"ГОСТ Р 59029.2-2020 (МЭК 60700-2:2016). Национальный стандарт Российской Федерации. Передача электроэнергии постоянным током высокого напряжения. Вентили тиристорные. Часть 2. Термины и определения"
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 25.11.2020 N 1166-ст)

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский институт по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения" (ОАО "НИИПТ") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 016 "Электроэнергетика"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 ноября 2020 г. N 1166-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту МЭК 60700-2:2016 "Вентили тиристорные для передачи электроэнергии постоянного тока высокого напряжения (ПТВН). Часть 2. Терминология" [IEC 60700-2:2016 "Thyristor valves for high voltage direct current (HVDC) power transmission - Part 2: Terminology"] путем изменения отдельных фраз, слов, ссылок, которые выделены в тексте курсивом, а также путем изменения содержания отдельных структурных элементов, которые выделены вертикальной линией, расположенной на полях этого текста. Оригинальный текст этих структурных элементов примененного международного стандарта и объяснения причин внесения технических отклонений приведены в дополнительном приложении ДБ.

В настоящий стандарт внесены дополнительные положения, при этом они выделены курсивом с подчеркиванием, а объяснения причин их включения приведены в примечаниях.

Структура примененного международного стандарта изменена для приведения в соответствие с правилами, установленными в ГОСТ 1.5 (раздел 9). Сравнение структуры настоящего стандарта со структурой указанного международного стандарта приведено в дополнительном приложении ДВ.

Внесение указанных технических отклонений направлено на учет потребностей национальной экономики Российской Федерации и особенностей объекта стандартизации, характерных для Российской Федерации.

Международный стандарт разработан Подкомитетом SC 22F "Силовая электроника для систем передачи и распределения электроэнергии" Технического комитета TC 22 "Системы и оборудование силовой электроники" Международной электротехнической комиссии (IEC).

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

Сведения о соответствии ссылочных национальных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте, приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Настоящий стандарт устанавливает термины и определения понятий, относящихся к тиристорным вентилям, используемым в системах передачи электроэнергии постоянного тока высокого напряжения с преобразователями с линейной коммутацией, построенных на основе мостовых преобразовательных схем и служащих для преобразования переменного тока в постоянный или (и) постоянного в переменный.

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт:

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

- угол включения;

- угол опережения включения;

- угол погасания, угол отключения;

- угол коммутации.

БУТ (TCU) - блок управления тиристором;

МВБ (MVU) - многовентильный блок;

ФТ (LTT) - фототиристор (светоуправляемый тиристор);

ШУ (VBE) - шкаф управления вентильным блоком;

ЭУТ (ETT) - электрически управляемый тиристор;

Примечание - Приведенные выше дополнительные по отношению к примененному международному стандарту сокращения направлены на учет особенностей объекта стандартизации, характерных для Российской Федерации.

4.1 преобразовательное плечо (converter arm): Часть схемы моста между точкой, к которой присоединен фазный вывод переменного тока, и выводом постоянного тока.

4.2

Примечание - Термин "мост" может использоваться для названия мостовой преобразовательной схемы или оборудования, которое образует такую схему.

4.3 преобразовательное устройство (converter unit): Действующее устройство, включающее все оборудование, подключенное между точкой общего присоединения на стороне переменного тока и точкой общего присоединения на стороне постоянного тока, содержащее один или несколько преобразовательных мостов, один или несколько преобразовательных трансформаторов, оборудование для управления устройством, защитную и коммутационную аппаратуру и вспомогательные устройства, если таковые имеются, служащее для преобразования переменного тока в постоянный или наоборот (см. рисунок 1).

Примечание - Если преобразовательное устройство состоит из двух преобразовательных мостов, фазные напряжения вентильных обмоток которых сдвинуты по отношению друг к другу по фазе на 30°, то преобразовательное устройство образует 12-импульсное устройство.

5.1 прямое направление; проводящее направление (forward direction): Направление тока в вентиле, при котором ток течет от анода к катоду.

5.2 обратное направление; непроводящее направление (reverse direction): Направление тока в вентиле, при котором ток течет от катода к аноду.

6.1 тиристор (thyristor): Полупроводниковый прибор с тремя или более p-n-переходами, имеющий два устойчивых состояния - закрытое (состояние высокого сопротивления) и открытое (состояние низкого сопротивления) - и способный переключаться из открытого состояния в закрытое состояние.

