《T CPSS 1011-2023-電弧爐用柔性直流電源裝置技術(shù)規(guī)范》

T/CPSS1011—2023

電弧爐用柔性直流電源裝置技術(shù)規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了電弧爐用柔性直流電源裝置（以下簡稱柔性直流電源裝置）的術(shù)語和定義、使用條件、

系統(tǒng)構(gòu)成及設(shè)計原則、技術(shù)要求、試驗要求及方法、檢驗規(guī)則、運維及檢修要求、標志、包裝、運輸和

貯存。

本文件適用于功率等級兆瓦級及以上，能滿足冶金行業(yè)直流電弧爐冶煉工況要求的高可靠、高穩(wěn)定、

高能源轉(zhuǎn)化效率供電的高功率柔性直流電源裝置。

本文件中所述柔性直流電源裝置，采用以絕緣柵雙極型晶體管（InsulateGateBipolarTransistor—

IGBT）為代表的全控型功率半導(dǎo)體器件。

本文件不適用于冶金行業(yè)以晶閘管等非全控器件為元器件的大功率直流電源裝置。

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。凡是注明日期的引用文件，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。

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GB/T2423.2—2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗B：高溫

GB/T2423.3—2016環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Cab：恒定濕熱試驗

GB/T2423.5—1995電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分:試驗方法試驗Ea和導(dǎo)則:沖擊

GB/T2423.10—2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Fc：振動(正弦)

GB/T2900.33—2004電工術(shù)語電力電子技術(shù)

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GB/T4879防銹包裝

GB/T5048防潮包裝

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GB/T10067.2—1988電熱設(shè)備基本技術(shù)條件煉鋼電弧爐

GB/T12325電能質(zhì)量供電電壓偏差

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GB/T13306標牌

GB/T13384機電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)條件

GB/T14549電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波

GB/T15543電能質(zhì)量三相電壓不平衡

GB/T15945電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率允許偏差

GB/T16935.1低壓系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的絕緣配合第1部分：原理、要求和試驗

GB/T17626.17—2005電磁兼容試驗和測量技術(shù)直流電源輸入端口紋波抗擾度試驗

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GB/T17626.29—2006電磁兼容試驗和測量技術(shù)直流電源輸入端口電壓暫降、短時中斷和電

壓變化的抗擾度試驗

GB/T21560.3低壓直流電源第3部分：電磁兼容性（EMC）

GB/T37429—2019電弧爐工序能效評估導(dǎo)則

NB/T41007—2017交流電弧爐供電技術(shù)導(dǎo)則供電設(shè)計

3術(shù)語和定義

GB/T2900.33—2004、GB/T10067.2—1988、GB/T37429—2019和NB/T41007—2017界定的以

及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

電弧爐變壓器electricarcfurnacetransformer

電弧爐變壓器指用于各種金屬、礦石冶煉、熱處理、制取合金、電渣回爐等電弧爐的供電電源，其

作用是將變壓器一次側(cè)高達10kV～110kV的高壓，通過降壓變壓器將一次側(cè)電壓降低到100V～1200

V后輸出，提供電弧爐冶煉所需的大電流。

3.2

柔性直流電源裝置flexibleDCpowersupply

采用IGBT等全控型半導(dǎo)體器件和高頻調(diào)制技術(shù)進行交流-直流變換的電能變換裝置，通過調(diào)節(jié)全

控型半導(dǎo)體器件驅(qū)動脈沖信號的寬度、頻率及相位控制輸出端電壓、電流和功率。

3.3

整流單元AC-DCconverterunit

一種將交流電能變換成負載所需直流電能的電力電子變換裝置，可為不控整流、全控整流等。

3.4

直流變換單元DC-DCconverterunit

一種將直流電能變換成負載所需直流電壓、直流電流可控的電力電子變換裝置，通過調(diào)節(jié)全控型半

導(dǎo)體器件驅(qū)動脈沖信號的寬度、頻率及相位控制輸出端的電壓、電流和功率。

3.5

均流不平衡度currentunbalancedegree

K

柔性直流電源裝置中，有多個直流變換單元并聯(lián)輸出以滿足負載所需的大電流要求，均流不平衡度

K是對直流變換單元間通流差異的一種量化描述，以百分數(shù)表示。

|Ii-Im|

Ki=×100%················································（1）

Im

式中：

Ki——柔性直流電源裝置中第i個直流變換單元的均流不平衡度；

Ii——柔性直流電源裝置中第i個直流變換單元實際輸出的電流（平均值），單位為安培（A）；

Im——柔性直流電源裝置中所有并聯(lián)直流變換單元實際輸出電流的平均值，單位為安培（A）。

3.6

功率因數(shù)powerfactor

cosφ

用電設(shè)備輸入側(cè)有功功率與視在功率的比值。

P

cos=·····················································（2）

S

2????

