《交直流配電網(wǎng)用電力電子變壓器試驗(yàn)導(dǎo)則》

ICS29.180

K41T/CEC

中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)標(biāo)準(zhǔn)

T/CECXXXX-YYYY

交直流配電網(wǎng)用電力電子變壓器試驗(yàn)導(dǎo)則

TestGuideofPowerElectronicTransformerfor

ACandDCDistributionGrid

（征求意見稿）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)發(fā)布

T/CECXXXX-YYYY

I

交直流配電網(wǎng)用電力電子變壓器試驗(yàn)導(dǎo)則

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電力電子變壓器在設(shè)計(jì)制造和安裝調(diào)試階段的試驗(yàn)項(xiàng)目及技術(shù)要求。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于電壓等級為10kV、額定容量為5MVA及以下的交直流配電網(wǎng)用電力電子

變壓器。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適

用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB311.1高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合

GB/T1094.1電力變壓器第1部分總則

GB/T1094.3電力變壓器第3部分絕緣水平、絕緣試驗(yàn)和外絕緣空氣間隙

GB/T1094.10電力變壓器第10部分聲級測定

GB/T1094.11電力變壓器第11部分干式變壓器

GB/T7261繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置基本試驗(yàn)方法

GB/T14598.3電氣繼電器第5部分量度繼電器和保護(hù)裝置的絕緣配合要求和試驗(yàn)

GB/T14598.26電氣繼電器第26部分電磁兼容要求

GB/T17626.30電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù)電能質(zhì)量測量方法

GB/T33348高壓直流輸電用電壓源換流器閥電氣試驗(yàn)

DL/T1215鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

高頻隔離變壓器high-frequencyisolationtransformer

工作頻率超過1kHz、在電力電子變壓器中起電壓變換和電氣隔離作用的變壓器。

3.2

功率模塊powermodule

由連接成半橋或全橋的開關(guān)器件、高頻隔離變壓器以及輔助設(shè)備組成、具備單獨(dú)運(yùn)行功

能的模塊化電路結(jié)構(gòu)，是電力電子變壓器的基本單元。

3.3

電力電子變壓器powerelectronictransformer(PET)

固態(tài)變壓器

電子電力變壓器

由一定數(shù)量的功率模塊組成的成套裝置，具備傳統(tǒng)電力變壓器的基本功能，還可實(shí)現(xiàn)無

功補(bǔ)償、諧波治理、電網(wǎng)互聯(lián)、新能源并網(wǎng)、潮流控制等功能。

4通則

4.1電力電子變壓器產(chǎn)品的試驗(yàn)項(xiàng)目，按照試驗(yàn)對象分為整機(jī)試驗(yàn)、高頻隔離變壓器試驗(yàn)、

控保裝置試驗(yàn)和功率模塊試驗(yàn)。

4.2除非另有規(guī)定，試驗(yàn)應(yīng)在5℃~40℃的環(huán)境溫度下進(jìn)行。

4.3對于整機(jī)試驗(yàn)，應(yīng)組裝上除避雷器之外的全部輔助設(shè)備，短接冗余模塊，且各功率模

塊均已獨(dú)立通過型式試驗(yàn)和例行試驗(yàn)。

4.4對于整機(jī)試驗(yàn)和功率模塊試驗(yàn)，冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)應(yīng)與實(shí)際工況一致。

4.5任何一項(xiàng)試驗(yàn)后，如果短路的開關(guān)器件級數(shù)大于1，則未通過試驗(yàn)。

4.6任何一項(xiàng)試驗(yàn)后，如果有1級開關(guān)器件短路，允許修復(fù)或更換損壞的開關(guān)器件，重新

進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn)。重復(fù)進(jìn)行該試驗(yàn)時(shí)，如果在相同的位置上再次發(fā)生開關(guān)器件短路，則未通過

