负载换相型软起动装置

负载换相型软起动装置

国家标准 GB/T34928一2017 负载换相型软起动装置 I0adc0mmutatedsoft-startdewice 2017-11-01发布 2018-05-01实施 中华人民共利国国家质量监督检验检疙总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/34928一2017 负载换相型软起动装置 范围 本标准规定了负载换相型软起动装置(以下简称装置)的系统集成及型号命名,技术要求,试验方 法,检验规则,标志、包装、运输及贮存 本标准适用于额定输人交流电压6kV~10V、额定输人频率为50Hz或60Hz的三相交流同步 电动机用负载换相型软起动装置 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/T31l.1一2012绝缘配合第1部分;定义、原则和规则 GB/T3797一2016电气控制设备 GB/T3859.12013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/T3859.3半导体变流器通用要求和电网换向变流器第1-3部分;变压器和电抗器 GB/T4025人机界面标志标识的基本和安全规则操作规则 GB/T4208-2017外壳防护等级(IP代码 GB 588.1无金属化孔单双面印制板分规范 GB 4588.2有金属化孔单双面印制板分规范 GB 4798.2电工电子产品应用环境条件第2部分;运输 GB/T7947 人机界面标志标识的基本和安全规则导体颜色或字母数字标识 GB/T11022一2011高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求 GB/T12668.3调速电气传动系统第3部分;电磁兼容性要求及其特定的试验方法 GB/T12668.4一2006调速电气传动系统第4部分;一般要求交流电压1000V以上但不超 过35kV的交流调速电气传动系统额定值的规定 GB/T14048.1一2012低压开关设备和控制设备第1部分;总则 GB/T335952017电动机软起动装置型号编制方法 GB/T34927一2017电动机软起动装置通用技术条件 GB5006020083110kV高压配电装置设计规范 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 3.1 负载换相loadcommutation 由交流负载提供的电源实现的换相 3.2 同步软起动synchronossoft-start 电动机软起动时,电动机轴的转速与电动机定子频率一致的过程
GB/T34928一2017 3.3 loadcommutatedsoft-startdevice 负载换相型软起动装置 采用负载换相变流方式,调节三相交流电动机定子输人频率和电压,实现同步软起动的装置 3.4 同期synehronization 装置输出电压与电动机工频交流输人电源的幅值、相位、频率差达到规定值时,电动机从软起动状 态切换到工频运行状态的控制过程 系统集成及型号命名 4.1系统集成原理图 装置的系统集成原理图如图1所示 回 口一囚一自 -自一回一口 囚 回 说明: -交流输人电源; 三相交流同步电动机 交流输人电源开关; 电动机拖动的负载 -装置输人开关; 同期合闸开关; -负载换相型软起动装置; 励磁装置 -装置输出开关; 图1装置的系统集成原理图 4.2拓扑结构 4.2.1装置基本构成 装置完成从固定频率和电压的交流输人到设定频率和电压的交流输出的电力变换,中间采用直流 环节 装置一般包含整流单元、直流环节、逆变单元、变压器单元及控制单元.如图2所示 / / 说明 变压器单元; 1、5 逆变单元; 2 整流单元; 控制单元; 直流环节 同步电动机 图2装置基本构成