Примечания

1 Приборы, имеющие трехслойную структуру, но обладающие переключающими характеристиками подобно четырехслойным приборам, также могут именоваться тиристорами.

2 Термин "тиристор" используется в качестве общего термина для обозначения всех устройств, имеющих четырехслойную p-n-p-n-структуру. Этот термин может использоваться для любого устройства из семейства тиристоров, если такое употребление не приводит к неопределенности или неправильному пониманию. В частности, термин "тиристор" широко применяется для обозначения однооперационного триодного тиристора, ранее именовавшегося как "кремниевый управляемый выпрямитель".

3 Тиристоры могут быть электрически управляемыми тиристорами [ЭУТ, (ETT)] или фототиристорами [ФТ, (LTT)].

6.2 электрически управляемый тиристор; ЭУТ [electrically triggered thyristor (ETT)]: Тиристор, переключение которого из закрытого состояния в открытое осуществляется посредством подачи электрических импульсов на управляющий электрод тиристора.

6.3 фототиристор; ФТ [light triggered thyristor (LTT)]: Тиристор, переключение которого из закрытого состояния в открытое осуществляется посредством подачи световых импульсов на участок светочувствительного слоя в составе управляющего электрода тиристора.

6.4 демпфирующая цепь (damping circuit, snubber circuit): Цепь (как правило, состоящая из последовательно подключенного резистора и конденсатора), подключенная параллельно тиристору для снижения амплитуды пульсаций напряжения при отключении тиристора.

6.4.1 демпфирующий конденсатор, сглаживающий конденсатор (damping capacitor, snubber capacitor): Конденсатор, подключенный параллельно тиристору (как правило, последовательно с резистором) для снижения амплитуды перенапряжения при отключении тиристора.

6.4.2 демпфирующий резистор, сглаживающий резистор (damping resistor, snubber resistor): Резистор, подключенный параллельно тиристору (последовательно с конденсатором) для ограничения тока разряда демпфирующего конденсатора после включения тиристора.

6.5 выравнивающий резистор постоянного тока (DC grading resistor): Резистор, подключенный параллельно тиристору для выравнивания постоянной составляющей напряжения между тиристорами, возникающей из-за разброса величин обратных токов тиристоров.

Примечание - В некоторых конструкциях выравнивающий резистор постоянного тока также работает в качестве высоковольтного плеча делителя напряжения для измерения напряжения тиристора.

6.6 радиатор охлаждения (heat sink): Элемент конструкции вентиля, предназначенный для передачи тепла, произведенного тиристором(ами) и другими компонентами, входящими в состав вентиля, если таковые имеются, теплоотводящему теплоносителю (жидкости, воздуху и другим).

6.7 зажимная сборная тиристорная конструкция (thyristor stack, thyristor clamped assembly): Механическая сборная конструкция, состоящая из нескольких тиристоров и радиаторов охлаждения между ними, которые скреплены с помощью изолирующего механического фиксирующего устройства.

Примечание - Фиксация выполняется, как правило, дисковой пружиной.

6.8

6.9

Примечание - Примерами составных многовентильных блоков являются двойные вентили, счетверенные вентили и блоки из восьми вентилей, каждый из которых состоит из двух, четырех и восьми подключенных последовательно вентилей.

6.10 тиристорный вентиль (thyristor valve): Комплектное самостоятельно работающее управляемое устройство, нормально проводящее ток только в одном направлении (прямом направлении) и способное работать в качестве преобразовательного плеча в мостовой преобразовательной схеме (см. рисунок 2).

6.11

6.12 вентильная секция (valve section): Сборочная группа, состоящая из нескольких тиристоров и других компонентов, которая обладает электрическими характеристиками всего вентиля.

Примечание - Этот термин используется главным образом для определения объекта испытаний при проведении испытаний вентилей.

6.13 вентильный модуль (valve module): Часть вентиля, состоящая из механически собранных тиристоров с их непосредственными вспомогательными устройствами и вентильным реактором(ами).

#2 В состав вентильного модуля входят одна или несколько вентильных секций (чаще всего - две).#

3 Приведенное выше дополнительное по отношению к примененному международному стандарту примечание к определению направлено на учет особенностей объекта стандартизации, характерных для Российской Федерации.

6.14

Примечание - Тиристорные модули можно заменять целиком при техническом обслуживании вентиля.

6.16 вентильный реактор (valve reactor): Подключенный последовательно с тиристором(ами) реактор(ы) в составе вентиля, предназначенный для ограничения скорости нарастания тока di/dt в открытом состоянии и скорости нарастания напряжения du/dt в закрытом состоянии.