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式中：

P——用電設(shè)備輸入側(cè)計量所得有功功率，單位為瓦特（W）；

S——用電設(shè)備輸入側(cè)計量所得視在功率，單位為伏安（VA）。

3.7

電壓諧波總畸變率totalharmonicdistortionofvoltage

THDu

電壓中各次諧波成分的方均根值與基波電壓成分之比，以百分數(shù)表示。

∞2

h=2Uh

THDu=×100%············································（3）

?∑U1

式中：

Uh——電壓中第h次諧波成分方均根值，單位為伏特（V）；

U1——電壓中基波有效值，單位為伏特（V）。

3.8

電流諧波總畸變率totalharmonicdistortionofcurrent

THDi

電流中各次諧波成分的方均根值與基波電流成分之比，以百分數(shù)表示。

∞

THD=2×100%···········································（4）

?∑?=2?????

式中：????????1

Ih——電流中第h次諧波成分方均根值，單位為安培（A）；

I1——電流中基波有效值，單位為安培（A）。

3.9

抗沖擊能力impactresistance

負荷急劇變化引起電源裝置輸出端功率達100%×Pn/s（每秒100%額定功率）及以上變化，甚至短

路時柔性直流電源裝置的穩(wěn)定供電和自保護能力。

4使用條件

環(huán)境條件

柔性直流電源裝置在以下環(huán)境條件下應(yīng)能正常工作：

a)室內(nèi)使用，防火等級不低于二級丁類；

b)海拔≤2000m；海拔高度＞2000m時，應(yīng)按GB/T3859.2—2013規(guī)定降額使用；

c)工作環(huán)境溫度-25℃～+55℃；

d)工作相對濕度≤90%（40±1）℃，無凝露；

e)安裝地面傾斜度不大于5°，振動符合國標技術(shù)條件；

f)安裝地點周圍無易燃、易爆危險源，無腐蝕性氣體、粉塵源，無導(dǎo)電塵埃；

g)污染等級：不低于3級；

若需室外運行時，訂貨商需提供風速、風沙、覆冰、積雪、凝霜等條件，由供需雙方協(xié)商確定。

系統(tǒng)供電條件

電網(wǎng)條件應(yīng)滿足如下要求：

a)電壓偏差應(yīng)不超過GB/T12325規(guī)定的限值；

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b)頻率偏差應(yīng)不超過GB/T15945規(guī)定的限值；

c)三相電壓不平衡度應(yīng)不超過GB/T15543規(guī)定的限值；

d)諧波電壓應(yīng)不超過GB/T14549規(guī)定的限值。

5系統(tǒng)構(gòu)成及設(shè)計原則

系統(tǒng)構(gòu)成

電弧爐用柔性直流電源裝置電氣系統(tǒng)由交流隔離開關(guān)、真空斷路器、網(wǎng)側(cè)保護單元、預(yù)充電路、柔

性直流電源裝置及相關(guān)儀器儀表等構(gòu)成，如圖1所示。其中，柔性直流電源裝置由若干個移相變壓器、

AC-DC單元、DC-DC單元、直流隔離開關(guān)等組成。

預(yù)充電路短網(wǎng)

ACDC

交流真空網(wǎng)側(cè)保護單元DCDC

隔離開關(guān)斷路器頂電極

預(yù)充電路

ACDC電弧爐

三相電網(wǎng)電源

交流真空DCDC

網(wǎng)側(cè)保護單元

直流隔離底電極

隔離開關(guān)斷路器移相變壓器AC-DC單元DC-DC單元

開關(guān)

短網(wǎng)

柔性直流電源裝置

圖1電弧爐用柔性直流電源裝置電氣系統(tǒng)示意圖

設(shè)計原則

電弧爐的容量大小及運行工況對柔性直流電源裝置的性能和運行提出了要求，電源裝置的系統(tǒng)應(yīng)

根據(jù)訂貨商提供的工況條件進行設(shè)計，確定電源裝置的功率等級、額定電壓、額定電流、主電路拓撲結(jié)

