GB/T 42008-2022 试验用变频电源通用规范

　　ICS 29 . 240 . 99 CCS K 62

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 42008—2022

　　试验用变频电源通用规范

　　Generalspecificationfortestvariable-frequencypowersource

　　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

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 42008—2022

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　引言 Ⅳ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 2

　　4 额定值 4

　　4 . 1 输入侧额定值(优选值) 4

　　4 . 2 输出侧额定容量(优选值) 4

　　4 . 3 输出额定值要求 4

　　5 技术要求 4

　　5 . 1 通则 4

　　5 . 2 使用条件 5

　　5 . 3 一般要求 6

　　5 . 4 功能要求 7

　　5 . 5 安全要求 8

　　5 . 6 性能要求 11

　　5 . 7 电磁兼容 16

　　6 试验方法 17

　　6 . 1 试验条件 17

　　6 . 2 一般检查 17

　　6 . 3 功能性检查 17

　　6 . 4 安全性试验 18

　　6 . 5 性能试验 18

　　6 . 6 电磁兼容试验 21

　　7 检验 22

　　7 . 1 一般要求 22

　　7 . 2 型式检验 22

　　7 . 3 出厂检验 22

　　7 . 4 专门检验 22

　　7 . 5 检验项 目 22

　　8 标志 、包装 、运输与贮存 23

　　8 . 1 标志 23

　　8 . 2 包装 24

　　I

　　GB/T 42008—2022

　　8 . 3 运输 24

　　8 . 4 贮存 24

　　附录 A(资料性) 试验用变频电源(TPS)在电机行业应用示例 26

　　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 33

　　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 35

　　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 36

　　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 37

　　附录 F(资料性) 非正常环境使用条件情况说明 39

　　附录 G(资料性) 试验用变频电源(TPS)负载类型 40

　　参考文献 41

　　Ⅱ

　　GB/T 42008—2022

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 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 。

　　本文件主要起草人:袁凯南 、周党生 、柴青 、张杰 、郝亚川 、金庆才 、孙开发 、胡媛媛 、钟志兵 、胡明华 、马保慧 、罗深 、熊承阳 、孙伟 、刘星辰 、李学文 、罗巨龙 、刘春松 。

　　Ⅲ

　　GB/T 42008—2022

　　引 言

　　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 。

　　Ⅳ

　　GB/T 42008—2022

　　试验用变频电源通用规范

　　1 范围

　　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 35 kV及以下 , 额定输入频率为 50 Hz或 60 Hz , 输出电压不大于 35 kV, 输出频率不大于 500 Hz , 输出额定功率不低于 10 kW 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/T 191 包装储运图示标志

　　GB/T 3768 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/T 3859 . 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/T 4208 外壳防护等级(IP代码)

　　GB/T 4588 . 1

　　无金属化孔单双面印制板 分规范

　　GB/T 4588 . 2

　　有金属化孔单双面印制板 分规范

　　GB/T 4798 . 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/T 12325

　　电能质量 供电电压偏差

　　GB/T 12326

　　电能质量 电压波动和闪变

　　GB/T 12668 . 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/T 13384 机电产品包装通用技术条件

　　GB/T 13422—2013 半导体变流器 电气试验方法

　　GB 14050—2008 系统接地的型式及安全技术要求

　　GB/T 14549 电能质量 公用电网谐波

　　GB/T 15945 电能质量 电力系统频率偏差

　　GB/T 17626 . 2

　　电磁兼容

　　试验和测量技术

　　静电放电抗扰度试验

　　GB/T 17626 . 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/T 17626 . 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/T 17626 . 5

　　电磁兼容

　　试验和测量技术

　　浪涌(冲击)抗扰度试验

　　GB/T 17626 . 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/T 19963 . 1 风电场接入电力系统技术规定

　　GB/T 19964 光伏发电站接入电力系统技术规定

　　GB/T 24337 电能质量 公用电网间谐波

　　1

　　GB/T 42008—2022

　　GB/T 34120

　　电化学储能系统储能变流器技术规范

　　NB/T 32004

　　光伏并网逆变器技术规范

　　NB/T 42043

　　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 。

　　3.1

　　试验用变频电源 test variable-frequency power source ; 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 。

　　注 : 包括:基本传动模块(BDM)和保护 、馈电部分 、滤波模块 、储能模块 、输出变换设备以及控制 、保护通信 、接地 、防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 。

