高压直流输电用普通晶闸管的一般要求

高压直流输电用普通晶闸管的一般要求

国家标准 GB/T20992一2007 高压直流输电用普通晶闸管的一般要求 GeneralrequirementsforthyristorsforHVDc' tranSmission 2007-06-21发布 2008-02-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管蹬委员会国家标准
GB/T20992一2007 前 言 本标准参照IEC60747-6-3;1993(半导体器件分立器件第6部分:晶闸管第3篇电流大于 100A、环境和管壳额定的反向阻断三极晶闸管空白详细规范》 本标准的附录A为规范性附录 本标准由电器工业协会提出 本标准由全国电力电子学标准化技术委员会(SAC/TC60)电器工业协会归口 本标准主要起草单位:西安电力电子技术研究所、机械工业北京电工技术经济研究所、西安西电电 力整流器有限公司、电力科学研究院、西安高压电器研究所、北京网联直流输电工程技术有限公司、 南方电网技术研究中心 本标准主要起草人:蔚红旗、郭丽平、杜凯、田方、孟庆东、苟锐锋、马为民、黎小林、汤广福、白光亚、 秦贤满 本标准为首次发布
GB/T20992一2007 引 言 高压直流输电在我国电网建设中,对于长距离送电和大区联网有着非常广阔的发展前景,是目前作 为解决高电压、大容量、长距离送电和异步联网的重要手段 根据我国直流输电工程实际需要和高压直 流输电技术发展趋势开展的项目在引进技术的消化吸收、国内直流输电工程建设经验和设备自主研制 的基础上,研究制定高压直流输电设备国家标准体系 内容包括基础标准、主设备标准和控制保护设备 标准 项目已完成或正在进行制定共19项国家标准 l《高压直流系统的性能 第 -部分稳态性能》 (2)《高压直流系统的性能第二部分故障与操作》 3>《高压直流系统的性能第三部分动态性能》 《高压直流换流站绝缘配合程序》 5《高压直流换流站损耗的确定 6《变流变压器第二部分 商压直流输电用换流变压器》 高压直流输电用油浸式换流变压器技术参数和要求》 8《高压直流输电用油浸式平波电抗器》 (9)《高压直流输电用油浸式平波电抗器技术参数和要求》 10《高压直流换流站无间隙金属氧化物避雷器导则 11)《高压直流输电用并联电容器及交流滤波电容器 12)《高压直流输电用直流滤波电容器》 13)《高压直流输电用普通晶闸管的一般要求》 14)《输配电系统的电力电子技术静止无功补偿装置用晶闸管阀的试验》 15)《高压直流输电系统控制与保护设备》 16)《高压直流换流站噪音》 17)《高压直流套管技术性能和试验方法》 18)《高压直流输电用光控晶闸管的一般要求》 19)《直流系统研究和设备成套导则》
GB/T20992一2007 高压直流输电用普通晶闸管的一般要求 范围 本标准规定了高压直流输电用普通晶闸管的型号,尺寸、额定值、特性、检验规则、标志和订货单等 技术要求 本标准适用于高压直流输电用电触发反向阻断品管系列 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 凡是注日期的引用文件,其随后所有 的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本 凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准 GB/T2423.5一1995电工电子产品环境试验第2部分试验方法试验Ea和导则冲击 (idtIEc60068-2-27;1987) GB/T2423.6一1995电工电子产品环境试验第2部分试验方法试验Eb和导则;碰撞 (idtlEc60068-2-29;1987) GB/T4937一1995半导体器件机械和气候试验方法(idtIEC60749;1984) GB/T152911994半导体器件第6部分晶闸管(eqvIEC60747-6:1984) 型号和尺寸 3.1型号 型号的构成和各部分的意义如图1所示 KP -规格序号(如有 -特征参数和(或重要参数的级别(如有) -阻断电压的级数断态和反向重复峰值电压的1/100 -通态平均电流值(单位为安培(A) 表示普通晶闸管 图1型号构成 3.2尺寸 图2中的尺寸A、D和D应符合给定型号的要求和订货合同规定 图2外形尺寸
GB/T20992一2007 额定值和特性 额定值 额定值限值)应符合表1规定 表 值 数 限 值 符 号 条号 最小值 最大值 T 贮存温度 41.1 ，s 4.1.2 额定结温 T 电压应规定条件,如时间、频率、温度等 4. 3.1 反向重复峰值电压 VRRN1 4.1.3.2 断态重复峰值电压 VRM 反向不重复峰值电压 3.3 RsM 断态不重复峰值电压 'sM .l，3.5 反向长雪崩电压 Veu 反向短雪崩电压 VR入s .l.3.6 电流应规定条件,如时间、频率、温度等 通态平均电流 IrAw7 4.2 通态浪涌电流 IrsM 4.1 4.3 通态电流临界上升率 di/dr 非重复通态电流临界上升率 di/dn 机械额定值 .l.5 安装力适用时 标称值 质量 注:关于反向雪崩电压和非重复通态电流临界上升率的更多信息,参见附录A 4. 2 特性 特性值应符合表2规定 表 数 值 条号 特性和条件 符号 最小值 最大值 通态峰值电压 心 反向电流 4.2.2 额定反向重复峰值电压VRR时的反向重复峰值电流 4.2.2.1 在T=25C时 lRRn 4.2.2.2 在T时 lRRNe 断态电流 额定断态重复峰值电压VR时的断态重复峰值电流
GB/T20992一2007 表2(续 数 值 符 号 条号 特性和条件 最小值 最大值 在T=25C时 4.2.3.1 lnRM 4.2.3,2 在T时 IoRMe ！ 4.2.4 维持电流 ！ 擎住电流 4.2.6 门极触发电流 lar 4， 2. 门极触发电压 VGi Vim7 4.2.9 门极不触发电压 断态电压临界上升率 4.2.10 dzu/dn 4.2.11 电路换向关断时间 热阻 R或 4.2.12 结到环境或管壳 R 4.2.13 门极控制延迟时间 恢复电荷 Q 4.2.14 在规定条件下的最小值和最大值,或最大值 检验规则 5.1 出厂检验 表3给出出厂检验要求 其中,所采用的数值和确切的规定条件应符合给定型号的要求和有关标 准中相应试验的要求以及订货合同规定 除另有说明外,引用标准的条号对应于GB/T15291一1994 出厂检验和试验应对全部器件进行 全部试验都是非破坏性的 表3 检验要求限值 符号 项目 引用标准 规定条件 最小值 最大值 通态峰值电压 VrM 5.1.2.3 T;通态电流值 反向重复峰值电压 VRRN 5.1.3 室温和Tm;反向重复峰值电压;频率 断态重复峰值电压 室温和Tm;断态重复峰值电压;频率 'RM 5.1.6 反向不重复峰值电压VRsw 5.3.1 室温和Tm;反向不重复峰值电压;频率 父 5.3.2 断态不重复峰值电压 室温和T;断态不重复峰值电压;频率 Vte 5.1.7 × 门极触发电流 室温;断态电压值 lGr 门极触发电压 VGr 5.1.7 室温;断态电压值 断态电压临界上升率du/d 室温和Tm;断态电压值 5.l.ll 本 标 准T;通态浪涌电流值;再加断态电压值;浪涌 通态浪涌电流 Irs 次数和每次浪涌的周波数 T;通态电流值;-di/dr;dudr;再加断态电 电路换向关断时间 5，1，10 压值
