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DL／T 1981.4-2021 统一潮流控制器 第4部分：换流器技术规范.pdf简介：

DL/T 1981.4-2021 是中国电力行业标准，全称为《统一潮流控制器 第4部分：换流器技术规范》，这是一个针对电力系统中换流器技术的专业标准。换流器是电力系统中用于将直流电转换为交流电或反之的重要设备，广泛应用于直流输电系统、电力系统稳定控制等领域。

该标准详细规定了换流器的设计、制造、安装、运行和维护等方面的技术要求，包括但不限于换流器的电气性能、机械性能、热性能、保护系统、控制逻辑、通信接口等。它旨在保证换流器的高效、安全、稳定运行，同时也为电力系统的规划设计、设备选型和运行维护提供了技术依据。

具体来说，该标准可能涵盖了换流器的额定电压和电流等级、功率因数控制、谐波抑制、电压和电流控制精度、瞬态响应、冷却系统要求、电磁兼容性、故障检测和隔离、数据采集与监控等方面的技术指标和测试方法。

对于从事电力工程设计、制造、运行和维护的专业人员来说，理解和遵循 DL/T 1981.4-2021 标准是非常重要的。

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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。

DL/T 1981.42021

GB／T 38055.5-2021 越野叉车 对用户的要求 第5部分：伸缩臂式叉车和集成式人员工作平台的连接装置.pdf4.1.1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。

DL/T 1981.4—2021

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，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，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。

d）短时过载电流取决于换流阀的损耗、冷却条件、环境条件、功率器件等部件的温度限值等因 素。设计换流阀的部件（主要有可关断阀器件、电容器等）及冷却系统时，应依据相关技术要 求对短时过载电流提出要求。 e） 2 当线路发生过电流时，UPFC串联换流阀本身应能承受电流应力，串联换流阀本体保护与换流 阀桥臂过电流保护之间应具有选择性。

换流阀机械结构技术要求如下： a）换流阀应能承受所有动、静态条件下的机械应力，同时应考虑地震的特殊要求。 b） 换流阀应考虑检修人员到阀塔上工作时所产生的应力。 c） 换流阀宜设计为模块式，便于安装、检修和更换。 d） 换流阀中的各种金属结构件应耐受腐蚀，以保证其设计寿命。 e） 换流阀中的各种非金属构件应具有耐电弧特性，避免因放电而导致快速老化。 换流阀中与冷却介质接触的各种材料，应具有耐受表面腐蚀和老化的能力，以保证其设计 寿命。 g）换流阀中的光纤布置应便于光纤通道内相关部件的更换。 D） 换流阀的冷却设计应避免在运行期间出现冷却介质泄漏或堵塞，并保证在发生冷却介质少量泄 漏时，换流阀仍能运行。

子模块的电磁兼容性能应满足下列要求： a）青 静电放电抗扰度，不应低于GB/T17626.2中4级要求。 b）射频电磁场辐射抗扰度，不应低于GB/T17626.3中4级要求。 c）电快速瞬变脉冲群抗扰度，不应低于GB/T17626.4中4级要求。 d）浪涌（冲击）抗扰度，不应低于GB/T17626.5中4级要求。 e)县 射频场感应的传导骚扰抗扰度，不应低于GB/T17626.6中差模3级及共模4级要求。 f 工频磁场抗扰度，不应低于GB/T17626.8中5级要求。 g）月 脉冲磁场抗扰度，不应低于GB/T17626.9中5级要求。 h）阻尼振荡磁场抗扰度，不应低于GB/T17626.10中5级要求。 i）国 阻尼振荡波抗扰度，不应低于GB/T17626.18中3级要求。

JGJT438-2018 桩基地热能利用技术标准.pdf6.5防火防爆技术要求

换流阀在设计、制造和安装上应尽可能消除可导致火灾的任何隐患，并将火灾在换流阀内蔓延的 可能性降至最低，应满足以下要求： a）换流阀内的非金属材料应是阻燃的，并具有自熄灭性能；垂直件材料和水平件材料的阻燃性能 应符合UL94的要求；所有的塑料中应添加足够分量的阻燃剂，但不应降低材料的其他必备 的物理特性，所有非金属材料的阻燃添加成分不应含有卤素。 b）VBC的设计应使用安全可靠和阻燃的元部件。应用阻燃材料将VBC单元完全隔离。 c）阀内冷却系统应避免因漏水、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， d）避免电子元件超过其耐受的热应力。 e）换流阀内应采用无油化设计。 f）减少电接触点的数量，所有电接触点使用螺栓紧固。 g）减小绝缘部分的电动势差，避免在污染和潮湿环境下产生较大的泄漏电流。

流阀结构不得使其内部故障产生爆炸而致使事故

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VBC应能接收上级控制保护系统发送的控制信号GB／T 38277-2019标准下载，将其转换为控制脉冲后分配给子模块控制器， 对子模块的状态进行监测并上报至上级控制保护系统，子模块将电容电压、模块状态等信息回报给 VBC。任一子模块损坏时，VBC应发出报警信号。如果子模块损坏数超过冗余数，应向上级控制保护 系统发出跳闸请求。VBC保护设计应与上层保护进行配合，宜优先配置直接保护阀且对时效性要求较 高的保护，如桥臂过流保护等，其他间接保护宜简化配置或优化出口方式，尽量避免在测量系统异常 等外部干扰下的误跳闸。脉冲分配环节软硬件应具备高可靠性，在子模块冗余范围内单一板卡故障不 应导致系统闭锁或跳闸。

VBC应具备以下基本功能： a）子模块脉冲分配。 b）子模块均压控制。 c）桥臂环流抑制。 d）子模块冗余控制。 换流阀解闭锁控制。 ） 换流阀的过压、过流监 g）状态监视及就地录波功 测，满足换流阀及VB( 接口信号和