　　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

　　3.2

　　成套电源模块 complete power module ; 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 。

　　2

　　GB/T 42008—2022

　　注 : 不包括输出变换设备 。

　　3.3

　　额定运行工况 rated running condition

　　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 。 3.4

　　运行频率范围 operating frequency range

　　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 。

　　[来源: GB/T 12668 . 4—2006 , 3 . 3 . 11 , 有修改] 3.5

　　电压不平衡 voltage unbalance (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 。

　　3.6

　　总谐波畸变率 total harmonic distortion ; 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 。

　　[来源: GB/T 2900 . 33—2004 , 551-20-13 , 有修改] 3.7

　　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 。

　　3.8

　　谐波电压因数 harmonic voltage factor ; HVF

　　电压波形中 , 各次谐波有效值的标幺值加权平方和的平均值 , 用于度量电源电压波形的正弦度 。 3.9

　　总谐波因数 total harmonic factor ; THF

　　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 。

　　[来源: GB/T 2900 . 33—2004 , 551-20-15]

　　3 . 10

　　输出额定容量 rated output capability

　　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 。

　　3 . 1 1

　　电源效率 power efficiency

　　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 。

　　3 . 12

　　污染等级 pollution degree

　　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/T 16935 . 1—2008 , 3 . 13 , 有修改]

　　3 . 13

　　过载能力 overload capability

　　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 。

　　[来源: GB/T 12668 . 1—2002 , 2 . 5 . 3]

　　3

　　GB/T 42008—2022

　　3 . 14

　　频率(电压)调整率 frequency( voltage) adjustment rate

　　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 。

　　3 . 15

　　均流系数 current share coefficient

　　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

　　50

　　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 , 27 . 5 , 35

　　60

　　0 . 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/T 156 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 、1 000 、1 250 、1 500 、2 000 、2 500 、3 000 、3 500 、4 000 、5 000 、 6 000 、7 500 、10 000 、12 500 、15 000 。

　　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 。

　　4

　　GB/T 42008—2022

　　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要求:

　　— 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

　　5 . 2 . 1 . 1 正常环境使用条件

　　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 ≤1 000 m(对于海拔超过 1 000 m 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/T 16935 . 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

　　5 . 2 . 2 . 1 正常电气使用条件

　　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

　　项 目

　　等级

　　引用文件

　　频率变化

　　fLN (1±2%)

　　fLN (1± 4%)(对于单独供电电网)(见注 1)

　　GB/T 12668. 3—2012

　　频率变化率

　　≤2% fLN/ s

　　GB/T 12668. 3—2012

　　电压变化

　　±10%

　　+10% ~ — 15% (持 续 时 间 不 超 过 1 min) (见注 2)

　　GB/T 12668. 3—2012

　　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:2 s ;

　　— 上升时间:≥5 个电源周期

　　GB/T 12668. 3—2012

　　5

　　GB/T 42008—2022

　　表 2 试验用变频电源(TPS)的正常电气使用条件 (续)

　　项 目

　　等级

　　引用文件

　　电压瞬时跌落

　　15%~25% t≤100 ms(见注 3)

　　GB/T 12668. 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/T 12668. 3—2012

　　电压谐波

　　稳态

　　瞬态

　　THD≤5% 稳态

　　THD≤8% t≤15 s(见注 4)

　　GB/T 12668. 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≤15 s

　　GB/T 12668. 3—2012

　　换相缺口

　　250% × 电角度

　　GB/T 12668. 3—2012

　　注 1 : fLN — 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 。

　　5 . 2 . 2 . 2 非正常电气使用条件

　　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

　　5 . 3 . 1 外观要求

　　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 , 表面无起泡 、腐蚀 、划痕 、涂层脱落或沙孔等 。

　　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 、符号和标识应正确 、清晰 、牢固 。

　　外形尺寸应符合图纸和技术文件的要求 。

　　5 . 3 . 2 结构要求

　　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 。

　　5 . 3 . 3 电气要求

　　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/T 4588. 1 和 GB/T 4588. 2 的规定 。

　　6

　　GB/T 42008—2022

　　5 . 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 ;

　　— 输出电压 、频率同时调频 、调压功能 ;

　　— 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 ;

　　— 显示频率 、电流 、电压等 ;

　　— 异常记录检查 ;

　　— 故障监控 ;

　　— 故障报警状态的复位 。

　　5 . 4 . 4 报警要求