GB/34928一2017 4.2.2装置配置 装置的典型配置参见附录A 4.3型号命名 装置的型号应符合GB/T335952017的规定 技术要求 5.1基本参数 5.1.1额定工作电压 装置的额定工作电压U 为6kV或10kV 5.1.2额定工作频率 装置的额定工作频率f 为50Hz或60Hz 5.13输出电压范围 装置的输出电压范围为0U. 5.1.4输出频率范围 装置的输出频率范围为0Hz50Hz或0Hz一60Hz 5.2使用条件 5.2.1周围环境条件 装置应在户内安装,在下列环境条件下应正常工作 环境温度:0C一40 a bb) 相对湿度:24h内,相对湿度的平均值不超过95%; 海拔;不超过1000m;超过1000m时,每超过100m,外绝缘距离增大1%,输出额定电流能 c 力减小1%; 供电电源;电压波动不超过一20%+10%,频率波动不超过士2%; d 运行地点无导电或爆炸性气体,尘埃,无腐蚀金属或破坏绝缘的气体或蒸汽 5.2.2电气条件 电气条件应符合GB/T3859.1一2013的5.3.2中的C级的规定 5.3一般要求 5.3.1柜体 5.3.1.1装置柜体结构应牢固,能承受运输和正常使用条件下可能遇到的机械电气和热的应力,其构 件应具有良好的防腐蚀性能 5.3.1.2装置柜体表面涂层不得有脱落,起泡、裂纹、划伤痕迹,不得眩目反光,光泽,色调应均匀一致 表面平整、均匀,焊接处均匀牢固,无明显变形或裂纹、烧穿
GB/T34928一2017 5.3.1.3装置柜体外壳前面(或后面)的明显部位应设置“高压危险”或类似的警示牌 5.3.2元器件 装置中的元器件应符合其自身相应的标准 5.3.3印制板 装置中的印制板应符合GB/T4588.1和GB/T4588.2的规定 5.3.4导线颜色 装置中的导线颜色应符合GB/T7947的规定 5.3.5指示灯和按钮颜色 装置中的指示灯和按钮颜色应符合GB/T4025的规定 5.3.6接线插件 装置中的接线插件应符合GB/T14048.1 -2012中7.1.8的规定 5.3.7电气连接 装置应按照电路的额定绝缘电压确定导线绝缘等级 两个连接器件之间的导线不应有中间接头或焊点,应在固定的端子上接线 个端子上只能连接一根导线 将两根或多根导线连接到一个端子上,只有在端子是为此用途设 计或经特殊工艺处理并经试验验证时才允许 5.3.8变压器 装置中的变压器应符合GB/T12668.4一2006中6.3和8.2的规定 5.3.9电抗器 装置中的电抗器应符合GB/T3859.3的规定 5.4外壳防护等级 装置的外壳防护等级不应低于GB/T42082017中IP20的规定 5.5安全和接地 5.5.1接地 装置应通过直接的相互有效连接,或通过由保护导体完成的相互有效连接,确保保护电路的连续 性 可能触及的金属部件与外壳接地间的电阻不应大于0.1Q 接地导线应使用黄、绿相间的双色线， 接地点应有明显的接地标志 5.5.2防止触电的保护接地 装置应有防止触电的保护设施,金属结构体的架、门和盖等应可靠接地 与接地点相连接的保护导 体截面积应符合表1的规定
GB/34928一2017 表1主接地点的导体截面积 单位为平方毫米 给装置锁电的主导线截面积s 主接地点应有的导体截面积 S<16 s/2,且不小于16 Sl6 5.5.3功能接地 装置应设置屏蔽功能(如抗干扰等)的接地,可与防止触电接地点共用 5.6电气间隙和爬电距离 5.6.1一次回路电气间隙和爬电距离 装置一次回路的电气间隙应符合GB50060一2008中5.1.4的规定，爬电距离应符合 GB/Tl1022201l中5.14的规定 二次回路电气间隙和爬电距离 5.6.2 装置中不等电位的裸导体之间以及带电的裸导体与金属零部件或接地零部件之间的电气间隙和爬 电距离应符合GBT3797 2016中4.7的规定 5.7绝缘电阻和介电强度 5.7.1绝缘电阻 在环境温度为20和相对湿度为85%时,装置中的带电电路与地(外壳)之间的绝缘电阻不应小 于10MQ 5.7.2介电强度 5.7.2.1额定绝缘水平 装置的额定雷电冲击耐受电压应符合GB/T311.12012中6.10.4.1的规定 装置的额定短时工频耐受电压应符合GB/311.1一2012中6.10.4.2的规定 装置的主电路应耐 受表2给出的工频耐受电压,持续1min而不发生破坏性放电 表2主电路工频耐受电压(方均根值 单位为千伏 额定电压U 额定工频耐受电压 25 10 35 5.7.2.2控制电路工频耐受电压 装置中的控制电路和辅助回路对应不同的额定绝缘电压具有不同的工频耐压值.应符合 GB/T14048.1一2012中7.2.3.2的规定
