NB/T 42100-2016.Combined solid state switch for high voltage shunt capacitor bank.
1范围
NB/T 42100规定了高压并联电容器组投切用固态复合开关的相关术语和定义、型号命名与额定值、使用条件、技术要求、试验方法、检验规则以及包装、运输、储存、安装、运行和维护规则等要求。
NB/T 42100适用于标称电压为3kV~35kV、频率为50Hz 的交流电力系统中，用于投切高压并联电容器组的固态复合开关装置(以下简称装置)。
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 191包装储运图示标志
GB311.1-2012绝缘配合第1 部分:定义、原则和规则
GB 1984-2014 高压交流断路 器
GB 38043.6kV~40.5kV 高压交流负荷开关
GB 3906-2006 3.6kV~40.5kV 交流金属封闭开关设备和控制设备
GB 4208-2008 外壳防护等级 (IP 代码)
GB/T 9969工业产品使用说明书总则
GB/T 11022-2011 高压开关 设备和控制设备标准的共用技术要求
GB/T 13384-2008 机电产 品包装通用技术条件
GB/T 14808高压交流接触器、 基于接触器的控制器及电动机起动器
GB/T 18925-2016 滑木箱
GB/T 20138-2006 电器设 备外壳对外界机械碰撞的防护等级(IK 代码)

ICS29.130.10
备案号：57345-2017
中华人民共和国能源行业标准
NB/T42100—2016
高压并联电容器组投切用固态复合开关Combined solid state switch for high voltage shunt capacitor bank2016-12-05发布
国家能源局
2017-05-01实施
2规范性引用文件
3术语和定义
4型号命名与额定值
4.1型号命名：
4.2额定值
5基本电路及构成
5.1典型装置工作原理
5.2主要组成设备通用要求·
6使用条件.
使用地点
6.2环境条件
辅助电源条件
6.4电气条件：
特殊使用条件
技术要求，
设计和结构·
电气间隙与爬电距离
绝缘水平：
晶闸管阀特性
7.5机械分相开关特性
7.6辅助和控制回路特性·
装置保护及告警功能·
7.8装置性能
试验方法，
设计和结构检查
电气间隙与爬电距离测试：
装置绝缘试验·
晶闸管阀特性试验
机械分相开关特性试验
8.6辅助和控制回路特性试验
装置保护和告警功能试验
8.8装置性能试验
检验规则
例行试验
型式试验
现场试验
NB/T42100—2016
NB/T42100—2016
包装、运输、储存、安装、运行和维护规则-10
包装·
运输、储存和安装时的条件
10.5维护...
附录A（资料性附录）
固态复合开关装置常见原理接线例举。........
中REE容车家中服容E中中
NB/T42100—2016
本标准依据GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则编写。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由能源行业无功补偿和谐波治理装置标准化技术委员会（NEATC9）归口。本标准起草单位：国网浙江省电力公司绍兴供电公司、西安高压电器研究院有限责任公司、国网浙江省电力公司、国网浙江省电力公司丽水供电公司、浙江桂容谐平科技有限责任公司、国网浙江省电力公司电力科学研究院、国网智能电网研究院、厦门ABB开关有限公司、北京赤那思电气技术有限公司、合肥华威自动化有限公司、上海永锦电气集团有限公司、深圳市三和电力科技有限公司、北京龙源开关设备有限责任公司、西安西电电力电容器有限责任公司、国网安徽省电力公司电力科学研究院、思源清能电气电子有限公司、海宁开关厂有限公司、杭州欣美成套电器制造有限公司、南京南瑞继保电气有限公司、深圳市力量科技有限公司、山东迪生电气股份有限公司、河北旭辉电气股份有限公司、新东北电气集团电力电容器有限公司。本标准起草人：陈晓宇、彭杨涵、李电、元复兴、田恩文、张晋波、蔡重凯、王敏、岳平、吕春美、饶崇林、金涌涛、戴朝波、刘昱雯、江钧祥、赵福庆、胡治龙、吕韬、战子英、佟宝全、苏开云、陶梅、陈远华、封东良、鲁晓枫、张磊、马荣琳、李俊、郭秀霞、刘浩、李瑞桂、戈兴茹。本标准是首次制定。
