GB T 12669-2012 半导体变流串级调速装置总技术条件.pdf
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1、号BICS 29.160.30 K 62 国家标准国不日圭I二/、中华人民GB/T 12669-2012 代替GBjT12669-1990 半导体变流串级调速装置总技术条件General specification for cascade speed control assembly with semiconductor converter 2012-11-01实施20 12,0629发布发布中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局中国国家标准化管理委员会弘扬材等号霄,如叫盯O旬,也俨悻黯GB/T 12669-2012 目次前言.1 1 范围2 规范性引用文件-3 术语和定义.4 技术要求-4.
2、 1 主要技术参数.3 4.2 环境条件4.3 基本要求-5 试验四5.1 试验分类.10 5.2 试验项目.105.3 试验方法.126 标志、包装、运输、贮存.176. 1 标志.176.2 包装与运输.6.3 贮存四GB/T 12669-2012 目lJ 本标准依据GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本标准代替GB/T12669一-1990(半导体变流串级调速装置总技术条件。本标准与GB/T12669-1990相比主要技术变化如下:一一在范围一章中增加了呐馈混极式元刷交流电机、混极式元刷双馈交流电机(见第1章); 一一增加了斩波器、逆变颠覆术语定义(见3.6及3.14); 一一增加
3、适配电动机额定功率、额定电压的内容(见4.1. 14. 1. 2); 一一增加斩波器单元的技术特征的内容(见4.3.7); 一一增加了超温保护、缺相保护、逆变颠覆保护的内容(见4.3.9); 将干扰与抗干扰试验改为EMC试验(见4.3.13,1990版4.3.16);增加了装置应具备的输入输出信号和装置结构与外形尺寸内容(见4.3.164. 3.17); 增加了超温保护试验、缺相保护试验、逆变颠覆保护试验内容(见5.3.10.55.3. 10.7); 一一增加了EMC试验内容(见5.3.12) ; 将高、低温循环试验、高温存放试验飞振动试验、跌落冲击试验纳入环境试验项目下(见5.3. 15)。
4、本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国电力电子学标准化技术委员会(SAC/TC60)归口。本标准主要起草单位:广东华拿东方能源有限公司、天津电气传动设计研究所。本标准主要起草人:张蒜、董桂敏、苏勇华、刘娟。本标准所代替标准的历次版本发布情况为:一一-GB/T12669-19900 I G/T 12669-2012 半导体变流串级调速装置总技术条件1 范围本标准规定了半导体变流串级调速装置的术语和定义、技术要求、试验、标志、包装、运输和贮存。本标准适用于利用半导体电力变流器调节交流绕线转子感应电动机、内馈1昆极式元刷交流电机和混极式元刷双馈交流电机速度的串级调速装置(以下简称装置)。2 规范
5、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。GB/T 2900. 1-2008 电工术语基本术语GB/T 2900. 33 2004 电工术语电力电子技术GB/T 3047.1 高度进制为20mm的面板、架和柜的基本尺寸系列GB/T 3797-2005 电气控制设备GB/T 3859.1-1993 半导体变流器基本要求的规定GB 4208-2008 外壳防护等级CIP代码)GB/T 4588. 1 元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
6、规范GB/T 17626.2-2006 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T 17626.3-2006 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 17626.4-2008 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 17626.5-2008 电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验JB/T 9664-1999 电控设备用元焊绕接连接一般要求及试验方法3 术语和定义GB/T 2900. 1-2008、GB/T2900. 33-2004界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3. 1 半导体变流串级调速装置cascade speed control ass
