静态继电保护装置逆变电源技术条件.doc

ICS 27.100F 21备案号：108872002中华人民共和国电力行业标准DLT 5272002代替DLT 5271993静态继电保护装置逆变电源技术条件Technical condition for power supply at static stateProtection equipment2002-09-16发布 2002-12-01实施中华人民共和国国家经济贸易委员会 发 布目 次前言1 范围2 规范性引用文件3 术语和定义4 产品型式、额定参数及外形尺寸5 技术要求6 试验方法7 检验规则8 标志、包装、运输、贮存9 其他前 言 本次修订对原标准中规定的技术要求进行了修改和补充，主要是根据IEC 60255系列标准中关于电磁兼容标准的规定，增加了对静态继电保护装置逆变电源抗电气干扰性能的要求，同时对电气性能要求也进行了补充。本标准中基本性能指标均采用IEC 60255系列标准及国内相关标准有关规定，单项技术指标根据国内实际使用要求而制定。 本标准的编写格式和规则符合GBT 1.12000标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写规则及DL T 6002001电力行业标准编写基本规定的要求。 本标准实施后代替DL T 5271993。 本标准由中国电力企业联合会标准化中心提出。 本标准由全国量度继电器及保护设备标准化技术委员会静态继电保护装置分标准化技术委员会归口并负责解释。 本标准的起草单位：国家电力公司电力自动化研究院、国家电力公司南京电力自动化设备总厂及国电南京自动化股份有限公司。 本标准主要起草人：史志丰、钟泽章、陈鼎坤。 本标准首次发布时间：1993年12月22日。静态继电保护装置逆变电源技术条件1 范围 本标准规定了静态继电保护装置逆变电源的技术要求、试验方法、检验规则及包装、运输、贮存的要求。 本标准适用于静态继电保护装置（设备）使用的逆变电源，作为产品设计、制造、试验和选用的依据。2 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 1912000 包装储运图示标志 GBT 2423.92001 电工电子产品环境试验 第二部分：试验片 试验Cb：设备用恒定湿热 GBT 2900.11992 电工术语 基本术语 GBT 2900.171994 电工术语 电气继电器 GBT 2900.491994 电工术语 电力系统保护 GBT 72612000 继电器及装置基本试验方法 GBT 112872000 电气继电器 第21部分：量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震试验 第1篇：振动试验（正弦） GBT 133841992 机电产品包装通用技术条件 GBT 145371993 量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验（idt IEC 60255-21-2：1988） GBT 14598.91995 电气继电器 第22部分：量度继电器和保护装置的电气干扰试验 第3篇：辐射电磁场干扰试验（idt IEC 60255-22-3：1989） GBT 14598.101996 电气继电器 第22部分：量度继电器和保护装置的电气干扰试验 第4篇：快速瞬变干扰试验（idt IEC 60255-22-4：1992） GBT 14598.131998 量度继电器和保护装置的电气干扰试验 第1部分：1MHz脉冲群干扰试验（eqv IEC 60255-22-1：1988） GBT 14598.141998 量度继电器和保护装置的电气干扰试验 第2部分：静电放电试验 （idt IEC 60255-22-1：1996） GBT 151452001 微机线路保护装置 通用技术条件 GB 168361997 量度继电器和保护装置安全设计的一般要求 DL T 4782001 静态继电保护及安全自动装置通用技术条件3 术语和定义 GBT 2900.1、GBT 2900.17和GBT 2900.49确立的以及下列术语和定义适用于本标准。