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| 标准编号 | GB/T 13422-2013 (GB/T13422-2013) | | 中文名称 | 半导体变流器 电气试验方法 | | 英文名称 | Semiconductor converters. Electrical test methods | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | K46 | | 国际标准分类 | 29.200 | | 字数估计 | 25,233 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 13422-1992 | | 引用标准 | GB/T 2900.33-2004; GB/T 3859.1-2013; GB/T 3859.2-2013; GB/T 3859.4-2004; GB/T 17626.2-2006; GB/T 17626.4-2008; GB/T 17626.5-2008; GB/T 17626.12-1998; GB 17799.4-2001 | | 起草单位 | 西安电力电子技术研究所 | | 归口单位 | 全国电力电子学标准化技术委员会 | | 标准依据 | 国家标准公告2013年第10号 | | 提出机构 | 中国电器工业协会 | | 发布机构 | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会 | | 范围 | 本标准规定了半导体变流器的一般电气试验方法。本标准适用于各种普通变流器, 包括整流器、逆变器、兼有整流和逆变两种运行方式的变流器以及各种电力电子开关。专用变流器也可参照使用。本标准不适用于机动车用变流器和航空电器用机载变流器。 | GB/T 13422-2013: 半导体变流器 电气试验方法
GB/T 13422-2013 英文名称: Semiconductor converters -- Electrical test methods
ICS 29.200
K46
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 13422-1992
半导体变流器 电气试验方法
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
1 范围
本标准规定了半导体变流器的一般电气试验方法。
本标准适用于各种普通变流器,包括整流器、逆变器、兼有整流和逆变两种运行方式的变流器以及
各种电力电子开关。专用变流器也可参照使用。
本标准不适用于机动车用变流器和航空电器用机载变流器。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
5.1.2 绝缘电压试验
一般情况下,按照GB/T 3859.1-2013中的7.2.2试验。
采用水冷却方式的变流器一般在无水的情况下试验。
当不便施加交流试验电压时,可施加与规定的交流试验电压峰值相等的直流试验电压。
试验电压从零上升至其规定值的时间应不小于10s,或者自该规定值的50%开始,以每级为该规
定值的5%逐级增加至其该规定值。
出厂试验时,如果试验电压在1s内足以上升至其规定值,可不必逐级增加试验电压。
5.1.3 可触及金属部分的接地电阻测量
可采用直接测量法测量。
测量前,应将变流器与供电电源和负载断开,并清理规定的测量点处的污秽(如果有)。
测量时,仪表端子分别连接至接地端子和机壳(或应接地的导电金属件)。
5.1.4 轻载试验
试验程序:
---调整输入电压达到额定值(型式试验应在额定输入电压的最大值和最小值下试验);
---调整输出电压达到额定值(负载电流满足试验要求即可);
---检查显示仪表、触发设备、保护装置、冷却设备和故障检测单元能否正常工作。
5.1.5 电压均衡度(均压因数)测量
测量可结合轻载试验或额定电流试验进行。可分别测量每个臂的串联阀器件电压分配情况。
测量程序:
