DLT 781-2001电力用高频开关整流模块

ICS29.100K43备案号：9381—2001中华人民共和国电力行业标准DL/T781-2001电力用高频开关整流模块Highfrequencyswitchingconvertermoduleinpowersystem2001-10-08发布2002-02-01实施中华人民共和国国家经济贸易委员会发布前言本标准是根据国家经贸委电力［1999］40号文，关于确认1998年度电力行业标准制、修订计划项目的通知中第35项，制定《电力用高频开关整流器》的任务而编制的。制订过程中名称有所改动，最后本标准名称定为《电力用高频开关整流模块》。随着新的半导体功率器件，新的电磁材料、新的变换技术、新的控制理论不断发展并应用于开关电源，使其具有可靠性高、频率高、效率高、功率密度高和功率因数高等先进的技术性能，成为新型的整流电源，是电力工程发电厂、变(配)电所直流电源更新换代产品，高新技术产业。为了使设计、制造、运行规范化、系列化、标准化而制定本标准。本标准由电力行业高压开关设备标准化技术委员会提出和归口。本标准的起草单位：中国电力科学研究院、长沙光超电子有限公司、河南省电力勘测设计院、湖北电力试验研究院、大连旅顺电力电子设备有限公司等。本标准的主要起草人：张智忠、顾霓鸿、白忠敏、胡刚、梁清海本标准委托电力行业高压开关设备标准化技术委员会秘书处负责解释。目次前言1范围2引用标准3术语4型号与基本参数5通用技术要求6检验与试验7标志、包装和贮运中华人民共和国电力行业标准电力用高频开关整流模块DL／T781—2001Highfrequencyswitchingconvertermoduleinpowersystem1范围本标准规定了用于发电厂、变(配)电所和其他电力工程直流操作电源中的高频开关整流模块的术语、型号、基本参数、通用技术要求、检验规则、试验方法、标志、包装和贮运。本标准适用于电力用高频开关整流模块(以下简称模块)的选择和订货。2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T2900.1—1992电工术语基本术语GB/T2900.32—1994电工术语电力半导体器件GB/T2900.33—1993电工术语电力电子技术GB/T3859.1—1993半导体变流器基本要求的规定GB/T13384—1992机电产品包装通用技术条件GB17478—1998低压直流电源设备的特性和安全要求GB/T17626.2—1998电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T17626.12—1998电磁兼容试验和测量技术振荡波抗扰度试验DL/T459—2000电力系统直流电源柜订货技术条件DL/T5120—2000小型电力工程直流系统设计规程3术语这里给出的仅是本标准中使用的或主要的术语，有关电力电子技术方面的其他术语参见GB/T2900.1、GB/T2900.32、GB/T2900.33、GB/T3859.1、DL/T459和DL/T5120标准的规定。3.1高频开关整流器(highfrequencyswitchingconverter)采用功率半导体器件作为高频变换开关，经高频变压器隔离，组成将交流转变成直流的主电路，且采用输出自动反馈控制并设有保护环节的开关变换器，用于电力工程时称为电力用高频开关整流器。3.2模块(module)是指高频开关整流器的结构型式。3.3冗余(redundancy)是指设N+n台整流模块并联工作，其中N台用以供给负载所需电流，n台为后备模块(或称冗余模块)。3.4充电(charge)充电装置用不同方式对蓄电池进行充电。3.5恒流充电(constant　currentcharge)充电电流在充电电压范围内维持在恒定值的充电。3.6恒压充电(constantvoltagecharge)充电电压维持在恒定值的充电。