構(gòu)、功率器件選型及數(shù)目、并聯(lián)直流變換單元數(shù)量、移相變壓器額定容量及裕量、變壓器繞組連接組別

及連接方式、調(diào)壓方式、隔離開關(guān)及斷路器型號、導(dǎo)體材料、散熱系統(tǒng)等主要參數(shù)及信息。

電源裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)充分考慮避免人身觸電的風險，并應(yīng)制定詳細的使用說明書。電源裝置應(yīng)設(shè)

置接地端子箱，功率單元與控制系統(tǒng)宜單獨設(shè)置接地線，功率單元接地電阻應(yīng)≤4Ω，控制系統(tǒng)接地電

阻應(yīng)≤1Ω，金屬殼體和要求接地的元器件應(yīng)與接地線具有良好的電氣連接，且接地線要可靠接地。原

材料選型時應(yīng)充分考慮電源裝置運行時產(chǎn)生的熱應(yīng)力和電應(yīng)力對材料的可靠性和壽命影響。

6技術(shù)要求

總體要求

柔性直流電源裝置的設(shè)計應(yīng)符合標準化、模塊化、簡易化的原則，器件、配件、線纜、導(dǎo)體、絕緣

件及其他結(jié)構(gòu)件的設(shè)計應(yīng)采用標準化的型材和結(jié)構(gòu)設(shè)計。設(shè)計過程中，根據(jù)通用性原則，應(yīng)盡可能合并、

減少組件的型號和結(jié)構(gòu)件的種類，簡化生產(chǎn)維護管理和相應(yīng)工藝流程，提高整個電源裝置的可靠性、安

全性、耐用性、可維護性和使用壽命。

半導(dǎo)體變流器的共性要求，其檢驗要求和試驗方法應(yīng)符合GB/T3859.1—2013第4、5、6、7章節(jié)

的規(guī)定。

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電氣性能

柔性直流電源裝置的電氣性能設(shè)計指標應(yīng)滿足表１要求。

表1柔性直流電源裝置的電氣性能

序號項目技術(shù)要求備注

電源裝置輸入指標

1輸入電壓UN（1±10%）VUN為線電壓

2輸入頻率（50±0.5）Hz—

3功率因數(shù)cosφcosφ≥0.95—

交流側(cè)并網(wǎng)電壓總諧波

4電壓諧波總畸變率THDu≤5%

畸變率滿足GB/T14549

交流側(cè)并網(wǎng)電流總諧波

5電流諧波總畸變率THDi≤5%

畸變率滿足GB/T14549

電源裝置輸出指標

6輸出電壓穩(wěn)壓精度±1%—

7輸出電流穩(wěn)流精度±1%—

8輸出功率控制精度±2%—

9正常運行方式效率電源裝置效率≥97%—

10過載能力1.2倍額定負載PN過載30min—

并聯(lián)直流變換單元

11≤3%—

電流不均衡度

輸出功率變化率≥100%×PN/s

12抗沖擊能力PN為電源裝置額定功率

時，裝置可穩(wěn)定工作

13功率模塊溫升≤70℃—

14噪聲≤80dB—

冷卻系統(tǒng)

功率達到兆瓦級以上的柔性直流電源裝置宜采用水冷系統(tǒng)為主、風冷系統(tǒng)為輔對功率模塊、電纜及

短網(wǎng)進行散熱，冷卻系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)充分考慮電源裝置的散熱需求，宜留有10%的散熱裕量以應(yīng)對柔性直

流電源裝置短時過負荷運行的散熱需求。

水冷系統(tǒng)管道外壁應(yīng)考慮凝露、積水對材料的腐蝕、老化影響，避免管道外壁在規(guī)定使用壽命和壓

力范圍內(nèi)出現(xiàn)滲水或爆管等情況，冷卻系統(tǒng)閥門等關(guān)鍵控制裝置，宜定期檢查，有條件時可配備防塵、

防水罩。

水冷系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)預(yù)留泄水孔，用于檢修維護時泄放管道積水，還應(yīng)設(shè)置排氣孔，便于加入冷卻液