1范围
高压并联电容器组投切用固态复合开关NB/T42100—2016
本标准规定了高压并联电容器组投切用固态复合开关的相关术语和定义、型号命名与额定值、使用条件、技术要求、试验方法、检验规则以及包装、运输、储存、安装、运行和维护规则等要求。本标准适用于标称电压为3kV～35kV、频率为50Hz的交流电力系统中，用于投切高压并联电容器组的固态复合开关装置（以下简称装置）。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/T191包装储运图示标志
GB311.1-2012绝缘配合第1部分：定义、原则和规则GB1984—2014高压交流断路器
GB38043.6kV~40.5kV高压交流负荷开关GB3906—20063.6kV~40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备GB4208—2008
外壳防护等级（IP代码）
GB/T9969
工业产品使用说明书总则
GB/T11022—2011高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求GB/T13384—2008
机电产品包装通用技术条件
GB/T14808
高压交流接触器、基于接触器的控制器及电动机起动器GB/T18925—2016滑木箱
GB/T20138一2006电器设备外壳对外界机械碰撞的防护等级（IK代码）GB/T20995—2007输配电系统的电力电子技术静止无功补偿装置用晶闸管阀的试验GB/T26218.1污移条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定第1部分：定义、信息和一般原则
GB/T26218.2
2污移条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定第2部分：交流系统用瓷和玻璃绝缘子
GB/T30841—2014高压并联电容器装置的通用技术要求3术语和定义
GB/T11022一2011界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
固态复合开关combinedsolid stateswitch将晶闸管阀与机械分相开关（交流接触器、负荷开关或断路器等）并联，利用晶闸管阀实现电容器组过零投切、利用机械分相开关实现电流持续的组合型开关。3.2
投切switchonandswitchoff
投入和切除的简称，本标准中指使并联电容器组接入电网运行和从电网中退出运行。1
NB/T42100—2016
过零投切switchingatzero
在电压过零时投入电容器组、在电流过零时切除电容器组。3.4
thyristor level (for combined solid state switch)（固态复合开关用）晶闸管级
晶闸管阀的组成部分，由一对反并联的晶闸管构成，包括触发、保护、均压、阻尼元件等构成的辅助电路。
晶闸管阀thyristorvalve
晶闸管级的电气和机械联合体，完成主电路电流通断控制的功率单元。3.6
阀结构valvestructure
将阀与地电位或阀与阀之间的绝缘保持在适当水平上的机械结构。［GB/T20995—2007，定义3.6]
redundant thyristor levels
穴余晶闸管级
晶闸管阀中可从外部或内部被短接的最大晶闸管级数，且应由型式试验证明其短接后不会影响阀的安全运行。如果故障晶闸管级数超过这个值，则应使阀停止工作，更换故障晶闸管，否则就要承受故障增大的风险。
［GB/T20995—2007，定义3.9]
阀基电子单元valvebaseelectronics：VBE处在地电位的电子单元，它是装置控制系统与晶闸管阀之间的接口。注：改写GB/T20995—2007，定义3.7。3.9
