《核聚變磁體電源等離子體擊穿開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則【T-CPSS 1011-2022】》

T/CPSS1011—2022

核聚變磁體電源等離子體擊穿開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則

1范圍

本導(dǎo)則規(guī)定了核聚變磁體電源等離子體擊穿開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功能、設(shè)計(jì)和運(yùn)行等方面的技術(shù)要求

和相應(yīng)的推薦技術(shù)方案。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T156—2017標(biāo)準(zhǔn)電壓

GB/T2900.20—2016電工術(shù)語(yǔ)高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)

GB/T11022—2011高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的共用技術(shù)要求

GB50260電力設(shè)施抗震設(shè)計(jì)規(guī)范

GB/T17626.2電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗(yàn)

GB/T17626.4電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)

GB/T17626.5電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)浪涌(沖擊)抗擾度試驗(yàn)

GB/T17626.8電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)工頻磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)

GB/T17626.11電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化的抗擾度試驗(yàn)

GB/T17626.16電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)0Hz～150kHz共模傳導(dǎo)騷擾抗擾度試驗(yàn)

GB/T17626.18電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)阻尼振蕩波抗擾度試驗(yàn)

3定義和術(shù)語(yǔ)

除本章節(jié)給出的術(shù)語(yǔ)定義外，GB/T2900.20—2016相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中所界定的術(shù)語(yǔ)及定義同樣適用于本

導(dǎo)則。本部分列出適用于本導(dǎo)則的其它術(shù)語(yǔ)和定義。

3.1

磁體電源coilpowersupply

為磁約束核聚變裝置中的所有磁體線圈提供可調(diào)節(jié)電能的裝置，由變流系統(tǒng)、等離子體擊穿開(kāi)關(guān)網(wǎng)

絡(luò)系統(tǒng)、失超保護(hù)系統(tǒng)和直流傳輸系統(tǒng)等組成。

3.2

等離子體擊穿開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)switchingnetworksystemforplasmainitiation

是磁體電源系統(tǒng)的一部分，由所有開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元組成，為磁體提供等離子體擊穿放電前的充電電流

通路、擊穿放電時(shí)所需的高電壓以及擊穿放電后的電流通路。

1

T/CPSS1011—2022

3.3

開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元Switchingnetworkunit

單個(gè)磁體電源中實(shí)現(xiàn)等離子體擊穿開(kāi)關(guān)功能的部件集合，由換流開(kāi)關(guān)部件、開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)電阻、旁路合

閘開(kāi)關(guān)部件和儀控部件等組成。

3.4

換流開(kāi)關(guān)部件currentcommutationswitchcomponent

在磁體充電階段閉合以提供充電回路，在啟動(dòng)等離子體放電時(shí)快速分?jǐn)?，將電流轉(zhuǎn)移至開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)電

阻的部件。

3.5

開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)電阻switchingnetworkresistor

在換流開(kāi)關(guān)分?jǐn)鄷r(shí)承載電流的部件，在磁體兩端產(chǎn)生瞬時(shí)的高電壓以產(chǎn)生等離子體放電，宜采用開(kāi)

關(guān)進(jìn)行分段投入使用。

3.6

旁路合閘開(kāi)關(guān)部件bypassmakeswitchcomponent

在等離子體放電后閉合，短接開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)電阻并形成穩(wěn)態(tài)通流電路的部件。

3.7

儀控部件instrumentationandcontrolcomponent

由開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元和各部件的控制設(shè)備和電壓、電流、溫度等測(cè)量設(shè)備組成，對(duì)開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元及各部

件進(jìn)行控制和保護(hù)。

4系統(tǒng)、單元及部件功能和設(shè)計(jì)要求

4.1開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能和配置

在等離子體放電開(kāi)始時(shí)，等離子體擊穿開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向中心螺線管（CS）和極向場(chǎng)（PF）磁體電路

中提供擊穿注入氣體，并產(chǎn)生等離子體電流所需的高電壓。

在核聚變裝置中，每套中心螺線管和極向場(chǎng)磁體電源各配置一個(gè)開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元，全部開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元

構(gòu)成開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

4.2開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元基本配置

開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元串聯(lián)在磁體電源變流器和磁體負(fù)載之間，主要由換流開(kāi)關(guān)部件、開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)電阻、旁路

合閘開(kāi)關(guān)部件、儀控部件以及電纜或連接排等部件組成，如圖1所示。

等離子體開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元各部件的功能參見(jiàn)附錄A。

2

T/CPSS1011—2022

開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元

電阻R2開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)電阻

電阻接入開(kāi)關(guān)

電阻R1

電纜或連接排電纜或連接排

磁體電源

磁體負(fù)載

變流器直流母線直流母線

換流開(kāi)關(guān)部件

合閘開(kāi)關(guān)

電纜或連接排電纜或連接排

儀控部件旁路合閘開(kāi)關(guān)部件

后備合閘開(kāi)關(guān)

圖1開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元構(gòu)成示意圖

4.3基本運(yùn)行原理

圖2為開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元各部件的基本運(yùn)行時(shí)序：

——T0之前，磁體經(jīng)磁體電源勵(lì)磁運(yùn)行，換流開(kāi)關(guān)部件處于閉合狀態(tài)（旁路合閘開(kāi)關(guān)部件處于斷開(kāi)

狀態(tài)）。

——T0時(shí)刻即等離子體脈沖開(kāi)始時(shí)刻，換流開(kāi)關(guān)部件接受動(dòng)作命令打開(kāi)，電流換流至電阻R1支路，