時管道內(nèi)部氣體的排除，泄水孔和排氣孔在水冷系統(tǒng)正常運行期間應(yīng)具備良好的密封性。

風冷散熱系統(tǒng)進風口應(yīng)考慮設(shè)置防塵過濾裝置，過濾裝置積塵情況應(yīng)易于觀測、拆卸和維護。水冷

散熱系統(tǒng)所有部件設(shè)計和選型應(yīng)和冷卻液體相適應(yīng)，閥門、管道、接頭、彎頭、法蘭等部件，在規(guī)定的

使用壽命和壓力范圍內(nèi)，均應(yīng)保持良好的密封性。

通信功能

直流電源裝置應(yīng)具有以太網(wǎng)、CAN/RS232、CAN/RS485三類標準通訊接口，根據(jù)訂貨商要求宜

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支持ModbusTCP、ProfibusDP等通訊協(xié)議，并提供與通信接口配套使用的通信線纜和各種告警信號輸

出端子。

通訊系統(tǒng)應(yīng)配合現(xiàn)場檢測儀器儀表進行設(shè)計，及時精確地將現(xiàn)場采集到的電壓、電流、溫度、壓力、

流量、液位及故障情況及時反饋至中控室遠程監(jiān)控系統(tǒng)，并傳輸至存儲器進行保存，響應(yīng)時間應(yīng)≤500

ms。

遠程監(jiān)控

中控室遠程監(jiān)控內(nèi)容應(yīng)包括：變壓器工作狀態(tài)、變壓器額定功率、電源裝置直流母線電壓、電源裝

置輸出電壓電流、并聯(lián)直流變換單元電流實時值、功率模塊溫升、電源裝置通訊系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)

采集和傳輸系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)運行狀態(tài)等。

電源裝置及附屬系統(tǒng)某一部件出現(xiàn)故障時，中控室遠程監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)及時顯示故障部位及故障情況。

電源裝置出現(xiàn)嚴重過流、過溫、高壓側(cè)短路、通信系統(tǒng)斷開及冷卻系統(tǒng)停機等嚴重故障時，應(yīng)立即啟動

保護停機檢查。

絕緣耐壓性能

6.6.1絕緣電阻

在4.1規(guī)定的正常試驗大氣條件下，柔性直流電源裝置各獨立電路與外露的可導(dǎo)電部分之間（變壓

器二次側(cè)至電源裝置輸入側(cè)之間的進線管母、電源裝置輸出側(cè)至電弧爐電極之間的出線管母），以及與

各獨立電路之間，用直流兆歐表測量其絕緣電阻，對于工作電壓≤1000V時，絕緣電阻不應(yīng)小于1MΩ；

對于工作電壓＞1000V時，電壓每提升1V，絕緣電阻的阻值應(yīng)在1MΩ的基礎(chǔ)上提高1000Ω。輸入回

路對外殼大于100MΩ，輸出回路對外殼大于100MΩ。

6.6.2介電強度

在4.1規(guī)定的正常試驗大氣條件下，電源應(yīng)能承受頻率為50Hz，歷時1min的工頻耐壓試驗而無

擊穿閃絡(luò)及元件損壞現(xiàn)象；可采用工頻交流試驗電壓，也可以采用直流試驗電壓，其值應(yīng)為規(guī)定的工頻

交流試驗電壓值的1.414倍；試驗過程中，任一被試電路施加電壓時，其余電路等電位互聯(lián)接地。

電磁兼容

柔性直流電源裝置功率達兆瓦級及以上需諸多組直流變換單元并聯(lián)，設(shè)計時應(yīng)充分考慮裝置運行

時直流變換單元間電流不均衡的問題，通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，以避免或削弱母排瞬態(tài)磁場變化對暫態(tài)均流

特性的影響。此外，還應(yīng)考慮先進的均流優(yōu)化控制方法調(diào)節(jié)電源裝置運行時的均流。

檢測儀器儀表、控制線纜、信號線纜、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備、控制系統(tǒng)在設(shè)計時應(yīng)充分考慮良好的電磁屏