GB/T20992一2007 表3(续 检验要求限值 项目 符号 引用标准 规定条件 最小值 最大值 恢复电荷 T;通态电流值;-di/dn 5.1.13 非重复通态电流临界 本 标 准Tm;断态电压值;通态电流值;通态电流上升 di/d 上升率 率;通态电流脉冲的次数 X 门极控制延迟时间 5.l.9 T;断态电压值 反向长雪崩电压 准室温和Tm;反向雪崩电压值和波形参数;反 X 本 VRM 反向短雪崩电压 VR 向雪崩电压脉冲次数 本 标 准室温;门极一阴极电流值;交流电压发生器的 门极一阴极特性 A.1 频率 室温;施加的交流全波电压频率和值及其对 交流全波电压 6.2 应的品闸管电流值;试验持续时间 准室温;施加的直流偏置电压值及其对应的品 本 标 直流稳定性 闸管电流值;试验持续时间 5.2型式试验 表4规定了型式试验项目 其中,所采用的数值和确切的规定条件应符合给定型号的要求和有关 标准中相应试验的要求以及订货合同规定 除另有说明外,引用标准的条号对应于GB/T 152911994 型式试验应在出厂检验的基础上进行 其中,项目栏标有(D)的试验是破坏性试验 表4 检验要求限值 项目 符号 引用标准 规定条件 最小值 最大值 5.1 5 维持电流 室温和T I 擎住电流 5.1.4 室温和T;门极触发电流 室温和T;反向重复峰值电 反向重复峰值电流 RR 5.l.3 压;频率 断态重复峰值电流 室温和T;断态重复峰值电 lRM 5.1,6.3 压;频率 T;通态电流值;断态电压值; 通态电流临界上升率 di/dt 5.3.5 频率 Vc0 T;断态电压值 门极不触发电压 5.1.8 热阻 Rie 5.2.2.2 Tm;反向雪崩电压值和波形参 反向短雪崩电压 VRs 本标准A.3 数;脉冲次数 Tmlin/Tm;持续时间;转换 温度快速变化 GB/T4937一1995的川.1.2" 时间;循环次数
GB/T20992一2007 表4(续 检验要求限值 项目 符号 引用标准 规定条件 最小值 最大值 热循环负载 5.4 温度变化量;循环次数 试验前后测量 反向重复蜂值电流 5.1.3 RRMe 断态重复峰值电流 5.1.6.3 DRM2 门极一阴极特性 本标准A" 密封性 GB/T4937一1995的川.7.4 电耐久性 Tm;断态电压值;试验持续 6.2 试验前后测量 时间 反向重复蜂值电流 eRsB 5.1.3 断态重复峰值电流 5.1.6.3 IR 门极一阴极特性 本标准A.l GB/T4937一1995的I.7.4 密封性 高温贮存(D) GB/T4937一1995的.2 试验前后测量 反向重复峰值电流eRe 5.1.3 T;试验持续时间 断态重复蜂值电流 5.l.6.3 IRM 门极一阴极特性 本标准A.1 GB/T4937一1995的I.7.4 密封性 冲击(D) GB/T2423.5一1995 峰值加速度;持续时间;半正弦 或 波形 GB/T2423 碰撞 峰值加速度;持续时间;半正弦 61995 波形 环境温度;NaCI溶液浓度;试 GB/T4937一1995的.8 盐雾 验持续时间 标志和订货单 6.1标志 产品上的标志应包括 6.1.1 a)产品型号; b) 端(子)识别标志; e)制造商名称或商标; 产品批号和编号 d 6.1.2包装盒上的标志应包括 a)产品型号; b) 制造商名称或商标; e)产品批号和编号; 本标准编号; d 防雨标志 e 6.2订货单 订货单上应写明产品型号、本标准编号和其他必要的内容
