驗(yàn)√換流鏈或鏈節(jié)注1:表中“√”表示必做試驗(yàn)，“*”表示選項(xiàng)試驗(yàn)，選項(xiàng)試驗(yàn)說明見7.7。注2:表中所描述的試驗(yàn)適用于換流鏈或鏈節(jié)、換流鏈結(jié)構(gòu)以及分布在換流鏈結(jié)構(gòu)之內(nèi)或者連接在換流鏈結(jié)構(gòu)與地之間的冷卻介質(zhì)分布系統(tǒng)、觸發(fā)和監(jiān)控電路及其連接光纖，其他相關(guān)設(shè)備如控制保護(hù)系統(tǒng)和換流鏈基電子單元等是必需的，但這些設(shè)備本身不是試驗(yàn)對象。試驗(yàn)的目的是驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的換流鏈(其首末端短接)對地的電壓耐受能力。a)有足夠的距離防止閃絡(luò)。c)在交流情況下，局部放電的起始和熄滅電壓應(yīng)大于在換流鏈結(jié)構(gòu)上可能出現(xiàn)的最高穩(wěn)態(tài)運(yùn)行3DL/T1215.2—2013b)在交流情況下，局部放電的起始和熄滅電壓應(yīng)大于在換流鏈端間可能出現(xiàn)的最高穩(wěn)態(tài)運(yùn)行c)過電壓保護(hù)觸發(fā)系統(tǒng)(如有)可按預(yù)設(shè)定值動(dòng)作。c)在交流情況下，局部放電的起始和熄滅電壓應(yīng)大于在換流鏈結(jié)構(gòu)上可能出現(xiàn)的最高穩(wěn)態(tài)運(yùn)行a)鏈節(jié)的功能正常。d)產(chǎn)品的一致性。4.3型式試驗(yàn)的原則b)某些型式試驗(yàn)既可在完整的換流鏈上進(jìn)行，也可在其鏈節(jié)上進(jìn)行，見表1。f)絕緣試驗(yàn)按照GB/T16927.1和GB/T16927.2中相關(guān)部分進(jìn)h)型式試驗(yàn)報(bào)告的有效期為5年。4DL/T1215.2—20135DL/T1215.2—20134.5型式試驗(yàn)中允許故障的鏈節(jié)數(shù)量型式試驗(yàn)中個(gè)別鏈節(jié)故障是允許的。換流鏈和鏈節(jié)每次試驗(yàn)前都必須進(jìn)行檢查。在任何預(yù)先的校核試驗(yàn)以及每項(xiàng)型式試驗(yàn)后也必須進(jìn)行檢查，以確定在試驗(yàn)過程中是否有鏈節(jié)損壞。型式試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的損壞鏈節(jié)在進(jìn)行另一項(xiàng)試驗(yàn)之前必須修復(fù)。在任何型式試驗(yàn)中允許一個(gè)鏈節(jié)出現(xiàn)功率半導(dǎo)體器件損壞，如果某項(xiàng)型式試驗(yàn)項(xiàng)目之后發(fā)現(xiàn)有一個(gè)鏈節(jié)功率半導(dǎo)體器件損壞，則應(yīng)修復(fù)后重復(fù)該項(xiàng)試驗(yàn)。整個(gè)型式試驗(yàn)總共只允許兩個(gè)鏈節(jié)出現(xiàn)功率器件損壞。除功率器件損壞外，在型式試驗(yàn)過程中和事后檢驗(yàn)出來的有故障但未導(dǎo)致功率半導(dǎo)體器件損壞的鏈節(jié)數(shù)目應(yīng)不超過兩個(gè)。在全部型式試驗(yàn)完成之后功率半導(dǎo)體器件故障和鏈節(jié)的其他故障分布應(yīng)該大體上是隨機(jī)的，不應(yīng)顯示有任何設(shè)計(jì)上的缺陷。4.6試驗(yàn)結(jié)果的文件要求c供方應(yīng)提供換游錐我鏈節(jié)全部型式試驗(yàn)的鑒定性試驗(yàn)報(bào)告。供方應(yīng)提供常規(guī)試驗(yàn)結(jié)果的記錄。