Примечание - Примечания примененного международного стандарта исключены, внесены в основное определение 6.16.

6.17 конденсатор вентильной секции (valve section capacitor): Конденсатор, подключенный параллельно двум или более тиристорным ячейкам и, по меньшей мере, одному вентильному реактору, предназначенный для выравнивания напряжения в условиях быстрых переходных процессов (например, грозовые разряды и импульсы с крутым фронтом).

Примечание - Также используется термин "выравнивающий конденсатор".

6.18 высокочастотная выравнивающая цепь (fast grading circuit, surge distribution circuit): Электрическая цепь, состоящая из конденсатора или последовательно соединенных резистора и конденсатора (R-C цепь), с постоянной времени менее 5 мкс, подключенная параллельно тиристорной ячейке (или параллельно тиристорной ячейке и вентильному реактору) для выравнивания напряжения в условиях быстрых переходных процессов (например, грозовые разряды и импульсы с крутым фронтом).

6.19 высокочастотный выравнивающий конденсатор (fast grading capacitor, surge distribution capacitor): Емкостная часть высокочастотной выравнивающей цепи.

6.20 высокочастотный выравнивающий резистор (fast grading resistor, surge distribution resistor): Резистивная часть (если таковая имеется) высокочастотной выравнивающей цепи.

6.22

6.23 система формирования отпирающих импульсов (trigger system, firing system): Оборудование для формирования отпирающих импульсов на управляющий электрод тиристора на высоком потенциале.

Примечание - Система формирования отпирающих импульсов для электрически управляемых тиристоров состоит из светоизлучающих устройств в ШУ, оптоволоконной линии, передающей импульсы на тиристорные ячейки, и электрических цепей в блоках управления тиристорами, которые осуществляют преобразование оптических импульсов в электрические отпирающие импульсы, подаваемые на тиристоры. Для вентилей с фототиристорами оптические импульсы могут распределяться между отдельными тиристорами непосредственно внутри вентиля с помощью многомодового звездообразного оптического разветвителя.

6.24 схема защиты тиристора во время восстановления (recovery protection circuit): Электронная схема или устройство, предназначенные для защиты тиристора от повреждений вследствие воздействия чрезмерной скорости изменения напряжения во время восстановления тиристора, что осуществляется посредством измерения параметра du/dt и включения тиристора в случае превышения данным параметром предельного значения.

Примечания

1 Схема защиты тиристора во время восстановления может быть реализована в блоке управления тиристора.

2 Функция защиты тиристора во время восстановления также может быть реализована в самом тиристоре, что исключает необходимость использования любых внешних электронных устройств для этих целей.

6.25 многомодовый звездообразный оптический разветвитель (multimode star coupler): Пассивный оптический многополюсник, в котором оптическое излучение, подаваемое на часть входных оптических полюсов, распределяется между остальными его полюсами.

Примечание - В некоторых конструкциях вентилей оптический разветвитель используется для распределения импульсов, проходящих по нескольким оптоволоконным линиям от шкафа управления к тиристорам вентильной секции.

6.26 контур охлаждения вентиля (valve cooling circuit): Конструкция из трубок, предназначенная для транспортировки теплоносителя от теплообменника к компонентам вентиля, распределения теплоносителя между компонентами вентиля и перемещения теплоносителя обратно в теплообменник.

6.27 система охлаждения вентиля (valve cooling system): Комплект оборудования, необходимый для отвода тепла от вентилей в окружающую среду, включающий контур охлаждения вентиля, циркуляционные насосы или вентиляторы, оборудование для деионизации и фильтрации, теплообменники, соединительные трубки и систему управления, находящиеся на потенциале земли.

6.28 выравнивающие электроды (grading electrodes): Электроды, изготовленные из коррозионно-стойкого металла, установленные внутри контуров водяного охлаждения вентилей, предназначенные для выравнивания распределения электрического потенциала и защиты металлических компонентов системы охлаждения от электролитической коррозии.

6.29

Примечание - Реакторные модули могут быть элементами конструкции вентиля.

6.30 опора вентиля (valve support): Часть вентиля, которая используется для его электрической изоляции от земли и в качестве механической опоры.

Примечание - Не все вентили имеют опорные конструкции, многие из них имеют подвесные конструкции.

6.31 конструкция вентиля (valve structure): Конструктивные компоненты вентиля, необходимые для физической фиксации вентильных модулей.