試驗(yàn)。

4.7所有試驗(yàn)完成后，如果累積的短路開關(guān)器件級數(shù)大于開關(guān)器件總數(shù)的3%，則未通過

試驗(yàn)。

5試驗(yàn)項(xiàng)目

5.1整機(jī)試驗(yàn)項(xiàng)目

電力電子變壓器的整機(jī)試驗(yàn)項(xiàng)目如表1所示。

表1電力電子變壓器整機(jī)試驗(yàn)項(xiàng)目

試驗(yàn)項(xiàng)目例行試驗(yàn)型式試驗(yàn)交接試驗(yàn)章節(jié)

外觀和結(jié)構(gòu)檢查●●●6

端對地交流耐壓試驗(yàn)●●●7.1

端對地直流耐壓試驗(yàn)●●○7.2

整機(jī)絕緣試驗(yàn)端對地雷電沖擊試驗(yàn)●●○7.3

端間交流-直流耐壓試驗(yàn)**○7.4

端間雷電沖擊試驗(yàn)**○7.5

充電觸發(fā)試驗(yàn)○●●11.1

并網(wǎng)試驗(yàn)○●●11.2

負(fù)載投切試驗(yàn)○●●11.3

系統(tǒng)調(diào)試試驗(yàn)交流側(cè)短路試驗(yàn)○●●11.4

直流側(cè)單極接地試驗(yàn)○●●11.5

電能質(zhì)量測試○●●11.6

聲級測試○●●11.7

注：●為必做項(xiàng)目，○為選做項(xiàng)目，*為特殊試驗(yàn)項(xiàng)目、由用戶和設(shè)備制造商協(xié)商，下同。

5.2高頻隔離變壓器試驗(yàn)項(xiàng)目

電力電子變壓器的高頻隔離變壓器試驗(yàn)項(xiàng)目如表2所示。

表2高頻隔離變壓器試驗(yàn)項(xiàng)目

型式試章節(jié)

試驗(yàn)項(xiàng)目例行試驗(yàn)交接試驗(yàn)

驗(yàn)

繞組電阻測量●●○8.1

電壓比測量●●○8.2

漏感測量●●○8.3

絕緣電阻測量●●○8.4

工頻耐壓及局部放電試驗(yàn)●●○8.5

直流耐壓試驗(yàn)●●○8.6

短時(shí)感應(yīng)耐壓試驗(yàn)●●○8.7

空載損耗及空載電流測量●●○8.8

負(fù)載損耗及短路阻抗測量●●○8.9

溫升試驗(yàn)○●○8.10

5.3控保裝置試驗(yàn)項(xiàng)目

電力電子變壓器的控保裝置試驗(yàn)項(xiàng)目如表3所示。

表3控保裝置試驗(yàn)項(xiàng)目

試驗(yàn)項(xiàng)目例行試驗(yàn)型式試驗(yàn)交接試驗(yàn)章節(jié)

靜電放電抗擾度試驗(yàn)○●○9.1

射頻電磁場輻射抗擾度試驗(yàn)○●○9.2

電快速瞬變脈沖群抗擾度○●○9.3

浪涌抗擾度試驗(yàn)○●○9.4

電磁兼容試驗(yàn)

射頻場感應(yīng)傳導(dǎo)騷擾抗擾度○●○9.5

工頻磁場抗擾度試驗(yàn)○●○9.6

輻射發(fā)射騷擾試驗(yàn)○●○9.7

傳導(dǎo)騷擾試驗(yàn)○●○9.8

電介質(zhì)強(qiáng)度試驗(yàn)○●○9.9

裝置性能試驗(yàn)振動(dòng)、沖擊與碰撞試驗(yàn)○●○9.10

耐濕熱性能環(huán)境試驗(yàn)○●○9.11

5.4功率模塊試驗(yàn)項(xiàng)目

電力電子變壓器的功率模塊試驗(yàn)項(xiàng)目如表4所示。

表4功率模塊試驗(yàn)項(xiàng)目

試驗(yàn)項(xiàng)目例行試驗(yàn)型式試驗(yàn)交接試驗(yàn)章節(jié)