4.6.2型式試驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容a)一般性數(shù)據(jù)如：1)被試設(shè)備的標(biāo)識(如類型、額定參數(shù)、圖號、制造序號等);2)被試設(shè)備主要部件標(biāo)識(如-IGBT等功率器件、緩沖電抗器、印刷電路板等);3)試驗(yàn)場所的名稱和地點(diǎn)；4)提供相關(guān)環(huán)境條件(如溫度、濕度、絕緣試驗(yàn)時(shí)的大氣壓力等)5)考的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)；6)試驗(yàn)日期；7)負(fù)責(zé)八姓名和簽名；8)需方監(jiān)造員(如有)的簽名及其授權(quán)證明證據(jù)(如要求)。b)用于特別試驗(yàn)的試驗(yàn)電源(如沖擊電壓發(fā)生器、直流電壓源等)/的描述，如制造廠名、額定參數(shù)、特性等。c)測量儀器說明，包括保證精度及最后校驗(yàn)日期等。d)每項(xiàng)試驗(yàn)安排的詳細(xì)信息(如電路圖)。e)試驗(yàn)步驟的說明。f)經(jīng)同意的偏差或放棄意見g)結(jié)果列表，包括照片、波形及曲線等。h)功率半導(dǎo)體器件故障及其他不正常事件的報(bào)告。i)試驗(yàn)結(jié)論。5換流鏈的型式試驗(yàn)5.1換流鏈端對地的絕緣試驗(yàn)試驗(yàn)時(shí)所有鏈節(jié)中處于高電位和地電位的全部部件必須分別短接在一起。5.1.1交流電壓試驗(yàn)a)試驗(yàn)?zāi)康摹⒁?.2.1。b)試驗(yàn)參數(shù)和波形。短時(shí)工頻耐受電壓Us1及局放試驗(yàn)電壓Uts?可按表2確定。6額定電壓(有效值，kV)試驗(yàn)電壓Us(有效值，kV)(有效值，kV)666(63)1)調(diào)節(jié)電壓，從Us)的50%升到100%。2)維持Uts?1min。3)降低電壓至Uis2。4)維持電壓Us?10min,最后1min記錄局部放電水平，然后降低電壓到零。5)假如在換流鏈中對局部放電靈敏的元件已經(jīng)單獨(dú)得到試驗(yàn)驗(yàn)證，則在步驟4)的最后1min6)起始和熄滅電壓的測量應(yīng)按照GB/T7354進(jìn)行，熄滅電壓的峰值應(yīng)大于Us?。額定電壓(有效值，kV)對地沖擊電壓(峰值，kV)666(63)a)試驗(yàn)?zāi)康?。參?.2.2。2)原則上，試驗(yàn)過程中鏈節(jié)直流電容器應(yīng)保持7DL/T1215.2—2013U?——跨接在換流鏈端間的避雷器(如配備)的保護(hù)電壓。1)電壓Uv1從50%升到100%。3)降低電壓至Uv。4)維持電壓Uv10min,然后降低電壓到零，最后1min記錄局部放電水平。5)假如在換流鏈中對局部放電靈敏的元件已經(jīng)單獨(dú)得到試驗(yàn)驗(yàn)證，則在上一步4)的最后1min記錄下來的周期局部放電峰值應(yīng)不大于200pC;否則，周期局部放電峰值應(yīng)6)起始和熄滅電壓的測量應(yīng)按照GB/T7354。注：上述試驗(yàn)可能因一些換流鏈元件的過熱而不能實(shí)現(xiàn)。在此種情況下，按買賣雙方的協(xié)議將1min交流耐壓試驗(yàn)分為幾段較短的時(shí)間試驗(yàn)，其最小試驗(yàn)時(shí)間為規(guī)定的過電壓的最大可能時(shí)間的兩倍，但總試驗(yàn)時(shí)間不少于1min。8DL/T1215.2—2013b)試驗(yàn)要求。1)試驗(yàn)波形及數(shù)值。波形：由系統(tǒng)研究確定；試驗(yàn)電壓值Uisv2可按下式計(jì)算：Ucms——在系統(tǒng)操作中換流鏈可能承受的過電壓峰值。2)原則上，試驗(yàn)過程中鏈節(jié)直流電容器應(yīng)正確連接。