GBT 35701-2017 船舶電力推進(jìn)變頻器

ICS47.020.60GB/T35701—2017中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局IGB/T35701—2017本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)船舶電氣及電子設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC531)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一二研究所、中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七O四研究GB/T35701—2017船舶電力推進(jìn)變頻器本標(biāo)準(zhǔn)適用于船舶上由電力電子器件構(gòu)成的交流電力推進(jìn)變頻器(以下簡(jiǎn)稱推進(jìn)變頻器)的設(shè)計(jì)、制造和試驗(yàn)。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)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GB/T2423.1電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)A:低溫GB/T2423.2電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)B:高溫GB/T2423.4電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)Db:交變濕熱(12h+12h循環(huán))GB/T2423.10電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)Fc:振動(dòng)(正弦)GB/T2423.16—2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)J及導(dǎo)則：長(zhǎng)霉GB/T2423.17電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)Ka:鹽霧GB/T10250船舶電氣與電子設(shè)備的電磁兼容GB/T13306標(biāo)牌GB/T13384機(jī)電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)條件GD22—2015電氣電子產(chǎn)品型式認(rèn)可試驗(yàn)指南(中國(guó)船級(jí)社)鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范(中國(guó)船級(jí)社)3分類推進(jìn)變頻器按功能分為：b)應(yīng)急推進(jìn)變頻器；c)側(cè)推進(jìn)變頻器。推進(jìn)變頻器按相數(shù)分為：a)三相推進(jìn)變頻器；b)多相推進(jìn)變頻器。4要求l2GB/T35701—2017材料選擇應(yīng)符合如下要求：性能。a)型號(hào)和出廠編號(hào)；b)額定輸入電壓；e)額定輸出電壓；f)額定輸出電流；h)防護(hù)等級(jí)；j)重量；k)制造單位；1)制造日期。出線端子有明顯標(biāo)志。冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列要求：礙柜體內(nèi)部風(fēng)道。3GB/T35701—2017變頻器一般應(yīng)具備如下功能：b)輸入開(kāi)關(guān)柜控制及監(jiān)測(cè)；f)功率限制；g)遙控/就地控制選擇功能；h)制動(dòng)電阻過(guò)溫保護(hù)；i)加熱器工作指示及控制；j)轉(zhuǎn)速模式與功率模式選擇；k)與上位機(jī)的通訊功能；序號(hào)1電機(jī)超速保護(hù)故障停機(jī)2變頻器功率器件模塊故障保護(hù)故障停機(jī)3變頻器過(guò)流保護(hù)故障停機(jī)4變頻器主電源過(guò)壓欠壓保護(hù)故障停機(jī)5變頻器過(guò)熱保護(hù)報(bào)警、降速運(yùn)行6變頻器輸出短路保護(hù)故障停機(jī)7變頻器冷卻系統(tǒng)故障保護(hù)故障停機(jī)8變頻器軟件故障保護(hù)故障停機(jī)變頻器主回路帶電部件之間以及帶電部分與裸露的導(dǎo)電部件之間(特殊部件除外)的最小電氣間隙絕緣測(cè)試電壓一般應(yīng)不低于設(shè)備任意一對(duì)端子之間預(yù)期的最高峰值電壓/√2。