3.1 额定输出功率 rated power output 输入电压在允许偏差范围内，逆变电源的长期允许输出功率。各输出端输出功率之和应不大于额定输出功率。3.2 额定输出电压 basic rated voltage output 在正常试验大气条件下，输入额定电压和输出额定负荷时，稳压输出端的实测电压。3.3 基准误差 basic error 额定输出电压和额定标称电压之差与额定标称电压之比的百分数。3.4 综合调整率 total regulation 在正常试验大气条件下，当输入电压在（0.81.2）倍额定电压的范围内变化、输出负载功率在（0.11）倍额定功率的范围内变化时，输出端实测电压与基准电压之差的最大值的绝对值与基准电压之比的百分数。3.5 温度变差 temperature coefficient 电源输入为额定电压，输出端接额定负载，环境温度在5.1.1规定的范围内变化时，输出端实测电压与基准电压之差的最大值的绝对值与基准电压之比的百分数。4 产品型式、额定参数及外形尺寸4.1 型式 a）本产品的构成原理应为静态型； b）安装方式可为插件嵌入式。4.2 额定参数4.2.1 输入直流额定电压 48V、110V、220V。4.2.2 输出直流额定电压 输出直流额定电压可在下列数值中选择或组合：5V、12V（15V）、24V（包括附件输出电压），其中5V为主输出回路。超出上述规定的额定电压等级及要求由企业标准规定。4.2.3 额定输出功率 额定输出功率可在下列数值中选择：5W、（10W）、15W、（20W）、30W、45W、（60W）、80W、100W。超出上述规定的额定输出功率等级及要求由企业标准规定。4.3 外观及安装尺寸4.3.1 一般要求 应与相应配套装置的要求相符，由企业标准规定。4.3.2 电气间隙和爬电距离 装置内两带电导体之间以及带电导体与裸露不带电导体之间的最小距离，均应符合GB 168361997中5.3.4的规定。4.3.3 着火危险的防护 着火危险的防护应符合GB 168361997中5.5的规定。5 技术要求5.1 环境条件5.1.1 正常工作大气条件 a）环境温度：540；1055； b）相对湿度：5%95%（装置内部既无凝露，也不应结冰）； c）大气压力：86kPa106kPa,70kPa106kPa。5.1.2 正常试验的标准大气条件 a）环境温度：1535； b）相对湿度：45%75%； c）大气压力：86kPa106kPa。5.1.3 仲裁试验的标准大气条件 a）环境温度：202； b）相对湿度：45%75%； c）大气压力：86kPa106kPa。5.1.4 贮存、运输极限环境温度 贮存、运输允许的环境温度的极限值为2570，在不施加直流工作电压的条件下，电源不应出现不可逆变化。温度恢复正常后，电源的性能应符合5.3、5.4、5.6、5.7的规定。5.1.5 特殊环境条件 当要求环境条件超出上述规定时，由供需双方在合同中规定。5.2 输入直流电压 a）额定电压：48V、110V、220V； b）允许偏差：20%20%； c）纹波系数：不大于5%。5.3 电源启动5.3.1 从空载到额定负载，输入电压在70%Un120%Un（Un为额定电压）范围内，接通输入电源，逆变电源应可靠启动。5.3.2 从空载到额定负载，接通输入电源，输入电压从0开始缓慢上升至80%Un之前，逆变电源应可靠启动。5.3.3 逆变电源输出端接额定负载，输入电压以任意方式施加，输出电压从10%Un升至95%Un时的稳定建立时间应不大于35ms。5.3.4 额定负载、额定输入电压下，开机冲击电流不大于20A，时间不大于10ms；在逆变电源工作时间30min以后，输入电源关断0.2s1s，再开机时，冲击电流不大于20A，时间不大于10ms。5.4 输出直流电压5.4.1 准确度5.4.1.1 测试条件 a）环境温度：按5.1.2规定的正常试验标准大气条件； b）输入电压：额定输入电压； c）输出负载：额定输出负载。