GB/T34928一2017 5.8温升 装置的温升应符合GB/T11022一2011中4.5.2的规定,并做如下补充:半导体器件及其他电气元 器件应符合其自身标准的规定 装置内部各部件的温升不得超过表3的规定 表3装置内各部件温升最高值 温升 部件与器件 材料与被覆层 K 铜:;无被覆盖层 60 65 钢;搪锡 连接于一般低压电器的母线连接处的母线 70 铜:镀银 55 铝搪彻 铜;无被覆盖层 45 s5 钢搪锡 与半导体器件的母线连接处的母线 70 铜;镀银 335 铝搪锡 母线(非连接处 25 铝 与半导体器件相连接的塑料绝缘导线或橡皮绝缘导线 45 5.9噪声 装置的噪声应符合GB/T3797一2016中4.5.3的规定 5.10起动性能 5.10.1起动过程 装置应在电动机静止状态下起动,进而完成同步软起动 装置应平滑输出可变频的电压到电动机的定子侧,并保证电动机在起动过程中不反转 装置调节的电压频率范围应为0f. 在该范围内,电动机转速不应逆向加速 5.10.2 同期性能 装置在同期过程中,电动机端的电压幅值、频率和相位与电网侧的电压幅值、频率和相位应保持在 设定的偏差范围内 5.10.3起动时间 装置的软起动时间与其设定值的偏差不应超过3s 5.10,4电压超调 同步电动机起动过程中,励磁也参与调节 在整个起动过程中,电动机端的电压由软起动装置通过 励磁间接控制 起动过程中,装置的输出电压应有上限,避免电动机因为电压超调而损伤
GB/34928一2017 5.10.5频率超调 起动过程应有频率调节范围上限,其上限值不得大于电动机最大转速对应频率 5.10.6励磁控制 装置应有与励磁连接的接口 起动过程能控制励磁信号给定 起动完毕后,不控制励磁 5.11保护功能 5.11.1变压器保护 装置应有变压器保护功能,保护动作时应发出跳闸信号及故障报警信号 5.11.2 电压保护 装置应有过电压、欠电压、相电压不平衡、缺相电压保护功能保护动作时应发出跳闸信号及故障报 警信号 5.11.3功率器件故障保护 当功率器件发生故障时,保护动作时应发出跳闸信号及故障报警信号 5.11.4 电流保护 装置应有过电流、电流不平衡保护功能,保护动作时应发出跳闸信号及故障报警信号 5.11.5起动超时保护 装置应有起动超时保护功能,在规定的起动时间内没有完成起动时,保护动作时应发出跳闸信号及 故障报警信号 5.12电磁兼容性 装置的电磁兼容性应符合GB/T12668.3的规定 试验方法 6.1 -般检验 通过目测必要时使用测量工具进行如下项目检验: 柜体及尺寸; aa 元器件及安装; b 印制板; c 导线的规格、尺寸、颜色、相序 d) 指示灯和按钮; ee 接线插件 6.2外壳防护等级试验 外壳防护等级试验按照GB/T4208一2017的规定执行
GB/T34928一2017 6.3安全和接地试验 使用接地电阻测试仪测量接地电阻,通过目测检查接地的其他要求 6.4电气间隙和爬电距离试验 使用卡尺或其他测量工具检查装置中不等电位的裸导体之间,以及带电的裸导体与裸露导电部件 之间的最小电气间隙和爬电距离 6.5绝缘电阻和介电强度试验 6.5.1绝缘电阻测试 测试仪器为兆欧表,兆欧表应符合表4所列等级规定 表4绝缘电阻试验时的电压等级允许值 单位为伏 额定绝缘电压U 兆欧表电压 60GB/34928一2017 6.8起动性能试验 供应商应和用户商定试验地点,可在装置的生产场所,现场调试场所或其他试验场地 试验时,装置的输出端宜接适配其起动容量、电压和频率的同步电动机 当无法提供适配容量的电 动机时,可采用降额容量且满足起动性能验证的同步电动机替代 电动机的轴与一个负载耦合,该负载 能为试验中的装置提供阻力,实现对起动性能的验证 负载可是被传动设备、负载机组,也可是采用背 靠背结构配置的同类传动设备 如果供应商与用户达成协议,可采用空载电动机进行试验 输出频率范围应在进行额定输出试验时,在规定输人电压范围和规定负载变化范围内验证 试验中,记录进线侧电流I1,起动时间、同期并网特性以及同期并网动作时的电压U和U，的波 形 各测量点如图3所示(可根据环境和试验仪器的情况,选择全部或部分测量点 如果其他测试需要 结合本试验进行,也可根据需要,选择部分或者全部测量点) T2 QF1 QF2 QF3 电 逛 说明 QF1 交流电源进线开关; 电源进线侧电流; QF2 -软起装置输人开关; P1 -电源进线侧有功功率; U2 QF33 -软起装置输出开关; 整流侧电压; 工频开关; 12 QF4 整流侧电流; 整流变压器(若有变压器); U3 逆变侧电压 TTm T2 逆变变压器(若有变压器). 逆变侧电流; 13 M 同步电动机 U4 同步电动机侧电压; EX -励磁装置 同步电动机侧电流 un 电源进线侧电压; -同步电动机侧有功功率 图3起动性能试验测量点 6.9保护功能试验 6.9.1变压器保护试验 人为模拟变压器故障信号,观察装置的保护动作 6.9.2电压保护试验 设置电压保护定值,采用等值的二次模拟电压信号输人,观察装置的保护动作