电压击穿保护voltagebreakover（VBO）protection晶闸管的一种过电压保护方法，当过电压达到预定电压值时使之开通。［GB/T20995—2007，定义3.10]3.10
额定电抗率ratedreactanceratio装置投切的并联电容器组中串联电抗器额定感抗与电容器额定容抗的百分比值。注：改写GB/T30841—2014，定义3.22。3.11
重击穿restrike
开关在开断过程中，在电流过零且熄弧后，在1/4工频周期及以上时间内触头间非剩余电流的电流重现。
［GB/T2900.20—2016，定义9.43]3.12
non-sustained disruptivedischarge:NSDD非保持破坏性放电
与电流开断有关的破坏性放电，不会导致工频电流的恢复，或者在容性电流开断的情况下不会导致主负载回路中产生电流。
注：NSDD后的振荡与断路器自身电感和寄生的局部并联电容有关。NSDD也可能涉及附近设备的对地杂散电容。[GB1984—2014，定义3.1.126]
电容器组关合涌流倍数capacitorbankmakinginrushmultiple装置关合电容器组时产生的最大涌流峰值与电容器组额定运行电流峰值之比4型号命名与额定值
4.1型号命名
NB/T42100—2016
装置的型号由类别代号、设计序号、额定电压、额定电流、特征代码共五部分组成。其具体命名方法如图1所示。
特征代码
额定电流
额定电压
设计序号
类别代号
图1固态复合开关装置型号命名方法类别代号由两个字母GF组成，表示固态复合开关装置。设计序号由两位数字代码组成，由标准归口单位统一发布。额定电压以千伏（kV）为单位，额定电流以安培（A）为单位。特征代码由一个字母组成，S代表三相，D代表单相。4.2额定值
4.2.1概述
GB/T11022一2011第4章适用，并作下列补充。4.2.2额定电压
额定电压指装置拟接入系统的最高运行电压（线电压）。额定电压宜在下列数值中选取：3.6kV、7.2kV、12kV、24kV、40.5kV。特殊要求由制造方和购货方协商确定。4.2.3额定电流
额定电流指装置长期连续运行允许的最大电流。额定电流宜在下列数值中选取：100A、200A、400A、630A、800A。装置的额定电流不应小于被投切的并联电容器组额定电流的1.37倍，特殊要求由制造方和购货方协商确定。
4.2.4额定容性开合电流
额定容性开合电流指装置可正常投切的最大容性电流（相电流）。一般该指标值和额定电流相等。3
NB/T42100—2016
装置开合电容器组能力包括单个电容器组开断能力、背对背电容器组开断能力和承受关合涌流的能力。5基本电路及构成
5.1典型装置工作原理
典型装置原理接线如图2所示，常见装置原理接线参见附录A：GA
常规断路器
(保护用)
机械分*
相开关
广晶闸
本管阀
①串联电抗器
并联电容器
图2典型三相固态复合开关装置原理接线图固态复合
开关装置
a）投入（合闸）过程。保护用断路器在合闸状态，当装置控制系统接收到合闸命令后，首先合上B相机械分相开关（如果有），等B相机械分相开关合闸完毕后在电压过零点分别给A、C相晶闸管阀发送触发脉冲信号，将晶闸管阀触发导通，然后再合上A、C相机械分相开关。一旦A、C相机械分相开关处于合闸位置，A、C相晶闸管阀两端的电压基本为零，A、C相晶闸管阀电流过零自然关断，电容器组正常投入。b）切除（分闸）过程。保护用断路器在合闸状态，当装置控制系统接收到分闸命令后，首先给A、C相晶闸管阀发送触发脉冲信号，然后打开A、C相机械分相开关。一旦A、C相晶闸管阀两端有电压，AC相晶闽管阀就立即导通。当A，C相机械分相开关处于完全分闸状态后再停止给A，C相晶闸管阀发送触发脉冲信号，A：C相晶闸管阀电流过零自然关断，等A：C相晶闸管阀关断后再分断B相机械分相开关（如果有），电容器组正常切除。5.2主要组成设备通用要求
5.2.1机械分相开关
对机械分相开关的要求包括：
a）机械分相开关可选用交流接触器、负荷开关或交流断路器等。应选用满足GB/T14808、GB3804或GB1984等标准要求并通过相应型式试验的产品。b）
c）具有分相不同期操作及控制功能。4
