《交直流配电网用电力电子变压器技术规范》

ICS29.180

K41T/CEC

中国电力企业联合会标准

T/CECXXXX-201X

交直流配电网用电力电子变压器技术规范

TechnicalSpecificationofPowerElectronicTransformerfor

ACandDCDistributionGrid

（征求意见稿）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中国电力企业联合会发布

T/CECXXXX-YYYY

I

交直流配电网用电力电子变压器技术规范

1范围

本标准规定了电力电子变压器的使用条件、技术参数、主要性能、标志铭牌、随行文件、包装、运

输和贮存等方面的要求。

本标准适用于电压等级为10kV、额定容量为5MVA及以下的交直流配电网用电力电子变压器。

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/T12325电能质量供电电压允许偏差

GB/T12326电能质量电压波动和闪变

GB/T14549电能质量公用电网谐波

GB/T15543电能质量三相电压不平衡

GB/T15945电能质量电力系统频率偏差

GB/T29629静止无功补偿装置水冷却设备

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

高频隔离变压器high-frequencyisolationtransformer

工作频率超过1kHz、在电力电子变压器中起电压变换和电气隔离作用的变压器。

3.2

功率模块powermodule

由连接成半桥或全桥的开关器件、高频隔离变压器以及辅助设备组成、具备单独运行功能的模块化

电路结构，是电力电子变压器的基本单元。

3.3

电力电子变压器powerelectronictransformer(PET)