換流開(kāi)關(guān)保持打開(kāi)狀態(tài)，承擔(dān)電阻兩端的電壓。

——開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)電阻分段運(yùn)行。T1時(shí)刻，R2電阻接入開(kāi)關(guān)閉合，接入R2電阻支路，磁體電流由R1支

路和R2支路共同承擔(dān)，開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)等效電阻為R1并聯(lián)R2。

——T2時(shí)刻，旁路開(kāi)關(guān)閉合，電流從開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)電阻回路換流至旁路合閘開(kāi)關(guān)回路。

旁路合閘開(kāi)關(guān)部件應(yīng)配置后備合閘開(kāi)關(guān)，當(dāng)檢測(cè)到合閘開(kāi)關(guān)動(dòng)作失效，立即觸發(fā)后備合閘開(kāi)關(guān)。

換流開(kāi)關(guān)部件電阻接入開(kāi)關(guān)旁路合閘開(kāi)關(guān)部件

動(dòng)作動(dòng)作動(dòng)作

電流流經(jīng)電流流經(jīng)旁路開(kāi)關(guān)

電流流經(jīng)電阻R電流流經(jīng)電阻R||R

換流開(kāi)關(guān)部件112通流支路

時(shí)間

T0T1T2

圖2開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元各部件的運(yùn)行時(shí)序

4.4設(shè)計(jì)要求

在開(kāi)展開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和單元設(shè)計(jì)前，必須明確相關(guān)設(shè)計(jì)輸入，并結(jié)合4.3節(jié)開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行原

理進(jìn)行定義。

4.4.1參數(shù)要求

4.4.1.1額定電壓（Ur）

額定電壓等于開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元所在磁體電源的最高運(yùn)行直流電壓。

開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元推薦的額定電壓為3.6、7.2、12或者24kV(見(jiàn)GB/T156的第9章)。針對(duì)特殊系統(tǒng)，

允許由用戶(hù)根據(jù)系統(tǒng)需求，定義與標(biāo)準(zhǔn)推薦電壓不同的額定電壓等級(jí)。

3

T/CPSS1011—2022

4.4.1.2絕緣水平

開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元和部件的額定絕緣水平應(yīng)滿(mǎn)足表1要求。

表1開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元絕緣水平

額定短時(shí)工頻耐受電壓Ud額定雷電沖擊耐受電壓Up

額定電壓Ur

kV(有效值)kV(峰值)

kV(有效值)

通用值隔離斷口通用值隔離斷口

3.625274046

7.230346070

1242487585

246579125145

注：出廠試驗(yàn)的相對(duì)地，相間及開(kāi)關(guān)斷口間采用上表的通用值。

注：參見(jiàn)GB/T11022—2011表1。

4.4.1.3額定電流（Ir）和溫升

開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元各部件的額定電流是指在規(guī)定的使用和性能條件下，設(shè)備能夠持續(xù)承載的電流有效

值，應(yīng)根據(jù)磁體電源系統(tǒng)直流側(cè)的額定電流定義。

開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元各部件的溫升應(yīng)滿(mǎn)足GB/T11022—2011表3規(guī)定。

4.4.1.4額定短路耐受電流（Ik）和持續(xù)時(shí)間（tk）

開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元各部件設(shè)備的額定短路耐受電流Ik應(yīng)為磁體電源變流器的最大短路電流，額定短路持

續(xù)時(shí)間tk應(yīng)為輸入側(cè)斷路器的最大動(dòng)作時(shí)間（通常為80～100ms）。

額定短路耐受電流應(yīng)適用于換流開(kāi)關(guān)部件、旁路合閘開(kāi)關(guān)部件及相關(guān)的連接排等連續(xù)通流部件，不

適用于開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)電阻。

4.4.1.5分閘、合閘裝置和輔助回路的額定電源電壓（Ua）和頻率（fa）

應(yīng)滿(mǎn)足GB/T11022—20114.9和4.10規(guī)定。

4.4.1.6可控壓力系統(tǒng)壓縮氣源的額定壓力

應(yīng)滿(mǎn)足GB/T11022—20114.11規(guī)定。

4.4.1.7電阻運(yùn)行階段、持續(xù)運(yùn)行時(shí)間（t1，t2…）及電阻值（R1,R2…）

應(yīng)根據(jù)磁體電源系統(tǒng)運(yùn)行要求，尤其是等離子體擊穿電壓要求，確定開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)電阻的運(yùn)行階段

及相應(yīng)的運(yùn)行時(shí)間。以?xún)啥坞娮柽\(yùn)行階段為例，應(yīng)定義一段和二段的運(yùn)行時(shí)間（t1和t2）以及兩段的電

阻值（R1和R2）。該系列參數(shù)由核聚變裝置磁體線圈磁場(chǎng)和運(yùn)行方案設(shè)計(jì)組提供。

4.4.1.8開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元的動(dòng)作時(shí)間

開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)含以下參數(shù)，但不限于：

a)換流時(shí)間（tc）：換流開(kāi)關(guān)接收到動(dòng)作指令到完成換流動(dòng)作的時(shí)間，本導(dǎo)則推薦tc不大于15ms。

b)換流不一致時(shí)間限值（Dt）：在開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中各單元換流時(shí)間最大值和最小值之差的最大允

許值，本導(dǎo)則推薦Dt不大于3ms。

4

T/CPSS1011—2022

c)階段電阻接入動(dòng)作時(shí)間tR：適用于分階段投入電阻的情況，運(yùn)行單元的階段電阻從接入開(kāi)關(guān)接

收到動(dòng)作命令到完成階段電阻承擔(dān)穩(wěn)態(tài)電流（穩(wěn)態(tài)電流90%以上）的時(shí)間，本導(dǎo)則推薦tR不