3)當(dāng)試驗(yàn)電源容量不能滿足時(shí)，在驗(yàn)證了有無直流側(cè)電容器對各鏈節(jié)操作電壓分配影響小于±2%時(shí)，試驗(yàn)可以在移除直流電容器的情況下進(jìn)行；否則，在移除直流電容器的情況下進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)采用其他措施保證鏈節(jié)間操作電壓分配關(guān)系與實(shí)際工況誤差小于±2%。c)試驗(yàn)步驟。換流鏈的一端接地，在換流鏈端間分別施加正負(fù)極性操作沖擊各三次。5.3換流鏈間絕緣試驗(yàn)(僅適用于多重?fù)Q流鏈)每個(gè)換流鏈中的每個(gè)鏈節(jié)都應(yīng)短接。試驗(yàn)應(yīng)對相同結(jié)構(gòu)中的任兩個(gè)換流鏈間的絕緣都進(jìn)行驗(yàn)證，除非多重?fù)Q流鏈的機(jī)械結(jié)構(gòu)布局使之不必要。5.3.1交流電壓試驗(yàn)b)試驗(yàn)值和波形。短時(shí)工頻耐受電壓Us和局放電壓Uts?見表2。5.3.2雷電沖擊試驗(yàn)a)試驗(yàn)?zāi)康摹Ｒ?.2.3。c)試驗(yàn)步驟。試驗(yàn)應(yīng)分別將正極性、負(fù)極性各三次的沖擊電壓施加到換流鏈間。5.4運(yùn)行試驗(yàn)運(yùn)行試驗(yàn)項(xiàng)目可在鏈節(jié)上進(jìn)行。鏈節(jié)的運(yùn)行試驗(yàn)一般采用兩個(gè)鏈節(jié)背靠背方式進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)電路如圖1所示，其中一個(gè)鏈節(jié)輸出感性無功，另一個(gè)鏈節(jié)輸出相同容量的容性無功，直流電源僅提供鏈節(jié)圖1鏈節(jié)的運(yùn)行試驗(yàn)電路5.4.1周期觸發(fā)和熄滅試驗(yàn)a)試驗(yàn)?zāi)康?。?yàn)證鏈節(jié)對開通和關(guān)斷瞬間重復(fù)性電壓和電流應(yīng)力的耐受能力。b)試驗(yàn)要求。1)冷卻系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)行在設(shè)計(jì)的嚴(yán)酷條件下，如最大冷卻介質(zhì)電導(dǎo)率、最小流量、最高進(jìn)水2)鏈節(jié)所流過的電流波形應(yīng)盡可能接近實(shí)際電流，有效值應(yīng)大于裝置的額定電流，取1.05倍；3)功率器件開通和關(guān)斷瞬間直流電容器上的最大瞬時(shí)電壓應(yīng)大于實(shí)際工況下的最大瞬時(shí)電壓，取1.05倍；9DL/T1215.2—20134)開通和關(guān)斷瞬間功率器件中最大瞬時(shí)電流應(yīng)大于實(shí)際工況下的最大瞬時(shí)電流，取1.05倍。c)試驗(yàn)方法。1)同時(shí)控制兩個(gè)鏈節(jié)，按照b)規(guī)定的條件，使其中一個(gè)鏈節(jié)輸出感性無功，另一個(gè)鏈節(jié)輸出容性無功，每5min讀一次功率半導(dǎo)體和散熱器界面溫度，直至連續(xù)5次讀數(shù)保持在±2℃2)持續(xù)運(yùn)行規(guī)定時(shí)間(型式試驗(yàn)：30min,出廠試驗(yàn)：5min),在此過程中，記錄鏈節(jié)電流、功率半導(dǎo)體器件開關(guān)過程中直流電容器上最大瞬時(shí)電壓、最大瞬時(shí)電流；3)改變鏈節(jié)輸出的無功功率方向，重復(fù)1)～2);4)增大鏈節(jié)所流過的電流。直至達(dá)到STATCOM短時(shí)過載能力所規(guī)定的電流值，持續(xù)規(guī)定的時(shí)間，記錄鏈節(jié)電流、功率半導(dǎo)體器件開關(guān)過程中直流電容器上最大瞬時(shí)電壓、最大瞬時(shí)5)試驗(yàn)結(jié)束后，器件應(yīng)仍能可靠開通和關(guān)斷。