蔽，避免電磁干擾影響電源裝置的正常運行。

電源裝置進線的母排宜采用空間對稱布置，減小三相之間的阻抗差異和線路有功、無功損耗，避免

進線三相電流存在較大差異。

電弧爐用柔性直流電源裝置其他方面的電磁兼容應(yīng)滿足GB/T21560.3和GB/T17626.29—2006中

的要求。

外殼防護等級

除訂貨商有特殊要求外，本標準中柔性直流電源裝置的外殼防護等級應(yīng)滿足GB/T4208的規(guī)定，室

內(nèi)使用不低于IP20。若需室外運行時，根據(jù)現(xiàn)場使用條件，由供需雙方協(xié)商確定。

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環(huán)境適應(yīng)性要求

柔性直流電源裝置在規(guī)定的貯存和工作溫度、濕度要求范圍內(nèi)電源裝置應(yīng)可以正常工作；運輸、貯

存過程中的輕微振動（縱向振幅≤2cm，橫向位移≤5cm），電源裝置不應(yīng)有機械損壞，緊固件不應(yīng)松

動。

保護與告警功能

6.10.1短路保護

電弧爐起弧時直流電源輸出端近似短路狀態(tài)，且冶煉過程中爐內(nèi)工況不斷變化易引起電源輸出端

短路。電源裝置進行短路保護設(shè)計時應(yīng)充分考慮電弧爐的冶煉工況，正常冶煉過程中電源輸出端出現(xiàn)的

短路，直流電源裝置不應(yīng)發(fā)出故障告警和聲光報警；非正常冶煉工況引起的電源輸出端短路，直流電源

裝置應(yīng)啟動自保護停機、發(fā)出故障告警信號并觸發(fā)聲光報警。

6.10.2過流保護

柔性直流電源裝置正常工作時，輸出電流宜具備短時（30min）過流能力（1.2倍額定電流），超

過此限值時，電源裝置應(yīng)啟動自保護停機、發(fā)出故障告警信號并觸發(fā)聲光報警。

6.10.3過載保護

柔性直流電源裝置正常工作時，輸出功率宜具備短時（30min）過載能力（1.2倍額定功率），超

過此限值時，電源裝置應(yīng)啟動自保護停機、發(fā)出故障告警信號并觸發(fā)聲光報警。

6.10.4功率模塊過溫保護

柔性直流電源裝置正常工作時，功率模塊溫升檢測反饋值高于預(yù)設(shè)值時，電源裝置應(yīng)啟動自保護停

機、發(fā)出故障告警信號并觸發(fā)聲光報警。

6.10.5冷卻系統(tǒng)故障保護

柔性直流電源裝置正常工作時，冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，電源裝置應(yīng)啟動自保護停機、發(fā)出故障告警

信號并觸發(fā)聲光報警。

6.10.6通訊故障保護

柔性直流電源裝置正常工作時，通訊系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，電源裝置應(yīng)啟動自保護停機、發(fā)出故障告警

信號并觸發(fā)聲光報警。

7試驗要求及方法

試驗總則

試驗是檢驗柔性直流電源裝置功能設(shè)計是否滿足工程應(yīng)用需求，生產(chǎn)加工質(zhì)量是否達標的重要手

段，電源裝置試驗測試時應(yīng)嚴格按照規(guī)范和準則進行，對于測試未通過的項目應(yīng)查找原因，重新進行檢

測，直至檢測項目全部達標。

7

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電源裝置輸入指標檢測

7.2.1輸入電壓范圍

測試電路如圖2所示。電源裝置輸出接額定阻性負載，調(diào)節(jié)電源裝置在全功率范圍內(nèi)運行，變壓器

網(wǎng)側(cè)電壓范圍應(yīng)符合表1中第1項的規(guī)定。

7.2.2輸入頻率范圍

測試電路如圖2所示。電源裝置輸出接額定阻性負載，調(diào)節(jié)電源裝置在全功率范圍內(nèi)運行，變壓器

網(wǎng)側(cè)頻率范圍應(yīng)符合表1中第2項的規(guī)定。

7.2.3功率因數(shù)

測試電路如圖2所示。電源裝置輸出接額定阻性負載，調(diào)節(jié)電源裝置在全功率范圍內(nèi)運行，變壓器

網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)應(yīng)符合表1中第3項的規(guī)定。

7.2.4電壓總諧波畸變率

測試電路如圖2所示。電源裝置輸出接額定阻性負載，調(diào)節(jié)電源裝置在全功率范圍內(nèi)運行，變壓器

網(wǎng)側(cè)電壓總諧波畸變率應(yīng)符合表1中第4項的規(guī)定。

7.2.5電流總諧波畸變率

測試電路如圖2所示。電源裝置輸出接額定阻性負載，調(diào)節(jié)電源裝置在全功率范圍內(nèi)運行，變壓器

網(wǎng)側(cè)電流總諧波畸變率應(yīng)符合表1中第5項的規(guī)定。

功率分析儀

電力諧波分析儀

A

移相變超高功率柔性

B負載

C壓器直流電源裝置

變壓器網(wǎng)側(cè)直流電源輸出側(cè)

