NB/T 42160-2018.Specification for three-level bi-directional DC/DC converters.
1范围
NB/T 42160规定了三电平直流/直流双向变换器的类型，技术要求，试验方法，检验规则，标志、包装、运输和贮存，随同产品供应的文件。
NB/T 42160适用于200V~1500V电压等级直流系统中，功率为10kW~500kW的三电平直流/直流双向变换器(简称变换器)。
三电平直流/直流单向变换器也可参照使用。
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/T 2900.33-2004 电工术语 电力电子技术
GB/T 3859.1-2013半导体变流器 通用要求 和电网换相变流器第1-1部分:基本要求规范
GB/T 4208-2017 外壳防护等级 (IP 代码)
GB 4824-2013 工业、 科学和医疗(ISM) 射频设备骚扰特性限值 和测量方法
GB/T 7251.1-2013低压成套开关设备 和控制设备第1部分:总则
GB/T 13384-2008 机电产 品包装通用技术条件
GB/T 13422-2013 半导体变流器 电气试验方法
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 17626.3-2016 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
3术语和定义
GB/T 2900.33-2004、 GB/T 3859.1-2013、GB/T 13422-2013、 GB/T 19596-2017 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1三电平电能变换three-level energy conversion
采用适当的控制策略，使单端口输出的电力电子电路的输出端产生三种电平(一般为正电平、负电平和零电平)实现功能转换(拓扑结构见图1)。

ICS29.200
备案号：64695-2018
中华人民共和国能源行业标准
NB/T42160—2018
三电平直流/直流双向变换器技术规范Specification for three-level bi-directional DC/DC converters2018-06-06发布
国家能源局
2018-10-01实施
规范性引用文件
术语和定义
变换器类型
技术要求
试验方法
检验规则
标志、包装、运输和贮存
随同产品供应的文件
NB/T42160—2018
NB/T42160—2018
本标准按照GB/T1.1—2009《标准化工作导则本标准由中国电器工业协会提出。第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草本标准由全国电力电子系统和设备标准化技术委员会（SAC/TC60）归口。本标准负责起草单位：许继集团有限公司。本标准参加起草单位：国网北京市电力公司、许昌开普检测技术有限公司、中国电力科学研究院新能源研究中心、北京交通大学、华中科技大学、国网山东省电力公司电力科学研究院、南京南瑞继保电气有限公司、国电南瑞科技股份有限公司、国网山西省电力公司、厦门科华恒盛股份有限公司、珠海泰坦科技股份有限公司、英飞凌科技（中国）有限公司、中车株洲电力机车研究所有限公司、佛山市贝瑞尔电气科技有限公司、西安爱科赛博电气股份有限公司、温州大学、青岛创统科技发展有限公司本标准主要起草人：李瑞生、黄仁乐、李全喜、曹远志、吴学智、张宇、孙树敏、丁勇、苏先进、潘景宜、史威、马振宇、梁帅奇、冯广义、杨兆华、王强、戴瑜兴、克存、赵成功、马红伟、黄利军、郭宝甫、李献伟、徐军、翟登辉。H
1范围
三电平直流/直流双向变换器技术规范NB/T42160—2018
本标准规定了三电平直流/直流双向变换器的类型，技术要求，试验方法，检验规则，标志、包装、运输和贮存，随同产品供应的文件。本标准适用于200V~1500V电压等级直流系统中，功率为10kW～500kW的三电平直流/直流双向变换器（简称变换器）。
三电平直流/直流单向变换器也可参照使用。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/T2900.33—2004电工术语电力电子技术GB/T3859.1—2013半导体变流器通用要求和电网换相变流器第1-1部分：基本要求规范GB/T4208一2017外壳防护等级（IP代码）GB4824一2013工业、科学和医疗（ISM）射频设备骚扰特性限值和测量方法GB/T7251.1一2013低压成套开关设备和控制设备第1部分：总则GB/T13384—2008
