GB／T 37010-2018标准规范下载简介

GB／T 37010-2018 柔性直流输电换流阀技术规范

GB/T 37010=2018

4.1正常使用环境条件

抗震要求应符合GB/T34139一2017中6.1.1的

DB11／T 2032-2022 工程建设项目多测合一技术规程(附条文说明).pdf4.1.2换流阀的环境条件

换流阀的使用需控制湿度和空气温度以防止发生凝露，正常使用环境条件应满足： 阀厅一般按海拨1000m设计（海拨高于1000m时.应根据相关标准修正设计） 阀厅正常温度范围为10℃～50℃； 相对湿度最大值为60%； 阀厅气压保持微正压

4.1.3阀基控制设备的环境条件

阀基控制设备的正常使用环境条件应符合GB/T34139一2017中6.1.3的规定。

4.2特殊使用环境条件

换流阀应满足柔性直流输电工程技术规范的要求，在承受由于误触发或站内故障（或系统故障)引 起的电气应力时仍能正常工作。 在规定的运行周期和允余范围内，应保证换流阀在某些部件发生故障或损坏时，仍具有正常的运行 能力。 换流阀设计时应考虑以下基本技术参数（但不限于）： 组成换流阀的元部件的类型和数量，包括半导体器件、储能元件等； 阀塔类型； 换流阀承受正常运行电压以及各种可能出现的过电压能力； 换流阀承受额定电流、过负荷电流（如有）及各种暂态冲击电流的能力； 阀级采用的具体触发方式； 换流阀的可靠性； 换流阀冷却系统型式及相关技术参数。 阀的布置应方便运行人员进行维护检修 换流阀的整体设计应保证在绝缘性能上阀对交直流电压和操作冲击电压、雷电冲击电压、陡波前冲 击电压具有足够的耐受能力，电晕及局放特性在规定范围内。在各种过电压（包括陡波前冲击电压）下， 使施加于换流阀内任何部件上的电压不超过其耐受能力。换流阀触发系统不受冲击过电压的干扰，功 能正确。换流阀能在规定的过电压情况下触发而不发生损坏

GB/T370102018

换流阀应具有适当的保护，以保证换流阀具有足够的故障电流抑制能力。对于多个周期的故障电 流，换流阀具有足够的耐受能力。 换流阀的触发系统一般采用光电转换接口，应满足高低压之间的电气隔离。触发系统由直流电容 器经取能单元供电。在直流侧电压可满足取能单元输入要求时，触发系统应保证正常工作。在此前提 下，任何系统故障都不会影响触发系统按照控制指令动作，如果系统故障导致取能单元供电不足，则在 触发系统不能正常工作之前，换流阀应采取相应的保护措施避免阀的损坏或出现不受控制的情况。 换流阀的设计应保证在两次计划检修之间的运行周期内，换流阀元部件的故障或损坏不会造成更 多子模块（或子单元）的损坏及换流阀停运（旁路开关故障除外）。

换流阀的主要参数至少应包括： 电流额定值； 电压额定值： 调制比； 电压频率； 暂态电流能力； 绝缘水平； 型号规格

换流阀的机械性能应符合GB/T34139—2017中6.4.2的规定

对于运行中的任何故障造成的最大短路电流，换流阀应具备承受一个完全偏置的浪涌电流的能力。 在交流系统故障期间，应尽可能维持换流阀的触发或在故障清除后尽快恢复触发，以改善系统的稳 定性。

5.4.2充电静压保持

换流伐设计应满定在 前侧充电）全解锁的日 南大于1h的工况需要，在此期 出、子模块（或子单元)过电压 电压)等影响解锁的情况，并且要求 好，不应影响换流阀设计损耗。

应结合工程实际情况，考虑适当的绝缘裕度系数，在假定所有穴余子模块（或子单元)都损坏的情况 下，确定换流阀的绝缘裕度。 在所有穴余子模块（或子单元）都损坏的条件下，换流阀内各点的绝缘应具有以下安全系数： 对于操作冲击电压，至少超过避雷器保护水平的15%； 对于雷电冲击电压，至少超过避雷器保护水平的15%； 对于陡波前冲击电压，至少超过避雷器保护水平的20%