功能性試驗(yàn)空載運(yùn)行試驗(yàn)●●○10.2

滿載運(yùn)行試驗(yàn)●●○10.3

直流過壓保護(hù)試驗(yàn)●●○10.4

保護(hù)試驗(yàn)開關(guān)器件短路保護(hù)試驗(yàn)●●○10.5

通訊斷線故障保護(hù)試驗(yàn)●●○10.6

6外觀和結(jié)構(gòu)檢查

6.1檢查銘牌標(biāo)識是否清晰、正確。

6.2檢查外表面是否有起泡、裂紋、流痕等缺陷。

6.3檢查內(nèi)部空氣間隙和爬電距離是否符合要求。

6.4檢查結(jié)構(gòu)件是否按照圖紙安裝到位，螺絲是否做好緊固標(biāo)記。

6.5檢查功率模塊二次電路板卡是否安裝到位。

6.6檢查主回路接線和連接配線是否正確。

7整機(jī)絕緣試驗(yàn)

7.1端對地工頻耐壓試驗(yàn)

電力電子變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)短接，其他非被試側(cè)短接接地，將工頻交流電壓施加在高壓

側(cè)短接的端子與地之間。起始電壓應(yīng)低于17.5kV，在盡可能短的時(shí)間內(nèi)升至35kV，保持1min，

之后降至0，期間記錄局部放電量。

加壓過程中不出現(xiàn)閃絡(luò)及電壓下降現(xiàn)象，且局部放電量不超過200pC，則認(rèn)為試驗(yàn)通過。

7.2端對地直流耐壓試驗(yàn)

電力電子變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)短接，其他非被試側(cè)短接接地，將直流電壓施加在高壓側(cè)短

接的端子與地之間。起始電壓應(yīng)低于9kV，在盡可能短的時(shí)間內(nèi)升至18kV，保持60min，之

后降至0，期間記錄局部放電量。

加壓過程中不出現(xiàn)閃絡(luò)及電壓下降現(xiàn)象，且局部放電量符合規(guī)定（平均每分鐘300pC以

上的放電脈沖不超過15個(gè)，500pC以上的放電脈沖不超過7個(gè)，1000pC以上的放電脈沖不超

過3個(gè)，2000pC以上的放電脈沖不超過1個(gè)），則認(rèn)為試驗(yàn)通過。

7.3端對地雷電沖擊試驗(yàn)

參照GB/T33348，電力電子變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)短接，其他非被試側(cè)短接接地，高壓側(cè)短

接端子與之間施加3次正極性和3次負(fù)極性雷電沖擊電壓，試驗(yàn)波形滿足GB311.1和GB/T

1094.3相關(guān)要求，使用示波器或數(shù)字記錄儀記錄試驗(yàn)波形。

降低的試驗(yàn)電壓下所記錄的波形圖與全試驗(yàn)電壓下所記錄的波形圖無明顯差異，試驗(yàn)期

間不出現(xiàn)異常聲音，則認(rèn)為試驗(yàn)通過。

7.4端間交流-直流耐壓試驗(yàn)

試驗(yàn)方法可參照GB/T33348、DL/T1215，根據(jù)產(chǎn)品的不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，由用戶與設(shè)備供

應(yīng)商協(xié)商。

7.5端間雷電沖擊試驗(yàn)

試驗(yàn)方法可參照GB/T33348、DL/T1215，根據(jù)產(chǎn)品的不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，由用戶與設(shè)備供

應(yīng)商協(xié)商。

8高頻隔離變壓器試驗(yàn)

8.1繞組電阻測量

按照GB/T1094.1執(zhí)行。各相測得值的相互差值應(yīng)小于平均值的2%，線間測得值的相互

差值應(yīng)小于平均值的1%，與同溫下出廠值的變化應(yīng)不超過±2%。

8.2電壓比測量

按照GB/T1094.1執(zhí)行。變比小于3的變壓器電壓比允許偏差應(yīng)不超過±1%，其他變比

變壓器電壓比允許偏差應(yīng)不超過±0.5%。

8.3漏感測量

采用電橋法測試，測量頻率宜選取為高頻隔離變壓器額定工作頻率。

8.4絕緣電阻測量

按照GB/T1094.1執(zhí)行。絕緣電阻值應(yīng)不低于出廠值的70%。

8.5工頻耐壓及局部放電試驗(yàn)

