GB/T 37010-2018 柔性直流输电换流阀技术规范

ICS29.200;29.240

K46

国；

中华人民共和国国家标准

GB/T37010-2018

柔性直流输电换流阀技术规范

Technicalspecificationofconvertervalvesforhigh-voltagedirect

currentpowertransmissionusingvoltagesourcedconverters

2018-12-28发布2019-07-01实施

国家市场监督管理总局啦舍

中国国家标准化管理委员会＆叩

GB/T37010-2018

目次

ill

1范围－

2规范性引用文件－

3术语和定义·

4环境条件………………….4

4.1正常使用环境条件………….4

4.2特殊使用环境条件………….4

5技术要求…………………4

5.1，总贝。…4

5.2主要参数

5.3机械性能

5.4电气性能……………5

5.5关键器件性能……………….6

5.6阀基控制设备

5.7可靠性

5.8防火

5.9防爆…………………·…10

5.10漏水监测…………………………10

5.11冷却系统…………………………10

6i式验………………………10

6.1型式试验……………………·10

6.2出厂试验……………10

6.3现场交接试验…………·......11

7运行维护……．．．．．．．．．．．

7.1换流阀运行规定……………·12

7.2换流阀维护…………………………13

8包装与运输…………………·14

8.1概述…………………14

8.2包装…………………14

8.3运输……………………·………14

附录A（资料性附录）电压源换流器阀级术语示例……………………15

I

GB/T37010-2018

一一子模块（或子单元）冗余控制；

一一直流侧可控充电；

一一换流阀解锁条件自检；

一一子模块（或子单元）可检测损坏故障的自检；

一一换流阀的基本保护；

一一状态监视及录波功能，实现对全部子模块（或子单元）的直流电容器电压、旁路状态和故障状态

等信息的监测，满足换流阀及阀基控制设备故障分析及异常情况指示等要求；

一一对模拟量、接口信号和故障信号的录波和输出功能，并提供与vsc换流站统一故障录波装置

的接口；

一一桥臂环流抑制。

5.6.3性能要求

阀基控制设备的控制单元至少应按每个换流阀或每相配置，每相或每个换流阀的控制单元单独

组屏。

阀基控制设备的每个控制单元应在一个装置内实现主备用双系统的功能，两套系统完全独立，电、源

模块、逻辑模块全部双重化，并应具有完善的自检功能。任一系统发生故障或系统维护时，不应影响正

常系统的运行。

阀基控制设备应保证在一次系统正常或故障条件下正常工作。在任何情况下都不应因为控制系统

。

的工作不当而造成换流阀的停运甚至损坏

间基控制设备的控制参数和控制精度应满足对换流阀控制、监视和保护的特定要求。

阀基控制设备应满足抗电磁场干扰及静电影响的要求。

5.6.4接口要求

5.6.4.1与子模块的接口

阀基控制设备的控制单元需完成对多个子模块（或子单元）的实时控制和监测。每个子模块（或子

单元）控制保护装置通过一对光纤与阀基控制设备的控制单元相连接，实现控制、保护和数据传输，传输

的接口信号至少应包括：

一一可关断半导体器件的触发与闭锁；

一一电容器电压；

一一子模块（或子单元）状态。

5.6.4.2与换流站控制的接口

阀基控制设备与换流站控制装置之间采用光纤通信，通信规约采用标准的国际通用协议。

换流站控制装置到间基控制设备的下行接口信号至少应包括：

一一解锁／闭锁指令；

全局旁路指令；

可控充电指令；

一一参考波；

系统值班信号。

阀基控制设备到换流站控制装置的上行接口信号至少应包括：

间基控制设备运行状态；

8

GB/T37010-2018

一一阀基控制设备（VBC）就绪信号；

一一冗余切换请求；

一一请求跳闸信号；

一一换流阀电容器电压。

5.6.4.3与测量系统的接口

阀基控制设备与测量系统之间采用光纤通信，通信规约采用标准的国际通用协议。传输的信号至

少应包括桥臂电流。

5.7可靠性

换流阀应通过合理的冗余设计保证在两次计划检修之间的运行周期中可能损坏的元件不至引起换

流阀停运。在冗余范围内，元件发生故障时不应对换流间的功能产生影响。

冗余度的确定应保证：

一一在两次计划检修之间的运行周期内，如果在此运行周期开始时没有损坏的子模块（或子单元），

并且在运行期间内不进行任何子模块（或子单元）更换，冗余子模块（或子单元）全部损坏的桥

臂不超过1个；

一一各桥臂中的冗余子模块（或子单元）数不小于两次计划检修之间的运行周期内可能损坏子模块

