标准规范下载简介
DL／T 1981.4-2021 统一潮流控制器 第4部分：换流器技术规范.pdfICS 29.240.01 CCS K 81
中华人民共和国电力行业标
藏木水电站钢结构库房施工组织设计DL/T 1981.4—2021
Unifiedpowerflowcontroller Part4:Technicalspecificationofconverters
DL/T1981.4—2021
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统一潮流控制器 第4部分：换流器技术规范
本文件规定了统一潮流控制器用换流器的使用条件、组成、换流阀技术要求、阀基控制设备技术 要求、阀内冷却系统技术要求、阀电抗器技术要求、换流器试验和铭牌等。 本文件适用于采用水冷却、空气绝缘、户内安装的模块化多电平统一潮流控制器的电压源换流 器，其他拓扑结构的电压源换流器可参照执行。
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4.1.1换流阀使用条件
换流阀的设计和使用应考虑的环境条件包括以下几个方面： a）海拔：≤1000m; b）环境温度：10℃～50℃（户内）； c） 相对湿度：≤60%； d）污秽等级：I级； e） 地震烈度：7级； f) 2 阀厅气压保持微正压，带通风和空调；无导电或爆炸性尘埃，无腐蚀金属或破坏绝缘的气体或 蒸汽。
4.1.2阀基控制设备使用条件
VBC的设计和使用应考虑的环境条件包括以下几个方面： a）海拔：≤1000m; b）环境温度：5°℃~45°℃（户内）； c）相对湿度：≤75%； d）污秽等级：Ⅱ级； e）地震烈度：7级。
使用条件超出4.1的规定时，应在工程技术规范中提出，制造商在设计时充分考虑。
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换流器在UPFC中的典型接线见图1。
图1UPFC中换流器典型接线图
UPFC换流器由换流阀、阀内冷却系统、阀电抗器、阀基控制设备等组成，UPF 构见附录A.1所示
UPFC换流器由换流阀、阀内冷却系统、阀电抗器、阀基控制设备等组成，UPFC换流器的典 见附录A.1所示
5.2.1并联侧换流阀
并联侧换流阀的交流侧通过阀电抗器接入站内母线或者并联变压器，直流侧与串联侧换流阀背靠 背相连。
阀段由若干个相同的子模块串联组成，每个阀段承受的电压为子模块的数量乘以每个子模块的工 作电压。
搭由若干个阀段串联组成，采用独立的支撑/悬吊
划由者 阀塔事联组成
香臂由阀与阀电抗器串联组成。桥臂的拓扑结构
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串联侧换流阀的交流侧通过阀电抗器接入串联变压器，直流侧与并联侧换流阀背靠背相连。串联 侧换流阀的组成同并联侧换流阀。
5.3.1阀基控制设备组成
VBC连接控制保护设备与换流阀设备，主要包括桥臂电流控制单元、桥臂控制单元、阀状态监 阀基监视上位机设备等几个部分
VBC应采取双瓦余配置，双系统独立运行、互为热备用，且双系统独立供电。一套为主系统， 为从系统，根据控制保护系统的主从信号进行主从切换。VBC架构示意图见图2。
5.3.3桥臂电流控制单元
桥臂电流控制单元完成环流控制算法
桥臂控制单元完成各子模块电容电压平衡控制以及下发子模块的控制保护命令，接收子模块的回 报信息
5.3.5阀状态监视单元
阀冷却系统是阀的重要组成部分，分为内冷却系统和外冷却系统。内冷却系统又称为一次循环水 系统，主要用来吸收功率器件及其辅助元件产生的热量。外冷却系统的主要功能是对一次循环水系统 进行冷却。
阀电抗器位于换流器桥臂上，串接与换流阀与系统之间，主要起到抑制换流器输出谐波电流以及 限制暂态过程和故障电流作用，阀电抗器主为于式空心电抗器。
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图2VBC架构示意图
换流阀应满足统一潮流控制器功能规范的要求东引桥移动模架施工专项施工方案，应能承受由于误触发或站内故障（或系统故 起的电气应力。在规定的运行周期和冗余范围内，应保证换流阀在某些部件发生故障或损坏时 有正常的运行能力。
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换流阀设计时应考虑以下要素和条件（但不限于）： a）换流阀组成元件的类型和数量，包括电力电子器件、储能元件等。 b）阀塔类型。 c）电压应力，包括正常运行电压以及各种可能出现的过电压。 d） 电流应力，包括额定电流、过负荷电流（如有）及各种暂态冲击电流。 e）子模块采用的触发方式。 f) 1 子模块应设计成可独立控制或隔离型。 g 换流阀的子模块冗余度不应小于5%。 h） 交流系统故障时，串联换流阀子模块旁路开关不宜动作。 i 2 系统启动时，串联换流阀的直流侧充电保持时间应满足UPFC系统启动要求。 j） 串联换流阀应能稳定工作在系统要求的低调制比状态。 k）机械性能应满足静态载荷和抗震要求。
6.2.1电压耐受技术要求
换流阀电压耐受能力应满足下列要求： a）换流阀的绝缘设计应考虑换流阀和阀支架耐受交流电压、直流电压、操作冲击电压、雷电冲击 电压、陡波前冲击电压的能力，并满足标准IEC62501的规定。 b）应结合工程实际情况，考虑适当的绝缘裕度系数，应在所有冗余模块都损坏的情况下，确定换 流阀的绝缘裕度；换流阀内各点的绝缘应具有以下安全系数： 1）对于操作冲击电压，超过避雷器保护水平的15%。 2）对于雷电冲击电压，超过避雷器保护水平的15%。 3）对于陡波头冲击电压，超过避雷器保护水平的20%。 c）换流阀过电压能力设计应考虑足够的安全系数范围，且承受各种过电压的要求。安全系数的确 定需考虑串联的子模块的电压不均匀分布、过电压保护水平的分散性SGBZ-0809_除洁器制作与安装施工工艺标准，以及换流阀内其他因素 （如寄生参数）对换流阀电压耐受能力的影响。换流阀触发系统在冲击过电压的干扰下应能正 确动作，并能使换流阀在较高的过电压情况下触发而不发生损坏。
6.2.2电流耐受技术要求
换流阀电流耐受能力应满足下列要求： a）换流阀的电流耐受能力应考虑换流阀的部件（可关断阀器件、电容器等）承受正常运行电流和 暂态过电流的水平，包括幅值、持续时间、周期数、电流上升率等，同时还应考虑足够的安全 裕度。 b）换流阀暂态过电流的确定，应考虑故障类型、交流系统短路容量、直流系统电压、子模块的数 量和电容值、阀电抗值、串联变压器和并联变压器的短路阻抗等因素；故障类型应包括交流系 统故障（三相短路、相间短路及接地故障）和直流系统故障（极间短路、桥臂短路及接地故 障）等。 c）换流阀的设计应考虑暂态过电流超过换流阀部件（功率器件、电容器等）的过电流耐受能力的 工况。例如：当桥臂不经过阀电抗器直接短路时，相当于电容器经故障回路放电，若未采取措 施，将会产生幅值非常大的暂态过电流，并对换流阀造成破坏。