(高清版)GBT 42008-2022 试验用变频电源通 用规范

试验用变频电源通用规范2022-10-12发布2023-05-01实施国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会I l2规范性引用文件 13术语和定义 24额定值 44.1输入侧额定值(优选值) 44.2输出侧额定容量(优选值) 44.3输出额定值要求 45技术要求 45.1通则 45.2使用条件 55.3一般要求 65.4功能要求 75.5安全要求 85.6性能要求 5.7电磁兼容 6试验方法 6.1试验条件 6.2一般检查 6.3功能性检查 6.4安全性试验 6.5性能试验 6.6电磁兼容试验 7检验 7.1一般要求 7.2型式检验 7.3出厂检验 7.4专门检验 7.5检验项目 8.1标志 8.2包装 Ⅱ8.3运输 附录A(资料性)试验用变频电源(TPS)在电机行业应用示例 附录B(资料性)试验用变频电源(TPS)在变流器行业的应用实例 附录C(规范性)用于旋转电机试验的三相试验用变频电源(TPS)的特定技术要求 附录D(规范性)用于变压器测试的试验用变频电源(TPS)的特定技术要求 附录E(规范性)用于电网模拟电源试验用变频电源(TPS)的特定技术要求 附录F(资料性)非正常环境使用条件情况说明 附录G(资料性)试验用变频电源(TPS)负载类型 参考文献 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国电器工业协会提出。本文件由全国变频调速设备标准化技术委员会(SAC/TC518)归口。本文件起草单位：中机国际工程设计研究院有限责任公司、深圳市禾望电气股份有限公司、天津电气科学研究院有限公司、国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司、中冶赛迪电气技术有限公司、卧龙电气集团辽宁荣信电气传动有限公司、广州智光电气技术有限公司、浙江新富凌电气股份有限公司、深圳市英威腾电气股份有限公司、天水电气传动研究所集团有限公司、希望森兰科技股份有限公司、浙江海利普电子科技有限公司、阳光电源股份有限公司、西安爱科赛博电气股份有限公司、湖南中机国际检测技术有限公司、天津天传电控设备检测有限公司、国电南京自动化股份有限公司。GB/T42008—2022在旋转电机、变压器等电工产品试验领域，交流试验电源是必不可少的关键设备。传统非电网频率的变频交流试验电源多采用变频发电机组方案。随着电力电子技术、嵌入式技术和控制技术的发展，采用先进的数字变流技术控制的试验用变频电源(TPS)已开始广泛应用。该类电源具有电能质量高、反应速度快、调节方便、占地面积小、扩容升级简单等特点，具有更优异的节能效果和操作便利性，是一种方便节能的试验电源。试验用变频电源(TPS)在我国多个行业和领域已有较大规模应用，例如，作为旋转电机及电力变压器的检测电源、风力发电机组的电网模拟电源等。作为生产制造和检测过程中的基础性检验检测、试验设备，其标准具有相当重要的作用。试验用变频电源(TPS)与通用变频器有着紧密联系，虽然其主要核心部件的拓扑结构与控制技术与作为调速电气系统的通用变频器极其类似，但作为试验用电源，在不同的应用和使用条件下存在各种不同要求，又与通用变频电源有着较大的差异。可以认为调速电气传动系统(PDS)与试验用变频电源(TPS)是基于基本传动模块(BDM)的两个系统分支。本文件旨在通过规范相应的使用条件、优选额定值、技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输与存储等，促进产品技术和产品质量的提升，从而引领和促进整个产业的技术进步。1试验用变频电源通用规范本文件规定了试验用变频电源(TPS)的指标、额定值、确定性能的方法和试验要求、标志、包装、运输与贮存等通用技术要求，并规定在旋转电机和电力变压器测试，以及电网模拟应用场景下的特定技术要求。本文件适用于额定输入电压为交流35kV及以下，额定输入频率为50Hz或60Hz,输出电压不大于35kV,输出频率不大于500Hz,输出额定功率不低于10kW的试验用变频电源(TPS)。开关电器、变频器等类似产品中的试验用变频电源(TPS)可参照使用本文件。注：试验用变频电源(TPS)在电机行业及变流器行业测试的应用示例见附录A和附录B。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T191GB/T3768包装储运图示标志声学声压法测定噪声源声功率级和声能量级采用反射面上包络测量面的简易法GB/T3859.1—2013半导体变流器通用要求和电网换相变流器第1-1部分：基本要求规范GB/T4208外壳防护等级(IP代码)GB/T4588.1无金属化孔单双面印制板分规范GB/T4588.2有金属化孔单双面印制板分规范GB/T4798.2环境条件分类环境参数组分类及其严酷程度分级第2部分：运输和装卸GB/T12325电能质量供电电压偏差GB/T12326电能质量电压波动和闪变GB/T12668.3—2012调速电气传动系统第3部分：电磁兼容性要求及其特定的试验方法GB/T13384机电产品包装通用技术条件GB/T13422—2013半导体变流器电气试验方法GB14050—2008系统接地的型式及安全技术要求GB/T14549电能质量公用电网谐波GB/T15945电能质量电力系统频率偏差GB/T17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T17626.3电