大于20ms。

d)旁路開(kāi)關(guān)合閘時(shí)間（tb）：從旁路合閘開(kāi)關(guān)接收到動(dòng)作指令到最終完成動(dòng)作，系統(tǒng)電流（大于

90%以上）換流至旁路合閘開(kāi)關(guān)的最大時(shí)間，本導(dǎo)則推薦tb不大于20ms。

4.4.2其他要求

4.4.2.1使用條件要求

本系統(tǒng)單元設(shè)計(jì)須考慮相關(guān)氣候條件要求。開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元系統(tǒng)為室內(nèi)安裝的電氣設(shè)備，應(yīng)滿(mǎn)足相關(guān)

室內(nèi)環(huán)境的要求，具體安裝使用條件應(yīng)滿(mǎn)足GB/T11022—20112.2.1的規(guī)定。

4.4.2.2安全要求

任何部件不得使用靜置或正常工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生有毒有害氣體的材料。

開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元的防火設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足GB/T11022—20115.17的規(guī)定。

開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元各部件應(yīng)保證金屬外殼部件可靠接地，滿(mǎn)足GB/T11022—20115.3的規(guī)定。各部件

通過(guò)冷卻水或支撐結(jié)構(gòu)的接地漏電流不可對(duì)磁體-電源電路接地檢測(cè)造成影響。

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)過(guò)程不得妨礙核聚變裝置的任何安全系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其功能。

開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中各單元及其部件不應(yīng)在任何工況下以任何方式影響核安全功能（如適用）。

4.4.2.3電磁兼容要求

開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元的設(shè)計(jì)必須滿(mǎn)足電磁兼容設(shè)計(jì)要求。所有單元和部件須在本系統(tǒng)自身產(chǎn)生的磁場(chǎng)環(huán)

境（包括故障下）和其他系統(tǒng)（主要是所處環(huán)境附近的通流設(shè)備）產(chǎn)生的磁場(chǎng)環(huán)境中正常運(yùn)行，尤其是

裝置主機(jī)相關(guān)系統(tǒng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)環(huán)境。

儀控部件應(yīng)滿(mǎn)足GB/T17626.2、GB/T17626.4、GB/T17626.5、GB/T17626.8、GB/T17626.11、

GB/T17626.16和GB/T17626.18的電磁兼容測(cè)試要求。

5系統(tǒng)、單元及部件設(shè)計(jì)規(guī)范

5.1開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)須根據(jù)磁體電源擊穿放電電壓要求，確定開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元的數(shù)目和各單元的額定

參數(shù)。開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)各單元的運(yùn)行需要在系統(tǒng)級(jí)進(jìn)行同步。

a)開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元儀控部件設(shè)計(jì)應(yīng)保證各單元同時(shí)收到動(dòng)作命令，尤其是開(kāi)斷命令；

b)各開(kāi)關(guān)完成開(kāi)斷命令（接入R1電阻）所需時(shí)間應(yīng)該一致，其誤差不允許超過(guò)4.4.1.8條規(guī)定

的換流不一致時(shí)間限值Dt；

c)階段接入電阻的時(shí)間應(yīng)一致，其誤差不允許超過(guò)4.4.1.8條規(guī)定的換流不一致時(shí)間限值D（特t

殊需求除外）；

d)不對(duì)合閘動(dòng)作進(jìn)行一致性要求，但是合閘動(dòng)作須滿(mǎn)足4.4.1.8條規(guī)定的旁路開(kāi)關(guān)合閘時(shí)間（tb）

的要求。

5.2開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元

開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元的設(shè)計(jì)原則為：

5

T/CPSS1011—2022

a)應(yīng)采用模塊化的設(shè)計(jì)思路：即運(yùn)行參數(shù)一致或者接近的磁體電源可以使用相同參數(shù)的開(kāi)關(guān)部

件和儀控部件。

b)各開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元的主要開(kāi)關(guān)部件應(yīng)采用通用設(shè)計(jì)（包括技術(shù)方案、參數(shù)和備品備件），以減少

重復(fù)性的研發(fā)工作以及增加運(yùn)行維護(hù)的通用性。

c)根據(jù)換流開(kāi)關(guān)部件和旁路合閘開(kāi)關(guān)部件的運(yùn)行功能要求，應(yīng)盡可能使用換流開(kāi)關(guān)全部或者部

分來(lái)實(shí)現(xiàn)旁路合閘開(kāi)關(guān)的功能，以減少開(kāi)關(guān)部件總量和降低系統(tǒng)復(fù)雜度；然而，換流開(kāi)關(guān)是否

適用于旁路合閘開(kāi)關(guān)取決于換流開(kāi)關(guān)部件的詳細(xì)技術(shù)方案。

d)每一個(gè)開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元應(yīng)設(shè)計(jì)獨(dú)立的儀控部件（包括單元和部件控制及狀態(tài)采集）。為滿(mǎn)足5.1

開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)同步性要求，各開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元應(yīng)采用相同的儀控設(shè)計(jì)架構(gòu)。

針對(duì)不同設(shè)計(jì)參數(shù)給出了推薦單元設(shè)計(jì)方案和部件設(shè)計(jì)推薦方案見(jiàn)附錄B。

5.3開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元部件

5.3.1換流開(kāi)關(guān)部件

換流開(kāi)關(guān)部件設(shè)計(jì)原則為：

a)應(yīng)選取合適的開(kāi)關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)輸入要求：即在規(guī)定動(dòng)作時(shí)間內(nèi)完成分閘操作，恢復(fù)額