3.7浮充电(floatingcharge)在充电装置的直流输出端始终并接着蓄电池和负载，以恒压充电方式工作。正常运行时，充电装置在承担经常负荷的同时向蓄电池补充充电，以补偿蓄电池的自放电，使蓄电池以满容量的状态处于备用。3.8均衡充电(equalizingcharge)为补偿蓄电池在使用过程中产生的电压不均匀现象，使其恢复到规定的范围内而进行的充电。3.9直流标称电压(directnominalvoltage)用直流系统中受电设备的直流额定电压表示。3.10直流额定电压(directratedvoltage)用整流模块的输出额定直流电压表示。3.11整流模块的直流额定电流(directratedcurrentofconvertermodule)用整流模块的输出额定直流电流表示。3.12纹波系数(ripplefactor)脉动直流电量的峰值与谷值之差(或称峰—峰值)的一半，与直流电量平均值之比。3.13抗扰度(immunity)(对骚扰而言)(toadisturbance)在存在电磁骚扰的情况下，器件、设备或系统运行功能不被劣化的能力。3.14谐波(harmonic)非正弦周期波形中所含的频率为其基波频率数倍的正弦分量。4型号与基本参数4.1型号4.2基本参数4.2.1交流电源标称电压单相：220V；三相：380V。4.2.2额定频率50Hz。4.2.3直流标称电压48、110、220V。4.2.4直流额定电压50、115、230V。4.2.5模块直流额定电流5、10、15、20、25、30、40、50、80、100、200A。4.2.6稳流精度±1%、±0.5%。4.2.7稳压精度±0.5%。4.2.8纹波系数0.5%。4.2.9均流不平衡度±5%。4.3负载等级负载等级为一级(连续输出额定电流)。5通用技术要求5.1正常使用的环境条件5.1.1海拔2000m及以下。5.1.2周围空气温度-10℃～+40℃。5.1.3日平均相对湿度不大于95%，月平均相对湿度不大于90%。5.1.4安装使用地点无强烈振动和冲击，无强电磁干扰。5.1.5使用地点不得有爆炸危险介质，周围介质不含有腐蚀金属和破坏绝缘的有害气体及导电介质。5.2正常使用电气条件5.2.1交流电源电压波动范围不超过±15%的标称电压。220V(单相)波动范围：187V～253V。380V(三相)波动范围：323V～437V。5.2.2交流电源频率变化范围不超过50×(1±5%)Hz。5.3安全要求应符合GB17478—1998中4.1、4.3、4.5、4.6和4.7.1、4.7.2的规定。5.4绝缘电阻产品输入回路对地，输出回路对地、输入对输出之间绝缘电阻应不小于10MΩ。5.5工频耐压产品各带电回路，按其工作电压应能承受表1所规定、历时1min的工频耐压试验，试验过程中应无绝缘击穿和闪络现象。表1绝缘试验的试验等级额定绝缘电压UI额定工作电压交流均方根值或直流V工频电压kV冲击电压kV≤601.0160＜UI≤3002.05300＜UI≤5002.5125.6冲击电压产品各带电回路，按其工作电压应能承受表1所规定标准雷电波的短时冲击电压试验。试验过程中应无击穿放电。5.7电气技术性能5.7.1产品的电气技术性能应符合DL/T459、DL/T5120的规定。具有自动稳流、稳压、均流、限流性能，并应具有软启动特性。5.7.2直流输出电压调节范围直流输出电压的调节范围应为其标称值的90%～130%，也可根据用户要求设置。5.7.3稳流精度当交流电源电压在标称值的±15%范围内变化、直流输出电压在调节范围内(DL/T459—2000表10)变化时，直流输出电流在额定值的20%～100%范围内任一数值上应保持稳定，产品的稳流精度应不大于4.2.6的规定。5.7.4稳压精度当交流电源电压在标称值±15%范围内变化、直流输出电流在额定值的0～100%范围内变化时(电阻性负载)，直流输出电压在调节范围内(DL/T459—2000表10)任一数值上应保持稳定，产品的稳压精度应不大于4.2.7的规定。