5.4.1.2 基准误差 逆变电源输出端的基准误差应符合表1的规定。表1 逆变电源输出端基准误差额定值额定值V512（15）12（15）24基准误差%0.52.52.52.52.52.52.57.55.4.2 综合调整率5.4.2.1 测试条件 a）环境温度：5.1.2规定的正常试验的标准大气条件； b）输入电压：输入电压在80%Un120%Un范围内变化时； c）负载变化：负载功率在10%Pn100%Pn（Pn为额定功率）范围内变化。5.4.2.2 综合调整率要求 逆变电源输出电压综合调整率应符合表2的规定。表2 逆变电源输出电压综合调整率额定值额定值V512（15）12（15）24综合调整率%1.01.01.51.51.51.5335.4.3 温度变差5.4.3.1 测试条件 a）输入端接入额定电压； b）输出端接额定负载； c）环境温度在5.1.1a）规定的范围内变化。5.4.3.2 温度变差要求 逆变电源输出电压的温度变差应符合表3的规定。表3 逆变电源输出电压温度变差额定值额定值V512（15）12（15）24540时的温度变差%222222331055时的温度变差%333333445.4.4 输出交流分量5.4.4.1 测试条件 a）输入电压在80%Un120%Un范围内变化； b）负载电流在10%In100%In（In为额定电流）范围内变化； c）温度在5.1.1a）规定的范围内变化。5.4.4.2 要求 输出电压中的交流分量应符合表4的规定。表4 输出电压交流分量额定电压额定电压V512（15）12（15）24纹波峰峰值%1.51.51.51.51.51.51.51.55.5 电源的保护5.5.1 短路的保护 a）5V、12V（15V）、24V均应具有短路保护； b）当稳压输出端任一组发生短路故障，电源保护应使逆变电源在5ms内停止工作，在各路均带额定负载下，某一路短路到各路输出电压降到20%Un的时间应不大于100ms； c）当故障消失时，电源输出电压不应自动恢复正常。5.5.2 电压保护 a）5V输出端偏离额定值10%时，电源保护应动作，保护要求与短路保护相同； b）12V（15V）输出端偏离额定值20%时，电源保护应动作，保护要求与短路保护相同； c）24V输出端偏离额定值20%时，电源保护应动作，保护要求与短路保护相同。5.5.3 稳压失控保护 因逆变电源稳压控制回路故障导致逆变电源输出异常时，电源保护应动作。保护要求与短路保护相同。5.5.4 过功率保护 当逆变电源的总输出功率达到额定功率的1.52倍，电源保护应使逆变电源在5ms内停止工作，在各路均带额定负载下，从过功率开始到各路输出电压降到20%Un的时间应不大于100ms。 对于既能适用于110V输入电源额定电压，又能适用于220V输入电源额定电压的逆变电源，其过功率保护的定值范围由企业的产品标准规定。5.5.5 电源过热保护 由企业的产品标准规定。5.5.6 电源保护的可靠性要求 在逆变电源正常运行，且出现下列情况时，逆变电源的保护不应误动作： a）输入电源电压在5.2规定的范围内变化； b）输出功率在空载到额定功率范围内变化； c）在不超过DL T 4782001中4.12规定的电磁干扰环境中。5.6 输出过冲和暂态电压5.6.1 在额定负载下，输入电压由额定值，分别阶跃到80%额定电压和120%额定电压，输出电压过冲幅度应不大于10%，暂态恢复时间应不大于2ms。5.6.2 在额定输入电压下，5V回路负载从0阶跃到50%额定电流，24V回路负载从50%额定电流阶跃到100%额定电流，输出电压过冲幅度应不大于10%，暂态恢复时间应不大于2ms。5.7 电源中断5.7.1 按GBT 72612001中15章的规定进行直流电源中断试验，中断时间应符合DL T 4782001的规定，在试验过程中，逆变电源的输出不应造成保护装置误动作。5.7.2 在额定输入电压下，在50%额定负载下，突然中断输入电压，从切断输入电压到逆变电源直流输出电压下降到95%额定值时的时间间隔应不小于20ms。5.8 效率 电源工作于额定输入电压，50%额定负载时电源效率应不低于70%。