机电产品包装通用技术条件
半导体变流器电气试验方法
GB/T134222013
电磁兼容试验和测量技术
GB/T17626.2—2006
静电放电抗扰度试验
GB/T17626.3—2016
GB/T17626.4—2008
GB/T17626.5—2008
GB/T17626.6—2017
GB/T17626.11—2008
GB/T19596—2017
电磁兼容试验和测量技术
射频电磁场辐射抗扰度试验
试验和测量技术
电磁兼容
电快速瞬变脉冲群抗扰度试验
电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导扰抗扰度电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验电动汽车术语
NB/T32004—2018
光伏并网逆变器技术规范
3术语和定义
GB/T2900.33—2004、GB/T3859.1—2013、GB/T13422—2013、GB/T19596—2017界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
三电平电能变换three-levelenergyconversion采用适当的控制策略，使单端口输出的电力电子电路的输出端产生三种电平（一般为正电平、负电平和零电平）实现功能转换（拓扑结构见图1）。3.2
直流/直流双向变换器bi-directionalDC/DCconverter具备直流端口，通过电力电子开关电路的工作实现两个端口之间直流电能的相互变换、双向流动的变换器。
NB/T42160—2018
0整流滤波
图1三电平拓扑结构及输出电压（整流滤波前）波形三电平直流/直流双向变换器three-levelbi-directionalDC/DCconverter采用三电平电能变换的直流/直流双向变换器。变换器类型
4.1按安装环境分类
按安装环境，变换器可分为：
户内型（带气温调整装置）：
户内Ⅱ型（不带气温调整装置）：户外型。
4.2按电气隔离方式分类
按电气隔离方式，变换器可分为：隔离型：
非隔离型。
4.3其他分类情况
以上未列出的、制造商申明的其他类型。5技术要求
5.1正常使用条件
正常使用环境条件
周围空气温度
若无其他规定，变换器的周围空气温度范围应为：户内I型：0℃~40℃：
户内Ⅱ型：-20℃~+40℃：
户外型：-25℃～+60℃。
NB/T42160-2018
变换器的安装运行场所的海拔不应超过1000m。海拔超过1000m时，制造厂商应依据表1的规定，说明降额使用的要求。
海拨1000m以上使用时的降额系数表1
降额系数
注：基于干燥空气密度（于海平面+15℃）为1.225kg/m。对于强迫风冷设备，由于风扇效率随海拔下降，其降额系数还要小一些。
3大气条件
5.1.1.3.1
相对湿度
若无其他规定，变换器安装地点的相对湿度应为：户内【型：5%~85%，无凝露：
户内Ⅱ型：5%95%，无凝露；
户外型：4%~100%，允许有凝露。5.1.1.3.2污染等级
若无其他规定，变换器安装地点的污染等级应符合GB/T7251.1一2013中7.1.3的规定。正常使用电气条件
若无其他规定，符合本标准的变换器在下列电气条件下应正常运行：直流母线电压稳定控制的允许偏差为其额定电压的土10%。5.2标识
变换器的标识应符合NB/T32004—2018中10.1的规定。文档资料
变换器的文档资料应符合NB/T32004—2018中10.2的规定。3
NB/T42160-—2018
5.4安全
5.4.1外壳防护等级
变换器可根据不同使用场合采取不同的外壳防护措施。变换器外壳防护等级的最低要求为：户内型：GB/T4208—2017中的IP20：户外型：GB/T4208—2017中的IP54。5.4.2绝缘性能
绝缘电阻
变换器的绝缘电阻应符合以下规定：各独立电路与地（即金属框架）之间的绝缘电阻不小于10M2一无电气联系的各电路之间的绝缘电阻不小于10M2。5.4.2.2介电强度
在正常试验环境条件下，变换器应承受频率为50Hz的工频试验交流电压（或与其峰值等值的直流电压）1min，不发生击穿、闪络。工频交流试验电压方均根值见表2。只允许按表2中的工频交流试验电压方均根值（或与其峰值等值的直流电压）试验一次。用户验收时，应将上述试验电压降低25%进行试验。表2试验电压
额定电压U%
60300690U≤800
800≤1000
10005.4.2.3电气间隙
变换器的电气间隙应符合NB/T32004—2018中6.2.3.3的规定。5.4.2.4爬电距离