變頻器主回路絕緣電阻不低于1MQ,控制回路絕緣電阻不低于5MΩ。4GB/T35701—20174.5.3介電強(qiáng)度變頻器主回路對(duì)機(jī)殼施以50Hz交流電，施加電壓有效值應(yīng)符合表2規(guī)定，歷時(shí)1min而無(wú)擊穿、閃絡(luò)現(xiàn)象。表2介電強(qiáng)度試驗(yàn)電壓穩(wěn)定電壓U,/V試驗(yàn)電壓有效值/kVU,≤6060<U,≤1251125<U,≤250250<U,≤5002500<U,≤10001000<U,≤36003600<U,≤3800024+1.8U,變頻器在輸出端空載時(shí)，各電氣環(huán)節(jié)應(yīng)能正常工作，各動(dòng)作邏輯應(yīng)正確，應(yīng)能輸出額定電壓、頻率。變頻器在輸出端聯(lián)接額定負(fù)載時(shí)，各電氣環(huán)節(jié)應(yīng)能正常工作，各動(dòng)作邏輯應(yīng)正確，應(yīng)能輸出額定容量及頻率。4.5.6輸出du/dt除另有規(guī)定外，變頻器輸出du/dt值應(yīng)不小于1kV/μs。4.5.7三相電壓不對(duì)稱度除另有規(guī)定外，變頻器輸出三相電壓不對(duì)稱度應(yīng)不小于5%。推進(jìn)變頻器效率一般應(yīng)不小于90%或滿足產(chǎn)品所屬系統(tǒng)或合同的要求。變頻器在其規(guī)定工況下能夠連續(xù)運(yùn)行。連續(xù)運(yùn)行時(shí)間可按實(shí)際情況選取6h、8h、12h、24h、48h。4.5.10轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)變頻器帶額定推進(jìn)電動(dòng)機(jī)負(fù)載時(shí)，其轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)精度一般應(yīng)不大于±1%。按下變頻器急停按鈕，變頻器應(yīng)立即停止工作。當(dāng)變頻器選擇遙控方式時(shí)，應(yīng)能通過(guò)推進(jìn)控制臺(tái)(或相關(guān)控制設(shè)備)進(jìn)行遙控，完成推進(jìn)電動(dòng)機(jī)的啟5GB/T35701—2017停、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)等遙控功能。并聯(lián)工作時(shí)，變頻器應(yīng)具有電流平衡功能，電流穩(wěn)態(tài)值相差一般應(yīng)不超過(guò)各支路額定工況時(shí)電流變頻器在各種工況下的聲壓級(jí)空氣噪聲指標(biāo)滿足船舶上的具體場(chǎng)所規(guī)定的相關(guān)要求。4.7溫升變頻器在規(guī)定的額定工況下工作至溫度穩(wěn)定，一般情況下，各主要部位的溫升要求如下：a)如無(wú)特殊要求電力電子器件散熱器表面最高溫升不超過(guò)30K;b)如無(wú)特殊要求直流母線排與電力電子器件端子連接處溫升不超過(guò)35K(裸銅)。4.8接口電氣接口一般應(yīng)符合表3規(guī)定。表3變頻器主要電氣接口序號(hào)1主電源接口變頻器輸入輸入電源額定值、頻率等2變頻器輸出輸出電源額定值、頻率等3控制電源接口控制回路電源控制電源額定值、頻率等4控制信號(hào)接口發(fā)電機(jī)及變壓器接口與供電系統(tǒng)及變壓器等設(shè)備接口5推進(jìn)電機(jī)接口與電機(jī)接口6監(jiān)控接口與控制系統(tǒng)接口7其他系統(tǒng)需要的其他接口4.8.2通信接口通信接口一般采用ProfibusDP、CAN、RS232、RS485等協(xié)議。4.8.3機(jī)械接口變頻器柜體并排聯(lián)結(jié)安裝在公共底座上，公共底座與船體一般通過(guò)螺栓連接。若采用能耗制動(dòng)，制動(dòng)電阻柜座式安裝，底部與船體一般通過(guò)螺栓連接。4.9環(huán)境適應(yīng)性變頻器在45℃的高溫環(huán)境下，通電應(yīng)能正常工作。6GB/T35701—2017變頻器在0℃的低溫環(huán)境下，通電應(yīng)能正常工作。變頻器主要部件或整機(jī)在交變濕熱試驗(yàn)后應(yīng)能正常工作，主回路絕緣電阻值應(yīng)大于0.2MΩ,控制變頻器外露在空氣中的非金屬部件經(jīng)28d霉菌試驗(yàn)后，表面的長(zhǎng)霉面積不應(yīng)超過(guò)GB/T2423.16—2008中規(guī)定2b長(zhǎng)霉等級(jí)。