建筑电气用并联有源电力滤波装置JG/T417-2013

 前言

中华人民共和国建筑工业行业标准

建筑电气用并联有源电力滤波装置

JG／T 417-2013

Shunt active power filtering equipment for electrical installation of buildings

中华人民共和国住房和城乡建设部 发布

前言

本标准按照GB／T 1.1-2009给出的规则起草。

本标准由住房和城乡建设部标准定额研究所提出。

本标准由住房和城乡建设部建筑电气标准化技术委员会归口。

本标准起草单位：上海追日电气有限公司、中国建筑标准设计研究院、中国电力科学研究院、中国石油大学(北京)、天津诺尔电气股份有限公司、山东山大华天科技股份有限公司、上海华艾软件有限公司、广东雅达电子股份有限公司、北京图灵科技有限公司、安徽佑赛科技有限公司、深圳市英纳仕电气有限公司、思源清能电气股份有限公司、深圳市盛弘电气有限公司、北京爱博精电科技有限公司。

本标准主要起草人：李刚、张霄云、李雪佩、董国民、程建洲、魏学良、刘银玲、邓宏芬、韩永清、孙玉鸿、迟恩先、徐瑞新、邓大智、于鹏、程庭友、李朝晖、李柏奎、季建辉、刘帅、汤威、姚军茹。

1范围

1 范围

本标准规定了建筑电气用并联有源电力滤波装置的术语和定义、分类、代号和标记、技术要求、试验方法、检验规则、标志和铭牌、包装、运输和贮存。

本标准适用于民用与一般工业建筑配电系统，频率为50Hz，额定工作电压不超过1000(或1140)V的并联有源电力滤波装置(以下简称装置)。

2规范性引用文件

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

GB／T 2900.1 电工术语 基本术语

GB／T 2900.33 电工术语 电力电子技术

GB／T 3797-2005 电气控制设备

GB／T 4025 人机界面标志标识的基本和安全规则 指示器和操作器件的编码规则

GB 4208 外壳防护等级(IP代码)

GB／T 4588.1 无金属化孔单双面印制板分规范

GB／T 4588.2 有金属化孔单双面印制板分规范

GB 7251.1-2005 低压成套开关设备和控制设备 第1部分：型式试验和部分型式试验成套设备

GB 7947 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／T 13384 机电产品包装通用技术条件

GB／T 14549-1993 电能质量 公用电网谐波

3术语和定义

3 术语和定义

GB／T 2900.1、GB／T 2900.33界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

并联有源电力滤波装置 shunt active power filtering equipment

采用电力电子器件作为主电路功率器件，可通过实时产生相应的谐波电流与电网谐波电流瞬时抵消的方法，实现滤波功能的并联型功率源装置。

3.2

基波(分量) fundamental(component)

对周期性交流量进行傅立叶级数分解，得到的频率与工频相同的分量。

[GB／T 14549-1993，定义3.3]

3.3

谐波(分量) harmonic(component)

对周期性交流量进行傅立叶级数分解，得到频率为基波频率大于1整数倍的分量。

[GB／T 14549-1993，定义3.4]

3.4

谐波滤除率 harmonic filtering ratio

装置接入后，己被滤除的第h次谐波电流的方均根值与装置接入前的第h次谐波电流的方均根值之比(用百分数表示)。

3.5

总谐波滤除率 total harmonic filtering ratio

装置接入后，己被滤除的各次谐波电流的方均根值与装置接入前各次谐波电流的方均根值之比(用百分数表示)。

3.6

响应时间 response time

装置处于稳态工作情况下，突然投入或切除谐波负载，在装置的工作范围内，总谐波滤除率达到技术指标要求的时间。

3.7

额定补偿电流 rated compensation current

装置每相可输出的额定电流(方均根值)。

3.8

负载电流峰值因数 load current crest factor；CF

负载电流的峰值与有效值之比。

4分类、代号和标记

4 分类、代号和标记

4.1 分类、代号

按工作方式分为：

a) 单相，代号为1；

b) 三相三线制，代号为3；

c) 三相四线制，代号为4。

4.2 标记

4.2.1 标记方法

装置标记由制造商(厂)代号、装置代号、额定补偿电流、额定工作电压、有功功率损耗、工作方式及本标准号组成。

示例：

额定工作电压380V、额定补偿电流100A、有功功率损耗3％、三相三线制工作方式，标记为：XAPF100／380-3-3-JG／T 417-2013。

4.2.2 产品系列

4.2.2.1 以装置的额定补偿电流分为：30、50、75、100、150、200、300、400(A)。其他电流值由用户与制造商商定。

4.2.2.2 以装置的额定工作电压分为：220、380、660、1000(1140)(V)。其他电压值由用户与制造商商定。

5技术要求

5 技术要求

5.1 技术参数

5.1.1 额定工作电压(Ur)

装置接入的额定工作电压宜为：220V、380V、660V、1000(1140)V。

5.1.2 额定补偿电流(Ir)