5.9 温升 在5.1.2a）规定的正常试验的标准大气条件下，输入额定电压，输出额定负载，逆变电源达到热平衡状态后，用测量温度的方法检验电源接地点或最高温升点的温升，不应超过50K。5.10 绝缘性能5.10.1 绝缘电阻 电压输入回路、信号输出回路、电压输出回路对接地点之间，输入回路与输出回路之间，输出24V回路与输出5V、15V（12V）之间，分别用开路电压为直流500V的兆欧表测量绝缘电阻， 其值应不小于100M。5.10.2 介质强度5.10.2.1 输入回路对输出回路，输入回路对信号回路，信号回路对输出回路及接地点，应能承受工频幅值为2500V、试验漏电流整定为5mA、历时1min的介质强度试验。5.10.2.2 电压输出回路对接地点应能承受工频幅值2000V、试验漏电流整定为5mA、历时1min的介质强度试验。试验过程中，应无绝缘击穿、闪络及元器件损坏现象。试验后，电源的各项参数和性能应符合5.3、5.4、5.5的规定。 注：也可用直流试验电压进行耐压试验，直流试验电压幅值为交流试验电压幅值的1.42倍。5.10.3 冲击电压 逆变电源的输入回路与地（或与地有良好接触的金属框架）之间，其额定绝缘电压大于60V，应能承受1.250s、开路试验电压为5kV的标准雷电波的短时冲击电压试验；逆变电源的输出回路，其额定绝缘电压不大于60V，并能承受1.250s、开路试验电压为1kV的标准雷电波的短时冲击电压试验，装置允许闪络，但不应出现绝缘击穿或损坏。试验后，逆变电源的各项参数和性能应符合5.3、5.4、5.5的规定。5.11 耐湿热性能5.11.1 逆变电源应能承受GBT 2423.9规定的恒定湿热试验：相对温度为402，相对湿度为（933）%，试续时间为48h。在试验结束前2h内，测量各导电回路对外露非带电导电部位及外壳之间、电气上无联系的各回路之间的绝缘电阻，其绝缘电阻值应不小于1.5M；介质强度不低于5.10.2 规定的介质强度试验电压值的75%。5.11.2 湿度保持在93%，温度40，设备通电，带满负荷，试验持续时间2s，恢复2s，在此期间逆变电源应工作正常。5.12 电磁兼容性能 逆变电源的电磁兼容性能可连同保护装置整机考核，其要求应符合DL T 4782001中4.12的规定。5.13 机械性能 机械性能要求应符合GBT 151452001中3.13的规定。5.14 连续通电 在环境温度为50、额定输入电压、输出额定功率的条件下连续通电100h。通电过程中，电源应正常工作，不应出现过热现象。连续通电后，逆变电源的各项参数和性能应符合5.3、5.4、5.5的规定。5.15 噪声 逆变电源在按照下述条件正常使用时，在距离逆变电源20cm的范围内测试，噪声不应大于65dB。 a）正常工作环境条件； b）输入额定直流电压； c）输出额定功率。5.16 可靠性 逆变电源的平均无故障工作时间（MTBF）应不低于50000h或100000h。6 试验方法6.1 试验条件 除另有说明外，试验应在5.1.2规定的正常试验的标准大气条件下进行，试验环境的大气条件应相对稳定。6.2 试验接线6.2.1 试验接线图 试验接线如图1所示。也可以使用电源专用测试设备，按第5章的规定进行试验。图 1 试验接线图6.2.2 输出功率分配5V输出回路约40%额定电压；12V（15V）输出回路约10%额定电压；12V（15V）输出回路约10%额定电压；24V输出回路约40%额定电压。6.3 电气性能6.3.1 电源启动6.3.1.1 试验接线如图1所示，输出额定负载，功率分配按6.2.2的规定。合上电源开关S1，调整滑线电阻R1的大小，使逆变电源的输入电压（PV1指示）分别为0.8Un和 1.2Un，再合上开关S2，逆变电源应能可靠启动。6.3.1.2 试验接线如图1所示，合上电源开关S1、S2，调整滑线电阻R1的大小，使逆变电源的输入电压（PV1指示）从0V开始缓慢上升（上升速度约为5Vs10Vs），监视逆变电源的启动情况。在PV1上升至0.8Un之前，逆变电源应能可靠启动。6.3.1.3 试验接线如图1所示，输出额定负载，功率分配按6.2.2的规定。