變頻器防護(hù)等級(jí)應(yīng)不低于IP22。電磁兼容性應(yīng)滿足GB/T10250的規(guī)定，主要試驗(yàn)項(xiàng)目按表4中的規(guī)定執(zhí)行。表4電磁兼容主要試驗(yàn)項(xiàng)目序號(hào)測(cè)試項(xiàng)目名稱1靜電放電抗擾度2射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度3電快速瞬變脈沖群抗擾度4浪涌電壓抗擾度5射頻傳導(dǎo)抗擾度6射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度7控制電源傳導(dǎo)發(fā)射5試驗(yàn)方法用目視法檢查變頻器的外觀質(zhì)量。7GB/T35701—2017檢查材質(zhì)報(bào)告。用目視法檢查產(chǎn)品標(biāo)志。用儀器測(cè)量變頻器直流匯流排以及交流匯流排進(jìn)行最小電氣間隙與最小爬電距離。a)變頻器主回路及控制回路均與外部斷開(kāi)；b)與主回路有連接的控制回路元件及可能導(dǎo)致?lián)p壞的元件應(yīng)予以拆除；5.5.2試驗(yàn)方法如下：a)采用兆歐表測(cè)量變頻器主回路與柜殼之間的絕緣電阻；b)采用兆歐表測(cè)量變頻器控制回路與柜殼之間的絕緣電阻。a)變頻器主回路及控制回路均與外部斷開(kāi)；b)與主回路有連接的控制回路元件及可能導(dǎo)致?lián)p壞的元件應(yīng)予以拆除；5.6.2試驗(yàn)方法如下：按表2的要求施加電壓，試驗(yàn)電壓上升至全電壓值的時(shí)間應(yīng)不小于10s,維持1min。5.7.1在滿足如下條件的情況下進(jìn)行空載試驗(yàn)：a)變頻器主回路輸入側(cè)通過(guò)輸入開(kāi)關(guān)柜聯(lián)結(jié)額定電壓和頻率的電源；b)變頻輸出斷開(kāi)；c)變頻器工作在就地模式；5.7.2調(diào)節(jié)變頻器，使其輸出電壓及頻率在10%～100%額定值(或產(chǎn)品規(guī)定值)范圍內(nèi)可連續(xù)調(diào)節(jié)，試驗(yàn)過(guò)程應(yīng)無(wú)故障報(bào)警發(fā)生。5.8.1在滿足如下條件的情況下進(jìn)行負(fù)載試驗(yàn)：a)變頻器主回路輸入側(cè)通過(guò)輸入開(kāi)關(guān)柜聯(lián)結(jié)額定電壓和頻率的電源；b)變頻器輸出側(cè)聯(lián)結(jié)額定功率的電機(jī)負(fù)載；c)變頻器工作在就地模式。8GB/T35701—20175.8.2調(diào)節(jié)變頻器，使其穩(wěn)定運(yùn)行在額定工況下，運(yùn)行5min,試驗(yàn)過(guò)程應(yīng)無(wú)故障報(bào)警發(fā)生。變頻器穩(wěn)定運(yùn)行在額定工況下，使用數(shù)字示波器測(cè)量變頻器的輸出電壓波形。按照式(1)計(jì)算輸出電壓的du/dt值。式中：電壓上升沿最大值的90%,單位為伏特(V);Umin——電壓上升沿最大值的10%,單位為伏特(V);△t——從Umin上升至Umax所需的時(shí)間，單位為微秒(μs)。5.10三相電壓不對(duì)稱度5.10.1變頻器穩(wěn)定運(yùn)行在額定工況下，用數(shù)字功率計(jì)測(cè)量變頻器輸出的三相線電壓UAp、UBc、UcA。以測(cè)得的線電壓UAB、UBc、Uca作三角形ABC,O和P是以UcA為公共邊作兩個(gè)等邊三角形的頂點(diǎn)，作OB和PB連線，見(jiàn)圖1。圖1電壓不對(duì)稱計(jì)算5.10.2電壓不對(duì)稱度按式(2)計(jì)算。式中：k——輸出電壓不對(duì)稱度；…………Uo——輸出電壓的負(fù)序分量，單位為伏特(V);Up——輸出電壓的正序分量，單位為伏特(V)。5.11效率效率試驗(yàn)條件與負(fù)載試驗(yàn)相同。使用數(shù)字功率計(jì)測(cè)量變頻器輸出端功率P?、輸入端功率P?,效率η按照式(3)計(jì)算。…………9GB/T35701—2017P?——輸出端功率，單位為千瓦(kW);P?——輸入端功率，單位為千瓦(kW)。5.12連續(xù)運(yùn)行運(yùn)行試驗(yàn)條件與負(fù)載試驗(yàn)條件相同。調(diào)節(jié)輸出電壓，使變頻器輸出電流分別為25%、50%、75%和100%額定電流時(shí)，連續(xù)運(yùn)行一定時(shí)間(一般應(yīng)不低于6h)后停機(jī)。各工況運(yùn)行時(shí)間占比一般應(yīng)與產(chǎn)品任務(wù)周期相對(duì)應(yīng)。