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T17626.4电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB/T17626.5电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验GB/T17626.6电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度GB/T19963.1风电场接入电力系统技术规定GB/T19964光伏发电站接入电力系统技术规定GB/T24337电能质量公用电网间谐波2GB/T42008—2022GB/T34120NB/T32004NB/T42043电化学储能系统储能变流器技术规范光伏并网逆变器技术规范高压静止同步补偿装置3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。试验用变频电源testvariable-frequencypowersource;TPS从进线电源开始到输出正弦波、脉冲宽度调制(PWM)波或其他要求的试验波形的输出端。护外壳等组成的试验用的电力电子设备。其功能框图如图1所示。试验用变频电源(TPS)基木传动模块(BDM)变流器和保护馈电部分滤波模块储能模块辅助设备，其他输出变换设备被试验设备注：图1列出主要的功能部件。图1试验用变频电源(TPS)功能框图成套电源模块completepowermodule;CPM由控制系统、基本传动模块(BDM)、馈电部分、滤波模块、储能模块和辅助设备等组成的电源。3注：不包括输出变换设备。在额定输出电压条件下，以额定容量运行时，试验用变频电源(TPS)所处的工作状态。运行频率范围operatingfrequencyrange在规定的输出条件下，试验用变频电源(TPS)输出的基波频率范围。12668.4—2006,3.3.11,有修改]电压不平衡voltageunbalance(imbalance)在多相系统中所出现的各线电压的基波分量有效值或者相邻相之间的相位角不完全相等的一种状态。注：通常，将这种不相等的程度表示为负序和零序分量与正序分量之比。总谐波畸变率totalharmonicdistortion;THD谐波含量的方均根值对交流量的基波分量的方均根值之比。间谐波(分量)inter-harmonic(component)对周期性交流量进行傅里叶级数分解，得到频率不等于基波频率整数倍的分量。谐波电压因数harmonicvoltagefactor;HVF电压波形中，各次谐波有效值的标么值加权平方和的平均值，用于度量电源电压波形的正弦度。谐波含量的方均根值对交流量的方均根值之比。注：总谐波因素与基波分量的选择有关。输出额定容量ratedoutputcapability试验用变频电源(TPS)在输出额定频率、额定电压和额定电流时的视在功率。电源效率powerefficiency试验用变频电源(TPS)输出有功功率与视在功率的比值。注：用百分数表示。污染等级pollutiondegree试验装置所处的环境条件，用数字表征微观环境受预期污染程度。[来源：GB/T16935.1—2008,3.13,有修改]在规定的工作条件下，能够在规定的时间段内提供给而不会超过规定限值的最大输出电流。4频率(电压)调整率frequency(voltage)adjustmentrate在负载变化时，电源输出端频率(电压)变化的最大偏差值与额定输出频率(电压)的比值。均流系数currentsharecoefficient装置并联运行各支路电流有效值的平均值与最大值之比。4额定值4.1输入侧额定值(优选值)制造商应给出其试验装置的输入电压额定值，优选值见表1。表1输入侧优选值频率f/Hz优选值0.1,0.11*,0.2,0.22,0.23*,0.24,0.38,0.4*,0.415,0.44,0.5,0.66,0.69*,1.0(1.14),2.3,3*(3.3),4.16*,6*(6.6),10*(11),13.8*,20,20.1,0.115,0.12*,0.2,0.208,0.22,0.23,0.24*,0.4,0.44,0.46,0.48*,0.575,0.6*,1.0*(1.14),2.3,3*(3.3),4.16*,6*(6.6),10*(11),13.8*,20,35注1:带“的数值为GB/T156规定的标准电压。注2:优选值电压单位：V或者kV。为使系统最优化或用于特殊环境，可规定不同的非标准电压值。应当规定除电网额定电压和额定负载时的变频电源输入电流额定值。4.2输出侧额定容量(优选值)制造商应给出试验电源的输出额定容量(kV·A),等级优先采用以下系列：30、50、100、200、300、500、630、800、1000、1250、1500、2000、2500、3000、3500、4000、5000、6000、7500、10000、12500、15000。更大容量可与制造商协商处理。4.3输出额定值要求制造商应给出试验用变频电源(TPS)连续输出的额定值，其中包括：——相数；——输出电压；——输出电流；——输出容量；——输出频率范围。5技术要求5.1通则5.2～5.7给出了试验用变频电源(TPS)的通用技术要求。5针对特定领域的试验用变频电源(TPS),除满足通用技术要求外，还应符合其对应的特定技术——用于旋转电机试验的三相试验用变频电源(TPS)应符合附录C的规定；——用于变压器测试的试验用变频电源(TPS)应符合附录D的规定；——用于电网模拟电源试验用变频电源(TPS)应符合附录E的规定。