GB/T 37010=2018

换流阀的过电压能力设计应考愿足够的安全系数，且承受各种过电压的要求。安全系数的确定除 考虑串联子模块（或子单元）或可关断半导体器件的电压不均匀分布、过电压保护水平的分散性外，还应 考虑换流阀内其他因素对换流阀耐压能力的影响。换流阀过电压耐受设计应以系统研究结果为准。

半导体器件电流耐受应符合GB/T34139—2017

换流阀所采用的可关断半导体器件其各种特性应已得到完全验证。 每只可关断半导体器件都应具有独立耐受额定电流、过负荷电流（如有）及各种暂态冲击电流的 能力。 主回路中的每一个可关断半导体器件都应单独试验并编号，设备制造商应提供必要的技术文档以 分辨换流阀中各个已编号的可关断半导体器件

直流电容器宜采用电力电子电容器，其技术性能应满足GB/T17702的要求。 如果峰值纹波电压在整个使用寿命内出现的时间超过10%，其直流电容器的额定直流电压应按照 这一峰值电压确定。 直流电容器的工作电流应满足其安全运行要求，同时应考虑其使用寿命中可能出现的谐波电流 水平。 换流阀内部的直流电容器宜采用无油化设计

在子模块发生故障时，旁路开关能够快速合闸，将该子模块（或子单元）从换流阀主电路中安全 保护子模块（或子单元）中元器件设备安全，并确保系统持续正常运行。 换流阀内部使用的旁路开关，其合闸时间按照系统保护要求确定（一般不超过5ms）

均压电阻器型式的选择应综合考虑电阻器精度、散热要求、体积大小的要求。 均压电阻器的电阻值应满足换流阀启动充电阶段的子模块（或子单元）静态均压要求和故障闭锁

GB/T370102018

的子模块（或子单元)放电时间要求。静态均压指的是在不依赖于控制系统情况下，阀的自然均压能力。 电时间一般取4～5倍放电时间常数。在设计均压电阻的额定功率时，考虑子模块电容上存在的电压 皮动，可选取1.1倍子模块（或子单元）额定直流电压

取能单元正常工作电压范围应按照系统和换流阀设计要求确定（一般为0.4p.u.～1.6p.u.）。

5.5.7保护晶闸管（如有

保护晶闸管采用空气冷却方式，设计选型应考虑施加在晶闸管两端最大电压、故障最大电流及 2值。 保护晶闸管应具有低正向电压触发开通的能力，具有良好的续流二极管分流能力。

5.5.8子模块控制保护装置

子模块（或子单元）控制保护装置应满足以下要求： 高压和低压电路间进行光或电磁隔离； 在一次系统正常或故障条件下，按照设计规定正确触发可关断半导体器件； 供电可靠，在直流电压高于0.4p.u.时，能正常工作； 如果系统故障导致取能单元供电不足，在子模块（或子单元)控制保护装置不能正常工作之前， 阀应具有相应的保护措施避免阀的损坏或出现不受控的情况； 任何系统故障不影响子模块（或子单元）控制保护装置按照控制指令动作

阀基控制设备的基本技术要求如下： 阀基控制设备对换流阀的控制、监视和保护应功能正确、完备，可靠性高； 应采用模块化、分层分布式、开放式结构； 阀基控制设备的各子系统应灵活配置，并具备良好的可扩展性； 应采用可靠的允余结构，任意一套余设备因故障或其他原因退出运行及检修时，不会影响整 个系统的正常运行； 自检能力覆盖率应达到100%； 机箱、机柜、光缆、以及电缆屏蔽层（如有）应可靠接地，各子系统之间和不同接地点的设备之间 的接口和通信连接宜具备电气隔离措施； 阀基控制设备宜具有完备的和良好的抗干扰能力，并通过相应的电磁兼容试验； 网络通信规约应采用标准的国际通用协议，以便与其他系统的连接和数据传输； 阀基控制设备应设计独立的硬接线跳闸回路，并将跳闸信号上送换流站控制； 例基控制设备的功能应通过试验验证，可在实时模拟系统上进行

阀基控制设备的基本功能应包括 脉冲分配； 子模块(或子单元)均压：

阀基控制设备的基本功能应包括 脉冲分配； 子模块(或子单元)均压：

GB/T 37010=2018

子模块（或子单元）元余控制； 直流侧可控充电； 换流阀解锁条件自检； 子模块（或子单元）可检测损坏故障的自检； 换流阀的基本保护； 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； 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； 桥臂环流抑制