GB/T20992一2007 附 录A 规范性附录 补充试验方法 A.1门极一阴极特性 A.1.1目的 在规定条件下,观测晶闸管门极正向电流与门极正向电压的关系曲线 A.1.2电路图 DUT 图A.1门极一阴极特性观测原理电路 A.1.3电路说明和要求 电压发生器G为低压电源 通态电流由电阻器R的值决定 此电流应足够大,以保证被测晶闸管完全开通 A.1.4观测程序 在规定温度条件下,对被测晶闸管DUT施加规定的断态电压,在示波器P上观测晶闸管门极正向 电流与门极正向电压的关系曲线 A.1.5规定条件 管壳温度 -门极一阴极电流值; 交流电压发生器的频率 A.2通态浪涌电流 A.2.1目的 在规定条件下,检验晶闸管的通态浪涌电流额定值 A.2.2电路图和波形
GB/T20992一2007 DUT 图A.2通态浪涌电流试验原理电路 r/A n/y NM4 /s 图A.3通态浪涌电流试验的电流和电压波形 A.2.3电路说明和要求 储能电容器C与电感器L提供通态浪涌电流 s为在通态电流半周期具有180"导通角的机电开 关或电子式功率开关 电压发生器G提供再加断态电压V 二极管D阻断来自储能电容器C和电感器L的正向电压 R为电流取样电阻器 应注意设定关断间隔,,避免在受试晶闸管DUT尚未恢复阻断能力时施加再加断态电压 A.2.4试验程序 将受试晶闸管DUT加热至规定温度 调整通态浪涌电流和再加断态电压,使之分别达到其规定值 对受试晶闸管DUT施加规定的通态浪涌电流和再加断态电压 A.2.5规定条件 施加通态浪涌电流前的结温 通态浪涌电流值; 再加断态电压值 浪涌次数和每次浪涌的周波数 A.3反向雪崩电压 A.3.1目的 在规定条件下,检验晶闸管的反向雪崩电压额定值
GB/T20992一2007 A.3.2电路图和波形 DUT 力 R 图A.4反向雪崩电压试验原理电路 A/V 100% 90% 50% 30% /s 图A.5反向雪崩电压波形 A.3.3电路说明和要求 恒流脉冲发生器G提供反向雪崩电压 R为电流取样电阻器 A.3.4试验程序 将受试晶闸管DUT加热至规定温度 根据反向长雪崩电压和反向短雪崩电压试验要求,分别调整恒流脉冲发生器G和其他电路参数 使反向雪崩电压值和波形参数均达到相应规定要求 对受试晶闸管DUT施加规定次数的反向雪崩电压脉冲 A.3.5规定条件 -施加反向雪崩电压前的结温; 反向雪崩电压值 -反向雪崩电压波形参数; 施加反向雪崩电压脉冲的次数 A.4直流稳定性 A.4.1目的 在规定条件下,检验晶网管承受直流偏置电压的能力 A.4.2电路图
GB/T20992一2007 DUT 图A.6直流稳定性试验原理电路 A.4.3电路说明和要求 恒流脉冲发生器G提供直流偏置电压 R为电流取样电阻器 A.4.4试验程序 在规定温度条件下,对受试晶闸管DUT施加规定的直流偏置电压,监测受试晶闸管DUT在此情 况下产生的电流 A.4.5规定条件 管壳温度; 施加的直流偏置电压值; 晶闸管在直流偏置电压下的电流 试验持续时间 A.5非重复通态电流临界上升率 A.5.1目的 在规定条件下,检验品闸管的非重复通态电流临界上升率额定值 A.5.2电路图和波形 Rl YV T1 DUT CI R2 图A.7非重复通态电流临界上升率试验原理电路
GB/T20992一2007 /A 50%6 d/d 10% 50% d山a 0% ls 图A.8非重复通态电流临界上升率试验的电流波形 A.5.3电路说明和要求 储能电容器Cl和C2提供电流 通态电流上升率由电阻器Rl和电感器L1、,L2调整 T1为电子式功率开关 R2为电流取样电阻器 A.5.4试验程序 将受试晶闸管DUT加热至规定温度 调整断态电压和其他电路参数,使断态电压、通态电流和通态电流上升率分别达到其规定值 对受试晶闸管DUT施加规定次数的非重复通态电流脉冲 A.5.5规定条件 -施加非重复通态电流前的结温; -断态电压值; -通态电流值; 通态电流上升率; 施加非重复通态电流脉冲的次数 10