圖2柔性直流電源裝置指標測試電路

電源裝置輸出指標檢測

7.3.1輸出電壓穩(wěn)壓精度

測試電路如圖2所示。柔性直流電源裝置輸出接額定阻性負載，設(shè)定電源裝置工作在恒壓模式，調(diào)

節(jié)輸出電壓在全域范圍內(nèi)變化，測量電源裝置的輸出電壓Uo，輸出電壓穩(wěn)壓精度可根據(jù)式（5）計算，

測量精度應(yīng)符合表1中第6項的規(guī)定。

=×100%R···············································（5）

?????????????????

????

式中：????????????

——電源裝置輸出電壓控制精度；

Uo——電源裝置實際輸出電壓，單位為伏特（V）；

????????

8

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Us——電源裝置設(shè)定輸出電壓，單位為伏特（V）。

7.3.2輸出電流穩(wěn)流精度

測試電路如圖2所示。柔性直流電源裝置輸出接額定阻性負載，設(shè)定電源裝置工作在恒流模式，調(diào)

節(jié)輸出電流在全域范圍內(nèi)變化，測量電源裝置的輸出電流Io，輸出電流穩(wěn)壓精度可根據(jù)式（6）計算，

測量精度應(yīng)符合表1中第7項的規(guī)定。

=×100%···············································（6）

?????????????????

????

式中：????????????

——電源裝置輸出電流控制精度；

Io——電源裝置實際輸出電流，單位為安培（A）；

????????

Is——電源裝置設(shè)定輸出電流，單位為安培（A）。

7.3.3輸出功率控制精度

測試電路如圖2所示。柔性直流電源裝置輸出接額定阻性負載，設(shè)定電源裝置工作在恒功率模式，

調(diào)節(jié)輸出功率在全域范圍內(nèi)變化，測量電源裝置的輸出功率Po，輸出功率控制精度可根據(jù)式（7）計算，

測量精度應(yīng)符合表1中第8項的規(guī)定。

=×100%···············································（7）

?????????????????

????

式中：????????????

——電源裝置輸出功率控制精度；

Po——電源裝置實際輸出功率，單位為瓦特（W）；

????????

Ps——電源裝置設(shè)定輸出功率，單位為瓦特（W）。

7.3.4效率

測試電路如圖2所示。柔性直流電源裝置輸出接額定阻性負載，調(diào)節(jié)輸出功率為額定功率，測量變

壓器網(wǎng)側(cè)的輸入功率P1和電源裝置的輸出功率Po，效率可根據(jù)式（8）計算，效率應(yīng)符合表1中第9項

的規(guī)定。

=×100%·················································（8）

????0

式中：????????1

η——電源裝置的總效率；

P1——電源裝置輸入功率；

Po——電源裝置輸出功率。

7.3.5過載能力

測試電路如圖2所示。柔性直流電源裝置輸出接額定阻性負載，先調(diào)節(jié)電源裝置的電壓、電流至額

定值，穩(wěn)定工作后，加大輸出電流至1.2倍電源裝置額定功率，持續(xù)工作半小時，測量裝置各項指標應(yīng)

在正常范圍內(nèi)。

7.3.6并聯(lián)直流變換單元電流不均衡度

測試電路如圖3所示。柔性直流電源裝置輸出接額定阻性負載，調(diào)節(jié)輸出功率在全域范圍內(nèi)變化，

測量電源裝置的輸出總電流Iout，各并聯(lián)直流變換單元的輸出電流Ix，并聯(lián)直流變換單元的電流不均衡

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T/CPSS1011—2023

度可根據(jù)式（1）計算，應(yīng)符合表1中第11項的規(guī)定。

直流變換單元1

I1Iout

直流變換單元2I2

阻

性

負

載

直流變換單元3I3

…

直流變換單元N

IN

圖3并聯(lián)直流變換變換單元電流不均衡度測試電路

7.3.7抗沖擊能力

柔性直流電源裝置輸出接可調(diào)阻性負載，調(diào)節(jié)輸出功率在全域范圍內(nèi)快速變化，功率變化率一般應(yīng)