GB/T34928一2017 6.9.3功率器件保护试验 随机选取装置中的三组功率器件,装置起动前,人为短接一组功率器件,起动装置,观察装置的保护 动作 依次短接三组功率器件,进行三次起动试验 6.9.4电流保护试验 设置电流保护定值,采用等值的二次模拟电压信号输人,观察装置的保护动作 6.9.5超时保护试验 起动前,估算起动时间,设定起动时间使其小于估算值 起动后,观察起动时间超过设定值时,装置 的保护动作 6.10电磁兼容性试验 电磁兼容性试验应按照GB/T12668.3的规定执行 检验规则 7.1检验分类 产品检验分为型式试验和出厂试验 7.2型式试验 有下列情况之一时,应进行型式试验 新产品试制定型时; a b 已定型的产品,当设计、工艺或关键材料更改有可能影响到产品性能时; 停产12个月后恢复生产时 c 制造厂或用户认为有必要时; d 批量生产的产品,每5年进行一次 e 相关机构提出要求时 fD 7.3出厂试验 每台装置出厂前都应进行出厂试验 7.4检验项目 型式试验和出厂试验检验项目见表5 表5检验项目 项 型式试验 出厂试验 要求 试验方法 -般检验 5.3 6.1 外壳防护等级试验 5.4 6.2 安全和接地试验 6.3 5.5 电气间隙和爬电距离试验 5.6 6.4 10
GB/34928一2017 表5(续 项 型式试验 出厂试验 要求 试验方法 绝缘电阻和介电强度试验 5.7 6.5 5.8 温升试验 6.6 噪声试验 5.9 6.7 起动性能试验 5.10 6.8 保护功能试验 5.1l 6.9 电磁兼容性试验 5.12 6.10 7.5判定规则 型式试验时,试验项目全部符合检验要求的,判为合格 若出现不合格项目,应停止试验,查明原 因,排除故障后复试,若复试不合格,则判为不合格 出厂试验时,试验项目全部符合检验要求的,判为合格 若出现不合格项目,应停止试验,查明原 因,排除故障后复试,若复试不合格,则判为不合格 标志、包装、运输及贮存 8 8.1铭牌 装置的铭牌应符合GB/T34927一2017中7.1的规定 8.2包装 装置的包装应符合GB/T34927一2017中7.2的规定 8.3运输 装置应在GB/T4798.2规定的环境条件下进行运输,包括如下要求 温度范围为-25C十40C; a 有防雨防潮措施; b 不得剧烈振动、撞击和倒置; c d)不与易燃、易爆、腐蚀性、潮湿的物体混运 8.4贮存 装置的贮存应符合GB/T34927一2017中第8章的规定 11
GB/T34928一2017 附 录 A 资料性附录) 系统拓扑结构 高-低-高串联结构 A.1 高-低-高串联结构如图A.1所示,其一般特性如下 静止和低速起动过程,旁路开关闭合,变流器直接连接电动机 高速及转全压过程,旁路开关打开,通过电动机侧单回路变压器连接电动机 电动机侧变流器电压等级可与电动机电压等级不一致 说明: -网侧多绕组变压器; 电动机双绕组变压器 电动机侧变压器旁路开关; -网侧变流器; -直流环节的直流电抗器; 同步电动机 电动机侧变流器 图A.1高-低-高串联结构配置 A.2高-高串联结构 高-高串联结构如图A.2所示,其一般特性为: 整个起动过程通过输出电抗器直接连接电动机 电动机侧变流器电压输出等级与电动机电压等级一致 SM 从 说明: -网侧多绕组变压器; 电动机侧变流器 -网侧变流器; 5 -电动机侧电抗器; -直流环节的直流电抗器; 同步电动机 图A.2高-高串联结构配置 12
GB/34928一2017 A.3高-低-高独立双回路结构 高-低-高独立双回路结构如图A.3所示,其一般特性如下: 起动过程通过电动机侧变压器直接连接电动机; 电动机侧变流器电压输出等级与电动机电压等级不一致; 静止和低速过程可选用单回路,也可选双回路起动 高速及转全压过程通过双回路起动 单回路起动时功率分配任意回路; 双回路起动时功率平均分配 说明 -网侧多绕组变压器; 电动机侧变流器; -网侧变流器 -电动机侧多绕组变压器; -直流环节的直流电抗器" 同步电动机 图A.3高-低-高独立双回路结构配置 A.4高-高冗余结构 高-高冗余结构如图A.4所示,其一般特性如下 任何一路都能独立实现电动机起动; 起动过程可双路同时使用 sM 说明 -网侧双绕组变压器; 电动机侧变流器; -网侧变流器 同步电动机. -直流环节的直流电抗器; 图A.4高-高冗余结构配置 13