定電壓耐受能力。

b)在系統(tǒng)額定電壓要求較高時(shí)，宜采用多級(jí)分段開(kāi)斷機(jī)制，以減少單個(gè)開(kāi)關(guān)恢復(fù)電壓耐受要求。

c)應(yīng)有效控制分閘觸頭（如適用）的腐蝕水平，使得開(kāi)關(guān)使用壽命達(dá)到要求。

d)宜采用方便維護(hù)或者更換的觸頭結(jié)構(gòu)，使得在電氣/機(jī)械壽命達(dá)到時(shí)方便維護(hù)和更換。

e)部件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足GB/T11022—2011第5章的規(guī)定。

5.3.2開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)電阻

開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)電阻的設(shè)計(jì)原則為：

a)大功率電阻應(yīng)設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)的模塊化結(jié)構(gòu)。

b)對(duì)于分段設(shè)計(jì)的電阻，應(yīng)采用模塊化可調(diào)設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)兩段電阻阻值可調(diào)，以滿(mǎn)足不同的等

離子體放電需求。

c)電阻模塊化結(jié)構(gòu)應(yīng)通過(guò)合理的布局和連接結(jié)構(gòu)，在實(shí)現(xiàn)所需阻值的同時(shí)，使得電阻整體電感盡

量小，以滿(mǎn)足暫態(tài)過(guò)電壓不超過(guò)限值以及快速換流的要求。

d)電阻模塊設(shè)計(jì)應(yīng)考慮由單元額定電流（Ir）決定的功率要求。

5.3.3旁路合閘開(kāi)關(guān)部件

旁路合閘開(kāi)關(guān)部件設(shè)計(jì)原則為：

a)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮合閘動(dòng)作時(shí)間和穩(wěn)態(tài)通流的主要技術(shù)要求。

b)應(yīng)在開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元處于任何狀態(tài)時(shí)可以響應(yīng)命令，閉合形成可靠回路，以保護(hù)磁體免受開(kāi)關(guān)網(wǎng)

絡(luò)單元誤操作或動(dòng)作產(chǎn)生的高電壓。

c)旁路合閘開(kāi)關(guān)應(yīng)配備后備合閘保護(hù)開(kāi)關(guān)，且配備檢測(cè)和邏輯判斷。在主開(kāi)關(guān)動(dòng)作失敗后，短時(shí)

間內(nèi)打開(kāi)后備合閘保護(hù)開(kāi)關(guān)，迅速閉合回路形成可靠通流回路。

d)旁路合閘開(kāi)關(guān)在合閘動(dòng)作前，應(yīng)能承受開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元?jiǎng)幼髟谄鋬啥水a(chǎn)生的高電壓。

e)部件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足GB/T11022—2011第5章的規(guī)定。

5.3.4連接排或電纜

開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元各設(shè)備間連接排或電纜的設(shè)計(jì)原則為：

6

T/CPSS1011—2022

a)對(duì)于大電流機(jī)械開(kāi)關(guān)觸頭與輔助開(kāi)關(guān)部件間的連接，應(yīng)采用合適截面的水冷銅母排或水冷鋁

母排連接，且盡可能減少雜散電感。

b)對(duì)于機(jī)械開(kāi)關(guān)觸頭和主電路連接，應(yīng)選擇合適截面的銅或鋁直流母排，減少接觸電阻，從而減

少熱功率。

c)對(duì)于并聯(lián)在開(kāi)關(guān)部件兩端開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)電阻的母線連接回路，由于大功率開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)電阻所占空間

大，與開(kāi)關(guān)部件較遠(yuǎn)，宜采用高壓同軸電纜連接，以盡量減小回路雜散電感，避免開(kāi)斷過(guò)程電

壓過(guò)沖。

d)對(duì)于旁路合閘開(kāi)關(guān)與電阻回路的連接，一般宜采用水冷銅或鋁母排，并且盡可能減少回路電阻

以減少熱功率損耗。

5.3.5儀控部件

開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元儀控部件的設(shè)計(jì)原則為：

a)儀控部件應(yīng)采用磁約束聚變?cè)囼?yàn)裝置規(guī)定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)和通訊接口。

b)各級(jí)控制器的硬件和軟件須滿(mǎn)足磁約束聚變?cè)囼?yàn)裝置統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

c)每一個(gè)開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元原則上有且只有一套獨(dú)立的控制部件，包括常規(guī)控制和保護(hù)控制；與上層

控制器通訊接受命令以及上傳單元狀態(tài)信息；協(xié)調(diào)單元各個(gè)部件的動(dòng)作時(shí)序、連鎖關(guān)系以及保

護(hù)操作。

d)應(yīng)設(shè)置各部件電流傳感器和開(kāi)關(guān)兩端電壓傳感器，傳感器信號(hào)將作為控制器判斷和觸發(fā)控制

命令及保護(hù)命令的輸入。

e)后備合閘保護(hù)開(kāi)關(guān)動(dòng)作應(yīng)與旁路合閘開(kāi)關(guān)電流聯(lián)鎖，在接收到合閘動(dòng)作命令后，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)

