GB/T 39226-2020 磁约束聚变大电流变流系统集成测试要求

ICS27.120

F60GB

中华人民共和国国家标准

GB/T39226-2020

磁约束聚变大电流变流系统

集成测试要求

Requirementsontheintegratedtestforhighpowerconvertersystemof

magneticconfinementfusion

2020-11-19发布2021-06-01实施

国家市场监督管理总局告士

国家标准化管理委员会保W

GB/T39226-2020

目次

前言…··皿

1范围………··………….1

2规范性引用文件……”…….1

3术语和定义”…………“………·……1

4集成测试的要求………“………·……3

5测试方法及流程…………”………·……5

附录AC资料性附录）十二脉波、四象限运行变流器单元的结构示意图…………17

I

GB/T39226-2020

前言

本标准按照GB/T1.12009给出的规则起草。

本标准由全国核能标准化技术委员会（SAC/TC58）提出并归口．

本标准起草单位s中国科学院等离子体物理研究所、荣科恒阳整流技术有限公司、华中科技大学。

本标准主要起草人z高格、张秀青、傅鹏、周奇、张明。

m

GB/T39226-2020

磁约束聚变大电流变流系统

集成测试要求

1范围

本标准规定了磁约束聚变大电流变流系统集成的测试项目、测试条件、测试方法／流程及合格判定

准则。

本标准适用于使用晶闸管的大于10kA的磁约束聚变大电流变流系统的集成测试。

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。凡是不注目期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T2900.33-2004电工术语电力电子技术

GB/T3859.1-2013半导体变流器通用要求和电网换相变流器第1-1部分g基本要求规范

GB/T3859.3-2013半导体变流器通用要求和电网换相变流器第1-3部分z变压器和电抗器

GB/T12325电能质量供电电压偏差

GB/T12326电能质量电压波动和闪变

GB/T14549电能质量公用电网谐波

GB/T15543电能质量三相电压不平衡

3术语和定义

GB/T2900.33-2004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/T2900.332004中的一些术语和定义。

3.1

磁约束骤变m咽1eticconfinementfusion

利用强磁场将高温度和高密度等离子体约束足够长的时间而产生的核聚变反应。

3.2

交流／直流变流器a.c./d.c.converter

用于整流或逆变，或既可以整流也可以逆变的电力电子变流器。

3.3

半导体变流器semiconductorconverter

使用半导体阀器件的电力电子变流器。

[GB/T2900.332004，定义551-12-42]

3.4

集成测试integrated阳t

对由半导体变流器、整流变压器、直流开关和控制器等部件组成的一个完整的变流系统进行的性能

测试。

1

GB/T39226-2020

3.5

电流闭环控制cuπentclosed-loopcontrol

使用半导体阀器件的电力电子变流器。以变流器的实际输出电流为反馈信号和参考电流相比较，

对差值电流进行放大，使用放大的结果来控制变流器的触发角，以使输出电流跟踪参考电流的控制

方式．

3.6

电压阶跃voltagestep

电压值从一个值跳变到另一个值。

3.7

桥霄bridge町皿

在由桥式联结变流器的一侧向另一侧传送电力的阀臂，阀臂的一端连接交流电路的相端子，另一端

连接直流端子。

3.8

触发tri阻ering

使擎住阀器件或由其构成的臂实现开通的控制动作。

[GB/T2900.33-2004，定义551-16-61]

3.9

触发延迟角tri回＇°rdelayangle

相控时，触发脉冲滞后于基准点的时间间隔，以电角度表示。

[GB/T2900.332004，定义551-16-33]

3.10

换相失败commutationfailure

换相时，电流未能由导电臂转移到后继导电臂的现象。

[GB/T2900.33-2004，定义551-16-59]

3.11

六脉波sixpulse

在一个基本周期内，在桥臂之间对称而不是同时发生的直接或非直接的换相次数为6。

3.12

十二脉波twelvepulse

在一个基本周期内，在桥臂之间对称而不是同时发生的直接或非直接的换相次数为12,

3.13

半导体开关semiconductorswitch

使用半导体阀器件的电力电子开关。

[GB/T2900.33-2004，定义551-13-05]

3.14

外旁通阻趾rnalbypa甜

在变流器的外部，可以为负载电流提供续流路径的一种半导体开关。

3.15

单变流器singleconverter

一种电流型可逆交流／直流变流器，其直流电流只有一个方向。

[GB/T2900.33-2004，定义551-12-38]

