本标准给出的是关于变流器应用方面的资料，包括计算方法和有关性能的进一步说明。本标准主要涉及电网换相变流器，所叙述的内容及计算方法均以电网换相变流器为基矗但是某些章节(例如等效结温计算、安全运行方面的资料等)亦可用于其他变流器。 GB/T 3859.2-1993 半导体变流器 应用导则 GB/T3859.2-1993 标准下载解压密码：www.bzxz.net

中华人民共和国国家标准
半导体变流器
应用导则
Semiconduclor convertors
Appllcation guidc
GB/T 3859.293
代誓GB385983
本标准等效采用TE1461-2(1991)半导体变流器：一般要求和电网换相变流器第2部分：应用导》。
1主题内容与适用范围
1.1主题内容
本标准给出的是关于变流器应用方面的资料，包括计算方法和有关性能的进一步说明。1.2适用范围
本标推主要涉及电网换相变流器，所叙述的内容及计算方法均以电网换相变流器为基础。但是某些章节（例如等效结温计算安全运行方面的资料等）亦叫用丁其他变流器本标准是GB/T3859.1的延伸和补充。其内容主要是对变流器的技术条件，性能及其变化作出说明，并给山相关背景材料及计算方法，为变流器和GB/T3859.1的应用提供方使。2引用标准
GB/T3859.1：半导体也力变流器基本要求的规定GB/T3859.3半导体电力变流器变压器利电抗器GB10236半导体变流器与电网互相1-扰及其防护方法导则GB/T 2900.33电T术语电力电子技术GB4208外壳防护等缴的分类
3术语及定义
这里给出的是本标准使用的术语及定义，有关变流器和电力电子技术方面的其它术语叶参见GB/T3859.1和GB/T2900.33：某些术语在其他情况下可能有更广泛的含意，在此只反映本标准使用时特定的含义。
3.1关十变流器故障的术语
3. 1.1 青通 conduction through变流器运行时，品闸管联结的一个臂在正常导电周期之末，未能实现正向阻断，而使晶闸伴在断态期间继续流过直流电流(见图la))。3.1.2开通敌障cunductionfailure变流器联结的--个臂未能在止常导电期问实现导通，或未能在正确的时刻开通（见图1c)）注：由于变流器延退角的微小变化而产生的轻微不对称度，不认为是开通效障。3.1.3穿通breakthrough
在正常的断态期间，变流器的一个臂丧失正向阻断能力，致使在该期间部分时间有通态电流通过国家技术监督局1993-12-27 批准1994-09-01实族
（见图1b)）。
GB/T 3859.293
注，穿通既可在整流运行时发生，也可在逆变运行时发尘,并且可出各种原因引起,例郊结温过高：高于额定断态峰值的电压浪涌、以及过高的断态电压上升率或不应有的门极电流3. 1. 4 出穿 break dowm
使半导体器件永久丧失其正向阻断电床或反向阻断电乐特性的故障(正向击穿或反向击穿)。3.1.5误通falsc firing
阀或臂在不正确的时刻开通。
3. 1. 6 换朴失败 coturnulalion failure电流未能由晶闹管联结的导通臂转换到相继臂。C
图1变流器故障时的电压
a）臂3直通，b）臂2穿通c）臂2开通故障3.2与变流器瞬态现象有关的术语3.2.1直流侧瞬态过程 d. c. side transienis加下直流电路中电感和电容器等元件上的流电压的急剧变化引起的电压瞬态过程。3.2.2电源的换相瞬态过程（重复瞬态过程）commulationtransienl on line（repetitiveLratisient）换相之后在交流电网中产生的电压瞬态变化。3.3关于谐波的术语
3. 3. 1 谐波 harmonic
非正弦周期波形中所含的频率为其基波频率整数倍的正弦分量。3.3.2特征谐波（变流器的）characteristic harmonicGE/T 3859. 2—93
变流器在理想三相对称条件下运行时所产点的那些波。对下产脉波的变流器，其特征谐波次数为 K·p±1,其中K-1,2,3.....