未檢測(cè)到旁路合閘開(kāi)關(guān)回路電流，應(yīng)觸發(fā)后備合閘保護(hù)開(kāi)關(guān)。

5.4其他

5.4.1結(jié)構(gòu)布局

開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求為：

a)開(kāi)關(guān)部件應(yīng)設(shè)計(jì)在一個(gè)緊湊的結(jié)構(gòu)內(nèi)，以便于儀控集成、安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)。

b)開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)電阻因其質(zhì)量和體積較大,應(yīng)設(shè)計(jì)在另一個(gè)緊湊結(jié)構(gòu)內(nèi)。

c)開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元的結(jié)構(gòu)應(yīng)能夠承受正常狀態(tài)下和故障狀態(tài)（須考慮保護(hù)）下由自身或者接口系統(tǒng)

產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力，包括但不限于：

1)通流狀態(tài)下所處電磁場(chǎng)環(huán)境產(chǎn)生的電磁力；

2)額定短路耐受電流作用時(shí)間下的電磁應(yīng)力；

3)接口系統(tǒng)（主要是直流母排系統(tǒng)）引起的接口機(jī)械應(yīng)力。

d)開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元的結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)足夠的支撐，承受其運(yùn)行的機(jī)械應(yīng)力。

5.4.2抗震設(shè)計(jì)

開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元抗震設(shè)計(jì)要求為：

a)開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元應(yīng)規(guī)定震級(jí)的地震期間和之后保持其功能，且不需要特別的維護(hù)或測(cè)試。

b)抗震要求應(yīng)由根據(jù)選址的當(dāng)?shù)貧v史地震記錄給出具體的要求（地震烈度、峰值加速度、動(dòng)態(tài)安

全系數(shù)等），同時(shí)應(yīng)給出當(dāng)?shù)氐牡卣痦憫?yīng)譜及相應(yīng)的加速度分布。

c)單元及部件抗震設(shè)計(jì)應(yīng)符合GB50260規(guī)定。

7

T/CPSS1011—2022

5.4.3人員防護(hù)

開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)人身安全設(shè)計(jì)要求為：

a)開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元應(yīng)對(duì)其可能產(chǎn)生的高壓、電流、電磁和熱等影響人身安全的因素加以鑒別分析，

進(jìn)行必要的標(biāo)注和警示。

b)開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元應(yīng)設(shè)置安全聯(lián)鎖，確保在有人身安全風(fēng)險(xiǎn)情況下不會(huì)進(jìn)行操作或動(dòng)作。

c)開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元設(shè)計(jì)應(yīng)分析考慮自身在運(yùn)行和故障下產(chǎn)生的磁場(chǎng)環(huán)境，并結(jié)合磁場(chǎng)區(qū)域控制原

則和磁場(chǎng)環(huán)境安全距離（如表2所示）。

表2開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)磁場(chǎng)控制區(qū)域

磁場(chǎng)強(qiáng)度

區(qū)域控制條件

mT

非控區(qū)域<10不控制進(jìn)入

控制區(qū)域10～200控制進(jìn)入時(shí)間（<8h）

禁止區(qū)域>200禁止進(jìn)入

8

T/CPSS1011—2022

附錄A

(規(guī)范性)

等離子體擊穿開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元部件功能

A.1換流開(kāi)關(guān)部件

包括一系列直流開(kāi)關(guān)，在磁體充電階段穩(wěn)態(tài)通流，并在接收到開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)動(dòng)作命令后的規(guī)定時(shí)間

內(nèi)斷開(kāi)回路，使磁體電流換流至開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)電阻回路。換流開(kāi)關(guān)部件一般由穩(wěn)態(tài)通流開(kāi)關(guān)和直流分?jǐn)嚅_(kāi)關(guān)

(包括其人工過(guò)零回路、緩沖回路)組成。換流開(kāi)關(guān)部件應(yīng)滿(mǎn)足：

a)換流前，能夠穩(wěn)定通流磁體充電電流，并滿(mǎn)足相應(yīng)的熱穩(wěn)定能力和短路故障動(dòng)穩(wěn)定能力要求；

b)動(dòng)作時(shí)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)能產(chǎn)生足夠大的弧壓將磁體電流轉(zhuǎn)移到與之并聯(lián)的開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)電阻回路；

c)斷開(kāi)后，能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)恢復(fù)絕緣水平，承受由開(kāi)關(guān)部件關(guān)斷和系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的高電壓。

A.2開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)電阻

開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)電阻包括一系列的模塊化電阻，可在放電試驗(yàn)前離線調(diào)整電阻值，在換流開(kāi)關(guān)部件動(dòng)作后，

承載磁體電流，產(chǎn)生等離子體擊穿所需高電壓。為滿(mǎn)足不同階段電壓需求，電阻宜分段投入（如圖1所

示兩段為例，其中二段電阻采用的合閘開(kāi)關(guān)可以與旁路合閘開(kāi)關(guān)一致，以減少重復(fù)的研發(fā)工作）。

A.3旁路合閘開(kāi)關(guān)部件

旁路合閘開(kāi)關(guān)部件一般包括合閘開(kāi)關(guān)和后備合閘開(kāi)關(guān)。旁路合閘開(kāi)關(guān)部件在接收到合閘命令時(shí)，確

保在規(guī)定時(shí)間內(nèi)形成閉合回路，使得流經(jīng)開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)電阻的磁體電流轉(zhuǎn)移到旁路合閘開(kāi)關(guān)回路；并在后續(xù)

放電過(guò)程中持續(xù)承載磁體電流。

旁路合閘開(kāi)關(guān)部件應(yīng)滿(mǎn)足：

a)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，能夠承受系統(tǒng)運(yùn)行及故障下的電壓；

b)開(kāi)關(guān)閉合動(dòng)作時(shí)，能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)形成穩(wěn)定通流回路；

c)開(kāi)關(guān)閉合后，能夠穩(wěn)定承載磁體電流并滿(mǎn)足相應(yīng)的熱穩(wěn)定能力和短路故障動(dòng)穩(wěn)定能力要求。