晶闸管阀
对晶闸管阀的要求包括：
a）晶闸管阀的设计应满足装置总体性能要求，确保安全可靠运行。应能承受系统故障和开关操作引起的过电压和过电流冲击。b)
NB/T42100—2016
晶闸管阀的设计应考虑分布电容和元件参数的分散性，并考合适的裕度。应具备防止误触发或耐受误触发的能力。d)
至少当一个元件发生损坏后，阀体其他各元件应运行在其额定值范围内。制造方应给出能够维持运行的最大可损坏元件的数目。辅助和控制回路
对辅助和控制回路的要求包括：a）应能可靠实现对晶闸管阀和机械分相开关的自动协调控制。b)
应能实现装置的保护及告警功能，并能方便查询保护或告警的具体原因。应具备良好的人机界面以方便设置、调试、状态监测和故障处理。应具备通用的通信及控制输入、输出接口，以实现其他自动化系统的远程遥控操作和设置，d
接口通信协议由供需双方协商确定。6使用条件
6.1使用地点
装置适用于户内工作。
6.2环境条件
GB/T11022—2011中2.2.1适用。6.3辅助电源条件
6.3.1交流电源
额定电压：110V、220V或380V：电压偏差：土20%：
频率：50Hz：
频率偏差：土2.5Hz；
电压总畸变率：≤8%。
直流电源
额定电压：110V或220V；
电压波动：-15%～10%：
电压纹波系数：≤5%。
6.3.3电源容量
电源容量应保证装置内所有晶闸管阀驱动电源、机械分相开关操作及电气保持、控制系统以及电5
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气防误、照明、除湿等辅助器件安全运行。6.4电气条件
装置设计、制造时，应充分了解拟运行环境的电气条件，使其性能指标满足使用要求，至少应考虑下列因素：
a）系统标称电压及其变化范围：b）系统中性点接地方式：
被投切的并联电容器组的主要技术参数（额定电压、装置容量、接线方式等）：c
d）并联电容器组的额定电抗率（额定电抗率宜大于1%，以限制关合涌流频率，否则由供需双方协商特殊设计）。
6.5特殊使用条件
如在6.16.4未涉及的特殊条件下使用，包括GB/T11022一2011中2.3适用时，制造方与购货方之间应签订专门的协议。
7技术要求
7.1设计和结构
7.1.1外壳
GB3906一2006中5.12、5.13、5.102适用，并作如下补充：a）装置面板应装有工作模式切换按钮、手动分合闸按钮、急停按钮、保护告警复位按钮等。装置面板应装有明显的显示工作状态的指示灯，包括工作模式状态、分合闸状态、保护状b）
态、告警状态、通电状态等。
装置外壳应满足GB/T11022—2011中表7的IP2X防护等级，应满足GB/T20138—2006中的c）
IK07（2J）防机械撞击等级。
装置接地应符合GB4208一2008中5.3的规定。直接接触的金属壳体，可能带电的直接接触d)
的金属件及要求接地的电器元件的金属底座（包括因绝缘破坏可能会带电的金属件）、装有电器元件的门、板、支架与主接地间应保证具有可靠的电气连接，其与主接地点间的电阻值应不大于0.12。
e）装置的防腐蚀应符合GB3906一2006中5.106的规定。金属件外露表面应有可靠的防腐蚀层；壳体外表面，一般应有无眩目反光的覆盖层，表面不应有起泡、裂纹或流痕等缺陷。7.1.2主电路布置和连接线
主电路布置和连接线应满足以下要求：a）机械分相开关与支撑固件之间应有软质防震垫；安装固定后的机械分相开关与地面的倾斜度不大于5°。
晶闸管阀中各层晶闸管元件与散热器及导电体确保接触良好。b）
连接线的连接应牢固，不应自由晃动：连接线的额定电压不应低于相应电路的额定工作电压c）
d）主电路连接线的材料、连线和布置方式以及绝缘支持件应满足装置预期额定短路耐受电流的要求。
连接到发热电器元件上的绝缘导线应考虑发热电器元件对导线绝缘层的影响，并采取适当措施。e)
绝缘导线的额定电压，不应低于相应电路的额定工作电压。6
NB/T42100—2016
g）装置的裸露导电部件应利用接地的板或外壳进行防护，挡板或外壳应固定牢靠，并有一定的机械强度，同时应符合装置要求的电气间隙和爬电距离，在需要移动、打开外壳或拆卸时，必须使用钥匙或工具，或者有断电联锁机构。7.1.3铭牌