5.2使用条件5.2.1环境使用条件试验用变频电源(TPS)应在规定的空冷或液冷的环境条件下工作：a)工作环境温度：0℃~+40℃(对于超过工作温度范围时应给出温度降额曲线);b)空气相对湿度≤95%(无凝露);c)海拔高度≤1000m(对于海拔超过1000m时，应给出输出电流和输出电压降额曲线);d)污染等级：户外产品在污染等级3级，室内产品在污染等级2级(GB/T16935.1—2008中4.6.2给出了污染等级的规定);e)振动符合产品的安装技术条件。5.2.1.2非正常环境使用条件用于偏离正常环境使用条件时，应认为是非正常环境使用条件。对于这些非正常环境使用条件由用户确定。对于没有在5.2.1.1中规定的正常环境使用条件的运行条件，用户和制造商应当就此进行协商。注：附录F给出了已经确定的非正常环境使用条件。5.2.2电气使用条件除非另有说明，应能在表2中所规定的电气使用条件下正常运行。表2试验用变频电源(TPS)的正常电气使用条件等级引用文件频率变化fin(1±4%)(对于单独供电电网)(见注1)频率变化率电压变化+10%～—15%(持续时间不超过1min)(见注2)电压波动最大跃变幅值：——公差带内12%;——跃变间的最小时间间隔：2s;——上升时间：≥5个电源周期6表2试验用变频电源(TPS)的正常电气使用条件(续)等级引用文件电压瞬时跌落15%～25%t≤100ms(见注3)GB/T12668.3—2012电压不平衡度主电源：3%(零序和负序分量)辅助电源：3%(零序和负序分量)GB/T12668.3—2012电压谐波稳态瞬态THD≤8%t≤15s(见注4)GB/T12668.3—2012电压间谐波稳态瞬态单次畸变率(IDR)≤0.5%稳态IDR≤0.75%t≤15sGB/T12668.3—2012换相缺口250%×电角度GB/T12668.3—2012注1:ftn——额定电网频率。注2:在电压低于100%额定电压时的额定运行，需经用户与制造商协商确定。注3:根据GB/T12668.3—2012表1中所定义的性能准则，对于主电源端口，本表中较小的电压瞬时跌落与性能准则B或C相关，最大的电压瞬时跌落与准则C相关。对于辅助电源端口，较小的电压瞬时跌落与性能准则A或B相关，最大的电压瞬时跌落与准则B相关。注4:这些数值表示运行时的正常电气使用条件。非正常电气使用条件应经用户与制造商协商确定。5.3一般要求试验用变频电源(TPS)外壳及所有支撑表面无眩目反光，有防腐能力，颜色应均匀一致，表面无起电镀件表面应光滑，色泽均匀，不应有剥落、锈蚀及其他机械损伤。说明电源装置功能的文字、符号外形尺寸应符合图纸和技术文件的要求。框架、外壳应有足够的机械强度和刚度，应由能承受一定机械应力、电气应力及热应力的材料构成，此材料应经得起正常环境使用条件下运行时遇到的潮湿的影响，且不因吊装、运输等影响性能。各种结构件应结构紧密，面板上除指示灯、开关按钮、操作面板外，其他任何影响功能的操作机构均应安装在箱体内。外壳如采用金属材料，应设有专用的保护接地装置。试验用变频电源(TPS)应保证各个电气连接的正确性，并确认其功能正常。电缆截面积和电缆头的压接、焊接应满足试验用变频电源(TPS)最大导通电流能力及工艺要求。印刷电路板应符合GB/T4588.1和GB/T4588.2的规定。75.4功能要求5.4.1控制功能要求控制功能的要求：——手动/自动设定；——电压固定，频率可调控制功能；——频率固定，电压可调控制功能；——恒流控制功能(可选)。5.4.2基本操作功能要求基本操作功能的要求：——本地/远程；——运行；——停止。5.4.3显示和监控功能要求显示和监控功能的要求：——输入/输出信号；——异常记录检查；——故障监控；——故障报警状态的复位。交流试验用变频电源(TPS)应能对以下情况进行报警：——输入电源缺陷(过电压、欠电压、缺相等);——中间直流电压过压、欠压；——输出过电流；——超温；——冷却系统故障；——控制电源故障；——接地故障(根据应用场景确定);——通信故障； 输出缺相(仅适用于输出为三相的TPS),5.4.5故障保护要求试验用变频电源(TPS)应包括(但不限于)下列保护功能，——短路保护；——过流保护；——过载保护；——过/欠压保护；8GB/T42008—2022——过热保护；——故障接地保护(根据应用场景确定);——三相电压不平衡保护(根据应用场景确定);——通信故障保护；——冷却系统故障保护；——电网断电保护等。5.4.6通信要求通信要求：——与管理器或控制器通信；——与其他试验装置通信。5.5安全要求5.5.1绝缘电阻为了防止不必要的破坏，在绝缘试验前后应进行绝缘电阻的测量。彼此无电连接的电路之间、电路与机壳之间的绝缘电阻及试验电压应符合表3的规定：——电压Um/√2不超过1000V,用至少500V的兆欧表进行测量，所测得的绝缘电阻不应小于1MΩ; ——电压Um/√2超过1000V,用至少2500V的兆欧表进行测量，所测得的绝缘电阻应大于1000Ω/V。注：Um为正弦电压波形最大值，绝缘电阻限值以Um/√2为基值进行计算。表3绝缘电阻试验电压等级V试验电压V要求5.5.2介电强度主电路的绝缘系统要具有足够耐受过电压条件的介电强度。耐受的试验电压值根据表4确定。控制回路的绝缘系统要具有足够耐受过电压条件的介电强度。耐受的试验电压值根据表5确定。