7、embly with semiconductor converter 在绕线转子感应电动机的转子电路中,以改变变流器产生的反电势的大小调节转速,并通过变流器将转差功率回馈到交流电网或从交流电网吸收能量的串级调速装置。3.2 低同步串级调速装置low-synchronous cascade speed control assembly 受控电动机的转子只能向交流电网输出能量,从而实现低于同步转速运行的串级调速装置。3.3 超同步串级调速装置super synchronous cascade speed control assembly 受控电动机的转子可从交流电网吸收能量,也可向交流电网输出能量
8、,当转子从交流电网吸收能量1 GB/T 12669-2012 时,可实现超同步转速运行的串级调整装置。3.4 转子侧变流器rotor-side converter 连接在转子侧与中间直流环节间的变流器。3.5 网侧变流器line-side converter 连接在电网侧(或变压器侧)与中间直流环节间的变流器。3.6 斩波器chopper 借助于电子器件,利用强迫换相实现直流变换(直流到直流)的变流器。其输出端输出的是可调的直流电压。3. 7 3.8 3.9 3. 10 GB/T 12668.1二2002,2.2.6J装置的功率因数assemble power factor 装置网侧有功功率与
9、表观功率之比。谐波含量harmonic content 一个周期量中各谐波分量之和。GB/T 2900. 33-2004 , 551-20-12J 总谐波畸变率total harmonic distortion 谐波含量的方均根值对交流量的基波分量分量或基准基波分量的方均根值之比。GB/T 2900.33二2004,55120-13J电压暂降voltage dip 在电气供电系统某一点上的电压突然减少到低于规定的阔值,随后经历-.段短暂的间隔恢复到正常值。GB/T 17626.11-2008 ,3. 3J 3. 11 额定直流电压rated d. c. voltage 在电机的调速范围内,转子
10、侧最大转差电压的整流电压(平均值),即转子侧变流器直流输入端子间的直流电压。3. 12 额定直流电流rated d. c. current 转子侧与网侧变流器间的直流环节允许长期通过的最大直流电流(平均值)。3. 13 效率efficiency 装置的输出有功功率与输入有功功率之比。3. 14 逆变颠覆invertion subversion 电路在逆变状态运行时,回路电阻很小,如果出现晶闸管换流失败,将产生很大的短路电流,以至可2 GB/T 12669-2012 能将晶闸管和变压器烧毁的情况。注:此定义只对品闸管电路适用。4 技术要求4. 1 主要技术参数4. 1. 1 适配电动机额定功率适
11、配电动机额定功率范围在100kW5 000 kW之间。4. 1.2 适配电动机额定电压适配电动机额定电压可为380V10 kV。4. 1. 3 额定直流电压直流电压额定值可在下列数值中选取:90 , (100) , (110) , 125 , 160 , 200 , (220) , 250 , 315 , 355 , 400 , 450 , 500 , 630 , 800 , 1000, 1250, (1400) , 1 600 V。注:括号内的数值为非推荐值。4. 1. 4 额定直流电流直流电流额定值可在下列数值中选取z(30) ,( 40) , 50 , (63) , 80 , 100 ,
12、 (125) , (160) , 200 , (250) , 315 , 400 , 500 , 630 , 800 , (900) , 1 000 , 1 250 , 1 600 , (1 800) , 2 000 A。注2括号内的数值为非推荐值。4.2 环境条件4.2. 1 工作环境温度装置应在下述环境温度条件下工作:a) 冷却媒质温度冷却媒质为空气时:0.C40 .C; 冷却媒质为水时:5.C35 .C; 冷却媒质为油时:一5.C30 .C。b) 环境温度装置的工作环境温度为5.C40 .C,温度变化率应不大于5.C/h。4.2.2 相对湿度空气的最大相对湿度不超过90%(空气温度20.