GB3906一2006中5.10适用，其中装置的正面面板的铭牌应至少包含以下内容：型号和名称：
出厂编号：
制造年月；
d）主要技术数据（额定频率、电压、电流等)；e）晶闸管阀型号；
机械分相开关型号：
执行标准：
质量（重量）；
制造方名称或商标。bzxz.net
7.1.4标志
标志应满足以下要求：
a）装置二次端子旁应标明端子号：b）装置控制器内部的继电器、集成电路、电阻器、电容器、电力电子器件等主要元器件，在安装的印制电路板或安装板上应标明其在原理接线图中的代号；静电敏感部件应有防静电标志：c）
d）产品的相关部位及其说明书中应有安全标志：e）在产品的使用说明书、质量证明文件或包装物上应标有执行的标准代号：f)
所有标志均应规范、清晰、持久。7.1.5辅助和控制设备
GB/T11022—2011中5.4适用，并作以下补充：a）辅助电路绝缘导线的截面积应根据要承载的额定工作电流来选择，但应不小于1.5mm2（单股铜芯绝缘导线）或1.0mm（多股铜芯绝缘导线）绝缘电路的布线应整齐美观，不应贴近具有不同电位的裸露带电部件或有尖角的边缘敷设。b）
导线不应自由晃动，应采用适当的支撑或装入行线槽。接线应在固定端子上进行，导线中间不允许有接线点，所有接线点应牢固、接触良好，并有足够的持久压力。一个接线端子一般只能连接一根导线，必要时允许连接两根导线，当需要连接两根以上导线时，应采取适当措施，以保证导线的可靠连接，d）辅助电路绝缘导线的端部，应有清晰、持久的连接标记。7.2电气间隙与爬电距离
装置内的元器件应符合各自标准规定，正常使用条件下，应保持其电气间隙和爬电距离。在轻度污移区域，电气间隙应符合GB311.1一2012的规定，有机绝缘件爬电比距不小于20mm/kV，瓷质绝缘件爬电比距不小于18mm/kV。
按照GB311.1的规定，用于海拔超过1000m的装置时，电气间隙和爬电距离应按照相应的倍增系数进行修正，对于重污区域，根据污等级按照GB/T26218.1和GB/T26218.2的规定进行修正。7
NB/T42100—2016
7.3绝缘水平
7.3.1相对地绝缘强度
相对地绝缘强度应满足以下要求：a）交流一直流耐受电压水平应符合GB/T20995一2007中6.1.1.2的规定：b）雷电冲击耐受电压水平应符合GB311.1一2012中表2的规定。7.3.2相间绝缘强度（适用于三相装置）相间绝缘强度应满足以下要求：交流一直流耐受电压水平应符合GB/T20995一2007中6.2.1.2的规定；a
b）雷电冲击耐受电压水平应符合GB311.1—2012中表2的规定。7.3.3极间（端间）绝缘强度
极间（端间）绝缘强度应满足以下要求：a）交流一直流耐受电压水平应符合GB/T20995一2007中6.3.1.2的规定：操作冲击耐受电压水平应符合GB/T20995—2007中6.3.2.2的规定；b)
恢复期间瞬时正向耐受电压水平应符合GB/T20995—2007中10.1.2的规定，7.4晶闸管阀特性
7.4.1晶闸管级间接触电阻
装置晶闸管阀的任何晶闸管元件的任何接触面的接触电阻应小于20μQ。7.4.2晶闸管阀过电流特性
晶闸管阀在两端电压非零时刻触发引起过电流的承受能力应满足GB/T20995一2007中6.4.1的规定。
7.4.3晶闸管阀最小交流电压特性晶闸管阀的触发系统在规定的最小交流电压和规定运行条件下应能通过GB/T20995—2007中6.4.2规定的特性试验验证。
7.5机械分相开关特性
7.5.1主回路电阻
机械分相开关的回路电阻应符合其对应标准的要求和制造方的技术条件。在温升试验前后，分别测试装置的主回路两端之间的电阻值（含机械分相开关），其电阻值的增加不应超过温升试验前测量值的20%。7.5.2机械操作和机械特性
机械分相开关在规定的操作条件下的机械特性参数应符合其对应标准的要求和制造方的技术条件。装置辅助电源上电，退出相关保护，分别在自动工作模式和手动工作模式进行手工分合闸操作，不少于5次。装置应能正常合分，机械运动灵活，无卡住或操作力过大现象，与其相连的机械联锁或其8
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