轉(zhuǎn)換工況時(shí)，記錄輸入電壓、輸出電壓、輸出電流等參數(shù)。試驗(yàn)過(guò)程應(yīng)無(wú)故障報(bào)警發(fā)生。5.13轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)5.13.1在滿足如下條件的情況下進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)試驗(yàn)：a)變頻器主回路輸入側(cè)通過(guò)輸入開(kāi)關(guān)柜聯(lián)結(jié)額定電壓和頻率的電源；b)變頻器輸出側(cè)聯(lián)結(jié)額定電機(jī)負(fù)載；c)變頻器工作在就地模式。5.13.2試驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)試驗(yàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速在規(guī)定范圍內(nèi)運(yùn)行。在電機(jī)工作在額定轉(zhuǎn)速時(shí)測(cè)試轉(zhuǎn)速精度，按照式(4)計(jì)算?！璶?！妱?dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速平均值，單位為轉(zhuǎn)每分(r/min);n——電動(dòng)機(jī)實(shí)際最大(或最小)轉(zhuǎn)速值，單位為轉(zhuǎn)每分(r/min);調(diào)節(jié)變頻器，使電機(jī)工作在一定轉(zhuǎn)速范圍下。按下“急停”按鈕，變頻器故障燈亮，變頻器應(yīng)能立即停止工作，并可在操作面板上查詢到故障情況。5.15遙控通過(guò)模擬推進(jìn)控制臺(tái)(或相關(guān)控制設(shè)備)來(lái)控制變頻器。5.16并聯(lián)變頻器工作在額定工況下，測(cè)量變頻器各并聯(lián)輸出支路電流。用聲壓計(jì)測(cè)量變頻器的噪聲。5.18溫升變頻器工作在額定工況下，按4.7規(guī)定的位置溫度。每隔半小時(shí)測(cè)量一次，填寫試驗(yàn)表格，直至變頻器測(cè)量部位溫度達(dá)到穩(wěn)定為止。5.19接口用目視法檢查變頻器的接口。GB/T35701—2017按GB/T2423.2的規(guī)定進(jìn)行高溫試驗(yàn)。按GB/T2423.1的規(guī)定進(jìn)行低溫試驗(yàn)。按GB/T2423.4的規(guī)定進(jìn)行濕熱試驗(yàn)。按GD22—2015的規(guī)定進(jìn)行傾斜搖擺試驗(yàn)。按GB/T2423.10的規(guī)定進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)。按GB/T2423.16—2008的規(guī)定進(jìn)行霉菌試驗(yàn)。按GB/T2423.17的規(guī)定進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)。按GD22—2015的規(guī)定進(jìn)行外殼防護(hù)試驗(yàn)。按GD22—2015的規(guī)定進(jìn)行電磁兼容試驗(yàn)。變頻器型式檢驗(yàn)項(xiàng)目按表5中的規(guī)定執(zhí)行。GB/T35701—2017序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目型式檢驗(yàn)出廠檢驗(yàn)要求章條號(hào)檢驗(yàn)方法章條號(hào)1外觀質(zhì)量2材料3產(chǎn)品標(biāo)志4電氣間隙和爬電距離檢查5絕緣電阻6介電強(qiáng)度7空載8負(fù)載9輸出du/dt三相電壓不對(duì)稱度效率0連續(xù)運(yùn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)急停遙控并聯(lián)O噪聲0溫升0接口0高溫低溫濕熱傾斜搖擺振動(dòng)霉菌—鹽霧外殼防護(hù)電磁兼容性GB/T35701—2017新進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)。再次檢驗(yàn)仍不合格時(shí)，則判定型式檢驗(yàn)不合格。在型式檢驗(yàn)中被檢驗(yàn)樣品僅出現(xiàn)變頻器出廠檢驗(yàn)的項(xiàng)目按表5規(guī)定執(zhí)行。若樣品的檢驗(yàn)項(xiàng)目全部符合要求，則判定變頻器出廠檢驗(yàn)合格。若樣品的檢驗(yàn)有不符合要求的項(xiàng)檢驗(yàn)不合格。變頻器