GB/T 13422-2013 半导体电力变流器 电气试验方法 GB/T13422-2013 标准压缩包解压密码：www.bzxz.net

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中华人民共和国国家标准
GB/T13422-—2013
代替GB/T13422-1992
半导体变流器
电气试验方法
Semiconductor converters-Electrical test methods2013-07-19发布
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
2013-12-02实施
1范围
2规范性引用文件
3术语和定义
4试验的一般要求
试验的一般要求
5试验方法
一般电气试验
5.2直流电路电气试验
5.3交流电路电气试验
附录A（规范性附录）
附录B（资料性附录）
附录C（资料性附录）
功率损耗的确定
几种典型的试验电路
脉动直流量的纹波和负载突加和突减时的瞬态电压波形图1电压不平衡因数确定
整流器试验电路
逆变器试验电路（单相）
图B.3变频器试验电路（单相输出）图B.4
整流器并联试验电路
脉动直流量的纹波
图C.2负载突加和突减时的瞬态电压波形GB/T13422—2013
本标准按照GB/T1,1-2009给出的规则起草。本标准代替GB/T13422—1992半导体电力变流器电气试验方法》。本标准与GB/T13422—1992相比，主要技术变化如下：修改了标准名称：
修改了“主题内容和适用范围”（见第1章，1992年版第1章）；调整了“引用文件”（见第2章，1992年版第2章）；调整并修改了“术语”（见第3章，1992年版第3章）；删除了“试验项目与要求”（1992年版的4.1)；修改了“电气试验的一般要求”（见第4章，1992年版的4.2）；一修改了“试验方法”（见第5章，1992年版第5章）：增加了“可听噪声测量”和“电磁兼容试验”（见5.1.16和5.1.17）；GB/T13422-2013
修改了损耗功率测定的基本假设和不可控整流器短路损耗功率的测定方法（见A.1和A.3.1，1992年版的A1和A3.1)；
修改了附录B的标题（见附录B,1992年版附录B）：一修改了附录C的标题及其中的文字符号（见附录C，1992年版附录C)。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：西安电力电子技术研究所、广东志成冠军集团有限公司、漳州科华技术有限责任公司、青岛经济技术开发区创统科技发展有限公司、卧龙电气集团北京华泰变压器有限公司、北京景新电气技术开发有限责任公司。本标准主要起草人：蔚红旗、李民英、郑旺发、隋学礼、何宝振，罗本东、周敏。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：GB/T13422—1992.
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1范围
半导体变流器电气试验方法
本标准规定了半导体变流器的一般电气试验方法。GB/T13422—2013
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，GB/T290033—2004电工术语电力电子技术（IEC60050-551：1998和IEC60050-551-20：2001,IDT)
GB/T3859.1—2013半导体变流器(IEC60146-1-1:2009,MOD)
通用要求和电网换相变流器第1-1部分：基本要求规范GB/T3859.2—2013半导体变流器通用要求和电网换相变流器第1-2部分：应用导则(IEC/TR60146-1-2:2011.MOD)
GB/T3859.4--2004半导体变流器包括直接直流变流器的半导体自换相变流器（IEC60146-2：1999,DT
GB/T17626.2—2006
GB/T17626.4-2008
(1EC61000-4-4:2Q04,IDT)
电磁兼容
试验和测量技术静电放电抗扰度试验（IEC61000-4-2：2001，电磁兼容
GB/T17626.5—2008
B电磁兼容
2005,IDT)
GB/T17626.12-1998
试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验（IEC61000-4-5：试验和测量技术振荡波抗扰度试验（idtIEC61000-4-12电磁兼容
GB17799.4-—2001电磁兼容通用标准工业环境中的发射标准（idtIEC61000-6-4+1997）3术语和定义
GB/T2900.33.GB/T3859.1.GB/T3859.2和GB/T3859.4界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用，以下重复列出了GB/T2900.33，GB/T3859.1和GB/T3859.4中的一些术语和定义：
直流纹波因数d.c.ripplefactor脉动直流昼的峰值和谷值之差的一半与该直流量的平均值之比。［GB/T2900.33—2004，定义551-17-29]GB/T13422—2013
谐波含量harmoniccontent
周期量中的谐波分量之和。
[GB/T2900.33—2004，定义551-20-12]3.3
总谐波因数totalharmonic factorTHF交流量中的谐波含量的方均根值与该交流量的方均根值之比。[GB/T2900.33-2004,定义551-20-15]3.4
变流因数conversionfactor
