ICS29.200 CCS K 46 NB 中华人民共和国能源行业标准 NB/T11069—2023 柔性直流用全桥和半桥子模块 混合换流阀技术规范 Technical specification of hybrid converter valves based on full-bridge and half-bridge submodule for high-voltage direct current using voltage source converters 2023-02-06发布 2023-08-06实施 国家能源局 发布 NB/T11069—2023 目 次 前言 1 范围 规范性引用文件 37 术语和定义 42 符号和缩略语 4.1符号 4.2缩略语 5使用条件 5.1正常使用条件 5.2特殊使用条件 6技术要求 6.1 总体要求 6.2 技术参数 6.3 主要元件选型 6.4 启动解锁要求 6.5 运行要求 6.6 漏水检测要求 6.7 可靠性要求 6.8 机械性能要求 6.9 防火和防爆要求 6.10 阀避雷器（如有） 6.11 阀控系统 7试验 7.1 换流阀型式试验 7.2 换流阀例行试验 10 7.3 换流阀特殊试验 7.4阀级控制设备试验 12 8包装、运输和贮存 附录A（资料性）柔性直流用全桥和半桥子模块混合换流阀拓扑示意图 13 附录B（资料性） 柔性直流换流阀阀控系统架构图示例... 14 参考文献 NB/T11069—2023 前言 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国电器工业协会提出。 本文件由全国高压直流输电设备标准化技术委员会（SAC/TC333）归口。 本文件起草单位：南方电网科学研究院有限责任公司、西安高压电器研究院股份有限公司、西安西 电电力系统有限公司、中国南方电网有限责任公司、荣信汇科电气股份有限公司、南京南瑞继保电气有 限公司、许继集团有限公司、中国南方电网有限责任公司超高压输电公司、全球能源互联网研究院有限 公司、广东安朴电力技术有限公司、国网安徽省电力有限公司电力科学研究院、北京四方继保自动化股 份有限公司。 本文件主要起草人：周月宾、周会高、杨柳、黄超、孙小平、罗炜、翁海清、许钒、朱铭炼、刘路路、 杨晓辉、胡治龙、王立平、客金坤、胡宇、熊岩、魏伟、陈晓鹏、杨为、胡迪、马志荣、李媛、赵洋洋、 王红占、张效宇、邓卫华。 本文件为首次发布。 II NB/T11069—2023 柔性直流用全桥和半桥子模块混合换流阀技术规范 1范围 本文件规定了柔性直流用全桥和半桥子模块混合换流阀的使用条件、技术要求、试验、包装、运输 和贮存等。 本文件适用于空气绝缘、液体（例如水）冷却、户内安装的输电系统用全桥和半桥子模块混合换流 阀，配电系统用换流阀及其他类型换流阀可参考使用。 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。 GB/T762标准电流等级 GB/T13540 ）高压开关设备和控制设备的抗震要求 GB/T17702 电力电子电容器 GB 17741 工程场地地震安全性评价 GB/T17626.2- -2018 电磁兼容 试验和测量技术静电放电抗扰度试验 GB/T17626.3- -2016 电磁兼容 试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T17626.4—2018 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 GB/T17626.5—2019 电磁兼容 试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验 GB/T17626.6—2017 电磁兼容 试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰度 GB/T17626.8—2006 电磁兼容 试验和测量技术工频磁场抗扰度试验 GB/T17626.9—2011 电磁兼容 试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验 GB/T17626.10—2017 电磁兼容 试验和测量技术 阻尼振荡磁场抗扰度试验 GB/T17626.18—2016 电磁兼容 试验和测量技术阻尼振荡波抗扰度试验 GB/T20990.1—2020 高压直流输电晶闸管阀第1部分：电气试验 GB/T29332 半导体器件分立器件第9部分：绝缘栅双极晶体管（IGBT) GB/T33348—2016 高压直流输电用电压源换流器阀，电气试验 GB/T34118—2017 高压直流系统用电压源换流器术语 GB/T34139—2017 柔性直流输电换流器技术规范 