2

GB/T39226-2020

3.16

四象限变流器four-quadrantconverter

一种交流／直流变流器或直流变流器，与电流方向和电压方向均可改变相联系，直流功率的流动有

两个可能的方向。

[GB/T2900.33-2004，定义551-12-36]

3.17

六脉波变流桥sixpulseconverterbridge

输出电压为六脉波的三相全控桥式变流器。

注E此处变流器的定义仅适用于本标准a

3.18

电压响应voltagerespo皿e

在外加阶跃电压作用的激励下，变流器输出电压对激励信号的响应。

3.19

环流运行circulatingc町rentoperation

在四象限运行的变流器单元中，一个正向变流桥和一个反向变流桥同时运行，在维持负载电流的同

时，在变流器单元内部形成回路，以利于负载电流在零点附近能够平滑过渡E

3.20

单桥运行singlebridgeoperation

在多桥系统中，仅一个变流桥投入运行，其余变流桥被脉冲封锁。

3.21

并联运行paralleloperation

两个或两个以上变流桥的输出端以并联方式连接，运行时各变流桥等额分担负载电流。

3.22

电流不均衡度cuπentimbalancefactor

两个变流桥并联运行时，输出电流之差的绝对值与输出电流的平均值之比。

3.23

容许偏差tolerance

测量值与规定值之间的允许差值与规定值之比，

3.24

均流系踉C町rentsharingcoefficient

各并联半导体器件承载的平均电流之和的平均值与所有并联半导体器件中承担电流最大的器件承

载的平均电流之比。

4集成测试的要求

4.1概述

4.1.1测试应在与实际运行条件等效的电气条件下进行。如果测试条件不具备，对应的组件和设备应

在证实满足规定性能的条件下进行。

4.1.2除非另有协议约定，交流供电电压和测试电压应为工频电压。

4.1.3变流系统的子系统或其组成部件应在集成前通过符合性测试。

4.1.4测试电压、测试电流和触发角的容许偏差不超过表l的规定值。

4.1.5磁约束聚变大电流变流系统通常采用模块化结构。四象限变流系统通常采用十二脉波、四象限

变流器单元为基本模块，其结构示意图如图A.1所示。在四象限变流器单元中，输出电流与参考电流

3

GB/T39226-2020

方向一致的变流桥为正向变流桥，输出电流与参考电流方向相反的变流桥为反向变流桥。

表1容许偏差

最大容许偏差

参数

电流±5%

直流电压±3%

±1"

触发角

4.2测试条件

4.2.1环境条件

测试推荐在以下条件下进行g

a)温度：5℃～35℃p

b)相对湿度：45%～75%，或最高以不出现凝露为准5

c)气压，86kPa~106kPa.

4.2.2供电电网

磁约束聚变大电流变流系统集成测试的供电电网要求如下z

一一供电电网容量应足以提供被测大电流变流系统输出的额定电流和额定带载电压s

系统漏抗应满足变流器各种运行模式的需求；

电压频率应为50Hz，电力系统正常运行条件下频率偏差限值为土0,2Hz;

一一交流输出电压应满足被测磁约束聚变太电流变流系统交流输入电压范围的要求s

一一供电电压正、负偏差绝对值之和应符合GB/T12325的规定s

一一电压的波动和闪变应符合GB/T12326的规定s

一一总谐波畸变率应符舍GB/T14549的规定g

一一供电电压的三相不平衡度应符合GB/T15543的规定。

4.2.3测试负载

主妻子磁约束聚变太电流变流系统负载的特殊性，用于集成测试的负载应是能够模拟被测变流系统

集成测试的电感。

注a无外接负载的空载测试除外，其实际测试负载是电阻．

4.3测试项目

表2规定了集成测试包含的所有测试项目。

4.4确定合格判定标准值

根据用户提供的参数，分析变流系统在各种运行模式下的触发角范围、输出电压能力以及电流

纹波。

基于分析结果提出各种运行模式的测试要求，规定测试结果合格判定的标准值。

4

GB/T39226-2020

表2测试项目一览表

试验项目四象限变流器单变流器章条号

序号

15.1

外观检查**

25.2

绝缘电阻测量**

35.3

控制器测试**

45.4

元外接负载的空载测试**

55.5

轻载测试食*

65.6

六脉波变流桥全电流测试食*

75.7

电压响应测试

（肯〕（食〉

8