基波输出功率或直流输出功率与基波输人功牵或直流鞋人功率之比［GB/T2900.33-2004定义5517-10]3.5
功率效率powerefficency
输出（有功）功鼻与输人（有功）功率之比。注：计算变流者的（功率）效享时应包括共直洗侧交流夺蓝产正的功率，而变沉内致则不者虑这部分功率，因此，对于交满直流虚而音变流闪效的值比（功享）效房的值小[GB/T3869.1-2013，定义3.7.12]3.6
不平衡度
unbalancerato
三相系统中，鲁流或电压北波
量的最大和最小方均根值之差，与相应的三相基波分量方均根值的平均值之比。
［GB/T3859.4-2004,定义3.5.153.7
不平衡因数
unbalance
负序分量与是序分量之比
[GB/T3859.4200定义3.5.16]
dect voltage regulation
直流电压调整值
不包括稳定措施（如果有的校正作用在相同的触发延退角，约定空载直流电压与负载下直流电压之差。
［GB/T2900.33—2004，定义551-17-21]3.9
固有直流电压调整值inherentdirectvoltageregulation不包括交流系统阻抗的影响时的直流电压调整值。［GB/T2900.33—2004，定义551-17-22]3.10
输出电压稳态偏差steady-stateoutput voltagedeviation在规定的输人电压最大值和最小值以及规定的最大负载和最小负载（轻载）下，输出电压相对于规定电压的最大稳态差值。
输出电压瞬态偏差transientoutputvoltagedeviation负载变化（突加或突减）时，输出电压最大瞬时值与相应的稳态偏差的差值。iKacadiaiKAca
电压恢复时间voltage recoverytimeGB/T134222013
从突加或突减变化（负载或供电电源电压变化，二者不同时发生）的瞬间起，到输出电压变化达到并保持在规定的稳态偏差内的起始瞬间止的时间间隔。4试验的一般要求
4.1概述
本标准给出了半导体变流器的一般电气试验方法，试验电路参见附录B。本标准未给出的特定电气试验方法和试验类型的划分应在产品标准中规定。所有试验的结果应按照产品标准的规定判定。4.2试验的般要求
4.2.1正常环境条件
一般而言，正常环境条件包括：环境温度：15℃~35℃；
相对湿度：45%~75%
一大气压力：86kPa~106kPa
如果不能在上述正常环境条件下试验，应对试验结果进行折算。4.2.2正常电气条件
一般而言，正常电气条件包括：输人电压允差的上限值为额定电压的+10%，下限值为额定电压的一15%；输人频率允差为额定频率的士2%；三相输人电压不平衡度应不超过5%。4.2.3其他要求
使用的测量仪器、仪表和设备应具有满足测量要求的准确度，且进行有效的量值溯源。4.2.4试验安全
应取措施，确保操作人员、试验人员和设备的安全。5试验方法
5.1一般电气试验
5.1.1绝缘电阻测量
一般情况下，按照GB/T3859.1-2013中的7.2.3.1测量绝缘电阻。测量位置：
彼此无电联结的电路之间；
电路与机壳之间。
绝缘电阻只作为绝缘电压试验的参考，不作为考核。GB/T13422—2013
5.1.2绝缘电压试验
-般情况下，按照GB/T3859.1—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移（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：
调整输人电压达到额定值（型式试验应在额定输人电压的最大值和最小值下试验）：一调整输出电压达到额定值（负载电流满足试验要求即可）：一检查示仪表、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申联阅器件电压分配情况。测量程序：
调整输人电压达到额定值，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°）：一测量各串联阅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K。：K.=-2U./(n.XUm)
式中：
一各串联阀器件承受峰值电压的总和，单位为伏（V）U一一各串联阀器件中，分担最大电压份额的器件承受的峰值电压，单位为伏（V）na
串联闻器件数量。
5.1.6电流均衡度（均流因数）测量1
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%；一测量各并联阀器件承载的电流；一按照式（2)计算电流均衡度K：K,=I./(nXIm)
ZI。各并联阅器件承裁的平均电流的总和，单位为安（A)；Im
各并联阀器件中，分担最大电流份额的器件承载的平均电流，单位为安（A）；KacadiaiKAca
n并联阀器件数量。
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：
GB/T13422--2013
将变流器输人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（妞果有）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：
调整输人电压和负载电流达到额定值一对于输出可调的变流器，调整输出电压达到额定值；一检查变流器客部分的运行情况。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：
