电力电子实验室技术要求
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目录
1.电力电子实验室建设选址 ......................................................................................... 2 2.建设内容
1）电力电子实验室布局 ........................................................................................ 2 2）电力电子实验室动能要求 ................................................................................ 3 （1）电源要求 .................................................................................................. 3 （2）纯水冷却系统要求 .................................................................................. 3 3）电力电子实验室环境要求 ................................................................................ 4 3.建设目标 ..................................................................................................................... 5 1）高电压试验室 .................................................................................................... 5 （1）试验内容 .................................................................................................. 5 （2）试验设备参数 .......................................................................................... 5 （3）三相交流电源要求 .................................................................................. 6 （4）冷却水要求 .............................................................................................. 6 2）中、低压试验室 ................................................................................................ 6 （1）建立柔性直流输电背靠背试验系统 ...................................................... 6 （2）直流输电换流阀组件功能试验回路 ...................................................... 7 （3）关键件高电压试验区 .............................................................................. 7 （4）高压变频调速装置试验区域 .................................................................. 8 （5）电力电子装置试验区 .............................................................................. 8 （6）新建3米半法电波暗室 .......................................................................... 8 3）特殊要求 ............................................................................................................ 9
电力电子实验室技术要求
1.电力电子实验室建设选址
拟新建的电力电子实验室位于变流器厂房及高功率试验大厅南侧、动力站房以东。 2.建设内容
1）电力电子实验室布局
电力电子实验室占地面积：7140㎡，长×宽×高：170×42×36（约15）（m），由高电压试验室、中、低压试验室组成。电力电子实验室布局图由下图所示：
10k/6kV变压器空心电抗器空心电抗器500kVA变压器各试验室面积：试验室总面积：170mX42m=7140m2.高电压试验室：64mX42m=2688m2;换流阀组件功能试验回路：51mX18m+17mX18m=1224m2;柔直背靠背试验系统：36.5mX18m=657m2;高电压试验室控制室面积：8.5mX15m=127.5m2;中、低压试验室控制室面积：10mX12m=120m2；关键件高电压试验区：22mX18m=396m2;电力电子装置试验区：35mX18m=630m2;变频器整机、功率单元试验区：32mX18m=576m2;图1 电力电子实验室布局图
图2电力电子实验室侧视图
（1）高电压试验室：有效工作高度为30m，总高约36m；依据换流阀单阀试验技术要求（见附件1：换流阀单阀试验技术要求）±1100kV换流阀单阀悬吊安装后绝缘型式试验最小绝缘距离要求提出高电压试验室有效工作高度；
高电压试验室面积：64m×42m=2688m²； （2）中、低压试验室：工作高度为13m，总高约15m；
中、低压试验室面积：106m×42m=4452m²； 2）电力电子实验室动能要求 （1）电源要求
10kV三相电源从高功率试验系统10kV/10MVA变压器二次开关柜经电缆沟引入，此时，10kV/10MVA变压器提供的高压电源用于高功率试验系统、变流器厂房、电力电子实验室中的高电压试验室、柔直背靠背试验系统、换流阀组件功能试验回路、电力电子装置试验区和变频器整机试验区。若以上试验室同时使用且变压器容量不足时，则停止次要试验。
低压电源从试验中心贴建楼配电室（1600kVA/380V变压器）经电缆沟引入，此时，1600kVA/380V变压器提供的低压电源用于高功率试验大厅及贴建楼中关键件试验室和电力电子实验室。若以上试验室同时使用且变压器容量不足时，则停止次要试验。 （2）纯水冷却系统要求
电力电子实验室水冷系统需至少满足：
高电压试验室换流阀单阀的绝缘试验水冷要求（须加热），满足换流阀单阀试验技术要求（见附件1：换流阀单阀试验技术要求）；
