DL T 2033-2019 火电厂用高压变频器功率单元试验方法.pdf
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1、ICS 27.100 F 23 备案号: 63143-2018 中华人民共和国电力行业标准 DL / T 2033 2019 火电厂用高压变频器功率单元 试验方法 Test methods for power unit of high voltage variable frequency drive used in fossil-fuel power plants 2019-06-04发布 2019-10-01实施 国家能源局 发 布 DL / T 2033 2019 I 目 次 前 言 . . II 1 范围 . . 1 2 规范性引 用文件 . . 1 3 术语和定义 . . 1 4 功率
2、单元 . . 2 4.1 构成 . . 2 4.2 输出额定容量 . . 2 5 试验条件 . . 2 5.1 一般要求 . . 2 5.2 仪器仪表 . . 2 5.3 试验平台 . . 3 6 试验 . . 3 6.1 试验项目 . . 3 6.2 参数核对 . . 4 6.3 性能试验 . . 5 6.4 试验流程 . . 8 7 试验报告 . . 8 7.1 编写要求 . . 8 7.2 报告模板 . . 8 附录 A (资料性附录) 试验典型流程 . 9 附录 B (资料性附录) 试验报告模板 . .14 DL / T 2033 2019 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.12
3、009标准化工作导则 第 1 部分:标准的结构和编写的规则编写。 本标准由中国电力企业联合会提出。 本标准由中国电力企业联合会归口。 本标准起草单位:中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中电力试验研究院、北京合力电气传 动控制技术有限责任公司、中国电力科学研究院有限公司、许昌龙岗发电有限责任公司、重庆大学、 大唐河南发电有限公司、大唐长春第二热电有限责任公司。 本标准主要起草人:韩金华、贾少华、李凯、冯宇、文战友、郑豫生、姚骏、丁俊毅、董红。 本标准为首次发布。 本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心(北京市宣武区白 广路二条 1 号, 100761)。 DL /
4、 T 2033 2019 1 火电厂用高压变频器功率单元试验方法 1 范围 本标准规定了火电厂用高压变频器功率单元的术语和定义、试验条件、试验项目、参数核对、性能 试验等要求。 本标准适用于额定输入电压交流 6kV 和 10kV 等级,额定输入频率为 50Hz 或 60Hz,输出电压不 大于 10kV,输出频率不大于 60Hz 的火电厂用高压变频器功率单元试验。 2 规范性引用文件 下列文件对于本标准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标 准。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本标准。 GB/T 2423.3 电工电子产品环境试验 第 3
5、部分:试验方法 试验 Cab:恒定湿热试验 GB/T 2900.33 电工术语 电力电子技术 GB/T 2900.83-2008 电工术语 电的和磁的器件 GB 12668.3 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 12668.501-2013 调速电气传动系统 第 5-1 部分安全要求 电气、热和能量 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
6、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 29332 半导体器件 分立器件 第 9 部分:绝缘栅双极晶体管( IGBT) GB/T 30843.1 1kV 以上但不超过 35kV 的通用变频调速设备 第 1 部分:技术条件 GB/T 30843.2 1kV 以上但不超过 35kV 的通用变频调速设备 第 2 部分:试验方法 DL/T 1195-2012 火电厂用高压变频器运行与维护规范 3 术语和定义 由 GB/T 2900.33、 GB/T 2900.83、 GB 12668.501、 GB/T 3