根據(jù)需求，可將旁路合閘開(kāi)關(guān)與換流開(kāi)關(guān)部件中的穩(wěn)態(tài)通流開(kāi)關(guān)合并，采用一組開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)兩種功能。

A.4連接排或電纜

包括一系列直流母排和連接線纜，連接換流開(kāi)關(guān)、開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)電阻、旁路合閘開(kāi)關(guān)及儀控部件。

A.5儀控部件

包括相關(guān)部件控制和保護(hù)所必須的儀表測(cè)量設(shè)備和系統(tǒng)，具備以下功能：

a)接收到開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相應(yīng)動(dòng)作信號(hào)后，能確保各開(kāi)關(guān)部件按相應(yīng)動(dòng)作順序和邏輯，迅速、有序

和可靠動(dòng)作；

9

T/CPSS1011—2022

b)能迅速、準(zhǔn)確的檢測(cè)開(kāi)關(guān)單元內(nèi)部故障，判斷故障類(lèi)型，并在盡可能短的時(shí)間內(nèi)實(shí)施相應(yīng)開(kāi)關(guān)

的動(dòng)作保護(hù)。

10

T/CPSS1011—2022

附錄B

(資料性)

開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元推薦技術(shù)方案

B.1開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元推薦技術(shù)方案綜述

開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元設(shè)計(jì)的推薦技術(shù)方案見(jiàn)表B.1。

a)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的較小直流電流系統(tǒng)（30kA左右），宜應(yīng)用基于電力電子開(kāi)關(guān)的靜態(tài)開(kāi)關(guān)技術(shù)；相

對(duì)于機(jī)械開(kāi)關(guān)，電子開(kāi)關(guān)因沒(méi)有燃弧過(guò)程具有維護(hù)簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

b)電力電子開(kāi)關(guān)，尤其是更有優(yōu)勢(shì)的全控型電力電子開(kāi)關(guān)的單個(gè)元件額定參數(shù)有限（4.5kA/6kV），

對(duì)于更高電流（>30kA）和較高電壓（>6kV）的系統(tǒng)需求，需要器件的大量并聯(lián)和串聯(lián)，大

大增加了設(shè)計(jì)和制造難度，降低了運(yùn)行的可靠性；目前實(shí)際應(yīng)用中，限制為10個(gè)以?xún)?nèi)器件并

聯(lián)（控制均流系數(shù)為80%）且無(wú)串聯(lián)。

c)大電流穩(wěn)態(tài)通流的裝置，宜采用大導(dǎo)電截面接觸式機(jī)械觸頭進(jìn)行通流；但是大截面機(jī)械觸頭不

宜用以實(shí)現(xiàn)開(kāi)斷（動(dòng)作時(shí)間慢達(dá)幾百ms，無(wú)法滅?。┮约伴]合（高電壓關(guān)斷燃弧燒蝕嚴(yán)重）；

宜采用與大截面機(jī)械觸頭并聯(lián)用于快速直流開(kāi)斷的輔助觸頭。

d)快速直流開(kāi)斷技術(shù)對(duì)于高電壓（>6kV）需求的系統(tǒng)，目前較少使用串聯(lián)電力電子開(kāi)關(guān)技術(shù)，

即使該技術(shù)在直流輸電領(lǐng)域/柔性電網(wǎng)多有應(yīng)用（幾十kV系統(tǒng)）。

e)目前宜采用技術(shù)方案是：

1)采取交流系統(tǒng)廣泛使用的空氣吹弧或者真空電弧斷路器技術(shù)；

2)采取氣動(dòng)快速機(jī)械開(kāi)關(guān)技術(shù)；

3)上述兩種方案都應(yīng)采用人工過(guò)零電路輔助滅??；

4)隨著全控型電力電子技術(shù)的發(fā)展，采用全控電子開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)直流開(kāi)斷也成為一種備選方案。

表B.1開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元設(shè)計(jì)推薦方案

設(shè)計(jì)參數(shù)要求換流開(kāi)關(guān)方案旁路合閘開(kāi)關(guān)方案參考方案

晶閘管換流開(kāi)關(guān)兼具旁路合閘開(kāi)

晶閘管換流+人工過(guò)零B.2.1.3

Ir<30kA關(guān)功能

Ur<5kV全控電子換流開(kāi)關(guān)兼具旁路合閘

全控電子開(kāi)關(guān)B.2.1.4

穩(wěn)態(tài)運(yùn)行開(kāi)關(guān)功能

全控電子開(kāi)關(guān)機(jī)械開(kāi)關(guān)B.2.1.4

30kA≤Ir≤60kA

5kV≤Ur≤10kV兩級(jí)直流快速斷路器+人工過(guò)零換流開(kāi)關(guān)兼具旁路合閘開(kāi)關(guān)功能B.2.1.2

穩(wěn)態(tài)運(yùn)行

50kA≤Ir≤100kA真空斷路器+人工過(guò)零換流開(kāi)關(guān)兼具旁路合閘開(kāi)關(guān)功能B.2.1.1

10kV<Ur≤40kV真空斷路器+人工過(guò)零換流開(kāi)關(guān)兼具旁路合閘開(kāi)關(guān)功能B.2.1.1

脈沖運(yùn)行空氣吹弧式斷路器+人工過(guò)零換流開(kāi)關(guān)兼具旁路合閘開(kāi)關(guān)功能B.2.1.1

11

T/CPSS1011—2022

B.2部件設(shè)計(jì)推薦方案

B.2.1換流開(kāi)關(guān)