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。 阀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

5.6.4.1与子模块的接[

伐基控利 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，传车 的接口信号至少应包括： 可关断半导体器件的触发与闭锁； 电容器电压； 子模块（或子单元）状态

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 换流站控制装置到阀基控制设备的下行接口信号至少应包括： 解锁/闭锁指令； 全局旁路指令； 可控充电指令； 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： 阀基控制设备运行状态：

阀基控制设备（VBC)就绪信号；

阀基控制设备（VBC)就绪信号； 穴余切换请求； 请求跳闸信号； 换流阀电容器电压

5.6.4.3与测量系统的接口

GB/T370102018

换流伐应通过合理的儿余设计保证在两次计划检修之间的运行后期中可能损环的元件不全亏起换 流阀停运。在允余范围内，元件发生故障时不应对换流阀的功能产生影响。 元余度的确定应保证： 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，允余子模块（或子单元）全部损坏的桥 背不超过1个； 各桥臂中的元余子模块（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。

的可能性降至最低。应至少遵守以下原则： 换流阀内的非金属材料是阻燃的，并具有自熄灭性能： 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。由于卤化漠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； 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； 换流阀内采用无油化设计； 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； 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 备单元中不充许有高压部件； 换流阀的电气联接牢固、可靠，避免产生过热和电弧； 减少电接触点的数量，所有电接触点使用螺栓紧固； 冷却系统避免因漏水冷制水中茶质过高以及冷却系统感蚀等原因导致的电弧和火灾

GB/T 37010=2018

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： 换流阀中子模块（或子单元）发生故障时能快速旁路； 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； 阀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。

应具备漏水检测能力，漏水信号通过阀基控制设

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 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 令系统应至少满足以下要求： 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阀； 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； 内冷却系统的冷却介质采用去离子水； 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； 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； 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

型式试验应符合GB/T33348一2016的要求

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 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 非破坏性的

出厂试验的目的是检验是否按要求进行生产制造，主要包括： a）用于换流阀的所有元件和部件的安装符合设计要求；

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）产品的一致性和均句性满足设计要求。

6.2.3.1外观检查

6.2.3.2连接检查

连接检查按GB/T33348一2016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/T33348—2016中13

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/T33348一2016中13.4.4的规定进行。

6.2.3.5电压耐受检查

6.2.3.6局部放电试验

局部放电试验按GB/T33348一2016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/T33348一2016中13.4.7的规定进行

6.2.3.8压力试验

压力试验按GB/T33348一2016中13.4.8的规定

现场交接试验的目的是检验是否具备投运条件，具体包括： 阀段和子模块（或子单元在运输过程中无部件损坏或松动； 水冷系统满足投运要求； 换流阀与阀基控制设备的通信正常

现场交接试验的对象是所有的阀段或阀

GB/T370102018

GB/T 37010=2018

6.3.3.1外观检查

采用目测方法检查换流阀段中所有元件、部件和外观应无损坏、无松动、无损伤

6.3.3.2接线检查

6.3.3.3水压试验

换流阀安装完成后，对换流阀进行水压试验，应保证换流阀水冷管路所有接口无渗漏

6.3.3.4光纤损耗测量

采用点对点发光功率计测量换流阀与阀基控制设备通信光纤损耗值，要求光纤损耗值在工程换济 阀通信光纤损耗合格范围之内

6.3.3.5换流阀功能试马

换流阀功能试验用于检查子模块（或子单元)的基本功能是否正常，具体包括： 子模块（或子单元）内部电子电路工作正常； 子模块（或子单元）内部的IGBT能按照指令正确开通和关断； 子模块（或子单元）旁路开关能按照指令正确动作； 子模块（或子单元）与阀基控制设备之间的通信正常

换流阀运行按换流阀运行规定、设备操作规定及设备视规定，换流阀运行应满足操作条件及设备 车锁条件。 阀投运时，阀厅大门和阀厅网门应关闭，任何人不得进入阀厅网门内。除运行人员定期巡视检查和 进行事故处理外，非运行人员进人阀厅应得到当值值班长许可。 所有人员只有在确定阀厅已停电（换流阀和换流变压器停运，直流为极隔离状态），阀厅改为检修状 态30min以后，方可进人阀厅。 换流阀充电前应试验合格，各项检查项目合格，各项指标满足要求，保护接按整定配置要求投入，并经 验收合格，方可投运