合上电源开关S1、S2，调整滑线电阻R1的大小，使逆变电源的输入电压（PV1指示）从0V开始缓慢上升（上升速度约为5Vs10Vs），监视逆变电源的启动情况。逆变电源的主稳压输出电压从0.1倍额定值上升至0.95倍额定值的时间应不大于35ms。6.3.1.4 试验接线如图1所示，并在电流表PA1与逆变电源输入端子之间串入一只电阻值为1、功率为10W的电阻。输出额定负载，功率分配按6.2.2的规定。合上电源开关S1，调整滑线电阻R1的大小，使逆变电源的输入电压（PV1指示）为额定输入电压，再合上开关S2，用示波器监视R1两端的电压，该电压值大于20V的时间不应大于10ms。6.3.2 准确度 试验接线如图1所示，输出额定负载，功率分配按6.2.2的规定。合上电源开关S1、S2，调整滑线电阻R1的大小，使逆变电源的输入电压（PV1指示）为额定输入电压，测量逆变电源各路输出电压，应符合5.4.1的规定。6.3.3 综合调整率6.3.3.1 试验接线如图1所示，合上电源开关S1，调整滑线电阻R1的大小，使逆变电源的输入电压（PV1指示）为0.8Un，再合上开关S2，输出功率分别为0.1倍额定功率和1倍额定功率，功率分配按6.2.2的规定。监视逆变电源各路输出电压，应符合5.4.2的规定。6.3.3.2 试验接线如图1所示，合上电源开关S1， 调整滑线电阻R1的大小，使逆变电源的输入电压（PV1指示）分别为1.2Un，再合上开关S2，输出功率分别为0.1倍额定功率和1倍额定功率，功率分配按6.2.2的规定。监视逆变电源各路输出电压，应符合5.4.2的规定。6.3.4 输出交流分量 试验接线如图1所示，合上电源开关S1、S2，调整滑线电阻R1的大小，使逆变电源的输入电压（PV1指示）分别为0.8Un和1.2Un，输出功率分别为0.1倍额定功率和1倍额定功率，功率分配按6.2.2的规定。用带宽为50MHz的示波器监视、测量逆变电源各路输出电压中的交流分量（纹波和噪音），应符合5.4.4的规定。6.3.5 输出过冲和暂态电压6.3.5.1 试验接线如图1所示，输出额定负载，功率分配按6.2.2的规定。合上电源开关S1，调整滑线电阻R1的大小，使逆变电源的输入电压（PV1指示）分别为0.8Un和1.2Un，再合上开关S2。用带宽为50MHz的示波器监视逆变电源各路输出电压的过冲幅度和恢复时间，应符合5.6.1的规定。6.3.5.2 试验接线如图1所示，合上电源开关S1、S2，调整滑线电阻R1的大小，使逆变电源的输入电压（PV1指示）为额定输入电压。逆变电源主稳压输出端负载分别从0.1倍额定功率阶跃至0.5倍额定功率和从0.5倍额定功率阶跃至额定功率。用带宽为50MHz的示波器监视逆变电源各路输出电压的过冲幅度和恢复时间，应符合5.6.2的规定。6.3.6 电源中断6.3.6.1 试验接线如图1所示，输出额定负载，功率分配按6.2.2的规定。合上电源开关S1、S2，调整滑线电阻R1的大小，使逆变电源的输入电压（PV1指示）为额定输入电压。断开S2，用示波器监视、测量逆变电源各路输出电压，应符合5.7.2的规定。6.3.6.2 根据5.7.2的要求，按GBT 72612000中第15章的规定，进行逆变电源（带保护装置负载）直流电源中断试验。6.3.7 电源保护6.3.7.1 短路保护 试验接线如图1所示，输入额定电压，输出额定负载，功率分配按6.2.2的规定。在逆变电源正常工作的情况下，分别将逆变电源各路输出端子短路，逆变电源的保护应符合5.5.1的规定。6.3.7.2 电压保护 试验接线如图1所示，输入额定电压，输出额定负载，功率分配按6.2.2的规定。在逆变电源正常工作的情况下，分别调整逆变电源各路输出电压至超出额定值的20%，逆变电源的保护应符合5.5.2的规定。6.3.7.3 稳压失控保护 按6.3.7.2的要求和方法进行，应符合5.5.3的规定。6.3.7.4 过功率保护 试验接线如图1所示，输入额定电压。在逆变电源正常工作的情况下，分别调整逆变电源各路输出负载功率，使逆变电源的输出总功率为额定总功率的2倍，逆变电源的保护应符合5.5.4的规定。