5.7.5纹波系数当交流电源电压在标称值的±15%范围内变化，电阻性负载电流在额定值的0～100%范围内变化时，直流输出电压在调节范围内(DL/T459—2000表10)任一数值上，产品的纹波系数应不大于4.2.8的规定。5.7.6噪声在正常运行带额定电流电阻性负载时，所产生的噪声［环境噪声不大于40dB(A)］，自冷式模块的噪声应不大于50dB(A)，风冷式模块的噪声应不大于55dB(A)。5.7.7限流及限压性能5.7.7.1当输出直流电流在50%～110%额定值中任一数值时，应能自动限流，降低输出直流电压；并当过载或短路排除以后，能自动地将输出直流电压恢复到正常值工作。5.7.7.2当输出直流电压上升到限压整定值时(130%标称电压可调)，应能正常工作，并当恢复到正常负载条件以后，能自动地将输出直流电流恢复到正常值工作。5.7.8效率与功率因数整流模块效率应不低于90%，功率因数应不小于0.9。5.7.9并机均流性能在多个模块并联工作状态下运行时，各模块承受的电流应能做到自动均分负载，实现均流；在2台及以上模块并联运行时，其输出的直流电流为额定值时，均流不平衡度应不大于±5%额定电流值。5.7.10保护及信号功能5.7.10.1交流输入过、欠压保护当交流输入电压超过5.2.1规定的波动范围时，整流模块应自动进行保护并延时关机，当电网电压正常后，应能自动恢复工作。5.7.10.2直流输出过、欠压保护应设置直流输出过、欠压保护，其整定值，可由制造厂根据用户要求整定。当直流输出电压值超过整定值时，应进行保护(报警或关机)，故障排除后，应能人工恢复工作。5.7.10.3过电流保护应设置过电流保护，其整定值，可由制造厂根据用户要求整定。当直流输出电流超过整定值时，应进行保护(报警或关机)，过流消失，应能正常工作。5.7.10.4信号功能应能发交流失电，过、欠压；直流输出过、欠压，过流；整流模块故障信号，并应具备外引接点输出或标准通信接口。5.7.11温升在额定负载下长期连续运行，模块内部各发热元器件及各部位的温升应不超过表2中的规定表2模块各部件极限温升K部件或器件极限温升整流管外壳(散热器)70MOS(IGBT)管衬板70高频变压器、电抗器80电阻元件25(距外表30mm处)与半导体器件的连接处70与半导体器件的连接处的塑料绝缘线25印刷电路板铜箔205.7.12振荡波抗扰度应能承受GB/T17626.12—1998表2中规定的三级的振荡波抗扰度。5.7.13静电放电抗扰度应能承受GB/T17626.2—1998表2中规定的三级的静电放电抗扰度。5.7.14谐波电流含量在模块输入端施加符合4.2.1和4.2.2要求的交流电源电压时，在交流输入端产生的各高次谐波电流含有率应不大于30%。5.7.15软启动时间软启动时间可根据用户要求设定，一般为(3～8)s。5.7.16平均故障间隔时间(MTBF)在额定输入、额定输出功率和常温的环境下，MTBF应不小于40000h。5.8模块结构及外观要求5.8.1模块外形尺寸和重量，由“企业标准”予以规定。5.8.2模块的外壳应采用防锈蚀、防老化、防火、不产生有害气体，具有一定强度，不易变形的材料制作。5.8.3模块冷却方式为自冷式或风冷式。5.8.4模块外壳应完好无损，四周无突出异物，平整光滑，应适应电力系统屏柜的安装要求。模块正面应朝向巡视和操作者，应能带电更换。5.8.5模块应设置报警信号。根据用户要求，模块正面可设置开/关机、均/浮充转换操作按键，操作按键应安装整齐牢固。信号灯具标字符号应正确、整齐、完整。5.8.6模块背面应方便接线、行线和试验；交流输入电源、直流输出电源、通信接口等接线端子应正确完整，标字符号明确清晰。5.8.7模块之间的连接及对外连接应采用接触紧固、不易松动的插头和抗干扰能屏蔽的多芯连接电线、电缆。5.8.8模块背面应有明显接地标志，应通过屏柜可靠接地。5.8.9多台