NB／T 10441-2020标准规范下载简介

NB／T 10441-2020 混合式高压直流断路器.pdf简介：

NB/T 10441-2020 是中国国家标准《混合式高压直流断路器》的最新修订版。混合式高压直流断路器，又称为混合型直流断路器，是一种专为高压直流输电系统设计的开关设备。它结合了机械开断技术和固态开关技术，具有开断速度快、可靠性高、电弧熄灭快、操作简单等优点。

这种断路器的工作原理是，在直流高压系统中，当需要关闭电流时，混合式断路器先由机械开关部分迅速切断主通路，然后借助于固态开关，如IGBT（绝缘栅双极晶体管）或SiC（碳化硅）等，进一步熄灭剩余的电弧，降低电弧对设备的损伤。这种方式大大提高了直流系统的安全性和稳定性。

TB 10441-2020 标准主要规定了混合式高压直流断路器的性能要求、试验方法、检验规则以及使用环境等方面的技术要求，为这类断路器的设计、制造、检验和使用提供了统一的技术依据。

NB／T 10441-2020 混合式高压直流断路器.pdf部分内容预览：

GB/T38328一2019的7.3适用，并做如下修改： 适用于额定直流电压在160kV及以上的混合式高压直流断路器

7.4主回路电阻的测量

CJJ∕T 104-2014 城镇供热直埋蒸汽管道技术规程GB/T38328—2019的7.4适用。

T38328—2019的7.4适

7.5最大持续运行直流电流试验

GB/T38328一2019的7.5适用，并做如下补充：

穴余的半导体器件不应被短路。 试验电压应使用式（1）进行调整。 试验过程中不允许发生部件损坏或者失效，整个过程中半导体器件（如有）的结温不超过120℃

7.6短时耐受电流试验

GB/T38328一2019的7.6适用，并做如下补充： 试品的主通流支路，如采用水冷方式，应与实际工况安装一致，试验前应达到热平衡（在5min内 出阀冷却介质温度变化不超过1K）。 试验完成后不应发生部件损坏或失效，穴余的半导体器件不应被短路。

GB/T38328—2019的7.7适用。

GB/T38328—2019的7.8适用

7.9电磁兼容性（EMC）试验

GB/T38328—2019的7.9适用。

7.10常温下的机械操作试验

GB/T38328一2019的7.10适用，并做如下补充： 试验可对完整的快速机械隔离开关装置单独进行。 对于快速机械隔离开关装置，应满足6.16的要求。

7.11端子静负载试验

GB/T38328—2019的7.11适用

7.12关合和开断试验

GB/T38328一2019的7.12.1适用，并做如下补充： 混合式高压直流断路器应进行重合闸试验。若为双向直流断路器，则每个方向各进行3次。 对于在单一支路上进行的试验，穴余的半导体器件应被短路。 对于在整个混合式高压直流断路器上进行的试验，穴余的半导体器件不应被短路。 试验电压应按式（1）进行调整，

GB/T38328一2019的7.12.2适用，并做如下补充 增加额定短路关合电流试验，试验后数据记录补充如下： a）关合时间。 b）合闸时间。 c）额定关合电流。 d）额定短路关合电流。

GB/T38328一2019的7.12.3适用，并做如下补充： a）试验电流的允许公差如下： 1）额定直流电流：土20%； 2）5%的额定直流电流：土20%； 3）30%的额定截断电流：土20%； 4）60%的额定截断电流：±10%； 5）100%的额定截断电流：0%~5%。 b）试验后数据记录补充如下： 1）功率半导体器件的不均压系数； 2）功率半导体器件的不均流系数； 3）功率半导体器件的暂态过电压； 4）·快速机械开关各断口分断时间； 5）短路电流上升率。 注1：不均压系数计算方法见式（2)。

式中： km,v——第m个电力电子单元或器件的不均压系数： Um—第m级功率半导体器件的电压，kV； U,——第i个电力电子单元或器件的电压，kV； n—电力电子单元或器件串联总数。 注2：不均流系数计算方法见式（3)。

式中： km,1——第m个电力电子单元或器件的不均流系数 Im——第m级功率半导体器件的电流； I——第i个电力电子单元或器件的电流； n—电力电子单元或器件串联总数。

7.12.4 重合闸试验

第1次分闸操作的截断电流为100%额定开断电流， 定，t/t具体值由供需双方协商确定。 若为双向直流断路器，则每个方同各进行3次。 混合式高压直流断路器能够可靠重合和开断，重合闸时间不超过设计最大值。任何一次关合试验 混合式高压直流断路器各部分均按照正确逻辑动作，没有发生误动或拒动现象

7.13真空灭弧室的X射线试验程序

GB/T38328—2019的7.13适用。

GB/T383282019的7.14适用

7.15通信一致性测试

GB/T38328一2019的7.15适用。

GB/T38328一2019的7.15适用。

7.16 冷却设备试验

GB/T38328—2019的7.16适用。

7.17能量吸收支路试验

GB/T22389适用

可在完整的供能设备上单独进行本试验。 在外输入电压中断时，供能设备应能保持运行至少1min。同时，混合式高压直流断路器没有误 报警，应保证任何正在执行的操作被正确完成

7.19辅助和控制回路试验

试验对象为完整的混合式直流断路器。 对于电力电子单元的开通和关断试验，检查个电力电子单元中半导体器件按照辅助和控制回路命令 准确地开通和关断。 对于保护功能试验，检查混合式直流断路器整机按照辅助和控制回路命令准备进行各种保护的动作 逻辑、状态参数记录以及录波。