13、C时)。相对湿度的变化每小时不超过5%,且不得出现凝露。4.2.3 环境空气运行地点应无导电或爆炸尘埃,元腐蚀金属或破坏绝缘的气体或蒸汽。3 GB/T 12669-2012 4.2.4 振动装置安装地点允许的振动条件:振动频率严酷等级为10Hz150 Hz时,振动加速度不大于5m/s2。当装置受安装地点振动而产生共振时,应采取避开响应频率的措施。4.2.5 海拔安装使用地点的海拔不超过1000m。注:对于在海拔高于1000m处使用的装置,有必要考虑介电强度的降低和空气冷却效果的减弱。在这些条件下使用的控制装置,按照制造厂与用户之间的协议进行设计和使用。4.2.6 安装倾斜度对于垂直安装的装置,
14、安装倾斜度不得超过50。4.2.7 供电电源4 对供电电源的要求如下:a) 电压波动不超过士10%,短暂波动不超过15%10%。b) 频率披动不超过士2%,频率的变化速度不超过土l%/s。注:频率的负波动和电压的正波动不能同时发生。c) 三相电源的负序分量不超过正序分量的5%。d) 电压的稳态相对谐披含量的方均根值不超过10%。其中,任何奇次谐波不超过5%,任何偶次谐波不超过2%,短时(持续时间短于30s)出现的任意一次谐波含量不超过10%。e) 图1所示交流电压的缺口深度不应超过工作电压峰值Ur.WM的10%,缺口宽度不应超过30。(电角度),快口面积不应超过最大允许缺口宽度与最大允许缺口深
15、度乘积的十分之一。f) 非重复和重复瞬态电压与工作电压峰值之比应符合式(1)和式(2): 式中zULWM一一工作电压峰值,单位为伏(V); 些旦芝二2.5 ULWM 民旦1.3VLWM ULSM一一非重复瞬态电压峰值,单位为伏(V); ULRM一重复瞬态电压峰值,单位为伏(V)。. ( 1 ) . ( 2 ) 非重复峰值电压脉冲(见图2)前沿时间t,为1阳,宽度tW(幅度的一半处)为3s300s之间。对装有独立变压器的装置,瞬态电压的能量应符合式(3):Ws三三4005tN. ( 3 ) 式中zWs 瞬态电压的能量,单位为焦耳(); 5tN一一变压器的额定容量,单位为兆伏安(MVA)。对无独立
16、变压器而连接到公共母线上的装置,其过电压抑制装置应与前一级公共变压器匹配。G/T 12669-2012 ;年|.:/ 1 交流电网电压波形图1非重复峰值电压脉冲波形图2对下列环境之一的情况,作为异常工作条件下的技术要求(在用户和制造厂的协议中规定): 异常的机械应力(如振动和冲击); 环境空气中含有过量的粉尘;暴露在盐雾、滴水或腐蚀性的气体中;暴露在水蒸气或油雾中;暴露在爆炸性的尘埃或气体中;暴露在放射性的辐射中;高温或高湿的使用环境;温度波动超过5.C/h,相对湿度的变化每小时超过5%;海拔高于1000 ffi; 4.2未包括的其他异常工作条件。异常工作条件4.2.8 a) 飞/hu c)
17、d) e) f) g) h) 5 G/T 12669-2012 4.3 基本要求4.3.1 部件和辅件的一般要求4.3. 1. 1 元器件装置上的元器件、电力变流变压器、电抗器、快速熔断器等,应符合相应标准的规定和安装规程。4.3.1.2 印制电路板符合GB/T4588. 1、GB/T4588.2的规定。4.3.1.3 接线辅件符合GB/T3797-2005和各辅件本身标准的规定。4.3. 1. 4 压接、焊接和绕接接线压接、焊接接线的装配尺寸应符合有关标准的规定。用于控制电路中的绕接接线应符合相应标准的规定。元焊接连接符合JB/T9664-1999的规定。4.3. 1. 5 装焊后的印制电路
18、板、插件装焊后的印制电路板、插件应能承受规定条件的振动与高、低温循环试验。其电气性能应符合要求,元器件不得有虚焊、脱焊或脱落,紧固件不得有松动等缺陷。4.3.1.6 装置中控制电路的导线截面装置中控制电路的导线截面应按规定的载流量选择。考虑到机械强度的需要,一般应采用截面不小于0.75m旷的单芯铜绝缘线或不小于0.5m旷的多芯铜绝缘绞和线。对于电流较小的电路如电子逻辑电路或类似的低电平(信号)电路,导线的最小截面不小于0.2mm2。导线的额定绝缘电压应与电路的额定工作电压适应。4.3.2 绝缘电阻与介电强度在环境温度为20.C和相对湿度为90%时,主电路带电部分与地(外壳)之间的绝缘电阻应不小