3.3.3非特征谐波ucharacterislic harmonic变流器产牛的特征请波以外的那些谐波3.3.4系统扰动systcm bornc disturbances由于诸如配电系统中负荷变化、开关的过渡过程、电源网络结构改变等一系列情况而引起的扰动，一般只能用统计值米确定。这类扰动的例了有：一过电压、开关过渡过程、雷市;电动机起动、切换电容器引起的电压变动：单相接地、相间故障和故障清滁；半水久性电压不平衡，应由负序对正序分鼠之比来规定；频率变化和相位漂移：
纹被控制信号：
“电压和电流的谐波。
3.3.5变流器扰动convertorgenerateddisturbances变流器负载的非线性变化引起的扰动。这类扰动的例子有：电压案降和突升，用与相邻的稳态电压的方均根值之差表示！谐波电流，用规定运行条件下的序次，幅值和相位关系的下列数值来表示：a）平均值，即出现概率最大的值，b）最大值，即短时(如1min)的偶然值。换相缺口，用宽度、深度、面积表示；换相引起的重复性过渡过程，象窄脉冲那样由能量，峰值，上升速率等表示；由变压器的合闸浪浦电流、清除内部或外部故障等因素引起的非重复性过渡过程；一非整次的谐波（例如变频器）。注：①上述干扰可能由该变流器本身或其它变流产生,被研究处的实际下忧电平可能随网络阻抗的改变而变化：②使用多台多脉被数和带移相变压器的变流器时，谐波可能成为次要问题，而电压变化却成为问题的关键。4变流器的标志
4.1电联结标志
按电力电子专业的有关标准。
4.2负载类型的标志
为使变流器安全可靠运行，变流器的制造厂应在变流器的有关技术文件（技术条件，说明书等）中，说明所设计的变流器及其额定值所适用的负载类型和特点，并提请用户注意所选用的变流器与所使用的负载相适应。
变流器的负载类型及标志字母如下：a，电阻性负载(W)：
b.大电感负载(I.),例如：直流电机磁场，电磁铁,具有高X/R比的电抗器等需电压反向利过电压保护的感性负载；
．电动机(M);
d.蓄电池充电(B);
电容性负载(C)，例如：储能电池、电容器组、电化装胃、逆变器(电压型的)等储能性负载：e.
再坐性负载（G），例如：需要处理再生能量并保扩主电路敏障措施的起重，卷扬、电机车牵引及f.
其他再生性负载等。
4.3冷却方式的标患符号
4.3.1使用的字母符号
GB/T 3859.2-93
4.3.1.1冷却媒质或热转移媒质的字舟符号（见表1)。表1
冷却媒质或热转移媒所
矿物油
绝缘液(非矿物油）
两态冷却的流体
4.3.1.2循环方法的字母符号（见表2)。表2
自然（对流）
强追（不专门配置驱动装置）
强迫（变疏器具有驱动装置）
蒸发冷中
4.3.2字母组合的排列方式
4.3.2.1直接冷却
学母符号
亨母符号
直接冷却用两个字母标志，其排列组合方式为：冷却媒质的字母符号在前（左），循环方式的字母符号在后(右)。例如：
AN：表示空气冷却，自然对流。4.3.2.2间接冷却
间接冷却用四个字母标志，其排列组合方式为：前（左)两个字母表示热转移媒质及其循环方式，后(右)两个字母表示冷却媒质及其循环方法。例如：OFAF：表示用系强追循环的油作为热转移媒质和用（风机）强迫循环的空气作为冷却媒质。4.3.2.3混合冷却方式
如果变流器在运行中交替地使用自然或强迫两种循环方式，则用以斜线随开的两组母符来让同表示这种混合冷却方式。两组符号各表示一种所采用的冷却方式，一般是斜线前（左）的·组对应冷印效率较低或环境温度较低的那一种，而冷却效果较高的邯一种冷却方式的标志符号则放在斜线的召边。两组字母符号的排列按4.3.2.1和4.3.2.2的规定。因此，实际上混合冷却方式是用所采用的各冷却方式符弓加斜线来标志。
a对直接混合冷却，用以斜线分开的两组两个字母来标志。例如：AN/AF：表示采用自然空气直接冷却和兼用强追空气直接冷却的混合冷却。b。对间接混合冷却用以斜线分开的两组四个字母来标志。例如：OFAN/OFAF：表示间接冷却的热转移媒质都是采用强追油循环方式，而冷却媒质则交替采用白然空气和强迫空气循环的混合冷却方式。4.4变流器的线端标志及导线颜色4.4.1线端标志
GB/T 3859.2—93
为了制造和安装使用方便，在需要时（一般在电气原理图巾已标明），变流器的各种引人、引出线，主电路、二次电路及触发电路的连线，应在其线端予以标志。标志应清晰和便于识别，标志符号及标志力法应符合产品技术条件的规定。
4.4.2导线和母线的标志颤色
变流器的输入、输出线等的颜色标志应符合表3的规定。表3
导线类型
中性线
接地中性线
标志颜色
黄、绿色交替（各宽15~100mm）棕