表4交流或直流试验电压系统最高电压V在对采用基本绝缘的电路进行型式检验时和进行所有出厂检验时所采用的电压在对采用保护隔离的电路以及在电路与可触及表面之间进行型式检验时所采用的电压(可触及表面为非导电或导电表面单不连接到保护地线上)交流方均根值“V直流V交流方均根值”V直流V42504800680022650200002830032000453009GB/T42008—2022表4交流或直流试验电压(续)系统最高电压V在对采用基本绝缘的电路进行型式检验时和进行所有出厂检验时所采用的电压在对采用保护隔离的电路以及在电路与可触及表面之间进行型式检验时所采用的电压(可触及表面为非导电或导电表面单不连接到保护地线上)交流方均根值*V直流V交流方均根值“V直流V数值来自IEC60071-1:2011中表2。表5控制回路的交直流试验电压系统最高电压V交流方均根值“V直流V数值来自IEC60071-1:2011中表2。5.5.3电气间隙和爬电距离试验用变频电源(TPS)系统中各带电电路之间以及带电部件、导电部件之间的最小电气间隙和爬电距离应不小于表6、表7的要求。表6最小电气间隙额定冲击耐受电压Uiamp最小的电气间隙4.0表7最小爬电距离额定电压(有效值)V最小爬电距离/mm污染等级23材料组别材料组别材料组别所有材料组IⅡⅢbIⅡⅢaⅢb0.420.564.00.754.04.54004.04.54.0兴4.29820002500400063008000兴**兴200002500032000注1:使用插值法。注2:“*”标记的爬电距离的值未确定。注3:组别Ⅲb的绝缘材料一般不推荐用于630V以上的污染等级3。注4:相比电痕化指数(CTI)的值是根据GB/T4207测量得到。注5:根据CTI的范围值，材料的组别分组如下：——材料组别I:600≤CTI;——材料组别Ⅱ:400≤CTI<600;——材料组别Ⅲa:175≤CTI<400;——材料组别Ⅲb:100≤CTI<175。GB/T42008—2022外壳防护等级(IP)应符合GB/T4208的规定：——室内使用产品不低于IP20;——室外使用产品不低于IP54。5.5.5电气隔离要求试验用变频电源(TPS)的电气隔离要求如下：a)半导体功率单元(模块)的驱动和反馈信号采用的传输方式应实现与其他电位系统之间的电气隔离；b)对于有输出端接地要求的试验用变频电源(TPS),应采用输入变压器或输出变压器实现输出与供电电网之间的电气隔离。试验用变频电源(TPS)应采用符合安全规范的方式进行可靠接地，其对系统接地的安全技术要求应符合GB14050—2008中5.1的规定。5.6性能要求5.6.1输出电压、输出频率范围试验用变频电源(TPS)应给出电压、频率范围，包含电压固定时频率调节范围，频率固定时电压调节范围以及电压与频率同时调节时的范围。试验用变频电源(TPS)在工作电压、频率范围内，应给出装置相应输出电流能力对应关系。5.6.2过载能力试验用变频电源(TPS)应具有一定过载能力，过载能力宜在不低于110%额定输出电流下，持续运行时间不应少于1min,周期不小于10min。也可根据应用优选125%、150%过载要求，或由用户与制造商另行约定。5.6.3电网侧电能质量的影响要求试验用变频电源(TPS)连接到电网连接部分在运行时所产生的谐波电流会影响电网的供电质量，其对电网的不利影响取决于试验用变频电源(TPS)与电网连接部分的功率和系统特性。其目标在于把来自各用户的谐波注入限值到不超过规定的允许值。本设备向电网注入的谐波电流允许值不超过该设备在该公共耦合点所分配的协议容量与总供电设备容量之比。如用户与制造商无特别说明，试验用变频电源(TPS)所运行电网环境的基准电路容量及各次谐波电流限制值应符合表8的要求。GB/T42008—2022谐波次数标准电压/kV0.386基准短路容量/(MV·A)谐波电流限值/A234567894.14.34.74.164.794.34.94.54.1当电网公共连接点的最小短路容量不同于表8中基准短路容量时，按照公式(1)修正表8中的谐波电流限值。式中：Sn——公共连接点的最小短路容量，单位为兆伏安(MV·A);Ske——基准短路容量，单位为兆伏安(MV·A);Ip——表中的第h次的谐波电流允许值，单位为安(A);I,——短路容量为S时的第h次谐波电流限值，单位为安(A)。5.6.4输出电压波形失真度质量要求试验用变频电源(TPS)在输出端为正弦波形时，在工作电压、频率范围内，在允许负载类别条件下其输出电压波形失真度应满足电压总谐波畸变率(THD)不大于5%。总谐波畸变率(THD)按公式(2)计算：式中：Q₁——基波有效值；Q——总有效值，可代表电压或电流。若间谐波忽略不计，则公式(2)可表示为公式(3)。式中：h——谐波次数；n——不低于40;Q₄——h次谐波分量的有效值。对于特殊非线性负载具体与制造商协商确定。负载的分类见附录G。……(2)5.6.5电源稳定性要求试验用变频电源(TPS)系统的电压和频率的稳态调整率、10min波动率、瞬态调整率及恢复时间宜不大于表9和表10的规定。表9电压的调整率、波动率及恢复时间电源额定容量电压稳态调整率σ。%10min波动率σusB%瞬态调整率Gus%恢复时间t。S200kV·A以下200kV·A及以上注：不同于表中的规定，由用户和制造商协商。GB/T42008—2022表10频率的调整率、波动率及恢复时间电源额定容量频率稳态调整率σ%10min波动率σrsB%瞬态调整率σrs%恢复时间trS200kV·A以下士0.3200kV·A及以上士5注：不同于表中的规定，由用户和制造商协商。5.6.6并联运行平衡要求两个或多个交流试验用变频电源(TPS)输出并联运行时，其平衡性宜符合以下要求：——采用公共直流母线的试验用变频电源(TPS)其输出均流系数应不低于97%;——未采用公共直流母线的试验用变频电源(TPS)其输出均流系数应不低于95%。均流系数按公式(4)计算。式中：Average(I₁,I₂,…,I)——max(I₁,I₂,…,I)I₁,I₂,…,I,7——均流系数。