装置在额定工作电压状态下，额定补偿电流宜为：30A、50A、75A、100A、150A、200A、300A、400A。

5.1.3 谐波治理范围

谐波治理范围：2次～50次。

5.1.4 额定绝缘电压(Ui)

装置额定绝缘电压Ui，应符合表1的规定。

表1

5.2 工作环境条件

5.2.1 环境温湿度

5.2.1.1 室内温度—5℃～＋40℃，且24h内平均温度不高于＋35℃。

5.2.1.2 室内相对湿度在＋20℃以下时15％～90％，无凝露即可；在＋40℃时不超过50％。

5.2.2 海拔

安装地点海拔高度不应超过1000m。

注：在海拔高于1000m处使用时，有必要考虑介电强度的降低和空气冷却效果的减弱。建议按照制造商和用户之间的协议进行设计和使用。

5.2.3 安装场所

5.2.3.1 装置承受的振动频率应为10Hz～150Hz，振动加速度不应大于5m／s2。

5.2.3.2 安装场所周围介质无易燃、易爆危险，无腐蚀性气体，无导电尘埃。

注：有其他特殊要求的场所，建议按照制造商和用户之间的协议进行设计和使用。

5.2.3.3 安装倾斜度不宜大于5°。

5.2.4 污染等级

装置应在不低于GB 7251.1-2005中6.1.2.3规定的污染等级3的环境中使用。

注：有其他特殊要求的场所，建议按照制造商和用户之间的协议进行设计和使用。

5.3 一般要求

5.3.1 外观

5.3.1.1 面板应平整、美观、字迹清晰。门开启度不应小于90°，开启自如。门锁灵活可靠，锁定后不应晃动。

5.3.1.2 骨架、支持架(包括面板、门、侧板等)应采取防腐措施，应色泽均匀、光滑平整，有牢固的附着力，不应有流痕、针孔、刷痕、起皮、起泡和透底漆等缺陷。

5.3.1.3 控制面板仪表应布置合理，方便观察，整个面板做到排列整齐、有序、色彩协调。

5.3.2 结构与安装

5.3.2.1 焊接件应焊接牢固。焊缝应均匀美观，无焊穿、裂纹、咬边、溅渣和气孔等现象。

5.3.2.2 电器元件应选用符合相关标准的产品。元件布置整齐、端正，易于安装接线；受振动的元件，应采取防松动措施。

5.3.2.3 所有电路板应封装，不裸露。

5.3.2.4 电力电子器件模块安装时应紧固，与模块接触的散热器台面应平整。强迫风冷却的部件应通风散热良好。

5.3.2.5 功率单元模块化的结构设计应考虑其运行时不得产生人身电击的风险。在设备安装时应采取防护措施，避免电击危险。装置内的电路设计应耐受安装场所的最大热应力和电应力。

5.3.2.6 装置上应配备可操作显示界面。指示灯和按钮颜色应符合GB／T 4025的规定。

5.3.2.7 电阻、接触器等可能更换的元器件，应便于维护与更换。

5.3.2.8 装置应具备可靠的接地端子、明确的接地标志及合适的安全警告标志。

5.3.3 布线

5.3.3.1 母线和导线颜色应符合GB 7947的规定。

5.3.3.2 主电路接头间的相序和极性排列从装置正面观察，相序标识及排列应符合表2的规定。

表2

注：特殊情况下，相序排列与表2不符时，应有明显的标识。

5.3.3.3 母线应连接牢固，接触良好，配置合理，整齐美观。载流件之间的连接应有足够的持久压力，但不得使母线受力而永久变形。

5.3.3.4 辅助电路绝缘导线的载流能力不应小于额定工作电流，其截面不应小于0.75mm2(多股铜导线)，控制线路截面不应小于0.5mm2(多股铜软线)，低电平信号(电子逻辑)控制线路截面不应小于0.2mm2。

5.3.3.5 导线中间不允许有接头。一个接线端子上不宜超过两根连接导线，当连接两根导线时应采取适当措施。

5.3.3.6 绝缘导线的额定电压不应小于标称工作电压。

5.3.3.7 电路板应符合GB／T 4588.1和GB／T 458 8.2的规定。

5.3.4 冷却

装置应采用强迫风冷。

5.4 电气间隙和爬电距离

5.4.1 装置中的电器元件正常使用时，应保持其电气间隙和爬电距离。

5.4.2 装置中不同极性的裸露带电体之间，以及它们与地之间的电气间隙和爬电距离应符合表3的规定。

表3

5.5 温升

5.5.1 当交流输入电压为额定值、输出电流为额定值时，装置内部器件温升在热稳定后不应超过表4规定。

表4

5.5.2 连接到发热器件(如管形电阻、板形电阻等)上的导线应从侧方或下方引入，并剥去适当长度的绝缘层，换套耐热磁珠使导线的绝缘端部温度不超过＋60℃。

5.5.3 装置内其他部位的温升限制应符合GB 7251.1-2005中表2和GB／T 3797-2005中4.9的规定。

5.6 介电性能

交流总进线端子和机壳间应进行介电性能试验。

5.6.1 绝缘电阻

设备中带电回路之间，以及带电回路与裸露导电部件之间的绝缘，应采用相应绝缘电压等级(至少500V)的绝缘测量仪器测量。测得的绝缘电阻按标称电压应至少为1000Ω／V且不小于1MΩ。