注，①方向可变的直流母线，以主要工作方式(第一工作方式)为基础。②排列位督以正对产品的正视方向为基础。5关于变流器技术性能的补充说明5.1变流器的应用领域
5.1.1作为电能变换设备
直流负载：各种可调或不可调直流电源、稳定电源：交流电力控制器(可输出交流或直流)；排列位曾
上感左，或远位
在中间位置
下,或右，或近位
上，或左、或远位
下,或有、或近位
最下、或最右、或最近位
交流变频：电网换相变流、转差能量反馈、机械换相变流器、白换相变流器（电压型、电流型）；速度调节：
电化学加工（电解、电镀、电泳）计算机电源：
牵引变电站、铁路、有轨电车、矿山、电气车辆；通讯电源：
电磁铁、磁场电源，
无线电发射机直流电源：
等离子切割；
电弧炉直流电源；
太阳能利用。
改善供用电质量
高压和中压系统：输配电系统和工厂内的功率因数补偿；低压系统，节能技术！
独立和备用电源，
太阳能，风能或化学能的直流或交流电源。5.2变流器的主要技术参数
5.2.1必须规定的项目
GB/T 3859.2—93
GB/T3859.1的内容,特别是第8.1条牌巾与额定值有关的内容必须规定或加以说明。5.2.2其他技术参数
除GB/T3859.1规定的和提出的一些项目外，还有一些与变流器设计、生产和运行有关但易被忽略的技术参数，在需要时应给以规定和说明，制造厂和用户应就此取得一致。5.2.2.1与电源有关的参数
电压和频率（如适用）：额定值及其变动范围，不平衡度、短时断电等力面的要求；#
短路容量（或对供电电缆、电网和变乐器的说明）：最小值、统计平均值、最大值：同一供电网路中可能有的其它负载：例如电动机、电容器组，电炉等，应特别说明：干扰的极限（经常发生或允许的）；接地的方式，
与输出有关的参数
输出电压和频率（如适用）：
要求输出量的变化范围(连续的或分级的)电压和(或)电流的反向能力(运行的象限），电压、电流、频率的允许波动范围：负载特；
接地方式；
输出波形畸变等。
5.2.2.3关下环境条件的说明
温带、热带、寒带气候：
温度、湿度,含尘量；
各种非正常工作条件的说明；
安装在户外还是室内；
防护等级（根据GB4208）；
设计、制造依据，(标准代号)
5.2.2.4关下电气使用条件的说明a
供电母线的情况：
变流器专用系统（仅向变流器供电）；般用途系统(同时向交流电动机负载供电)；一高质量的供电系统（向抗扰能力低的计算机、医疗设备等类型负载供电）；设备抗扰等级：齐个参最可以选择不的抗扰等级。h.
5. 2. 3关于异常工作条件
5.2.3.1特殊环境温度条件的确定如果变流器运行的环境温度不符合GB/T3850.1第5.1案的规定：可以按如下方式处埋：温。对变流装置和变流变压器规定不同的冷却媒质温度；b。供需双方就最高和最低环境温度或冷却媒质的温度进行协商，并取得协议；C按附录A规定降容使用。
5.2.3.2灰尘和固体微粒含量的规定般情况下，供需双方都有义务在订货时提醒对方注意变流器安装运行场所环境空气的污染情况，若超出了一般工业环境的污染度的规定，有可能影响变流器的性能和安全运行时，则需采取相应的防范措施，或设计适合污染较严重的特殊环境条件使用的变流器。5.3计算因数
GB/T3859.2-93
因为变流器除GB/T 3859.1给出的七种最常用的电联结形式之外,还有很多种电联结可供使用表4给出的计算因数实际上是对GB/T3859.1的补充。使用的字母及定义均与GB/T3859.1的规定相同。在使用GB/T3859,1未包括的字母或与GB/T 3859.1有差异的字母及定义时，本标准在适当位置都作了说明。
5.3.1电压比
表4的第1011给出了两个电压比：Ua Uu
式中：Ua——理想空载直流电压；Ua—变压器阀侧绕组电压；
Um—在空载状态下，出现在臂的两端子之间的理想空载峰值电压，忽略阀的内部和外部电压降。轻载时接近过渡电流处的比值仍保持不变注：序号5、11和其他使用相间电抗器联结方式,空载时Um/Ua的比值升高。93
GB/T 3859.2-
+ 1z/(h+'d)92t'l
59 9-2
s-E-L,
Cd+a)s2\
（号号
本本本本
GB/T 3859.2—93
5-1|9--2
瞬击与
输号國
上器提
GB/T 3859.2—93
本事事事本
5.3.2变压器网侧电流因数
GB/T 3859. 2 93
表4第8栏给出的网侧电流方均根值I.与直流电流1的比值，以这样的假定条件为依据：即直流电流平滑，交流电流为矩形波，且单拍或双拍联结的电压比为：Ue
网侧线电压
阀侧正在换相的换相组间的电压网侧电流在不同的电压比值下近似为：=rtx