6.32 ярус тиристорного вентиля (valve tier): Физический уровень вентиля одновентильного или многовентильного блока, состоящий из одного или нескольких вентильных модулей.

6.33 экран для защиты от коронного разряда (corona shield): Проводящая поверхность, размещенная вдоль внешнего профиля одновентильного или многовентильного блока, предназначенная для минимизации напряженности электрического поля на поверхности блока и предупреждения возникновения коронного разряда.

7.1

7.2

7.3

7.5

7.6 закрытое состояние при обратном напряжении (reverse blocking state): Непроводящее состояние вентиля, при котором к главным выводам вентиля приложено обратное напряжение.

7.7

7.8

7.9 ложное включение (false firing): Включение вентиля в непредусмотренный момент времени.

8.1

8.2

8.3

8.4

8.5 напряжение вентиля в открытом состоянии, падение напряжения на вентиле (valve on-state voltage, voltage drop): Прямое напряжение между анодом и катодом вентиля в открытом состоянии.

8.6 напряжение вентиля в закрытом состоянии (valve off-state voltage): Прямое напряжение между анодом и катодом вентиля в закрытом состоянии.

8.7 ток вентиля в открытом состоянии (valve on-state current): Ток, который течет через вентиль в открытом состоянии.

8.8

8.9

8.10

8.11

8.12

Примечания

8.13

8.14 максимальное рабочее обратное напряжение вентиля (valve crest working reverse voltage): Наибольшее мгновенное значение обратного напряжения, прикладываемого к вентилю, без учета повторяющихся и неповторяющихся переходных напряжений.

Примечания

1 Повторяющееся переходное напряжение, как правило, зависит от характеристик электрического контура. Неповторяющееся переходное напряжение обусловливается внешней причиной, и предполагается, что его действие исчезает полностью до появления следующего переходного напряжения.

8.15 повторяющееся импульсное обратное напряжение вентиля (valve repetitive peak reverse voltage): Наибольшее мгновенное значение обратного напряжения, прикладываемого к вентилю, включая только повторяющиеся переходные напряжения.

8.16 неповторяющееся импульсное обратное напряжение вентиля (valve non-repetitive peak reverse voltage): Наибольшее мгновенное значение неповторяющегося переходного обратного напряжения, прикладываемого к вентилю.

8.17 максимальное рабочее напряжение вентиля в закрытом состоянии (valve crest working off-state voltage): Наибольшее мгновенное значение напряжения в закрытом состоянии, прикладываемого к вентилю, без учета повторяющихся и неповторяющихся переходных напряжений.

8.18 повторяющееся импульсное напряжение вентиля в закрытом состоянии (valve repetitive peak off-state voltage): Наибольшее мгновенное значение напряжения в закрытом состоянии, прикладываемого к вентилю, включая только повторяющиеся переходные напряжения.

8.19 неповторяющееся импульсное напряжение вентиля в закрытом состоянии (valve non-repetitive peak off-state voltage): Наибольшее мгновенное значение любого неповторяющегося переходного напряжения в закрытом состоянии, прикладываемого к вентилю.

9.1

9.2

9.3

9.4

Примечание - См. рисунок 5.

9.5

Примечание - Соотношение между углом опережения включения и углом управления определяется следующей формулой: (см. рисунок 5).

9.6

9.7

Примечание - Величина зависит от угла опережения включения и угла коммутации и определяется выражением (см. рисунки 4 и 5).

9.8

10.1

10.2 защитное включение вентиля (valve protective firing): Способ защиты тиристоров от воздействия чрезмерного прямого напряжения, скорости изменения напряжения или прямого напряжения, приложенного во время восстановления тиристора, реализованный посредством подачи отпирающего импульса для перехода тиристора в открытое состояние.

10.3 высоковольтная защита (forward overvoltage protection): Способ защиты тиристоров вентиля от воздействия чрезмерного прямого напряжения, реализованный посредством подачи отпирающего импульса для перехода тиристора в открытое состояние.

Примечание - Некоторые тиристоры оснащены интегрированной функцией защиты от чрезмерного повышения прямого напряжения, которая реализована посредством контролируемого самостоятельного включения.

10.4 электронная высоковольтная защита (electronic forward overvoltage protection): Способ защиты от воздействия чрезмерного прямого напряжения, при котором подача защитных отпирающих импульсов осуществляется посредством блока управления тиристора.