被試?yán)@組高壓側(cè)端子短接，將工頻交流電壓施加在短接的端子與地之間。起始電壓應(yīng)低

于17.5kV，在10s內(nèi)升至35kV，保持1min，之后降至0，期間記錄局部放電量。試驗(yàn)時(shí)，其

余所有繞組、鐵芯、夾件及外殼均應(yīng)接地。

加壓過程中不出現(xiàn)閃絡(luò)及電壓下降現(xiàn)象，且局部放電量不超過10pC，則認(rèn)為試驗(yàn)通過。

8.6直流耐壓試驗(yàn)

被試?yán)@組所有端子短接，將直流電壓施加在短接的端子與地之間。起始電壓應(yīng)低于9kV，

在10s內(nèi)升至18kV，保持60min，之后降至0。

加壓過程中不出現(xiàn)閃絡(luò)及電壓下降現(xiàn)象，則認(rèn)為試驗(yàn)通過。

8.7短時(shí)感應(yīng)耐壓試驗(yàn)

可參照GB/T1094.3，試驗(yàn)頻率應(yīng)不低于額定工作頻率。

8.8空載損耗及空載電流測量

可參照GB/T1094.1。

8.9負(fù)載損耗及短路阻抗測量

可參照GB/T1094.1。

8.10溫升試驗(yàn)

可參照GB/T1094.11，在額定工況下進(jìn)行，溫度達(dá)到穩(wěn)定值后，各部分的溫度和溫升應(yīng)

符合設(shè)計(jì)要求。

9控保裝置試驗(yàn)

9.1靜電放電抗擾度試驗(yàn)

控保裝置的人機(jī)界面、控制按鍵應(yīng)能承受GB/T14598.26中規(guī)定的靜電放電抗擾度試驗(yàn)。

9.2射頻電磁場輻射抗擾度試驗(yàn)

控保裝置應(yīng)能承受GB/T14598.26中規(guī)定的射頻電磁場輻射抗擾度試驗(yàn)。

9.3電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)

控保裝置應(yīng)能承受GB/T14598.26中規(guī)定的電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)。

9.4浪涌抗擾度試驗(yàn)

控保裝置應(yīng)能承受GB/T14598.26中規(guī)定的浪涌抗擾度試驗(yàn)。

9.5射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度試驗(yàn)

控保裝置應(yīng)能承受GB/T14598.26中規(guī)定的射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度試驗(yàn)。

9.6工頻磁場抗擾度試驗(yàn)

控保裝置應(yīng)能承受GB/T14598.26中規(guī)定的工頻磁場抗擾度試驗(yàn)。

9.7輻射發(fā)射騷擾試驗(yàn)

控保裝置應(yīng)能滿足GB/T14598.26中規(guī)定的輻射發(fā)射騷擾要求。

9.8傳導(dǎo)騷擾試驗(yàn)

控保裝置應(yīng)能滿足GB/T14598.26中規(guī)定的傳導(dǎo)騷擾要求。

9.9電介質(zhì)強(qiáng)度試驗(yàn)

控保裝置應(yīng)能承受GB/T14598.3規(guī)定的電介質(zhì)強(qiáng)度試驗(yàn)要求。

9.10振動(dòng)、沖擊與碰撞試驗(yàn)

控保裝置應(yīng)能承受GB/T7261規(guī)定的嚴(yán)酷等級為1級的振動(dòng)耐久能力、沖擊耐久能力和碰

撞試驗(yàn)要求。試驗(yàn)后，無緊固件松動(dòng)脫落及結(jié)構(gòu)件損壞。

9.11耐濕熱性能環(huán)境試驗(yàn)

控保裝置應(yīng)能承受GB/T7261規(guī)定的交變濕熱試驗(yàn)要求。

10功率模塊試驗(yàn)