对于序号第15联结方式，网侧电流因数与延迟角有如下关系：I'
5.3.3变压器阀侧电流计算因数
表1第9栏给出了变压器每个端子上阀侧电流的方均根值1，与直流电流的比值。对下序号第15联结方式,阀侧电流因数与延迟角有如下关系A
5.3.4电压调整率
表4第12栏给出了比值：dx/exN，其中d为额定负载下的变压器换相电抗所产生的直流电压调整率，用U的标≤值表示：e为在整台设备的额定网侧电流I下变压器阻抗电压的感性分量，额定交流电压U元的标么值表示，变压器的阅侧绕组按第17栏短路对于换相数9=3的联结方式，感性直流电压调整率dxv可以由通常给出的三相变压器的rx计算得出。
对于其他各种联结方式，d和的比值取决于变压器的网侧和阀侧的电抗之比。注：假定重叠角小于2元/，为脉波数。序号9.12.13联结方式中，第12栏的数据假设ex以整台设备的线电流为基础。如果每台变流器以其额定线电流(分别为 0.8161a和1.6321ax)进行试验.则第12栏的值为0.5。5.3.5磁路
在表4中对应于三相电流供电的联结，假定磁路为三柱铁心。5.3.6功率损耗因数
丧4第16栏给出的是变流器在正常运行时和在整台设备的额定电流11LN下，按第13.1415橙进行短路试验时，各功率损耗之间的关系。有关该因数的推确程度见GB/T3859.3第4.1条的说明。5.4并联和串联联结
5.4.1阀器件的并联或串联
当电力半导体器件并联或串联时，应采用一定措施，以确保所有器件在其电压和电流的额定值范画内工作(见GB/T,3859.12。
如果制造厂依靠挑选器件的参数来达到上述目的，则应在产品的有关文件中予以说明。5.4.2装置和设备单元的并联或串联5.4.2.1并联
GB/T3859.293
：没有电压调节设随时：当所设计的这种设备并联时，在总的额定输出运行时，各并联单元都应不超过额定值工作。
如果设备露要与不同特性的其它电源并联运行，对负载分配的要求应专门作出规定，b。有电斥调节设施时：这类设备需并联运行时，对负载分配的要求，应专门作出观定。5.4.2.2串联
当变流装置或变流设备单元作串联运行时，需采取防护措施，御使在交流侧开路，直流侧接有源负载时，仍能保证各单元均工作在额定电压极限之内。串联运行时，对地电压可能大大高于各装置或设备的两个端子之问的电压，此时，变流器的绝缘设计和试验,均应以此较高的对地电压为基础。5.5功率因数
5.5.1概述Www.bzxZ.net
对下脉波数为6或6个以上的变流器，总功率因数的意义不人，通常实用的是基波的位移因数cos。
位移因数cos与变流变压器的网侧参数有关。为此，如果要求保证的话，除非另有协议，关于位移因数的计算，可假设各相对称，且电压为正弦波。对于三相晶闸管均一联结的位移因数，应按5.5.4条计算确定。对于额定输出大于300kW的单相设备，三相非均一联结的设备，以及顺序控制的变流器，应规定位移因数的确定方法。
当变流器运行在整流方式叫，消耗来自电网系统的有功和无功功率。当变流器在逆变方式运行时，它向电网输送有功功率，但仍消耗米自电网的无功功率。注：许多应用中，例如小型脉宽调制（PWM)传动，当只有很小或没有电抗器时，纹波对总的功率因数影响很大。5.5.2确定位移囚数时所使用的符号cosy：延迟角为零时，额定直流电流下的位移因数；COsaN：延迟角为时，额定直流电流下的位移因数；dn：额定负载时的阻性直流电压调整率，用Ua的标么值表示。&n一de十dby;d：额定负载时的感性直流电压调整率，用Ua的标么值表示。ddxn十dydb，dxby：额定直流电流时，由变流器的其他部分例如阴极电抗器，网侧电抗器和变压器（如有）产生的阻性、感性直流电压调整率，用U的标幺值表示；dnNdtN额定直流电流时，由变流变压器引起的阻性、感性直流电压调整率，用的标么值表示；d：额定直流电流下，当网侧端子间的电压方均根值保持恒定时：出交流系统阻抗引起的附加直流电压调整率,用U:的标么值表示；EaN：直流电动机在额定转速和额定磁通下的反电势；p：脉波数；
PiN额定负载时网侧有功功率，PLy-Ua·IaN+P'iNPIN：额定负载时电路电阻的功率损耗；Q1LN：额定负载时,网侧基波电流 I11N的无功功率，Fis：电网额定频率；
IdN：额定直流电流；
R：电动机电枢回路电阻；
R：电源系统的阻抗，
Re：短路比；
SiN：额定负载时网侧基波电流IiLN的表观功率.SIN=U·Ia=UiN·IuN·3
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