7.1.2.1一般要求

巡视的一般要求包括： 换流站对巡视时间、次数、内容，应做出明确规定； 换流阀每天至少一次日常巡视，每周至少进行一次熄灯巡视，检查设备有无电晕、放电以及

GB/T370102018

7.1.2.2日常运行状态记录规范

换流阀正常运行时，不仅应对换流阀状态进行监视，还应定期记录下列技术指标： 每日定期巡检记录项目：阀故障信息、阀进出水温度、阀进出水流量及压力、当日最大有功功率 及对应时刻； 每周定期巡检记录项目：阀故障信息、阀进出水温度、阀进出水流量及压力、每周最大有功功率 及对应时刻； 每月定期巡检及记录项目：当月运行工况、站控系统切换记录、系统启动停运次数/时间/原因 当月系统不同运行方式统计、计划与非计划停运次数/时间/原因、换流阀故障及异常情况、每 月最天有功功率及对应时间； 每年定期巡检及记录项目：当年运行工况、阀运行温度红外监测记录、系统启动停运次数/时 司/原因、当年系统不同运行方式统计、计划与非计划停运次数/时间/原因、换流阀故障及异常 情况、每月最大有功功率及对应时间

7.1.2.3特殊巡视检查项目和要求

在下列情况下应对换流阀进行特殊巡视： 设备变动后； 设备新投人运行后； 设备经过检修、改造或长期停运重新投入运行后； 异常情况，主要指过负荷或负荷剧增、超温、设备发热、系统冲击、跳闸、有接地故障情况等。必 要时，派专人监视； 设备缺陷近期有发展时、法定休假日、上级通知有重要供电任务时，加强巡视； 对新投人或经过大修的换流阀加强巡视

7.2.1不停电检修维护

换流阀不停电检修维护主要是以巡视为主，巡视内容是利用望远镜、监视器、红外成像仪等仪器 流阀进行检查，查看是否有打火、冒烟等异常情况。

7.2.2停电检修维护

停电检修维护项目一般包括：

停电检修维护项目一般包括： 一换流阀清扫：

GB/T 37010=2018

子模块（或子单元)旁路测试； 子模块（或子单元）功能测试； 故障子模块（或子单元）更换； 换流阀漏水处理。

7.2.3年度检修维护

换流阀年度检修项目同换流阀停电检修维护项目

换流阀包装与运输应满足GB/T9174和GB/T13384的要求，还应满足换流阀设备包装与运输 殊性要求，

换流阀包装要求如下： 换流阀（阀段或子模块或子单元）包装应具有保障换流阀运输安全、便于装卸储运等基本功能 包装应符合科学、牢固、经济、美观的要求； 换流阀包装箱应为框架木箱并符合GB/T7284的规定，包装箱呈六面体，具有一定刚性，箱体 有明显的吊点或起重底盘； 换流阀（阀段或子模块或子单元）应与箱体固定牢固，且内部布置缓冲泡沫，防止运输滑落或无 规则移动，使得换流阀出现损坏、碰撞等现象； 换流阀包装应具有防震、防雨、防潮、防锈、防、防尘和防静电等措施，防止换流阀出现非使用 性损坏。

换流阀运输前应包装完好且为符合包装要求的完整阀段或子模块（或子单元），其运输应满足相关 大型电力设备运输标准要求。 运输中应保证换流阀固定可靠，不发生各方间的滑动移位， 在极端运输环境条件下（例如雨天、雪天、恶劣路况等），运输都应保证换流阀的包装不受损坏、换流 阀安全、无损伤

Q／CR 469-2015 高速铁路CRTS I 型板式无砟轨道用水泥乳化沥青砂浆附录A （资料性附录） 电压源换流器阀级术语示例 电压源换流器阀级术语示例见图A.1和图A.2。

GB/T370102018

附录A （资料性附录） 电压源换流器阀级术语示例

图A.1基于半桥式子模块的模块化多电平换流器（MMC)的相单元的示意图

1.1基于半桥式子模块的模块化多电平换流器（MMC)的相单元的示意图

GB/T 37010=2018

AQ／T 3057-2019 陆上油气管道建设项目安全评价导则图A.2半桥式级联两电平换流器（CTLC)的相单元的示意图