10.1功率模塊試驗(yàn)回路

功率模塊試驗(yàn)可采用直接負(fù)載法或圖1所示的背靠背對拖法。根據(jù)不同產(chǎn)品的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，

可采用單模塊或多模塊進(jìn)行，用于驗(yàn)證功率模塊在各種工況下的運(yùn)行情況和保護(hù)功能。

圖1功率模塊對拖試驗(yàn)回路示意圖

10.2空載運(yùn)行試驗(yàn)

功率模塊完成充電，升高輸入電壓至額定值，在額定輸入電壓值附近調(diào)整，輸出直流電

壓值符合設(shè)計(jì)要求。

10.3滿載運(yùn)行試驗(yàn)

功率模塊完成充電，控制電壓和功率至額定值，長時(shí)運(yùn)行，直到功率模塊各組部件的溫

度達(dá)到穩(wěn)定值，測量輸出波形和溫升。

長時(shí)運(yùn)行工況下，輸出波形應(yīng)正常，功率模塊各組部件的溫度和溫升符合設(shè)計(jì)要求。

10.4直流過壓保護(hù)試驗(yàn)

功率模塊完成充電，控制功率模塊直流電壓至額定值，提升功率模塊直流電壓高于保護(hù)

定值，測試直流過壓保護(hù)性能是否滿足要求。

10.5開關(guān)器件短路保護(hù)試驗(yàn)

功率模塊完成充電，控制功率模塊直流電壓至額定值，同時(shí)觸發(fā)某一模塊中半橋上下開

關(guān)器件，測試觸發(fā)脈沖是否正常閉鎖。

10.6通訊斷線故障保護(hù)試驗(yàn)

功率模塊完成充電，控制功率模塊直流電壓至額定值，拔掉通訊光纖，測試通訊斷線故

障保護(hù)是否滿足要求。

11系統(tǒng)調(diào)試試驗(yàn)

11.1充電觸發(fā)試驗(yàn)

電力電子變壓器整機(jī)組裝完畢后，確認(rèn)功率模塊、控保裝置及保護(hù)功能正常，依次進(jìn)行

低壓功率模塊觸發(fā)試驗(yàn)、高低壓側(cè)功率模塊觸發(fā)試驗(yàn)，驗(yàn)證整機(jī)功能是否符合要求。

11.2并網(wǎng)試驗(yàn)

充電試驗(yàn)完成后，控保系統(tǒng)下發(fā)解鎖指令，查看高壓并網(wǎng)電壓波形是否為正弦，調(diào)節(jié)并

網(wǎng)電壓與電網(wǎng)電壓相位保持一致后，合高壓側(cè)并網(wǎng)開關(guān)，完成并網(wǎng)。

11.3負(fù)載投切試驗(yàn)

電力電子變壓器空載穩(wěn)定運(yùn)行，合閘低壓側(cè)分支斷路器，使電力電子變壓器由空載逐漸

升至額定負(fù)荷，再逐一拉開低壓側(cè)分支斷路器，使負(fù)荷將為零。

在功率升降過程中，記錄系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

11.4交流側(cè)短路試驗(yàn)

在交流系統(tǒng)側(cè)進(jìn)行區(qū)外瞬時(shí)性人工單相接地及相間短路故障，電力電子變壓器控制保護(hù)

裝置應(yīng)能夠正確發(fā)出動(dòng)作指令，各動(dòng)作響應(yīng)時(shí)間滿足設(shè)計(jì)要求。相間短路故障消失后，電力

電子變壓器應(yīng)能夠可靠重啟，恢復(fù)供電。

11.5直流側(cè)單極接地試驗(yàn)

在直流系統(tǒng)側(cè)進(jìn)行區(qū)外瞬時(shí)性人工單極接地故障試驗(yàn)，電力電子變壓器控制保護(hù)裝置應(yīng)

能夠正確發(fā)出動(dòng)作指令，各動(dòng)作響應(yīng)時(shí)間滿