10.5 высоковольтная защита с помощью защитной диодной схемы [breakover diode (BOD) protection]: Способ защиты от воздействия чрезмерного прямого напряжения, при котором защитные отпирающие импульсы формируются при помощи защитной диодной схемы, которая действует независимо от блока управления тиристора.

10.6 защита du/dt (du/dt protection): Защитное включение вентиля от воздействия чрезмерной скорости нарастания напряжения в закрытом состоянии.

10.7 высоковольтная защита во время восстановления (forward recovery protection): Защитное включение тиристоров вентиля от воздействия прямого напряжения во время восстановления тиристоров.

При оформлении настоящего стандарта, модифицированного по отношению к международному стандарту МЭК 60700-2:2016 "Вентили тиристорные для передачи электроэнергии постоянного тока высокого напряжения (ПТВН). Часть 2. Терминология", некоторые терминологические статьи приведены в иной редакции с целью учета терминологии в области систем постоянного тока высокого напряжения, применяемой в Российской Федерации, а также для соответствия ГОСТ Р 59027. Исходные терминологические статьи приведены ниже.

ДБ.1 избыточные тиристорные ячейки (резервирующие тиристорные уровни) (redundant thyristor levels): Максимальное число тиристорных ячеек в составе тиристорного вентиля, которые могут быть замкнуты накоротко снаружи или внутри во время работы без влияния на безопасное функционирование тиристорного вентиля, что подтверждается результатами проведения типовых испытаний, и если и когда это число будет превышено, то потребуется отключение вентиля для замены отказавших тиристоров или работа в условиях повышенного риска возникновения отказов.

ДБ.2 блок управления тиристора (электронный блок вентиля) (valve electronics): Электронная схема, находящаяся под потенциалом(ами) вентиля, которая выполняет функции управления и защиты одного или нескольких тиристорных ячеек;

блок управления тиристора (thyristor control unit TCU): Электронный блок с потенциалом на уровне тиристора, который используется для подачи импульса управления, защиты и мониторинга тиристора.

Примечания

1 Для обозначения этого блока используются некоторые другие термины: электронный блок тиристора (TE), модуль включения и мониторинга тиристора (TFM) или устройство включения (тиристора).

2 В некоторых конструкциях применяется блок мониторинга напряжения тиристора (TVM), который осуществляет только функции мониторинга.

ДБ.3 шкаф управления блоком тиристорного вентиля (valve base electronics VBE): Электронное устройство, находящееся под потенциалом земли, предназначенное для преобразования электрических сигналов в оптические при передаче сигналов между системой управления преобразователя и вентилями.

ДБ.4 блокирование вентиля (valve blocking): Операция, которая запрещает последующее включение вентиля.

ДБ.5 разблокирование вентиля (valve deblocking): Операция, которая разрешает включение вентиля.

ДБ.6 закрытое состояние, непроводящее состояние (off-state): Состояние вентиля, при котором все тиристоры закрыты.

ДБ.7 пропуск включения (firing failure): Неспособность выполнить включение вентиля в течение всего интервала прямого напряжения.

ДБ.8 интервал погасания вентиля (valve hold-off interval): Время с момента, когда прямой ток контролируемого вентиля уменьшится до нуля, до момента, когда к тому же вентилю будет приложено прямое напряжение.

ДБ.9 критический интервал погасания вентиля (valve critical hold-off interval): Минимальный интервал выдержки, при котором возможна работа инвертора.

ДБ.10 включение (firing): Подача тока в прямом направлении вентиля.

ДБ.11 включающий импульс вентиля (valve firing pulse): Импульс, который инициирует включение вентиля, как правило, является производным от управляющего импульса вентиля.

ДБ.12 угол коммутации (overlap angle): Длительность коммутации между двумя плечами преобразователя, выраженная в единицах измерения электрического угла.

ДБ.13 фазовое управление (phase control): Процесс контроля в определенный момент времени в течение периода, в который восстанавливается прямая проводимость тока в контролируемом вентиле.

В международном стандарте МЭК 60700-2:2016 некоторые определения, относящиеся к одной смысловой группе функций, оборудования, явлений, следуют не в логической последовательности друг за другом. Нумерация подпунктов модифицированного национального стандарта изменилась относительно международного стандарта также из-за переноса 6.7 и объединения его содержания с содержанием 6.20. Кроме этого, в указанном стандарте весь графический материал скомпонован вместе и приведен после текста его основной части, но не обозначен как приложение. Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой примененного международного стандарта приведено в таблице ДВ.1.