并联各支路电流有效值的平均值，单位为安(A);——并联各支路电流有效值的最大值，单位为安(A);——各支路电流有效值，单位为安(A);5.6.7输出电压的平衡性要求若试验用变频电源(TPS)输出为三相且有对称性要求，可视作设置不平衡度要求为0。——一般条件下，该值偏差不大于设置不平衡度值的3%。——特殊条件下，由用户与制造商协商确定指标。若试验用变频电源(TPS)输出为三相，则对其三相输出电压不平衡度用电压负序分量与正序分量的方均根值百分比ε表示。三相电压负序分量V_和正序分量V+分别按公式(5)、公式(6)计算。…式中：a、b、c——三相电压U、U、Uc的有效值，单位为伏(V)。……5.6.8效率(损耗)要求试验用变频电源(TPS)在额定工作条件下，试验电源的额定功率损耗值宜不高于额定视在功率5.6.9温升在额定运行工况下，待各元件热稳定后，试验用变频电源(TPS)及变压器各部位的极限温升见表表11试验用变频电源(TPS)各部位的极限温升部件和部位极限温升K主电路半导体器件外壳温升和结温由产品技术条件或分类标准规定主电路半导体器件与导体的连接处裸铜有锡镀层有银镀层母线(非连接处)铜铝表12变压器表面温升限值绝缘系统温度/℃额定电流下绕组表面平均温升限值/K105(A级绝缘)120(E级绝缘)130(B级绝缘)155(F级绝缘)180(H级绝缘)5.6.10噪声要求额定运行时，测得试验用变频电源(TPS)所发出的平均噪声不应大于85dB(A)。GB/T42008—20225.6.11环境可靠性5.2.1规定的正常环境使用条件下，应能正常工作。在用户与制造商协商一致的基础上，为了验证在其将要承受的环境类别的极端条件下的工作能力，可进行环境试验。环境试验项目一般包括低温启动试验、高温运行试验、湿热试验、振动试验。5.7电磁兼容电磁兼容性应符合GB/T12668.3—2012的要求。表13给出了各端口的最低抗扰度的要求。机壳端口——辅助设备、控制和保护的机壳。电源端口——试验装置的低压电源。电源接口——试验装置主要部件内的辅助电源。信号接口——试验装置主要部件内的低压信号接口。过程测量控制线端口——试验装置的信号端口。表13最低抗扰度要求端口现象试验方法的基本标准抗扰度等级性能(验收)准则机壳端口静电放电4kVCD或8kVAD(CD不可能时)B射频电磁场，调幅A电源端口快速瞬变B浪涌B传导性射频共模A电源接口快速瞬变2kV/5kHz容性钳B信号接口快速瞬变°1kV/5kHz容性钳B传导性射频共模°A过程测量控制线端口快速瞬变°2kV/5kHz容性钳B浪涌B传导性射频共模‘A表13最低抗扰度要求(续)端口现象试验方法的基本标准抗扰度等级性能(验收)准则电流额定值<100A的电源端口：使用耦合和解耦网络直接耦合。电流额定值≥100A的电源端口：直接耦合或者容性钳，而不用解耦网络。如果采用容性钳，试验电平应为4kV/2.5kHz。b仅适用于轻载试验条件期间电流消耗<63A的电源端口。不应超过基本绝缘的额定脉冲电压(见IEC60664-1)。线对线耦合。d线对地耦合。仅适用于电缆总长度按制造商的规范超过3m的端口或接口。仅适用于电缆总长度按制造商的规范超过30m的端口。在使用屏蔽电缆的情况下，应采用与屏蔽层的直接耦合。在浪涌保护装置的使用由于技术原因不是行之有效的场合，这一抗扰度要求不适用于现场总线或其他信号接口。在由于耦合/去耦网络对被试验设备(EUT)的影响而不能达到正常工作的场合，无需进行试验。6试验方法6.1试验条件试验应在5.2的正常环境使用条件下进行试验。6.2一般检查6.2.1结构外观检查按照5.3.1要求对各部件结构外观进行检查。6.2.2电气连接检查对各个电路的连接情况进行检查，是否存在不正确的连接，以及信号能正确送达，静态特性是否能满足要求等。6.3功能性检查按照5.4.1要求对相应的控制功能进行验证。6.3.2基本操作功能按照5.4.2要求，通过就地/远程操作设备，查看是否能正常操作设备。6.3.3显示和监控功能按照5.4.3要求，检查监视面板显示和监控功能是否正常，包含但不限于设备手册中的各项参数。按照5.4.4要求，通过模拟有相应故障操作进行报警功能的测试。6.3.5故障保护功能按照5.4.5要求，通过模拟有相应保护开关操作所引起的故障来进行报警功能的测试。对于功能保护试验，参考系统供应商给出的合适试验程序进行相应的试验。试验可在无载下进行。按照5.4.6要求，试验用变频电源(TPS)能与主控制系统进行通信，并验证其通信的可靠性。出厂检验可仅验证通信功能是否连接正常且数据传输准确；型式检验应验证其长期(24h以上)通信的可靠性。6.4安全性试验按GB/T3859.1—2013中6.4.1的要求，根据交流试验用变频电源(TPS)额定电压在主电路与地(外壳)之间试验时，按表3选取兆欧表的电压等级，测绝缘电阻。按GB/T3859.1—2013中6.4.1的规定，在主电路与地(外壳)之间试验，所用耐压测试仪的试验电压等级根据试验用变频电源(TPS)额定电压按表7选取，试验电压为50Hz正弦波，持续时间1min,无击穿闪络及元件损坏现象。注：当因电磁滤波元件的存在而无法施加交流试验电压时，采用等效的直流试验电压，其值按表2试验电压的√2倍选取。6.4.3电气间隙和爬电距离按照5.5.3要求，对试验用变频电源(TPS)系统中各带电电路之间以及带电部件、导电部件之间的最小电气间隙和爬电距离进行测试。6.4.4产品防护试验外壳防护等级应满足5.5.4的规定。按照相应防护等级的要求，选用相应检查方法，以判断防护等级是否符合要求。按照5.5.5检查试验用变频电源(TPS)的电气隔离系统，确保符合相应的要求。按照5.5.6要求进行相应的试验，验证相应接地系统的功能性。