7、0843.2、 DL/T 1195 界定的以及下列术语 和定义适用于本文件。为便于使用,以下重复列出了某些术语和定义。 3.1 高压变频器 high voltage vari able frequency drive 改变输出频率和输出电压控制交流高压电动机转速的调速控制装置。 DL/T 1195-2012,术语和定义 3.1 3.2 整流器 rectifier DL / T 2033 2019 2 将单相或多相交流电流变换成单一方向电流的电能变换器。 GB/T 2900.83-2008,术语和定义 151-13-45 3.3 逆变器 inverter 将直流电流变换成单相或多相交流电流的电能
8、变换器。 GB/T 2900.83-2008,术语和定义 151-13-46 3.4 基本绝缘 basic insulation 设置在带电部分上,作为电击基本防护的绝缘。 GB 12668.501-2013,术语和定义 3.3 3.5 保护隔离 protective separation 在电路之间通过基本保护和附加保护措施(基本绝缘加附加绝缘或保护屏蔽)或一种等效保护措施 (例如加强绝缘)实现隔离。 GB 12668.501-2013,术语和定义 3.32 4 功率单元 4.1 构成 功率单元由主电路和控制电路构成。主电路应包括输入母线、整流器、直流环节、逆变器、旁路环 节、输出母线。控制
9、电路应包括控制电源电路、光纤通讯电路、指令运算电路、 IGBT 驱动电路。功率 单元主电路典型结构原理图见图 1。 输入母线 晶闸管 接触器 逆变器 旁路环节直流环节整流器 输出母线 图 1 功率单元主电路典型结构原理图 4.2 输出额定容量 在规定的电源条件下,输出额定电压和额定频率时,功率单元的输出容量应不低于额定容量。 5 试验条件 5.1 一般要求 正常的试验环境条件下,环境温度范围宜为 5 40,相对湿度范围宜为 5% 85%,无凝露; 电气试验条件应符合 GB/T 30843.1 的规定;应有保护试验人员的安全措施。 5.2 仪器仪表 试验仪器、仪表、传感器均应经计量检定或校准合格
10、并在有效期内。电气测量仪表准确度不应低于 0.5 级(兆欧表除外) ,温度计的误差不应大于 1。 DL / T 2033 2019 3 5.3 试验平台 功率单元的试验应在与实际工作等效的试验平台上进行,试验平台宜由交流电子负载、外部电网组 成。交流电子负载可吸收功率单元输出的交流电能,并对电网进行电能回馈。功率单元典型试验平台原 理图见图 2。 功率单元 交流 电子负载 电网 配电 三相 调压器 试验平台 图 2 功率单元典型试验平台原理图 6 试验 6.1 试验项目 6.1.1 样品应进行型式试验、出厂试验和例行试验,试验项目应符合表 1 规定。 6.1.2 试验周期应根据设备运行情况设定
11、,在有下列情况之一时,应进行例行试验: a)设备运行后 3 年 5 年; b)功率单元发生严重故障时; c)功率单元更换控制板卡等重要部件时; d)因功率单元频繁故障而致高压变频器停机时; e)用户认为有必要时。 表 1 试验项目 类别 试验项目 型式试验 出厂试验 例行试验 二极管参数核对 电容参数核对 IGBT 参数核对 晶闸管参数核对 参数核对 接触器参数核对 绝缘试验 控制电路上电试验 主电路加电试验 性能试验 电压保护试验 DL / T 2033 2019 4 表1 (续) 类别 试验项目 型式试验 出厂试验 例行试验 过温保护试验 IGBT 驱动保护试验 电磁兼容试验 负载试验 性
12、能试验 湿热试验 6.2 参数核对 6.2.1 二极管参数核对 二极管参数应符合表 2 要求。 表 2 二极管参数 器件名称 参考电流 A 参考电压 V 整流二极管 1.414I AN 2U AN 旁路二极管 2I VN 2U VN 注: I AN 功率单元输入额定电流有效值; I VN 功率单元输出额定电流有效值; U AN 功率单元输入额定电压有效值; U VN 功率单元输出额定电压有效值。 6.2.2 电容参数核对 直流环节电容参数应符合表 3 要求。 表 3 直流环节电容参数 器件名称 参考容量 F 输入电压 V 参考寿命 h 电解电容 60I AN 690 10000( 85) 薄膜
13、电容 30I AN 690 100000( 70) 注:输入电压小于 690V 的功率单元,按反线性比例计算参考容量。 6.2.3 IGBT 参数核对 IGBT 参数应符合表 4 要求。 表 4 IGBT 参数 器件名称 结温 参考电流 A 参考电压 V IGBT(绝缘栅双极型晶体管) 150 2I VN 2U VN DL / T 2033 2019 5 6.2.5 晶闸管和接触器参数核对 晶闸管和接触器参数应符合表 5 要求。 表 5 晶闸管和接触器参数 器件名称 参考电流 A 参考电压 V 晶闸管 1.414I VN 2U VN 接触器 1.414I VN /3 U VN 6.3 性能试验