变换器的爬电距离应符合NB/T32004—2018中6.2.3.4的规定。5.4.2.5接地保护连接
变换器的接地保护连接应符合NB/T32004一2018中6.2.2.2的规定。4
试验电压
5.5性能
5.5.1并联运行
变换器并联运行时，电流不应超过各变换器的额定电流。5.5.2功率控制
变换器应具有根据外部指令调节功率输出的能力。5.5.3通信
NB/T421602018
变换器应具备通信接口，可选用RS485、TCP等常规电气接口和IEC61850、Modbus等通信协议。5.5.4最大转换效率
正常运行条件下，变换器的最大转换效率应符合表3的规定。表3转换效率
变换器类型
非隔离
5.5.5稳流精度
功率<20kW
转换效率
功率≥20kW
当变换器在稳流状态，输入电压在额定输入电压的上限值和下限值范围内变化，且输出电压在额定输出电压的上限值和下限值范围内变化时，输出电流应在其额定值的20%～100%范围内的任一数值保持稳定，稳流精度不应超过2%。
5.5.6电流纹波因数
当变换器在稳流状态，输入电压在额定输入电压的上限值和下限值范围内变化，且输出电压在额定输出电压的上限值和下限值范围内变化时，输出电流应在其额定值的20%～100%范围内的任一数值保持稳定，电流纹波因数不应超过5%。5.5.7稳压精度
当变换器在稳压状态，输入电压在额定输入电压的上限值和下限值范围内变化，且输出电流在其额定值的0%～100%范围内变化时，输出电压应在额定输出电压的上限值和下限值范围内的任一数值保持稳定，稳压精度不应超过2%。
5.5.8电压纹波因数
当变换器在稳压状态，输入电压在额定输入电压的上限值和下限值范围内变化，且输出电流在其额定值的0%～100%范围内变化时，输出电压应在额定输出电压的上限值和下限值范围内的任一数值保持稳定，电压纹波因数不应超过5%。5
NB/T42160—2018
5.5.9动态电压瞬变范围
当变换器在稳压状态，变换器的输入电压为额定值，输出端连接电阻性负载，输出电流分别从其额定值的20%突变至100%或从其额定值的100%突变至20%时，变换器的输出电压瞬变值不应大于其标称值的土5%。
5.5.10电压瞬变恢复时间
当变换器在稳压状态，变换器的输入电压为额定值，输出端连接电阻性负载，输出电流分别从其额定值的20%突变至100%或从其额定值的100%突变至20%时，变换器的输出电压恢复到其额定电压值±3%的时间不应大于40ms。
5.5.11过载能力
变换器在110%额定电流下应持续工作，在120%额定电流下持续运行时间不应少于1min。5.5.12噪声
变换器正常运行时产生的噪声：自冷设备不应大于65dB（A)，风冷设备不应大于85dB（A）。特大容量风冷设备的噪声如果超过上述规定，制造商应与用户协商。5.6保护及警示功能
5.6.1过电压和欠电压保护及告警当变换器的输入/输出侧电压低于保护设定值时，变换器不得启动，已经启动的应在0.1s内停机并发出警示信号，当输入/输出侧电压恢复到允许工作电压值后，变换器应恢复正常启动。当变换器的输入/输出侧电压高于保护设定值时，变换器不得启动，已经启动的应在0.1s内停机并发出警示信号，当输入/输出侧电压恢复到允许工作电压值后，变换器应恢复正常启动。5.6.2短路保护
在变换器启动或运行中，当检测到某一端口发生短路时，变换器应启动保护并发出警示信号，最大跳闸时间应小于0.1s。故障排除后，变换器应恢复正常运行。5.6.3过温保护
当变换器内的温度超出允许限值时，变换器应自动限制输出功率或直接停机并发出警示信号。当温度恢复至正常范围时，变换器应恢复正常运行5.7电磁兼容
5.7.1抗扰度
5.7.1.1静电放电抗扰度
变换器应承受的静电放电抗扰度试验等级为：操作部分：接触放电电压6kV；
一外壳：空气放电电压8kV。
试验结果应符合GB/T17626.2—2006中第9章列项b）的规定。5.7.1.2射频电磁场辐射抗扰度
NB/T42160—2018
变换器的外壳应承受频率为80MHz~1000MHz、场强为10μV/m的射频电磁场辐射抗扰度试验，结果应符合GB/T17626.3一2016中第9章列项a）的规定。5.7.1.3电快速瞬变脉冲群抗扰度变换器应承受的电快速瞬变脉冲群抗扰度试验等级为：电源线部分：试验电压2kV
—信号线部分：试验电压1kV。
试验结果应符合GB/T17626.4—2008中第9章列项b）的规定。5.7.1.4浪涌（冲击）抗扰度