6.5性能试验6.5.1电压频率范围试验按照5.6.1的要求以及产品技术规格进行试验，测量装置的工作电压、频率范围以及相应的电流输出能力不低于相关技术规格要求。GB/T42008—20226.5.2过载能力试验本试验指过电流能力的试验，试验在试验用变频电源(TPS)输出侧进行，根据要求施加110%、125%、150%的标称额定电流或者协商确定的过载电流，历时1min,时间间隔不大于10min。试验循环次数为3次。试验用变频电源(TPS)无损坏并能正常工作。注：优先采用直接负载法进行过载能力试验，如现场不具备直接负载试验的条件，采用背靠背对拖试验方法进行过载能力试验。负载类型分类参考附录G。6.5.3电网侧电能质量的影响试验按照5.6.3要求，对试验用变频电源(TPS)的电网侧电能质量的影响进行试验评价。6.5.4输出电压波形失真度测定按GB/T13422—2013中5.3.8的规定，试验可结合负载试验同时进行。在试验电源空载、额定容量的25%、50%、75%、100%四种情况下测试电压畸变系数。对于容量大于1MV·A的试验用试验电源，可只在空载及不大于1MV·A负载条件下进行试验。6.5.5电源稳定性测定6.5.5.1电压和频率的稳态调整率测定试验用变频电源(TPS)在空载运行，并调节至额定频率(一般为50Hz或60Hz)及额定电压，逐次增加约25%额定负载至额定负载，再从额定负载逐次减少至空载。在试验过程中，电压和频率不准许再作调整。注：通常在作为被试验电机供电侧的输出端测量电压和频率。测取空载设定电压、空载设定频率及各负载点的电压、电流、频率及输出功率。三相试验用变频电源(TPS)采用测取三个线电压、线电流、频率的平均值。稳态电压调整率σu按公式(8)计算：U——负载变化后的三相稳态电压平均值，取各读数中的最大(或最小)值，单位为伏(V);稳态频率调整率σ;按公式(9)计算：f——负载变化后的稳态频率，取各读数中最大(或最小)值，单位为赫兹(Hz);f、——额定频率，单位为赫兹(Hz)。ou及σ;值以冷态和热态，50Hz及60Hz各试验中的最大值考核。6.5.5.2电压和频率的10min波动率测定试验用变频电源(TPS)在额定工况下运行1h后进行测定，分别在空载和负载功率在100%±10%额定负载范围内，在额定频率(一般为50Hz或60Hz)下进行测定，连续10min每隔1min读取UA线电压及频率值。在试验过程中，电压和频率不准许再作调整。出厂检验可仅在空载条件下进行试验。10min电压波动率σu:按公式(10)计算：10min频率波动率fuB按公式(11)计算： (11)6.5.5.3电压和频率瞬态调整率及恢复时间测定试验用变频电源(TPS)空载运行，频率设定在额定频率(一般为50Hz或60Hz),电压为额定值，突加一额定电流，功率因数不大于0.8的恒阻抗三相对称负载，待电压、频率稳定后读取三相线电压、三相电流、频率及输出功率，再突卸此负载。在突加、突卸的整个过程中，用合适的记录仪或示波器记录三相线电压及频率的变化。从记录仪或示波器上测取负载突变时的三相线电压，计算同一时刻下三相峰—峰值的平均值，将此平均值绘成Uns的变化曲线(见图2、图3)单相直接采用测量峰峰值即可。电压瞬态调整率σ+dym和σ-dyu按公式(12)和公式(13)计算：电压从突变瞬间到恢复至(100%±3%)U、所需要的时间t和t,即为电压恢复时间。电压瞬态调整率及电压恢复时间以突加或突卸负载试验中的最大值考核。同样，可按上述方法，求得频率的瞬态调整率和恢复时间。图2突加负载GB/T42008—2022图3突卸负载6.5.6并联运行平衡试验对于两个或多个交流试验用变频电源(TPS)输出并联运行时，需要额定工作条件下进行并联运行，按照5.6.6要求测量不同试验电源间的电流平衡性。6.5.7输出电压平衡性试验在系统的额定负载点测量系统输出点三相电压，并按照5.6.7相应的公式计算得到输出的电压平衡度。按照5.6.8要求，试验用变频电源(TPS)在额定工作条件下，测量试验电源的输入输出损耗。按GB/T3859.1—2013和5.6.9的规定，在额定运行工况下，各元件热稳定后，测量温升，其温升在器件各自规定的范围之内。受限于设备能力情况下，可采用等效法进行。按照方法GB/T3768测量方法，在额定运行工况下，周围环境噪声不大于60dB(A)的条件下，距噪音源水平位置1m处，测得试验用变频电源(TPS)所发出的噪声不应大于85dB(A)。6.5.11环境可靠性试验在根据用户与制造商协商一致的技术条件，进行相关项目的测试，测试方法参考GB/T部分)对应的试验方法。2423(所有6.6电磁兼容试验6.6.1电快速瞬变脉冲群抗扰度试验按GB/T12668.3—2012和5.7的规定，针对控制电路供电电源端口，在保护接地的情况下，采用2kV脉冲电压，重复频率5kHz进行试验；针对输入/输出(I/O)信号、数据和控制端口，采用1kV脉冲电压，重复频率5kHz进行试验。测试时装置内元器件不应损坏，试验期间及试验后装置的性能应符合GB/T12668.3—2012中5.1.1的验收准则B的要求。6.6.2静电放电抗扰度试验按GB/T12668.3—2012和5.7的规定，在人体能够靠近或触摸到的机壳端口(如端口、按钮、触摸屏等),采用6kV接触放电，若不存在接触放电可能时，采用8kV空气放电。测试时装置内元器件不应损坏，试验期间及试验后装置的性能应符合GB/T12668.3中5.1.1的验收准则B的要求。7.1一般要求应在合同文件中就检验的实施和检验要求达成一致意见。对于主要部件，应按照相应的国家标准中规定的要求。