（或子单元）数量的期望值的2.5倍，也不少于每个桥臂子模块（或子单元）总数的3%。

子模块（或子单元）损坏数量的期望值在IGBT和相关部件的故障率期望值的基础上，按独立随机

损坏模型进行计算。IGBT及相关元部件的故障率期望值根据同类应用条件下同类设备的运行经验

考虑。

5.8防火

换流阀在设计、制造和安装上应尽可能消除任何原因导致的火灾隐患，以及将火灾在换流阅内蔓延

的可能性降至最低。应至少遵守以下原则：

一一换流阀内的非金属材料是阻燃的，并具有自熄灭性能；

一一所有的塑料中添加足量的阻燃剂，但不得降低材料的其他必备的物理特性，如机械强度和电气

绝缘特性。由于卤化澳燃烧后产生的物质具有高度的腐蚀性和毒性，不得采用这种物质作为

填充物；

一一设备制造商提供换流阀内所有塑料部件（如：支撑件、冷却介质管、导线、光导纤维铠装、光导纤

维管道、维护平台）完整的可燃性清单；

一一换流阀内采用元油化设计；

一一在相邻的材料之间和光纤通道的节间设置阻燃的防火板，或采用其他措施，阻止火灾在相邻塑

料材料之间以及光纤通道的节间横向或纵向蔓延。避免由于隔板设置不当导致换流阀内元件

过热；

一一阀电子电路的设计保证不存在产生过热和电弧的隐患，使用安全可靠和阻燃的元部件，电子设

备单元中不允许有高压部件；

一一换流阀的电气联接牢固、可靠，避免产生过热和电弧；

一一减少电接触点的数量，所有电接触点使用蝶性紧团；

一一冷却系统避免因漏水、冷却水中杂质过高以及冷却系统腐蚀等原因导致的电弧和火灾。

9

GB/T37010-2018

5.9防爆

换流阀在设计、制造和安装中应尽可能消除物理外观爆裂的可能，并满足以下要求：

一一一换流阀中子模块（或子单元）发生故障时能快速旁路；

一－一子模块（或子单元）采取有效的防爆措施，以防止元器件爆裂对其他元器件造成损坏，同时不影

响其他设备元件的正常运行；

－一间塔设计采取有效的防爆措施，防止任一设备元件发生物理外观爆裂对其他设备元件造成

损坏。

5.10漏水监测

阀基控制设备应具备漏水检测能力，漏水信号通过阀基控制设备传输给控制保护。

5.11冷却系统

冷却系统分为内冷却系统和外冷却系统。内冷却系统一般也称为一次循环水系统，主要用来吸收

可关断半导体器件和其他元件产生的热量。外冷却系统的主要功能是对一次循环水系统进行冷却。水

冷系统应至少满足以下要求：

一一具有足够的冷却能力，以保证在各种运行条件下有效冷却换流阅；

一一采用单回路冷却系统。对于极端环境条件，综合比较单回路冷却系统和双回路冷却系统的技

术经济特点进行选择；

一一内冷却系统的冷却介质采用去离子水；

一一配备完善的控制和保护系统，采用完全双重化的设计，在各种运行条件下确保冷却系统安全、

正确、可靠地运行，对换流阀实施有效的冷却，同时准确检测冷却系统的运行状态、进出水温

度、流量、压力和冷却介质电导率等参数和各种故障，并正确产生报警或跳闸信号；

一一保证在主控制系统持续运行时，能对备用系统进行维修和改进；

一一局部的泄漏不得降低换流阀的可用率，当发生泄漏时，冷却系统尽快上报故障以闭锁换流阀，

避免故障扩大。

6试验

6.1型式试验

型式鼠验应符合GB/T33348-Z.016的要求。

6.2出厂试验

6.2.1概述

出厂试验应针对全部换流阀子模块（或子单元）进行，依据设计的不同和试验设备的便利，出厂试验

也可在阀段上进行，试验时所采用的规定条件和参数应符合相应试验要求及订货合同规定，全部试验都

是非破坏性的。

6.2.2试验目的

出厂鼠验的目的是检验是否按要求进行生产制造，主要包括：

a)用于换流阔的所有元件和部件的安装符合设计要求；

GB/T37010-2018

b)换流阀设备功能正常，预设参数未超限值；

c)阀段和子模块或子单元（视情况而定）的绝缘性能足够；

d)产品的一致性和均匀性满足设计要求。

6.2.3试验内窑

6.2.3.1外观检查

外观检查按GB/T33348-2016中13.4.1的规定进行。

6.2.3.2连接检查

连接检查按GB/T333482016中13.4.2的规定进行。

6.2.3.3均压电路检查

均压电路检查按GB/T333482016中13.4.3的规定进行。

6.2.3.4控制、保护和检测电路检查

控制、保护和检测电路检查按GB/T333482016中13.4.4的规定进行。

6.2.3.5电压耐受检查

电压耐受检查按GB/T33348-2016中13.4.5的规定进行。

6.2.3.6局部放电试验

局部放电试验按GB/T33348-2016中13.4.6的规定进行。

6.2.3.7开通和关断检查

开通和关断检查按GB/T333482016中13.4.7的规定进行。

6.2.3.8压力试验

压力试验按GB/T33348-2016中