5.4.2功率損耗試驗(yàn)a)試驗(yàn)?zāi)康?。測量單個(gè)鏈節(jié)損耗，以便確定鏈?zhǔn)絊TATCOM的總損耗、驗(yàn)證冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否b)試驗(yàn)要求。1)損耗測要在最低直流電壓、額定直流電壓、最高直流電壓下分別進(jìn)行；2)損耗測試應(yīng)在多種直流電壓下(至少包含1)中所述三種電壓。分別在0、10%、20%…110%額定電流下進(jìn)行；3)冷卻介質(zhì)流量與介質(zhì)溫度、環(huán)境溫度間控制關(guān)系應(yīng)與實(shí)際運(yùn)行中一致c)試驗(yàn)方法1)周時(shí)控制兩個(gè)鏈節(jié)，按照b)規(guī)定的條件，使其中一個(gè)鏈節(jié)輸出感性無功，另一個(gè)鏈節(jié)輸之內(nèi)測量并記錄鏈節(jié)的損耗；2)損耗的測試方法有兩種：電橋法和直流損耗測試法。電橋法直接測量鏈節(jié)電壓與電流的幅值和相位，計(jì)算出有功損耗直流損耗測量法：測量直流電源輸出的有功功率，減去連接胞抗器的損耗，即得到兩個(gè)鏈a)試驗(yàn)?zāi)康摹?)驗(yàn)證主要發(fā)熱元件的溫升在規(guī)定范圍內(nèi)；2)驗(yàn)證在不同的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況下，沒有元件和材料由于過熱而使換流鏈性能受到影響；3)驗(yàn)證冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理。b)試驗(yàn)要求。1)冷卻系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)行在設(shè)計(jì)的嚴(yán)酷條件下，如最大冷卻介質(zhì)電導(dǎo)率、最小流量、最高進(jìn)水溫2)鏈節(jié)運(yùn)行的電氣條件與周期觸發(fā)和熄滅試驗(yàn)條件相同。c)試驗(yàn)方法。1)同時(shí)控制兩個(gè)鏈節(jié)，按照b)規(guī)定的條件，使其中一個(gè)鏈節(jié)輸出感性無功，另一個(gè)鏈節(jié)輸出容性無功，每5min讀一次功率半導(dǎo)體和散熱器界面溫度，直至連續(xù)5次讀數(shù)保持在±之內(nèi)，記錄各發(fā)熱元件的溫度；2)持續(xù)試驗(yàn)時(shí)間：型式試驗(yàn)不少于2h,出廠試驗(yàn)不少于1h;3)若元件溫度不能通過實(shí)測來獲得，則在合適位置測量，并以此推斷該溫度；DL/T1215.2—20134)溫升試驗(yàn)可以與鏈節(jié)周期觸發(fā)和熄滅試驗(yàn)結(jié)合進(jìn)行。1)試驗(yàn)中流經(jīng)功率半導(dǎo)體器件的電流變化率應(yīng)大于鏈?zhǔn)絊TATCOM在最嚴(yán)酷工況(包括各種故障)下可能承受的最大電流變化率；2)施加過電流前鏈節(jié)的直流電壓應(yīng)為鏈節(jié)正常工作所允許的最大直流電壓；3)試驗(yàn)前鏈節(jié)中功率半導(dǎo)體的溫升應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)值。c)試驗(yàn)方法。鏈節(jié)過電流試驗(yàn)的試驗(yàn)回路如圖2所示，也可以采用其他能夠滿足b)要求的回路1)調(diào)節(jié)加熱電源的輸出電壓，使鏈節(jié)中流過電流，對功率半導(dǎo)體器件進(jìn)行加熱，直至器件溫2)閉合充電回路，調(diào)節(jié)充電電源輸出電壓給直流電容器充電，使其電壓達(dá)到最大允許工作電3)斷開充電回路，觸發(fā)G1和G4使電容器放電，產(chǎn)生過電流；4)記錄直流電壓、放電電