通常，要求至少对一台试验用变频电源(TPS)进行型式检验，而应对所有设备进行出厂检验。应在合同中就诸如专门检验和验收检验达成一致意见。注：若设备数量较少或者型式检验成本太高，与制造商协商相关的检验项目。7.2型式检验为验证试验用变频电源(TPS)的设计符合本文件要求的性能，应按表14中规定的型式检验项目进行型式检验。为验证试验用变频电源(TPS)品质得以保持，可在规定的时间间隔、对规定数量的样品重复进行某些或全部型式检验。有下列情况之一时，一般应进行全部或部分型式检验：a)新试验用变频电源(TPS)或原有试验用变频电源(TPS)转厂生产的检验定型鉴定；b)正式生产后，结构、材料、工艺有较大改变，影响试验用变频电源(TPS)性能；c)试验用变频电源(TPS)长期停产后，恢复生产；d)出厂检验结果与上次型式检验有较大差异；e)用户提出特殊要求，经制造商同意。检验时，如果每台试验用变频电源(TPS)只有一项不合格，允许返工复检一次，如复检仍不合格，则判定该试验用变频电源(TPS)为不合格产品，应在消除不合格并重新通过型式检验后继续生产。7.3出厂检验为验证试验用变频电源(TPS)符合本文件的要求，发货前每台试验用变频电源(TPS)应按表14中规定的出厂检验项目进行出厂检验。如果全部合格，则该产品为合格产品。如果有一项不合格，则该产品为不合格产品。出厂检验合格后，应出具出厂检验合格证明。7.4专门检验除型式检验和出厂检验之外，经制造商同意，或经过制造商和用户或其代理人协商而进行的检验。7.5检验项目表14为检验项目一览表。表14检验项目序号检验项目型式检验出厂检验专门检验技术要求章条号试验方法章条号1一般要求××2控制功能×× 3基本操作功能××4显示和监控功能××5报警要求××—6故障保护要求××7通信要求××——8绝缘电阻××9介电强度××——电气间隙和爬电距离××—防护等级× 电气隔离××—接地××—输出电压、输出频率范围×× 过载能力×——电网侧电能质量的影响— 输出电压波形失真度质量××—电源稳定性——并联运行平衡× —输出电压的平衡性×———效率(损耗)×—温升× 噪声×环境可靠性————电磁兼容×试验用变频电源(TPS)适当位置应有相应的铭牌，铭牌应清晰、耐久，标注的信息内容包括：a)产品名称；b)产品型号和生产序号；c)制造商；d)额定输入电压；e)额定输出电流；f)额定输出频率范围；h)额定容量；j)冷却要求；k)执行标准；m)防护等级；产品包装图示标志应符合GB/T191的规定。随同包装一起提供的技术文件包括但不限于：——合格证书；——安装使用说明；——成套及备件一览表；——保修卡。产品应能在GB/T4798.2规定的环境条件下进行运输。产品采用船或汽车运输，应有防雨防潮措潮湿的物体混运。一般性贮存条件为：a)环境温度：-25℃~+55℃;b)相对湿度：5%～95%。模块和控制面板应防止凝露。如果某些部件不立即安装，应将其贮存在一个清洁、干燥的地方，并且避免温度变化、高湿度及尘埃。如果可能，应避免温度和湿度的突然变化，如果贮存房间的温度变化程度达到使设备的表面出现凝露或结冰情况，应通过一个安全、可靠的系统来保护设备，以使设备温度保持在稍高于贮存房间的温度。如果设备暴露在低温下的时间较长，那么在温度达到房间温度之前，不宜打开包装箱，否则将出现凝露。在某些内部部件上出现水分时，可能导致电气故障。特定的贮存条件应符合以下要求：c)海拔：不宜存放在高于海平面3000m以上的场所；e)时间：上述条件适用于发货和存放总时间不超过6个月的情况，若存放时间较长，则应作专门(资料性)试验用变频电源(TPS)在电机行业应用示例A.1基本拓扑基本拓扑是试验用变频电源(TPS)的一般和完整的形式，由多个环节组成。具体到不同的试验项目，往往采用基本拓扑中的一部分环节。A.2具备单一直流母线试验用变频电源(TPS)基本拓扑结构A.2.1公共直流母线整流-逆变拓扑结构变频试验常采用的试验用变频电源(TPS)系统基本拓扑如图A.1所示，基本拓扑主要由8种环节构成，这8种环节包括：——整流变压器；——整流滤波器：——整流器；——制动单元(BCU);——叠频镇定电容；——逆变器；——输出滤波器；——试验变压器。火火滤波器1F2D滤波器二滤波器]C.n滤波器2T.nOut.1Out.n标引序号说明：1T——整流变压器；1F——整流滤波器；1U——整流器；D——公共直流母线；1B——制动单元；2U.1～2U.n——逆变器；2F.1～2F.n——输出滤波器；2T.1～2T.n——试验变压器。图A.1公共直流母线整流-逆变拓扑结构A.2.2.1整流变压器整流变压器作为构成基本拓扑的环节，其类型是多样化的，可以是升压变压器、降压变压器、隔离变压器、自耦变压器、单圈变压器、分裂式变压器。制造商需要根据用户电机试验系统的需求来确定是否配置整流变压器或配置的整流器类型及特性。A.2.2.2整流滤波器整流滤波器一般由LCL组成，当滤波器前端有整流变压器的配置时，滤波器可只由LC组成，前端整流变压器可看作L与LC滤波器一起形成滤波回路，实现滤波作用，减小谐波对电网的影响。同时可依据滤波要求，改变整流滤波器的元件组成，来实现更高要求的滤波功能。GB/T42008—2022A.2.2.3整流器整流器作为基本拓扑的组成环节，主要将交流电整流成直流电，其可以是全控整流器，也可以是半控整流器亦可以是不控整流器，常见的有有源馈电变流器(AIC)、晶闸管整流器、二极管整流器及其他满足整流要求的整流器。在电平数量上，其可以是两电平，也可以是三电平或更多电平。一般不超过1000V直流母线系统，多采用两电平结构，2000V或4000V直流母线系统多采用三电平结构。