換流開(kāi)關(guān)部件的關(guān)鍵功能為直流分?jǐn)?，本?dǎo)則推薦以下幾種不同直流開(kāi)關(guān)技術(shù)方案作為換流開(kāi)關(guān)

部件的設(shè)計(jì)參考。

B.2.1.1交流開(kāi)關(guān)技術(shù)方案

該方案采用機(jī)械通流開(kāi)關(guān)和交流分?jǐn)嚅_(kāi)關(guān)分別實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)通流和直流分?jǐn)喙δ堋Ｆ渲?，機(jī)械通流開(kāi)關(guān)

一般為大截面的機(jī)械開(kāi)關(guān)，具有通態(tài)損耗小、載流能力強(qiáng)、恢復(fù)耐壓能力速度快及具備一定的電流關(guān)斷

能力等特點(diǎn)。

交流分?jǐn)嚅_(kāi)關(guān)通常改進(jìn)交流開(kāi)關(guān)技術(shù)進(jìn)行直流分?jǐn)啵仨毰c電容器人工過(guò)零回路配合使用，形成換

流回路單元，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖B.1所示。通常，能用于直接斷開(kāi)電路的斷路開(kāi)關(guān)都可以用于換流回路單

元中的換流開(kāi)關(guān)。但有較長(zhǎng)絕緣恢復(fù)時(shí)間的斷路開(kāi)關(guān)，工程上不宜使用。

交流開(kāi)關(guān)技術(shù)的設(shè)計(jì)或研發(fā)難點(diǎn)在于適用于交流開(kāi)斷的觸頭機(jī)械結(jié)構(gòu)須進(jìn)行研究并改進(jìn)，使之適

用于直流開(kāi)斷應(yīng)用。

開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)電阻

機(jī)械通流開(kāi)關(guān)

交流分?jǐn)嚅_(kāi)關(guān)

電感晶閘管

電容

機(jī)械式換流開(kāi)關(guān)部件

緩沖電阻

緩沖電容

圖B.1交流開(kāi)關(guān)技術(shù)方案應(yīng)用于換流開(kāi)關(guān)原理圖

交流開(kāi)關(guān)換流回路單元的設(shè)計(jì)原則如下：

a)選擇自身具有一定開(kāi)斷直流電流能力的真空斷路器、直流快速斷路器、空氣斷路器、油斷路器

和SF6斷路器等機(jī)械開(kāi)關(guān)，目前常選用真空斷路器。

b)不宜采用機(jī)械開(kāi)關(guān)并聯(lián)提高脈沖通流能力，可適當(dāng)串聯(lián)，提高高電壓開(kāi)斷可靠性；

c)人工過(guò)零回路一般由脈沖電容器組、放電電感及晶閘管閥組構(gòu)成，為減少占地空間，脈沖電容

器應(yīng)選用高儲(chǔ)能密度的薄膜式電容器。

d)人工過(guò)零回路的最大放電電流應(yīng)大于機(jī)械開(kāi)關(guān)流過(guò)的電流并預(yù)留一定裕量。

e)晶閘管閥組作為控制電容器的放電開(kāi)關(guān)，一般單脈沖運(yùn)行工作，應(yīng)根據(jù)其耐受電壓和耐受熱值

I2t來(lái)計(jì)算選擇串并聯(lián)數(shù)。

f)為了保證晶閘管安全工作，選擇的晶閘管電流上升率不能大于臨界電流上升率，最大電壓上升

率不能大于其臨界電壓上升率。

g)如必要，可在機(jī)械開(kāi)關(guān)回路串聯(lián)飽和電抗器，使機(jī)械開(kāi)關(guān)電流在過(guò)零前能夠維持一段低di/dt

的電流區(qū)間，從而改善弧后絕緣介質(zhì)恢復(fù)特性，提高分?jǐn)嗫煽啃浴?/p>

12

T/CPSS1011—2022

h)一般需設(shè)計(jì)合適的緩沖電路來(lái)改善開(kāi)斷瞬間產(chǎn)生的過(guò)電壓。

i)換流單元應(yīng)控制引入的雜散電感、電容器容量誤差等雜散參數(shù)，保證動(dòng)作的一致性。

B.2.1.2快速直流開(kāi)關(guān)技術(shù)方案

本導(dǎo)則給出基于壓縮氣體驅(qū)動(dòng)快速直流分?jǐn)嚅_(kāi)關(guān)的換流開(kāi)關(guān)部件參考設(shè)計(jì)。該方案采用機(jī)械開(kāi)關(guān)1

和開(kāi)關(guān)2配合實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)通流和直流分?jǐn)喙δ?/p>

壓縮氣體驅(qū)動(dòng)的快速機(jī)械開(kāi)關(guān)技術(shù)因其動(dòng)作時(shí)間短、動(dòng)作一致性高而被使用在開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，應(yīng)

配合使用人工過(guò)零回路。氣動(dòng)機(jī)械開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涉及電氣、冷卻、氣動(dòng)、密封等多種系統(tǒng)功能，其

研發(fā)設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于壓縮氣體密封、觸頭冷卻和可活動(dòng)觸頭的機(jī)械結(jié)構(gòu)集成和電氣設(shè)計(jì)。