5.6.2 工频耐受电压

对主电路及与主电路连接的辅助电路，其工频耐压试验值应符合表5的规定；不接至主电路的控制电路和辅助电路，其工频耐压的试验值应符合表6的规定。

表5

表6

5.7 噪声

装置正常工作时的噪声，用声级计测量不应大于70DB。

5.8 防护等级

装置外壳防护等级，不应低于GB 4208中IP20的要求。

5.9 电气性能

装置在进行电气性能试验前，应先进行轻载试验和负载试验。

5.9.1 输入电压范围

输入电压允差：额定电压的±15％。

5.9.2 输入频率范围

输入频率允差：额定频率的±2％。

5.9.3 输入电压不平衡度

三相输入电压不平衡度不应超过5％。

5.9.4 总谐波滤除率

当负载电流峰值因数(CF)不大于2.5时，在装置额定容量内，负载电流畸变率≤20％时，总谐波滤除率不应小于70％；20％＜负载电流畸变率≤50％时，总谐波滤除率不应小于85％；负载电流畸变率＞50％时，总谐波滤除率不应小于90％。有特殊要求时，应由制造商与用户协商。谐波的计算方法见附录B。

5.9.5 有功功率损耗

装置输入额定电压、输出额定电流时，有功功率损耗不应大于装置额定视在功率的5％。

5.9.6 响应时间

装置的响应时间不应大于20ms。有特殊要求时，应由制造商与用户协商。

5.9.7 不平衡适应性

三相四线制装置在失去一相负载时应能正常运行；三相三线制装置在失去一相负载时不应损坏。

5.10 通信接口

5.10.1 装置应具有电流、电压、频率、内部温度等参数信息的实时监测功能。

5.10.2 装置宜具有运行方式、变流器、风扇等工作及故障状态的监视功能。

5.10.3 装置宜具有记录和存储功能。

5.10.4 装置的通信协议和接口应符合有关标准的规定。

5.11 保护功能

5.11.1 过电压和欠电压保护

当负载交流输入电压高于115％Ur时，装置应停止输出，并显示相应的提示：当电压低于85％Ur时，装置应停止输出，并显示相应的提示；当电压恢复至85％Ur～115％Ur时，装置应正常工作。

5.11.2 自动限流输出功能

当负载侧谐波源的谐波电流大于装置额定电流时，装置输出电流应限制在额定值内。

5.11.3 短路保护

装置内部器件短路时，应将故障装置与电力系统断开。

5.11.4 短路耐受强度

装置短路耐受强度应符合GB 7251.1-2005中7.5的规定。

5.11.5 过热保护

装置中的电力电子器件或散热器应具有过热保护功能。当过热时，装置应停止输出，并显示相应的提示。

5.11.6 直流母线过电压保护

直流母线电压超过设定值时，装置应立即停止工作，并给出告警指示。

5.11.7 控制系统失电保护

当控制系统失电时，装置应立即停止工作，并给出告警指示。

5.11.8 安全接地保护

5.11.8.1 装置的金属外壳上应有可靠的保护接地端子，并有明显、耐久的接地标志。与接地点相连接的保护导体的截面，应符合表7的规定。

表7

5.11.8.2 当装置的框架或外壳作为保护电路的一部分时，其截面积不应小于表7规定的相应最小截面积。

5.11.8.3 装置的金属外壳和要求接地的电器元件金属底座与接地螺母间，应保证具有可靠的电气连接，其与主接地点的电阻值不应大于0.1Ω。

5.12 电磁兼容性

装置的电磁兼容性(EMC)应按GB 7251.1-2005中7.10的要求执行。

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 附录B(资料性附录)谐波计算

附录 B(资料性附录)谐波计算

B.1 电流有效值[见式(B.1)]

式中：

Ih——第h次电流(方均根值)；

N——标准约定的最高谐波次数。

B.2 电压有效值[见式(B.2)]

式中：

Uh——第h次电压(方均根值)。

B.3 谐波电流含量IH[见式(B.3)]

式中：

Ih——第h次谐波电流(方均根值)。

B.4 谐波电压含量UH[见式(B.4)]

式中：

Uh——第h次谐波电压(方均根值)。

B.5 谐波滤除率[见式(B.5)]

式中：

Ih——装置工作后，电网侧的第h次谐波电流方均根值，单位为安(A)；

Inh——装置工作前，谐波源注入电网的第h次谐波电流方均根值，单位为安(A)。

B.6 总谐波滤除率[见式(B.6)]

式中：

Ih——装置工作后，电网侧的第h次谐波电流方均根值，单位为安(A)；

Inh——装置工作前，谐波源注入电网侧的第h次谐波电流方均根值，单位为安(A)。