A.2.2.4制动单元制动单元主要是消耗公共直流母线上的多余能量或冲击能量，从而保障试验系统各设备的安全稳定运行，制造商可以根据用户的要求及试验工况来确定是否配置制动单元。A.2.2.5叠频储能单元有叠频试验功能要求时，叠频储能单元主要用于临时存贮电机旋转过程中因拍频向电网回馈的能量。常用的叠频储能单元为电力电容器，制造商根据用户要求以及使用场景选择配置相应的叠频储能单元。A.2.2.6逆变器逆变器作为基本拓扑的组成环节，主要将直流电逆变成交流电。在电平数量上有多种类型，例如，两电平、三电平和多电平结构。两电平结构多见于系统电压不超过直流1000V,更高系统电压多采用三电平或多电平结构。A.2.2.7输出滤波器输出滤波器主要滤除输出电压的谐波，其可以是一阶滤波器、二阶滤波器或其他满足滤波要求的滤波器，制造商可根据用户的特殊要求进行滤波器特殊设计来满足特殊滤波要求或特殊应用要求。A.2.2.8试验变压器试验变压器是用于匹配试验装置、变流装置电压等级的铁磁元件，其可根据用户电机类型、电机电压等级、容量及试验项目等参数来配。A.3电机出厂试验应用于电机出厂试验，见图A.2。标引序号说明：1U——整流单元；2U——逆变单元；DC+、DC———公共直流母线的正负极；M1——被试验电机。A.4电机型式试验中的双机对拖试验A.4.1常规共直流母线结构对拖试验应用于电机型式试验的共直流母线结构双机对拖试验，见图A.3。2U1、2U2——逆变单元；——输入电源接线端；——负载电机侧输出接线端；——公共直流母线的正负极；——被试验电机；——负载电机。图A.3常规共直流母线结构对拖试验A.4.2不对等电压共直流母线结构对拖试验不对等电压共直流母线结构对拖试验基本拓扑结构如图A.4所示。标引序号说明：——整流单元；2U1、2U2——逆变单元；——输入电源接线端；—-被试验电机侧输出接线端；——负载电机侧输出接线端；——公共直流母线的正负极；M1——被试验电机；M2——负载电机。图A.4不对等电压共直流母线结构对拖试验A.4.3三相交流交汇结构对拖试验三相交流交汇结构对拖试验基本拓扑结构如图A.5所示。标引序号说明：——整流单元；3U1、3U2——逆变单元；——输入电源接线端；——被试验电机侧输出接线端；—-负载电机侧输出接线端；——公共直流母线的正负极；Ml——被试验电机；M2——负载电机。图A.5交流交汇结构对拖试验(资料性)试验用变频电源(TPS)在变流器行业的应用实例B.1变频器出厂试验应用于变频器出厂试验，主系统图如图B.1所示。该系统主要适用于二象限变频器出厂功率测试，变频器在不同输出频率和电压条件下可实现满功率(有功或无功)输出。如果对试验用变频电源(TPS)进行相应功能开发，可实现模拟电机运行(电机模拟器)。标引序号说明：1U——试验用变频电源(TPS);2U——被测变频器；L1——滤波电抗。图B.1变频器出厂试验B.2逆变器和有源馈电变流器(AIC)出厂试验应用于逆变器(变频)、有源馈电变流器(AIC)、储能逆变器、SVG和光伏逆变器等的出厂测试，见图B.2。在本实验中，试验用变频电源(TPS)主要有两个作用，一是实现逆变器和有源馈电变流器(AIC)的满功率(有功或无功)测试；二是起到电网(电机)模拟器作用，完成高低压穿越、三相不平衡等功能模拟测试。1U——试验用变频电源(TPS);2U——被测逆变器或有源馈电变流器(AIC);DC+、DC———公共直流母线的正负极；Ll——滤波电抗。图B.2逆变器和有源馈电变流器(AIC)出厂试验GB/T42008—2022(规范性)用于旋转电机试验的三相试验用变频电源(TPS)的特定技术要求C.1概述用于旋转电机试验的三相试验用变频电源(TPS),除满足正文中规定的各项技术参数外，还需要满足本附录中的相关技术要求。C.2控制功能控制功能的要求：——压频比恒定控制功能；——加/减速斜坡发生器(仅适用于电机试验用电源);——矢量控制功能(可选);——叠频控制功能(可选)。C.3叠频输出要求对于具有叠频输出功能的三相试验用变频电源(TPS),其叠频输出性能应符合以下要求：——副电源电压设置范围为0%U～35%U。C.4输出电压不平衡性要求用于旋转电机测试的试验用变频电源(TPS),若对输出有三相对称性要求时，三相电压的负序分量应小于正序分量的0.5%,零序分量的影响应予以排除。C.5谐波电压因数(HVF)在工作电压、频率范围内，在允许负载类别条件下其输出：——输出端HVF应不超过2%;——在电机热试验条件下，HVF不应超过1.5%。HVF值应按公式(C.1)计算：……(C.1)式中：U,——谐波电压的标幺值(以额定电压Ux为基值);n——谐波次数；k=13。GB/T42008—2022(规范性)用于变压器测试的试验用变频电源(TPS)的特定技术要求D.1概述用于变压器试验测试和大容量串联谐振耐压试验的单相或三相试验用变频电源(TPS),除满足正文中规定的各项技术参数外，还需要满足本附录中的相关技术要求。本附录的电力变压器试验主要包括变压器空负载试验、低频加热处理、温升试验及大容量串联谐振耐压试验等。D.2输出频率范围要求试验用变频电源(TPS)用于变压器试验输出评率应符合以下要求：——用于变压器空负载试验时，输出频率应在20Hz～100Hz范围内可调。——用于进行低频加热时，输出频率在0.1Hz～5Hz范围内可调，输出电流误差小于3%。—用于串联谐振的绝缘耐压试验时，输出频率应在20Hz～300Hz范围内可调。试验用变频电源(TPS)用于变压器空负载试验时，输出电压总谐波畸变率(THD)应小于3%。D.4局部放电要求试验用变频电源(TPS)用于变压器空负载试验时，如果有局放试验要求，试验设备应满足在额定电压下局部放电量不大于100pC,且满足试验系统对试验用变频电源(TPS)的局放要求。