19、于1 Mn。绝缘电阻值仅供介电强度试验的辅助性判别。各带电电路对地(外壳)和彼此无电连接的电路之间的介电强度试验电压见表1.表1介电强度试验电压额定绝缘电压U.;v试验电压/vUi三60500 60500 2Ui +1000 4.3.3 温升装置内部各部位的温升应符合表2的规定。6 GB/T 12669-2012 表2温升部件与器件材料与被覆温升/K电力半导体器件及元器件不超过相应标准的规定| 紫铜、无被覆层60 紫铜、搪锡65 连接于一般低压电器的母线连接处的母线紫铜、镀银70 铝、超声波搪锡55 紫铜、元被覆层45 紫铜、搪锡55 连接于电力半导体器件的母线连接处的母线紫铜、镀银70 铝、
20、超声波搪锡35 与半导体器件相接的塑料绝缘导线、橡皮绝缘导线45 变流变压器的温升应符合GB/T3859.1-1993的规定。4.3.4 主电路的相序排列主电路的相序排列按表3规定。表3主电路的相序排列类别垂直排列水平排列前后排列A相上方左方远方B相中方中方中方C相下方右方近方正极上方左方远方负极下方右方近方(中性线)最下方最右方最近方注,:表中所列以控制柜(箱)的正视方向为基准。注2:对无法区分相序和极性的电路,可不作规定。二一一一4.3.5 电气间隙与爬电距离装置中各带电电路之间以及带电零部件与导电零部件或接地零部件之间的电气间隙和爬电距离应符合表4的规定。作为装置组成部件的电气元件和单元
21、,其电气间隙和爬电距离应符合相应标准的规定。表4电气间隐与爬电距离额定绝缘电压U.;v额定电流;63A 额定电流63A 交流直流电气间隙/爬电距离/电气间隙/爬电距离/口1口1口1口1口1口1盯1mUi;60 Ui ;75 2 3 3 4 6063A 电气间隙/爬电距离/口1口1口1盯l8 12 8 14 10 20 14 28 皿级:在额定电流下允许长期连续工作,在1.5倍额定电流下允许连续工作2min,在2倍额定电流下允许连续工作10S; N级:在额定电流下允许长期连续工作,在1.5倍额定电流下允许连续工作2h,在2倍额定电流下允许连续工作10So 当有特殊工作制要求时,由用户与制造厂协商
22、。4.3.9 保护装置应设置(但不限于)下列保护za) 过电流、过电压和欠电压保护;b) 短路保护;c) 电压暂降保护;d) 超温保护;8 GB/T 12669-2012 e) 缺相保护;f) 逆变颠覆保护。4.3.10 接地4. 3. 10. 1 接地电阻和标志装置应可靠接地。可能触及的金属部件与接地点间的电阻应不大于0.1n。接地导线应使用黄/绿相间的双色线。接地点应有明显的接地标志。4.3.10.2 防触电的保护接地装置应有防触电措施。金属结构体的架、门和盖应可靠接地。接地点的导线截面应符合表5的规定。表5接地点的导电截面给装置馈电的主导线的裁面积5/mm2S王三16516 4.3. 1
23、0.3 功能接地主接地点的导线的截面积/mm2等于主导线的截面积最小为主导线截面积的50%,但不小于16mm2 装置中可设置保证预定功能(如抗干扰)的接地。4.3. 11 噪声在正常工作条件下,装置运行时发出的噪声应不高于80dB(A声级)。对不需要经常操作、监视或维护的装置,经用户和制造厂协商,其噪声可高于上述数值,但不得高于90 dB(A声级)。4.3.12 冷却装置可采用自然冷却、强迫风冷却、水冷却或其他介质冷却。采用自然冷却时,散热器周围应留有足够的空间间隙。采用水冷却时,管路施加(40士5)kPa的水压,保持30min,应无任何渗漏现象。采用油浸冷却时,管路施加(35士5)kPa的油
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