---调整输入电压达到额定值,负载电流达到满足试验要求的最小规定值,相控变流器的相位应使
输出电压处于最不利的情况(相位角接近90°);
---测量各串联阀器件承受的反向或断态重复峰值电压;
---按照式(1)计算电压均衡度Ku:
5.1.6 电流均衡度(均流因数)测量
测量可结合额定电流试验进行。在等效的情况下,可分别测量每个臂的并联阀器件电流分配情况。
测量程序:
---调整变流器电流至不低于其额定值的80%;
---测量各并联阀器件承载的电流;
---按照式(2)计算电流均衡度Ki:
5.1.7 额定电流试验(低压电流试验)
如果更方便,可采用额定条件下的负载试验代替本试验。
试验程序:
---将变流器输入端子通过调压器或低压变流变压器连接至足以产生额定连续电流的供电电源,
输出端子直接短路或通过电抗器短路;
---通过调压器或相位控制(如果有)调整电压,使输出电流达到额定值;
---检查变流器各部分的运行情况。
试验时,控制设备(如果有)和辅助装置由独立电源以额定电压供电。
5.1.8 负载试验
试验程序:
---调整输入电压和负载电流达到额定值;
---对于输出可调的变流器,调整输出电压达到额定值;
---检查变流器各部分的运行情况。
5.1.9 温升试验
试验应尽可能在与规定的负载等效的情况下进行。试验可与额定电流试验或额定条件下的负载试
验同时进行。
温升应在最严酷的额定冷却条件下测量。如果在低于规定的最高温度下试验,应进行修正。
环境温度应在试验周期的最后四分之一期间测量。应至少使用两个测温元件对称布置在变流器的
周围,其位置高度约为变流器高度的二分之一,距变流器机柜不超过300mm。应注意避免空气流动和
直变流器直接热辐射对测量的影响。
试验程序:
---调整输入电压和负载电流等于规定值。检查各部件的温度,直至达到热平衡;
注:当温度变化不超过1K/h,即认为达到热平衡。
---调整过载电流和时间间隔,测量各部件的温度(包括在最高温度下工作的部件的温度);
---根据测得的温度,按照GB/T 3859.2-2013第7章计算有效结温升。
5.1.10 效率的确定
效率可采用负载试验的方法或功率损耗测量的方法确定,也可采用计算内部损耗的方法确定。功
率损耗的测量方法见附录A。
效率可分为功率效率和变流因数。对于脉波数为6及以上的变流器,可只确定变流因数。
对于可工作在整流和逆变状态的可逆变流器,在整流状态下确定效率。
负载试验方法是通过在额定负载条件下测量交流和直流功率确定效率。试验程序如下:
---调整输入电压、输出电压和负载电流达到额定值;
---按照规定的通电时间间隔,测量变流器输入端和输出端的功率。
与变流器配套提供的辅助装置(接触器、泵、程序设备、风机等),即使不与变流器使用同一个电源供
电,也应测量其功率。
5.1.12 输出电压测量
采用直接测量输出电压的方法。
测量程序:
---调整变流器输入电压和负载电流达到规定值;
---测量输出电压。
5.1.13 过载试验
试验一般结合温升试验和额定电流试验或负载试验进行。
试验程序:
---调整负载电流达到额定值;
---在变流器温度达到热平衡后,增加负载电流至规定的过载值;
---经过规定的时间间隔后,降低负载电流至额定值。如果与额定电流试验或负载试验同时进行,
按照5.1.12测量输出电压;
---过载后,确认温升试验、额定电流试验或负载试验要求的测量参数在规定范围内,保护动作和
信号显示符合要求。
5.1.14 短路试验
试验可结合轻载试验和功能试验(见GB/T 3859.1-2013中7.3.1)、额定电流试验或负载试验
进行。
5.1.15 触发设备性能检查
主要检查触发设备的静态和动态性能,包括能否在要求的供电电源电压变化范围内可靠工作。
检查应尽可能在实际负载条件下进行。可结合轻载试验或额定电流试验检查。如果制造厂商的场
地无实际负载条件,可与用户协商,在现场安装后进行。
5.1.16 可听噪声测量
采用直接测量可听噪声的方法。报警声(无论任何原因,如果有)不包括在测量范围内。
测量程序:
---将变流器置于预期使用的正常位置,在正常运行方式的稳态条件、规定输入电压和额定电阻性