達100%×PN/s（每秒100%額定功率）及以上，電源裝置可穩(wěn)定工作。

7.3.8功率模塊溫升

電源裝置所使用的功率模塊可預(yù)埋溫度檢測傳感器在功率模塊內(nèi)，傳感器可為負溫度系數(shù)的電阻

（NegativeTemperatureResistance，NTR），傳感器檢測得到的溫度應(yīng)及時反饋至中控室監(jiān)控系統(tǒng)。

7.3.9噪聲檢測

柔性直流電源裝置正常運行時，輸出端接額定阻性負載，將聲級計置于電源裝置正前方1m、裝置

1/2高度處進行聲音分貝檢測，測量結(jié)果應(yīng)滿足表1中第14項的規(guī)定。

冷卻系統(tǒng)試驗

冷卻系統(tǒng)試驗通過注入冷卻液，冷卻液進口注入冷卻液的同時封閉出口，施加試驗要求的水壓，維

持壓力恒定2h以上。試驗過程中，冷卻系統(tǒng)回路不應(yīng)有泄露情況出現(xiàn)，壓力損失值需在規(guī)定的范圍內(nèi)。

此外，試驗應(yīng)對電源裝置冷卻系統(tǒng)的進出水口壓力差值進行檢測，測量在工廠環(huán)境溫度（0℃～45℃）

下進行，冷卻系統(tǒng)所有部件（管道、接頭、法蘭、閥門、儀表、軟管）均應(yīng)按照其運行狀態(tài)裝配。試驗

中，進口水壓、水溫、流量等參數(shù)應(yīng)保持額定運行參數(shù)，進出水口壓力差應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)。

通信功能測試

檢查電源裝置有無標準通信接口，且配置了與標準通信接口配套使用的通信線纜和各種告警信號

輸出端子。

根據(jù)提供的通信協(xié)議逐條檢測6.4中的功能，應(yīng)確保系統(tǒng)發(fā)出的信號指令及時、準確的傳輸至現(xiàn)場

設(shè)備，并將現(xiàn)場檢測得到的信號及時回傳至控制系統(tǒng)進行功能判斷、數(shù)據(jù)存儲。

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遠程監(jiān)控功能測試

遠程監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)涵蓋6.5中重要內(nèi)容，現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)、傳感器的檢測參數(shù)應(yīng)及時反饋呈現(xiàn)在

遠程監(jiān)控系統(tǒng)畫面上，模擬設(shè)備故障或傳感器檢測參數(shù)超標，檢測中控室遠程監(jiān)控畫面是否及時、準確

顯示故障信號并發(fā)出告警信號。

絕緣耐壓性試驗

柔性直流電源裝置型式試驗和出廠試驗的絕緣耐壓試驗按照GB/T3859.1—2013的7.2相關(guān)要求

執(zhí)行，試驗結(jié)果應(yīng)符合6.6的規(guī)定。絕緣電阻試驗要求見6.6.1，試驗方法如表2所示；介電強度試驗

要求見6.6.2，試驗電壓標準見表3。

表2絕緣電阻試驗電壓等級

單位為伏特（V）

額定絕緣電壓等級U試驗電壓

250＜U≤10001000

U>10002500

表3電源裝置介電強度試驗電壓

單位為伏特（V）

額定電壓UN交流試驗電壓直流試驗電壓

UN≤6010001414

60＜UN≤30020002828

300＜UN≤50025003535

500＜UN≤100030004242

UN＞10002UN+10002.828UN+1414

注：表中交流試驗電壓數(shù)值為頻率50Hz時的有效值。電源裝置的

沖擊電壓應(yīng)滿足GB/T16935.1的要求。

雷電沖擊試驗為特殊試驗，若訂貨商有此特殊需求時，由供需雙方協(xié)商確定，雷電沖擊試驗流程及試驗

要求按GB/T12668.501—2013執(zhí)行。

電磁兼容試驗

本試驗按照GB/T17626.17—2005和GB/T17626.29—2006的規(guī)定執(zhí)行。

外殼防護等級試驗

外殼防護等級試驗方法按GB/T4208執(zhí)行，試驗結(jié)果應(yīng)符合6.8的規(guī)定。

環(huán)境適應(yīng)性試驗

低溫貯存試驗按照GB/T2423.1—2008中“試驗Ab”進行，試驗溫度為（-25±3）℃。電源不通電，

達到試驗溫度后，持續(xù)20h，然后25℃常溫下恢復(fù)2h后，電源裝置應(yīng)能正常工作。

低溫工作試驗按照GB/T2423.1—2008中“試驗Ad”進行，試驗溫度為（5±2）℃，電源裝置輸出

端接額定阻性負載通電工作2h，試驗過程中電源裝置的各項輸出指標應(yīng)滿足表1的規(guī)定。

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高溫貯存試驗按照GB/T2423.2—2008中“試驗Bb”進行，試驗溫度為（50±2）℃。電源不通電