GB/T35703一2017柔性直流输电系统成套设计规范 GB/T36559 高压直流输电用晶闸管阀 GB/T36956 柔性直流输电用电压源换流器阀基控制设备试验 GB/T37010一2018柔性直流输电换流阀技术规范 GB50260—2013电力设施抗震设计规范 3术语和定义 GB/T34118—2017和GB/T37010—2018界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 1 NB/T11069—2023 3.1 全桥和半桥子模块混合换流阀hybrid converter valves based on full-bridge and half-bridge submoudle for high-voltage direct current using voltage source converters 单个阀，由若干个全桥子模块（3.2）和半桥子模块（3.3）串联组成的多电平换流阀。 注：如没有特殊说明，本文件中“换流阀”指全桥和半桥子模块混合柔性直流换流阀，其典型拓扑见附录A。 3.2 全桥子模块full-bridgesubmodule 换流阀的标准组件之一，包含四个开关单元、直流电容器（3.4）和直属辅助设备，其中每个开关单 元仅由一个IGBT-二极管对组成。 3.3 半桥子模块half-bridgesubmodule 换流阀的标准组件之一，包含两个开关单元、直流电容器（3.4）和直属辅助设备，其中每个开关单 元仅由一个IGBT－二极管对组成， 3.4 直流电容器DCcapacitor 端子之间主要承受直流电压的电压源换流器用电容器。 ［来源：GB/T34118—2017，7.21] 3.5 旁路开关bypassswitch 故障情况下，将子模块（或子单元）快速旁路退出运行的保护装置。 ［来源：GB/T37010—2018，3.13] 3.6 取能电源powersupply 由直流电容器（3.4）上取能供电给子模块控制电路的高压直流电源。 ［来源：GB/T37010—2018，3.15有修改］ 3.7 解锁状态deblockingstate 换流器已带电，控制保护下发解锁运行命令和调制波信号并且功率器件（如IGBT）处于触发导通 的状态。 3.8 子模块旁路 submodulebypass 子模块内部的旁路装置闭合，使换流阀桥臂电流不再流经子模块功率器件和直流电容器的状态。 4符号和缩略语 4.1符号 下列符号适用于本文件。 F：混合比（不含允余） N：单个阀中，串联连接的全桥子模块总数（不含允余） Ns：参与型式试验的子模块总数量（不含穴余） Nr：单个阀中，串联连接的子模块总数（不含余） NTF：参与型式试验的全桥子模块总数量（不含穴余） NTH：参与型式试验的半桥子模块总数量（不含允余） 2 NB/T11069—2023 4.2缩略语 下列缩略语适用于本文件。 FPGA：现场可编程逻辑门阵列（fieldprogrammablegatearray） IGBT：绝缘栅双极晶体管（insulatedgatebipolartransistor） 5使用条件 5.1正常使用条件 5.1.1 气象条件 换流阀的设计和使用宜考虑换流站站址的气象条件，包括但不限于： 最高干球温度（℃)； 最低干球温度（℃）； 最大湿球温度（℃）； 年均温度（℃)； 最高月平均相对湿度（%）； 平均风速（m/s)； 平均最大风速（m/s)； 经常性风向； 年降雨量（mm）； 24h最大降雨量（mm）； 累年最大积雪深度（cm）； 平均降雪天数（d)； 雷暴天数（d/a)； 海拔（m); 自然积污水平（mg/cm²）； 土壤电阻率（2·m）。 5.1.2设备使用条件 换流阀的设计应满足在以下条件下安全可靠运行： 安装地点海拔由购买方提供； 阀厅正常温度范围为10℃～50℃； 阀厅相对湿度最大值为60%； 阀厅气压应保持微正压。 换流阀的设计和使用应考虑换流站站址的地震条件，并符合GB/T13540、GB50260、GB17741的 相应规定。 5.1.3系统条件 换流阀的设计和使用应满足GB/T35703一2017中规定的交流系统条件，主要如下： 交流系统电压； 交流系统短路特性； 交流系统频率特性； 3 NB/T11069—2023 一交流系统背景谐波； 一交流系统谐波阻抗； 故障清除时间和单相重合闸时序。 5.2特殊使用条件 不符合5.1的规定时，应由购买方提出，供应方在设计和试验时应充分考虑。 6技术要求 6.1总体要求 换流阀设计除应满足GB/T37010—2018中5.1和GB/T34139—2017中6.4.1的规定外，还应满足： 换流阀采用全桥子模块和半桥子模块混联的模块化多电平结构：具备直流故障自清除功能。 全桥子模块和半桥子模块在外形尺寸、电气参数、结构接口、保护定值等方面具有完全兼容性： 能任意替代互换。 在保证器件结温裕度的条件下，全桥子模