6.3.7.5 过热保护 由企业的产品标准规定。6.3.7.6 逆变电源保护的可靠性 试验接线如图1所示，输出额定负载，功率分配按6.2.2的规定。在逆变电源正常工作的情况下，按5.5.6的规定，分别进行输入电源电压变化、输出功率变化和电磁干扰试验，逆变电源的保护应符合5.5.6的规定。6.3.8 效率 试验接线如图1所示，输入额定电压，输出额定负载，功率分配按6.2.2的规定。在逆变电源正常工作的情况下，分别测量、记录PV1、PA1、PV2、PA2、PV3、PA3、PV4、PA4、PV5、PA5的值，并计算逆变电源的效率，逆变电源的效率应符合5.8的规定。6.3.9 温升 在停止工作30min以上（逆变电源表面温度达到稳定以后），用点温度计测量逆变电源的表面温度；在逆变电源正常工作（试验接线如图1所示，输入额定电压，输出额定负载，功率分配按6.2.2的规定）30min以上（逆变电源表面温度达到稳定以后），用点温度计测量逆变电源的表面温度。两次测量温度之差应符合5.9的规定。6.4 绝缘性能 根据5.10的要求，按GBT 72612000中第19章的规定和方法，对装置进行绝缘电阻测量、介质强度试验和冲击电压试验。6.5 温度变差 试验接线如图1所示，输入额定电压，输出额定负载，功率分配按6.2.2的规定。 a）在环境温度25条件下，测量逆变电源的各路输出电压U0； b）在环境温度10条件下，测量逆变电源的各路输出电压U1； c）在环境温度55条件下，测量逆变电源的各路输出电压U2。 按3.5的定义，计算逆变电源的温度变差，应符合5.4.3的规定。6.6 耐温热性能 根据5.11的要求，按GBT 2423.9的规定和方法，对逆变稳压电源进行恒定湿热试验。6.7 电磁兼容性能 根据5.12的要求，按GBT 14598.9、GBT 14598.10、GBT 14598.13和GBT 14598.14的规定和方法，对装置进行辐射电磁场干扰试验、快速瞬变干扰试验、脉冲群干扰试验和静电放电干扰试验。 受试设备在正常工作状态，按试验等级的规定的试验值，干扰信号分别施加在逆变稳压电源的输入回路，观察逆变稳压电源工作状况，应能正常工作，输出电压应符合5.4的规定。6.8 机械性能 根据5.13的要求，按照GBT 11287、GBT 14537的规定和方法，对装置进行振动响应试验和振动耐久试验、冲击响应试验和冲击耐久试验、碰撞试验。6.9 连续通电 试验接线如图1所示，输入额定电压，输出额定负载，功率分配按6.2.2的规定。合上开关S1、S2，按5.14的规定，对逆变电源进行连续通电试验。连续通电过程中和连续通电以后，逆变电源的性能应符合5.14的规定。6.10 噪声 按5.15的规定，用声级计测量逆变电源正常工作时产生的噪声，测量结果应符合5.15的要求。7 检验规则 产品检验分出厂检验和型式检验两种。7.1 出厂检验 每台电源出厂前必须由制造厂的检验部门进行出厂检验，出厂检验在正常试验的标准大气条件下进行。检验项目见表5。7.2 型式检验 型式检验在正常试验的标准大气条件下进行。7.2.1 凡遇下列情况之一，应进行型式检验 a）新产品定型鉴定前； b）产品转厂生产定型前； c）连续批量生产的装置每四年一次； d）正式投产后，如设计、工艺材料、元器件有较大改变，可能影响产品性能时； e）产品停产一年以上又重新恢复生产时； f）国家质量检验检疫机构或受其委托的技术检验部门提出型式检验要求时； g）合同规定时。7.2.2 型式检验项目 型式检验的项目见表5，表中打“”的项目为检验项目。表5 检 验 项 目序号项目名称技术要求的章、条号试验方法的章、条号出厂检验选项型式检验选项a）外观及安装尺寸4.3b）电源启动5.36.3.1c）准确度5.4.16.3.2d）综合调整率5.4.26.3.3e）温度变差5.4.36.5f）输出交流分量5.4.46.3.4g）电源保护5.56.3.7h）输出过冲和暂态电压5.66.3.5i）电源中断5.76.3.6j）效率5.86.3.8k）温升5.96.3.9l）绝缘电阻5.10.16.4m