固态变压器

电子电力变压器

由一定数量的功率模块组成的成套装置，具备传统电力变压器的基本功能，还可实现无功补偿、谐

波治理、电网互联、新能源并网、潮流控制等功能。

4使用条件

4.1正常使用条件

4.1.1环境温度

最高温度：40℃；

最高月平均温度：30℃；

最高年平均温度：20℃；

最低温度：-25℃；

最大日温差：25K。

4.1.2海拔高度

不大于1000m。

4.1.3相对湿度

在25℃时，空气相对湿度不超过95%，月平均不超过90%。

4.1.4污秽等级

d级。

4.1.5地震烈度

地面水平加速度0.2g，地面垂直加速度0.1g。

4.2特殊使用条件

如存在下述任何一种特殊使用条件，用户应向成套设备制造商提出并协商：

a)环境温度、海拔、相对湿度、污秽等级与4.1的规定值不同；

b)设计中需特殊考虑的地震条件；

c)特殊的安装位置。

注：特殊条件包含但不限于以上内容。

4.3各端口接入系统条件

本标准所规定的交直流配电网系统，各端口接入条件如下：

a)高压交流系统标称电压：AC10kV；

b)高压交流系统最高电压：AC12kV；

c)低压交流系统标称电压：AC0.4kV；

d)交流系统额定频率：50Hz；

e)高压直流系统标称电压：DC10kV；

f)高压直流系统最高电压：DC12kV；

g)低压直流系统标称电压：DC0.75kV；

h)系统中性点接地方式：AC10kV系统不接地、消弧线圈接地或小电阻接地，AC0.4kV系统直接

接地。

注：其他特殊系统条件、直流接地方式可由用户与成套设备制造商协商。

5主要参数

5.1结构型式

5.1.1一次接口

电力电子变压器应根据交直流配电网应用场景需求，提供不同电压等级的交流端口和直流端口。交

流侧采用三相，直流侧采用单极或双极系统。

5.1.2二次接口

电力电子变压器应根据交直流配电网应用场景需求，提供通讯、对时等接口。

5.1.3拓扑结构

电力电子变压器常用拓扑结构参见附录A。

5.2基本功能

具备交交、直直、交直和直交变换能力，各个端口之间能量可以双向流动。

5.3额定电压

电力电子变压器宜提供的各端口额定电压如下：

a)高压交流侧10kV；

b)高压直流侧±10kV；

c)低压交流侧0.4kV；

d)低压直流侧0.75kV。

注：其他特殊端口电压可由用户与成套设备制造商协商。

5.4额定容量

电力电子变压器额定容量可选择0.5MVA、1MVA、1.5MVA、2MVA、5MVA。

注：其他容量可由用户与成套设备制造商协商。

5.5绝缘水平

电力电子变压器的额定绝缘水平应满足表1要求：

表1电力电子变压器额定绝缘水平单位：kV

雷电冲击耐受电压(峰值)短时工频耐受电压直流耐受电压

系列I系列II(有效值，1min)（60min）

高压交流端口对地607535-

高压直流端口对地6075-18

低压交流端口对地--2-

低压直流端口对地--3-

注：系列I仅用于中性点小电阻接地系统。

5.6功率因数

功率因数可调，调节范围可根据具体工况，由用户与成套设备制造商协商。

5.7效率

在额定电压和额定容量下，电力电子变压器整机效率不小于94%。

5.8过载能力

具有1.1倍长期、1.2倍60秒过载能力。

5.9冷却方式

可采用自冷、风冷或水冷方式。

5.10绝缘耐热等级

H级。

6性能要求

6.1电力电子元件

6.1.1成套设备所采用的电力电子元件应是技术成熟的产品，其各种特性应已得到完全证实。

6.1.2主回路中的每一个元件都应单独通过试验并编号。

6.2冗余度

高压部分冗余度应不小于5%。

6.3机械性能

6.3.1成套设备应能承受4.1规定的地震烈度、吊装及检修时产生的应力、以及各种故障或控保系统

动作产生的电动力。

6.3.2通讯光纤应便于插拔和更换，布置方式应避免受力损伤。

6.3.3所有非金属部件宜采用抗电晕放电的材料。

6.4电压耐受能力

成套设备应能承受正常运行电压以及5.5规定的各种过电压。

6.5保护功能

成套设备应具备桥臂过流保护、直流过压保护、开关器件短路保护和通讯断线故障保护功能。

6.6并网电能质量

6.6.1交流侧电流总谐波畸变率应符合GB/T14549的规定。

6.6.2并网运行时产生的电压波动和闪变应符合GB/T12326的规定。

6.6.3交流端口的输出电压偏差应符合GB/T12325的规定。

6.6.4交流端口的三相电压不平衡应符合GB/T15543的规定。

6.6.5交流端口的三相电压频率偏差应符合GB/T15945的规定。

6.7无线电干扰

在1.1倍最高相电压时的无线电干扰电压应不大于500μV，并在无光条件下无可见电晕。

6.8噪声水平

成套设备及冷却系统额定负载时，平均A计权声压级应不大于75dB（A）。

注：其他特殊要求可由用户与设备供应商协商确定。

6.9防火能力

6.9.1设备内部宜采用无油化设计。

6.9.2应使用安全可靠、难燃的材料，所有塑料部件中应添加阻燃剂。

6.9.3相邻塑料部件之间和光纤通道节间应设置防火隔板，同时应考虑防火隔板对散热的影响。

6.10温升限值

额定运行工况下，高频隔离变压器绕组平均温升不超过125K，绝缘材料温度不超过180°C，薄膜

电容器温度不超过60°C，开关器件结温由用户与成套设备制造商协商。

6.11水冷系统

6.11.1水冷系统应使用成熟的工程方法，参照GB/T29629相关设计要求，应具备在各种运行条件下

的冷却能力。

6.11.2应配置在线水处理装置。

6.11.3局部泄漏时应具备报警功能。

6.11.4管道应在工厂预制，管道之间应采用法兰连接。

6.11.5设备和管道低点应设计排水设施，便于设备检修及更换。

6.12风冷系统

6.12.1风冷系统应使用成熟的工程方法，应具备在各种运行条件下的冷却能力。

6.12.2风机故障时应具备报警功能。

6.12.3运行时噪音符合要求。

6.12.4应具备防止杂物吸入风道的措施。

6.12.5风机部分应具备安全措施，防止造成人身伤害。

7试验项目

7.1试验项目分类

电力电子变压器产品的试验项目，按照试验对象分为整机试验、高频隔离变压器试验、控保装置试

验和功率模块试验。试验方法按照《交直流配电网用电力电子变压器试验导则》执行。

7.2整机试验项目

电力电子变压器的整机试验项目如表2所示。

表2电力电子变压器整机试验项目

试验项目例行试验型式试验交接试验

外观和结构检查●●●

端对地交流耐压试验●●●

端对地直流耐压试验●●○

整机绝缘试验端对地雷电冲击试验●●○

端间交流-直流耐压试验**○

端间雷电冲击试验**○

充电触发试验○●●

并网试验○●●

负载投切试验○●●

系统调试试验交流侧短路试验○●●

直流侧单极接地试验○●●

电能质量测试○●●

声级测试○●●

注：●为必做项目，○为选做项目，*为特殊试验项目、由用户和设备制造商协商，下

同。

7.3高频隔离变压器试验项目

电力电子变压器的高频隔离变压器试验项目如表3所示。

表3高频隔离变压器试验项目

试验项目例行试验型式试验交接试验

绕组电阻测量●●○

电压比测量●●○

漏感测量●●○

绝缘电阻测量●●○

工频耐压及局部放电试验●●○

直流耐压试验●●○

短时感应耐压试验●●○

空载损耗及空载电流测量●●○

负载损耗及短路阻抗测量●●○

温升试验○●○

7.4控保装置试验项目

电力电子变压器的控保装置试验项目如表4所示。

表4控保装置试验项目

试验项目例行试验型式试验交接试验

静电放电抗扰度试验○●○

射频电磁场辐射抗扰度试验○●○

电快速瞬变脉冲群抗扰度○●○

浪涌抗扰度试验○●○

电磁兼容试验

射频场感应传导骚扰抗扰度○●○

工频磁场抗扰度试验○●○

辐射发射骚扰试验○●○

传导骚扰试验○●○

电介质强度试验○●○

装置性能试验振动、冲击与碰撞试验○●○

耐湿热性能环境试验○●○

7.5功率模块试验项目

电力电子变压器的功率模块试验项目如表5所示。

表5功率模块试验项目

试验项目例行试验型式试验交接试验

空载运行试验●●○

功能性试验

满载运行试验●●○

直流过压保护试验●●○

保护试验开关器件短路保护试验●●○