负载下运行;
---自动投切的风机(如果有)应处于合闸状态;
---将声级计分别置于距变流器放置底平面高1m,距其外壳前、后、左、右各1m处测量(环境噪
声应不高于10dB(A))。
5.2 直流电路电气试验
5.2.1 直流输出电压(或电流)稳态偏差的确定
采用直接测量输出电压(或电流),然后计算的方法确定。
测量程序:
---调整输入电压和负载电流达到额定值,测量输出电压Uo(或电流Io);
---调整输入电压分别达到规定的最小值和最大值,在规定的负载电流(或电压)最大值和最小值
下,测量相应的输出电压(或电流);
---取输出电压(或电流)的最大值和最小值作为测量结果。
如果产品标准另有规定,按照产品标准的规定测量输出电压(或电流)。
对于300kW以上的变流器,可采用产品标准规定的方法测量。
a) 稳态偏差对称的情形
b) 稳态偏差不对称的情形
直流输出电压的正稳态偏差+d′U和负稳态偏差-d′U分别按照式(6)、式(7)计算:
c) 以百分数形式表示的稳态偏差
以百分数形式表示的直流输出电压稳态偏差d″U和直流输出电流稳态偏差d″I分别按照式10、式
5.2.2 直流输出电压(或电流)整定范围的确定
采用直接测量输出电压(或电流),然后计算的方法确定。
测量程序:
---调整输入电压达到规定的最小值,输出电压(或电流)整定调节器置于最大值位置,输出电流
(或电压)达到规定值(可为额定值、中位值、最大值和最小值。按照产品标准的规定),测量相
应的输出电压(或电流);
---调整输入电压达到规定的最大值,输出电压(或电流)整定调节器置于最小值位置,输出电流
(或电压)达到规定值(可为额定值、中位值、最大值和最小值。按照产品标准的规定),测量相
应的输出电压(或电流);
---取输出电压(或电流)的最大值和最小值作为测量结果。
对于300kW以上的变流器,可采用产品标准规定的方法测量。
直流输出电压整定值的正稳态偏差+d′Ur和负稳态偏差-d′Ur分别按照式(12)、式(13)计算:
5.2.4 纹波因数测量
采用直接测量脉动电压(或电流)交流分量的瞬时最大值和最小值的方法确定。
测量程序:
---调整输入电压达到额定值,输出电压(或电流)应在规定值范围内;
---对于输出电压(或电流)可调的变流器,调整输出电压(或电流)达到额定值;
---测量规定的时间间隔t内的脉动电压(或电流)瞬时最大值与最小值之差Δp(见图C.1)。
如果产品标准对输入电压另有规定,根据产品标准的规定,按照上述程序测量。
电压纹波因数σU 和电流纹波因数σI分别按照式(22)、式(23)计算:
5.2.6 固有电压调整值测量
采用负载试验法或轻载和额定电流试验法确定。
5.3.3 交流输出电压瞬态偏差和电压恢复时间的确定
采用直接测量输出电压,然后计算的方法确定。对于脉宽调制或脉宽控制变流器,可采用产品标准
规定的方法。
测量程序:
---调整输入电压和负载电流达到额定值,测量输出电压Uo(整定值可调时,Uo 应在整定范
围内);
---使负载电流阶跃变化至规定的最大值,测量输出电压和负载电流;
---使负载电流阶跃变化至规定的最小值,测量输出电压和负载电流;
---根据瞬态电压波形(见图C.2),确定交流输出电压的瞬态偏差+du 和-du 以及电压恢复时
间tr;
---按照5.2.3确定以百分数形式表示的交流输出电压瞬态偏差。
如果产品标准另有规定,按照产品标准的规定测量输出电压和负载电流。
5.3.4 交流输出电压变化范围的确定
采用直接测量输出电压的方法确定。
测量程序:
---调整输入电压和负载电流达到额定值;
---输出电压调节器分别置于最大值和最小值位置,测量相应的输出电压;
---取输出电压的最大值和最小值作为测量结果。
如果产品标准另有规定,按照产品标准的规定测量输出电压。
5.3.7 交流输出电压与频率的关系的确定
采用直接测量输出电压及其频率,然后计算的方法确定。
测......
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