调整输人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）：一根据测得的温度，按照GB/T3859.2—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：调整输人电压、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，测量变流器输人端和输出端的功率。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。
效率按照式(3)计算：
=P/(P.+P)
式中：
GB/T13422—2013
P。变流器输出端功率，单位为瓦（W);P—变流器输人端功率，单位为瓦（W)P，辅助装置要求的功率，单位为瓦W）。5.1.11过电压试验
试验时，过电压的建立方法根据产品标准的规定在下列方式中选择，并在规定的测量点测量电压的瞬时值：
a)变流器换相过电压；
b）变流变压器网衡的分阐过电压；c）负载断开时的过电压；
d）在变流器输人端施加短时过电压：e）在变流器输入端施加脉冲电压。测量程序：
调整输入电压、输出电压和负载电流达到规定值：建立对应于上述a)、b)、c)、d)和e)的过电压；一在规定的测量点测量最高瞬时电压。对于b)、c)、e)的情况，试验应重复（不少于3次）进行，以确保施加合适的试验电压。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：
调整变流器输人电压和负载电流达到规定值：一测量输出电压。
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
一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；一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/T3859.12013中7.3.1）、额定电流试验或负载试验进行。
试验程序：
一调整输人电压和负载电流达到额定值：一对于输出电压可调的变流器，调整输出电压达到额定值，测量规定的测量点处的电流；一闭合短接开关或其他短接装置，测量规定的测量点处的电流，检查故障回路的切断和保护装置的动作是否正带；
更换熔断器或接通快速开关、断路器，重新启动变流器运行。如果与额定电流试验或负载试验6
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同时进行，按照5.1.12测量输出电压；GB/T13422—2013
一确认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。5.1.15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。报替声（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、规定输人电压和额定电阻性负载下运行
自动投切的风机（如果有）应处于合闻状态；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（环境噪声应不高手10dBCA)）
5.1.17.电磁兼容试验
5.1.17.1静电放电抗扰度试验
按照GB/T17626.2—2006中规定进行。5.1.17.2振荡被抗扰度试验
按照GB/T17626.12—1998中规定进行。5.1.17.3电快速瞬变脉冲群抗扰度试验按照GB/T17626.4—2008中规定进行。5.1.17.4浪涌（冲击）抗扰度试验按照GB/T17626.5—2008中规定进行5.1.17.5电磁辐射试验
按照GB17799.4—2001中规定进行。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：
调整输人电压和负载电流达到额定值，测量输出电压U.（或电流I。）：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）：一取输出电压（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）。7
GB/T13422-2013
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
直流输出电压稳态偏差du和直流输出电流稳态偏差di分别按照式（4）、式（5）计算：du=±(Um-U)/2
d=±(—I)/2
式中：
测得的输出电压最大值，单位为伏（V)；U一测得的输出电压最小值，单位为优（V)；Imx一测得的输出电流最大值，单位为安（A）；一测得的输出电流最小值，单位为安（A）。Imin
b）稳态偏差不对称的情形
直流输出电压的正稳态偏差十晚和负稳态偏差一d分别按照我（6）、式）计算：+du-Um-U。
-du-U-U。
式中：
当输人电压和负载电航为额定值时，测得的输出电压，单位为伏（V）直流输出惠流的正稳态彻签+d和负稳态偏差d分别按照式（8)式(9计算）式中.
输人电压和负载电流为额定值时，测得的输出电流。单信为安A）
）以百分数形式表示的稳态偏差·（4）
（5）
（7）
..（8）
...（9）
以百分数形式表示的直流输出电压稳态值差和直流输出电流稳态确差d\骨别损照式10、式(11)计算：
式中：
一输出电压的额定值，单位为)
I——输出电流的额定值，单位为安（A）。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）：
调整输人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。iKacadiaiKAca-
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