变换器应承受的浪涌抗扰度试验等级为：输入、输出电源端口和信号线对地：试验电压2kV；—输入、输出电源端口和信号线彼此之间：试验电压1kV。试验结果应符合GB/T17626.5—2008中第9章列项b）的规定。5.7.1.5射频场感应的传导骚扰抗扰度变换器应承受试验电压为10V的射频场感应的传导骚扰抗扰度试验，结果应符合GB/T17626.6-一2017中第9章第一个列项的规定。5.7.1.6电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度变换器应承受GB/T17626.11-2008中规定的产品类别为3类的电压暂降和短时中断抗扰度试验以及70%额定电压的电压变化抗扰度试验。电压暂降至0%额定电压时，结果应符合GB/T17626.11一2008中第9章第一个列项的规定，其他试验结果应符合该章第二个列项的规定。5.7.2发射
5.7.2.1传导发射
非家用或不直接连接到住宅的低压供电网设施中使用的变换器，应符合GB4824一2013中6.2.1规定的1组A类设备的电源端子骚扰电压限值。家用或直接连接到住宅的低压供电网设施中使用的变换器，应符合GB4824一2013中6.2.1规定的1组B类设备的电源端子骚扰电压限值。5.7.2.2辐射发射
非家用或不直接连接到住宅的低压供电网设施中使用的变换器，应符合GB4824一2013中6.2.2规定的1组A类设备的辐射骚扰限值。家用或直接连接到住宅的低压供电网设施中使用的变换器，应符合GB4824一2013中6.2.2规定的1组B类设备的辐射骚扰限值。
NB/T42160—2018
5.8环境耐受能力
5.8.1低温
变换器在0℃土3℃（户内I型）、-20℃土3℃（户内Ⅱ型）或-25℃土3℃（户外型）下通电应正常运行。
5.8.2高温
变换器在40℃土2℃（户内型）或60℃土2℃（户外型）下通电并加额定负载，应正常运行。5.8.3
3恒定湿热
变换器应承受温度为40℃±2℃（户内型）或60℃土2℃（户外型），相对湿度为（85土3）%（户内1型）、（95土3）%（户内Ⅱ型）或100%（户外型）的恒定湿热试验。试验后，变换器应正常运行。6试验方法
试验条件
1试验环境条件
一般而言，试验场所应满足以下条件：a）周围空气温度：15℃~35℃：b）相对湿度：45%~75%：
c）大气压力：86kPa~106kPabzxz.net
2试验电气条件
一般而言，正常电气条件为输入电压允许偏差为其额定电压的土5%。6.2外观和结构检查
变换器的外观和结构应符合以下要求：油漆或电镀牢固、平整，无剥落、锈蚀及裂痕等现象；a)
机架面板平整，文字和符号清楚、整齐、规范、正确：b）
标牌、标志、标记完整、清晰，符合5.2的规定：c）
各种开关便于操作，灵活可靠；d）
e）文档资料符合5.3的规定。
本条款的符合性通过检查验证。6.3外壳防护等级试验
按照GB/T4208一2017中规定的方法检查变换器的外壳防护等级，结果应符合5.4.1的规定。绝缘试验
6.4.1绝缘电阻
在正常大气条件下，根据表4中规定的试验电压等级，使用直流绝缘电阻表测量变换器各独立电路8
NB/T42160-2018
与地（即金属框架）之间、无电气联系的各电路之间的绝缘电阻。结果应符合5.4.2.1的规定。表4绝缘电阻试验电压等级
额定绝缘电压等级U，
U≤60
60250U≤1000
10006.4.2介电强度
绝缘电阻表电压
试验电压的方均根值见表2。试验过程中，任一被试电路施加电压时，其余电路应等电位互联接地。试验时，开始施加的电压不应超过试验电压的50%，然后将电压平稳增加到试验电压，持续1min。试验中不得发生击穿、闪络现象。6.4.3电气间隙
按照NB/T32004一2018中11.2.2.4.6规定的方法检查变换器的电气间隙，结果应符合5.4.2.3的规定。6.4.4爬电距离
按照NB/T32004一2018中11.2.2.4.6规定的方法检查变换器的爬电距离，结果应符合5.4.2.4的规定。6.4.5接地保护连接
按照NB/T32004一2018中11.2.2.2规定的方法检查变换器的保护连接，结果应符合5.4.2.5的规定。6.5并联运行试验
变换器并联运行时，其输出侧应连接负载。调整负载电流为50%～100%额定电流输出值，分别测量各变换器输出电流，试验结果应符合5.5.1的规定。6.6功率控制试验
向变换器发出多组模拟控制信号（包括最大输出功率、功率变化率、稳压工作模式、稳流工作模式以及可表征能量双向流动特征的参数或指令），变换器应接收并执行，试验结果应符合5.5.2的规定。6.7通信试验
6.7.1通信协议试验
6.7.1.1一致性试验
变换器通过通信接口与上位机连接，验证变换器的遥测、遥调、遥信、遥控功能，应保证数据传输正确，能进行参数设定，无任何出错信息或明显传输延迟。检查是否与协议规定的条款相一致。9
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