GB/T38328一2019的第8章适用

9混合式高压直流断路器的选用导则

混合式高压直流断路器的额定参数推荐值见第5章。 为使混合式高压直流断路器适合于指定的运行要求，应按负载条件和故障条件所要求的名 进行选择。

9.2混合式高压直流断路器额定值的选择

9.2.1额定直流电压的选择

混合式高压直流断路器的额定直流电压可以从5.2中

9.2.2额定直流电流的选择

混合式高压直流断路器的额定直 工程的额定直流电流确定。 混合式高压直流断路 T以从5.4中选取

9.2.3额定截断电流的选择

附录A （资料性） 混合式高压直流断路器典型拓扑形式

混合式高压直流断路器主要由快速机械隔离开关和电力电子器件构成，其特点是主要依靠快速机械 隔离开关承载电流，通过电力电子器件开断和关合电流，包括主通流支路、转移支路和能量吸收支路。 混合式高压直流断路器典型拓扑如图A.1所示。

A.2混合式高压直流断路器拓扑一

图A.1混合式高压直流断路器典型拓扑

本例中混合式高压直流断路器包含主通流支路、转移支路和能量吸收支路。 主通流支路由快速机械隔离开关和主支路电力电子阀组构成，主要用于承载直流系统电流，其中主 通流支路电力电子阀组由少量绝缘栅双极晶体管（IGBT）组成串、并联结构，通过闭锁主通流支路电力 电子阀组将主通流支路电流换流到转移支路。 转移支路主要由至少一个转移支路电力电子单元串联构成，并依靠电力电子器件实现直流系统电流 的开断和关合。转移支路电力电子单元为二极管阀串、IGBT阀串构成的大H桥结构。转移支路根据电 流方向选择不同方向的二极管阀组导通，确保IGBT阀组的电流方向仅需要按照单向设计。 能量吸收支路采用多级避雷器串联构成。 混合式高压直流断路器拓扑结构一，混合式高压直流断路器拓扑结构一的电压、电流波形图分别见 图A.2与图A.3

图A.2混合式高压直流断路器拓扑结构一

A.3混合式高压直流断路器拓扑二

混合式高压直流断路器拓扑结构一的电压、电流

本例中混合式高压直流断路器包含主通流支路、转移支路和能量吸收支路。 主通流支路由快速机械隔离开关和主通流支路电力电子阀组构成，主要用于承载直流系统电流，其 中主通流支路电力电子阀组由少量IGBT组成串、并联结构，通过闭锁主通流支路电力电子阀组将主支 路电流换流到转移支路。 转移支路主要由转移支路电力电子阀组构成，并依靠电力电子器件实现直流系统电流的开断和关合。 转移支路电力电子阀组由至少一个转移支路电力电子单元串联构成，其中转移支路子单元为4个二极管、 1个IGBT构成H桥结构。转移支路根据电流方向选择不同方向的二极管阀组导通，确保IGBT阀组的

电流方向仅需要按照单向设计。 能量吸收支路采用多级避雷器串联构成。 混合式高压直流断路器拓扑结构二和混合式高压直流断路器拓扑结构二的电压、电流波形图分别见 图A.4与图A.5。

图A.4混合式高压直流断路器拓扑结构二

A.4混合式高压直流断路器拓扑三

式高压直流断路器拓扑结构二的电压、电流波形

主通流支路由快速机械隔离开关构成，主要用于承载直流系统电流， 转移支路主要由转移支路电力电子阀组和强迫换流组件构成。强迫换流组件由电感和电容等构

通过感应振荡电流实现主支路电流换流到转移支路。最终依靠电力电子器件实现直流系统电流的开断和 关合。 转移支路电力电子阀组由至少一个转移支路电力电子单元串联构成，其中转移支路子单元为4个二 极管、1个IGBT构成H桥结构。转移支路根据电流方向选择不同方向的二极管阀组导通，确保IGBT 阀组的电流方向仅需要按照单向设计。 能量吸收支路采用多级避雷器串联构成， 混合式高压直流断路器拓扑结构三和混合式高压直流断路器拓扑结构三的电压、电流波形图分别见 图A.6与图A.7。

图A.6混合式高压直流断路器拓扑结构三

A.5混合式高压直流断路器拓扑四

HG／T 20636.7-2017 化工装置自控专业设计管理规范 自控专业工程设计文件的控制程序本例中混合式高压直流断路器主要包括三个主要的功能组件： a）快速机械隔离开关：

图A.7混合式高压直流断路器拓扑结构三的电压、电流波形图

NB/T104412020

b）主通流支路电力电子阀组； c）转移支路电力电子阀组。 快速机械隔离开关和主通流支路电力电子阀组串联连接为主支路，此支路具有相对较小的电阻，作 为正常负载电流路径。转移支路电力电子阀组支路由若干相同的转移支路电力电子阀组模块组成，其中 每个转移支路电力电子阀组模块均由一个基于电力电子开关的电流转移支路和一个基于避雷器的能量吸 收支路并联构成。在正常运行中，负载电流流经主支路。在故障清除过程中，通过主支路主通流支路电 力电子阀组的关断将负载电流首先转移到转移支路电力电子阀组模块的电流转移支路；待快速机械隔离 开关打开后，所有转移支路电力电子阀组模块的转移支路上的电力电子开关全部关断，将故障电流最 终转移到转移支路电力电子阀组模块的避雷器能量吸收支路。经由此操作序列，能量最终通过避雷 器耗散完毕。 混合式高压直流断路器拓扑结构四和混合式高压直流断路器拓扑结构四的电压、电流波形图分别见 图A.8与图A.9。

GBT35529-2017标准下载图A.8混合式高压直流断路器拓扑结构四

式高压直流断路器拓扑结构四的电压、电流波形

A.6混合式高压直流断路器拓扑五