達到試驗溫度后，持續(xù)20h，然后25℃常溫下恢復(fù)2h后，電源裝置應(yīng)能正常工作。

高溫工作試驗按照GB/T2423.2—2008中“試驗Bd”進行，試驗溫度為（50±2）℃，電源裝置輸

出端接額定阻性負載通電工作2h，試驗過程中電源裝置的各項輸出指標應(yīng)滿足表1的規(guī)定。

恒定濕熱試驗按照GB/T2423.3—2016中“試驗Cab”進行，試驗溫度為（40±2）℃，相對濕度為

（90±3）%，達到規(guī)定條件后，通電加額定負載，試驗時間持續(xù)2h，電源裝置應(yīng)能正常工作，各項輸出

指標應(yīng)符合表1中的規(guī)定。

振動試驗按照GB/T2423.10—2008中“試驗Fc”進行，電源裝置不通電，振動頻率為10Hz～150

Hz，振幅為0.35mm，三個方向各連續(xù)5個循環(huán)，試驗結(jié)束以后，電源裝置不應(yīng)有機械損壞，緊固件不

應(yīng)松動，通電以后應(yīng)能正常工作。

2

沖擊試驗按照GB/T2423.5—1995中“試驗Ea”進行，電源裝置不通電，峰值加速度為150m/s，

持續(xù)時間11ms，3個方向各連續(xù)5個循環(huán)，試驗后電源裝置不應(yīng)有機械損壞，緊固件不應(yīng)松動，通電

以后應(yīng)正常工作。

保護與告警功能檢測

保護與告警功能檢驗內(nèi)容按6.10的規(guī)定執(zhí)行。通過模擬對應(yīng)故障，故障顯示與報警信號應(yīng)與故障

項目一致，電源裝置應(yīng)及時得到有效保護，無電氣和機械損傷，故障解除后，電源裝置可以正常使用。

8檢驗規(guī)則

出廠檢驗

出廠檢驗時，每臺出廠的產(chǎn)品，制造商都應(yīng)進行出廠檢驗，出廠檢驗過程中，若任意一項指標不合

格，則該產(chǎn)品為不合格，并應(yīng)找出造成指標不合格的原因，重新進行檢測，直至全部指標合格，全部項

目達標以后，應(yīng)出具合格證明。

現(xiàn)場應(yīng)用工況有特殊要求的，由供需雙方協(xié)商進行特殊試驗。

型式檢驗

型式檢驗時，檢驗樣品應(yīng)在出廠檢驗合格的產(chǎn)品中隨機抽取1臺進行檢驗，抽檢產(chǎn)品的檢驗項目必

須全部合格，任一項指標不合格，需查明原因重新進行型式檢驗。新產(chǎn)品試制完成，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、工藝、

材料變更影響到產(chǎn)品的某些特性及參數(shù)變化時，應(yīng)對全部指標進行型式檢驗。

型式檢驗合格的產(chǎn)品，應(yīng)出具型式試驗合格證明。

檢驗項目

出廠檢驗和型式檢驗的檢驗項目見表4。

表4電弧爐用柔性直流電源裝置檢驗項目及判定

序號檢驗項目出廠檢驗型式檢驗技術(shù)要求試驗方法

1電網(wǎng)輸入電壓————

2電網(wǎng)輸入頻率————

3電網(wǎng)功率因數(shù)————

4電網(wǎng)電壓總諧波畸變率————

5電網(wǎng)輸入電流總諧波畸變率————

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表4電弧爐用柔性直流電源裝置檢驗項目及判定（續(xù)）

序號檢驗項目出廠檢驗型式檢驗技術(shù)要求試驗方法

6輸出電壓穩(wěn)壓精度————

7輸出電流穩(wěn)流精度————

8輸出功率控制精度————

9效率————

10過載能力————

11并聯(lián)直流變換單元電流不均衡度————

12抗沖擊能力————

13功率模塊溫升————

14噪聲————

15冷卻系統(tǒng)—