柔直背靠背试验系统阀组件水冷要求； 换流阀组件功能试验回路水冷要求；
其他试验水冷要求，满足换流阀单阀试验技术要求（见附件1：换流阀单阀试验技术要求）。
鉴于以上需要，建议电力电子实验室水冷系统实施方案如下： 方案一：对高功率试验系统现有SK-LSS-1060-K纯水冷却系统（无加热功能）的功率、扬程等进行核算。若以上参数满足要求，则仅需新增加热功能；若不满足要求，则需更换该水机主水泵并新增加热功能。该方案均需在高功率试验大厅与电力电子实验室之间进行水沟施工，并进行管路保温处理。 方案二：按照经理办公会会议要求，如果方案一中改造纯水系统实施难度较大或者造价成本太高，则在电力电子实验室重新规划冷却室，并新购满足试验要求的纯水冷却系统。该方案不需在高功率试验大厅与电力电子实验室之间进行水沟施工，但需进行管路保温处理，并增加外水冷却设备。
3）电力电子实验室环境要求
（1）温度、湿度等环境要求按照通用厂房设计；中、低压试验室内安装采暖、通风装置，保证设备运行的最低温度及通风要求，试验厂房温度保持在5～30℃；
（2）实验室要求独立接地，接地电阻＜0.5Ω；
（3）照明：试验大厅照度由设计院根据国家实验室建设标准提出合理设计方案；
（4）气源：实验室采用压缩空气，主要应用于高电压试验室中30T以下实验设备的移动气垫使用；气源的大小及流量需保证试验设备移动气垫的正常工作；
（5）实验室中设计合理的排水沟，能够有效的避免因漏水造成的积水现象的发生，厂房顶部需进行防水设计；
（6）中、低压试验室需安装电动双梁起重机或者行车；高压试验室的试品安装方式由设计院按照西安高压电器研究员等高电压实验室的设计经验采用龙门架吊车、卷扬机等方式综合考虑，提出合理设计方案，保证设计的可靠性、安全性、合理性及经济性；
（7）实验室消防要求按照国家高压电气实验室最新消防标准要求进行设计；
（8）实验室设计时需考虑地面承重要求，地面设计为环氧自流平，可保证设备移动气垫的正常工作；
（9）中、低压试验室的东北角建内贴建（包含卫生间），主要用于员工临时休息，试验仪器、工装及试验辅材的临时放置。 3.建设目标 1）高电压试验室
高电压试验区需进行电磁屏蔽处理，满足标准GB/T 12190-2006电磁屏蔽室屏蔽效能的测量方法的要求。要求1MHz时，衰减≥80dB。
局部设计屏蔽夹层可作为储物间和配电室。试验区顶部设计阀塔吊架，吊架底部对地有效距离30米，合理设计试品悬吊方式。
（1）试验内容：
柔性直流输电换流阀阀臂绝缘型式试验；
±1100kV及以下等级的单阀绝缘型式试验，满足IEC标准。 （2）试验设备参数：
工频电压试验系统，现有设备。容量：2200kVA、电压等级：550kV、高压电流：4A；
直流电压试验系统，现有设备。电压等级：600kV（3级）、高压电流：0.5A；
冲击电压发生器试验系统，现有设备。电压等级：±1600kV，容量：240kJ；
等效模拟负载，现有设备。特高压换流阀等效模拟负载主要用于±660kV/±800kV/±1100kV换流阀绝缘型式试验之中，在试验过程中替代多重阀试品的一部分。
（3）三相交流电源要求：10kV/600kVA；380V/1000kVA （4）冷却水要求：具备试品纯水循环冷却和加热功能，单阀进水温度≥95℃，满足换流阀单阀试验技术要求（见附件）。 ±1100kV换流阀单阀：＞500L/min； ±800kV换流阀单阀：＞340L/min； ±500kV换流阀单阀：＞400L/min； 2）中、低压试验室
（1）柔性直流输电背靠背试验系统，此系统为原有试验设备。 柔直背靠背试验系统面积：36.5m×18m=657m² 主要参数：直流极线电压±10kV；功率12.5MW
用于柔性直流输电工程组件单元的运行试验和动态模拟试验及产业化的柔性直流输电的阀级控制保护系统试验。
三相交流电源要求：10kV/10MVA
冷却水要求：具备试品纯水循环冷却和加热功能，组件进水温度≥52℃，流量＞1167L/min。
（2）直流输电换流阀组件功能试验回路，由电流源、电压源、滤波及无功补偿系统、冲击电压发生器、测量控制保护系统、纯水冷却系统、辅助电源系统、辅助阀、故障电流试验用的振荡回路九大部分组成，此系统为新建试验设备。能够满足晶闸管换流阀的运行型式试验及其控保系统的研发试验。
换流阀组件功能试验回路面积：51m×18m+17m×18m =1224 m² 主要参数：直流电流7000A、直流电压60kV 三相交流电源要求：10kV/10MVA，380V/1250kVA
冷却水要求：具备试品纯水循环冷却和加热功能，试品阀进水温度≥50℃，流量＞207 L/min；陪试阀流量＞550L/min；电导率＜0.5µS/cm。
（3）关键件高电压试验区，设备为原有试验设备。包括电抗器伏秒特性试验装置、电抗器绝缘耐受试验系统、冲击电压发生器，能够满足直流输电换流阀关键件及电力电子装置的冲击电压试验；能够
进行阳极饱和电抗器电压-时间面积测试和绝缘耐受试验。
关键件高电压试验区面积：22m×18m=396m² 设备参数：
电抗器伏秒特性试验装置：额定输出直流电压 ±120kV 电抗器绝缘耐受试验系统：试验电压：100kV，以1次/1秒的速率施加冲击电压连续运行8小时。
冲击电压发生器：±400kV、30kJ以下标准雷电波、操作波及特种操作波。
三相交流电源要求：380V/100kVA
冷却水要求：具备试品纯水循环冷却和加热功能，流量＞100L/min，电导率＜0.5µS/cm；
（4）高压变频调速装置试验区域，设备为原有试验设备。能够满足6kV/10kV电压等级的高压变频调速装置的出厂试验及相应电压等级高压变频调速装置用功率单元、电路板的功能试验。
变频器整机、功率单元试验区面积：32m×18m=576m² 三相交流电源要求：10kV/1MVA，380V/400kVA
（5）电力电子装置试验区，设备为原有试验设备。能够满足新型电力电子装置（如：APF有源电力滤波器、DVR动态电压恢复器装置、同相供电、DSTATCOM配电网静止同步补偿装置）的出厂试验要求。
电力电子装置试验区面积：35m×18m=630m² 三相交流电源要求：10kV/10MVA，380V/1000kVA
冷却水要求：具备试品纯水循环冷却和加热功能，流量＞100L/min，电导率＜0.5µS/cm；
（6）新建3米半法电波暗室，新购试验设备。按照GB/T 17626电磁兼容试验标准，暗室外部尺寸为9米×6米×6米(高)，频率范围：DC-18GHz，最大场强可达200V/m，衰减：110dB <1GHz，100 dB 1-18GHz，能够满足柔性直流输电阀控系统和功率单元及相关电力电子装置控制系统、电子器件的电磁兼容试验。
三相交流电源要求：380V/400kVA
冷却水要求：具备试品纯水循环冷却和加热功能，流量＞60L/min，电导率＜0.5µS/cm； 3）特殊要求：
1）电力电子实验室顶部进行承重设计，需考虑安装微网项目光伏转换板。
2）实验室内水、电、气及其它技术要求均按照国家实验室建设标准要求进行设计，后续设计及技术要求需要与设计院进一步沟通完善，实验室需参考国内已建类似实验室的工程经验进行设计。
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