開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)電阻

氣動(dòng)開(kāi)關(guān)1氣動(dòng)開(kāi)關(guān)2

晶閘管

電感

電容

晶閘管

機(jī)械式換流開(kāi)關(guān)部件

緩沖電容緩沖電阻

圖B.2快速氣動(dòng)開(kāi)關(guān)技術(shù)方案應(yīng)用于換流開(kāi)關(guān)原理圖

圖B.2所示的技術(shù)方案設(shè)計(jì)原則為：

a)使用人工過(guò)零回路在氣動(dòng)開(kāi)關(guān)回路中形成零電流，通過(guò)觸發(fā)氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置完成開(kāi)關(guān)觸頭分?jǐn)啵?/p>

恢復(fù)電壓絕緣能力；該氣動(dòng)開(kāi)關(guān)（氣動(dòng)開(kāi)關(guān)2）因此可以在無(wú)電流工況下打開(kāi)，避免或極大減

少了電弧腐蝕，一般要求氣動(dòng)開(kāi)關(guān)2絕緣恢復(fù)時(shí)間在5ms以?xún)?nèi)。

b)一般為了獲得開(kāi)關(guān)觸頭零電流，在回路中串聯(lián)使用晶閘管通流；而在晶閘管續(xù)流前，宜采用另

一氣動(dòng)開(kāi)關(guān)承載穩(wěn)態(tài)電流；氣動(dòng)開(kāi)關(guān)1需產(chǎn)生足夠?qū)ú⒙?lián)晶閘管的弧電壓，并且可以穩(wěn)態(tài)通

流，氣動(dòng)開(kāi)關(guān)1絕緣恢復(fù)時(shí)間要求在3ms以?xún)?nèi)，但開(kāi)關(guān)1的極間絕緣電壓等級(jí)無(wú)需達(dá)到氣動(dòng)

開(kāi)關(guān)2級(jí)別。

c)氣動(dòng)開(kāi)關(guān)一般包括觸頭、至少兩個(gè)獨(dú)立的密閉腔以及氣動(dòng)閥門(mén)，氣動(dòng)閥門(mén)在收到命令后迅速動(dòng)

作打開(kāi)密閉腔釋放壓縮空氣，而觸頭在氣壓差作用下迅速動(dòng)作分離到足夠安全距離而恢復(fù)絕

緣水平。

d)氣動(dòng)開(kāi)關(guān)需要壓縮氣體輔助系統(tǒng)，其應(yīng)該選擇工業(yè)常用的壓縮氣體壓強(qiáng)等級(jí)。必須保證壓縮氣

體系統(tǒng)的可靠性（包括密閉性、氣動(dòng)閥門(mén)抗干擾動(dòng)作能力）。

e)由于晶閘管存在反向恢復(fù)特性，人工過(guò)零回路的放電電流脈沖寬度要長(zhǎng)2～4ms，以確保晶閘

管開(kāi)關(guān)具有足夠的反向恢復(fù)時(shí)間，恢復(fù)高電壓阻斷能力，實(shí)現(xiàn)可靠關(guān)斷。

f)晶閘管開(kāi)關(guān)不同于機(jī)械開(kāi)關(guān)，電流方向只具有單向性，應(yīng)合理選擇設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，通過(guò)正反向并聯(lián)

或橋式電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。

g)電容人工過(guò)零回路和其晶閘管設(shè)計(jì)原則與B2.1.1條中一致。

13

T/CPSS1011—2022

B.2.1.3晶閘管換流開(kāi)關(guān)方案

該換流開(kāi)關(guān)參考方案采用晶閘管裝置實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)通流和直流分?jǐn)喙δ堋Ｅc機(jī)械式換流開(kāi)關(guān)類(lèi)似，需要

人工過(guò)零支路輔助關(guān)斷晶閘管。

晶閘管換流開(kāi)關(guān)的優(yōu)點(diǎn)主要是關(guān)斷過(guò)程無(wú)電弧產(chǎn)生、半導(dǎo)體器件使用壽命長(zhǎng)及系統(tǒng)免維護(hù)時(shí)間長(zhǎng)。

半控型晶閘管換流開(kāi)關(guān)方案如圖B.3所示。

因?yàn)榫чl管的導(dǎo)通損耗遠(yuǎn)高于機(jī)械開(kāi)關(guān)，在大電流應(yīng)用場(chǎng)合（20kA以上）晶閘管換流開(kāi)關(guān)一般無(wú)

法兼具旁路合閘開(kāi)關(guān)穩(wěn)態(tài)通流的功能。

開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)電阻

機(jī)械通流開(kāi)關(guān)

晶閘管

開(kāi)關(guān)

電感

電容

晶閘管

晶閘管換流開(kāi)關(guān)

緩沖電容緩沖電阻

圖B.3晶閘管換流開(kāi)關(guān)方案原理圖

B.2.1.4全控型電力電子換流開(kāi)關(guān)方案

該換流開(kāi)關(guān)參考方案采用全控型固態(tài)開(kāi)關(guān)，它與機(jī)械開(kāi)關(guān)和晶閘管開(kāi)關(guān)換流單元采用外部電路的

人工過(guò)零強(qiáng)制換流的方法不同，利用全控器件的自關(guān)斷特性實(shí)現(xiàn)電流快速關(guān)斷，無(wú)需外部人工過(guò)零電路，

主要優(yōu)點(diǎn)是具有開(kāi)斷速度快、可靠性高、穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)和可維護(hù)性好等優(yōu)點(diǎn)。目前雖然技術(shù)不成熟

且沒(méi)有較多的經(jīng)驗(yàn)借鑒，具有較大的技術(shù)挑戰(zhàn)和應(yīng)用難度，但卻是未來(lái)超