14、 6.3.1 绝缘试验 a)绝缘电阻 额定绝缘电压值不超过 1000V 时,绝缘电阻值应大于 1M。 测量绝缘电阻的试验电压应符合表 6 要求。 表 6 测量绝缘电阻的试验电压 单位:V 额定绝缘电压 U 试验电压 U 50 250 50 U 300 500 300 U 1000 1000 b)绝缘电压 主电路、控制电路的绝缘电压,应符合表 7 要求。 表 7 绝缘电压 单位:V 冲击电压 系统电压 I II III IV 暂时过电压 (峰值/有效值) 50 330 500 800 1500 1770/1250 100 500 800 1500 2500 1840/1300 150 800 1
15、500 2500 4000 1910/1350 300 1500 2500 4000 6000 2120/1500 600 2500 4000 6000 8000 2550/1800 1000 4000 6000 8000 12000 3110/2200 c)交流或直流电压试验 交流或直流试验电压应符合表 8 要求。 DL / T 2033 2019 6 表 8 交流或直流试验电压 单位: V 型式试验、出厂试验电压 (基本绝缘) 型式试验 (保护隔离电路) 工作电压 (重复峰值) 交流有效值 直流 交流有效值 直流 71 80 110 160 220 141 160 225 320 450
16、212 240 340 480 680 330 380 530 760 1100 440 500 700 1000 1400 600 680 960 1400 1900 1000 1100 1600 2200 3200 6.3.2 控制电路上电试验 控制电路上电试验应测试稳压电源的稳压范围、输出纹波系数。 稳压范围测试时,稳压电源应接额定负载,根据稳压范围的要求,改变输入电压幅值,测量输出 电压的变化,输出电压与额定电压偏差应小于 5%。 输出纹波系数测试时,输入、输出电压和负载电流应为额定值,测量输出纹波电压峰峰值,输出 电压纹波系数应小于 2%。 6.3.3 主电路加电试验 在 IGBT
17、闭锁条件下,对功率单元主电路加电,逐步升压至额定值。记录不同输入电压下的直流环 节电压值、电容均压值、报警动作情况。 6.3.4 保护功能试验 a) 电压保护试验 电压保护应包含欠压、过压、输入缺相等功能。欠压保护定值上限应小于 75%U d ,过压保护定值 下限应大于 125%U d ,输入缺相时应正确报警。 注:U d为直流母线额定电压。 b) 过温保护试验 在功率单元控制板过温采集端施加模拟过温信号,功率单元应正确报警。 6.3.5 IGBT 驱动保护试验 a)IGBT 损坏时的驱动保护试验 功率单元中的 IGBT 损坏( IGBT 开路或短路)时, IGBT 驱动应具有保护功能,试验原
18、理图见图 3。 IGBT驱动 控制连线 光纤 功率单元控制板试验用控制单元 IGBT故障发生器 图 3 IGBT 损坏时的驱动保护试验原理图 DL / T 2033 2019 7 b) 驱动保护性能试验 确认功率单元中 IGBT 驱动保护的性能,应按 GB/T 29332 中的测试方法,对功率单元 IGBT 进行 双脉冲测试。 6.3.6 电磁兼容试验 a) 最低抗扰度 功率单元的最低抗扰度应符合表 9 要求。 表 9 最低抗扰度 测试部位 试验项目 依据标准 抗扰度等级 静电放电 GB/T 17626.2 8 kV CD 或 8 kV AD( CD 不可能 时) 机壳端口 射频电磁场(调幅)
19、 GB/T 17626.3 80 MHz 1000 MHz, 3 V/m, 80% AM (1kHz) 快速瞬变 GB/T 17626.4 4 kV/5 kHz 浪涌( 1.2/50s,8/20s) GB/T 17626.5 1 kV, 2 kV 传导性射频共模 GB/T 17626.6 0.15 MHz 80 MHz, 10 V, 80% AM (1kHz) 电源端口 快速瞬变 GB/T 17626.4 4 kV/5 kHz,容性钳 快速瞬变 GB/T 17626.4 4 kV/5 kHz,容性钳 信号接口 传导性射频共模 GB/T 17626.6 0.15 MHz 80 MHz, 3 V,
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