NB/T 32004-2018 光伏并网逆变器技术规范

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标准编号:NB/T 32004-2018
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标准类别:电力标准
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NB/T 32004-2018 光伏并网逆变器技术规范

NB/T320042018

NB/T32004—2018 3.31 加强绝缘reinforcedinsulation 加在带电部件上的一种单一绝缘系统,在规定的条件下,其提供的防电击保护等级相当于双重绝缘。 注:单一绝缘系统并不意味着该绝缘必须是均匀物质。它可以由多个绝缘层组成,只不过无法逐层拆分为基本绝 缘或附加绝缘来进行试验。 3.32 附加绝缘supplementaryinsulation 除了用于故障保护的基本绝缘外,另外再设置独立绝缘。 3.33 瞬时过电压transientovervoltage 振荡的或非振荡的、通常为高阻尼的持续时间只有几毫秒或更短的时间过电压。 3.34 保护等级IprotectiveclassI 通过基本绝缘和可接触导电部件的保护接地来防止电击,因此当基本绝缘失效时可接触导体不能 带电。 3.35 保护等级IⅡIprotectiveclassⅡ 不仅通过基本绝缘来防止电击,而且提供了如双重绝缘或者加强绝缘等附加安全防范措施。这种 保护既不依靠保护接地,也不依赖于安装条件。 3.36 基本防护basicprotection 无故障条件下的电击防护。 注:对于低压装置、系统和设备,其基本防护通常对应于GB16895.21的直接接触防护。 3.37 均匀电场homogeneousfield 电极之间的电压梯度基本恒定的电场(一致电场),如两个球之间每一球的半径均大于二者间的距 离的电场。 注:均匀电场条件被称为情况B。 3.38 非均匀电场inhomogeneousfield 电极之间的电压梯度基本上不恒定的电场(非一致电场)。 注:关于电压耐受能力,尖端对平面电极结构的非均匀电场条件是最差的情况,被称为情况A。它可以由一个具 有半径为30μm的点电极和一个1m×1m的平面电极来代表。 3.39 暂时过电压temporaryovervoltage 持续相对长时间(对应于瞬时过电压)的工频过电压。 3.40 不平衡度unbalancefactor 三相电力系统中三相不平衡的程度。用电压、电流负序基波分量或零序基波分量的方均根值百分 比表示。电压、电流的负序不平衡度和零序不平衡度分别用u2、&uo和&n、&n表示。 不平衡度的表达式:

FZ/T 54010-2014 氨纶长丝U2×100% Eu, U, Ue×100% Eue

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4.1按交流侧输出相位数分类

按交流侧输出相位数可分为:

按安装环境可分为: 户内I型(带气温调整装置); 户内Ⅱ型(不带气温调整装置); 户外型。

4.3按电气隔离情况分类

按电气隔离情况可分为: 隔离型; 一非隔离型。

4.4按接入电压等级分类

按接入电压等级可分为: 一A类逆变器。 指通过35kV及以上电压等级接入电网,或通过10kV及以上电压等级与公共电网连接的光伏发电 站所用光伏逆变器; 一B类逆变器。 指通过380V电压等级接入电网,以及通过10kV及以下电压等级接入电网用户侧的光伏发电系统 所用光伏逆变器,包含居住环境和直接连接到住宅低压供电网设施中使用的逆变器。 注:经由独立电力变压器 容测试时,采用A类限值。

以上未列出的、制造商申明的其他类型

内型逆变器的周围空气温度范围:户内1型:0℃~十40℃:户内Ⅱ型:一20℃十40℃ 25℃~+60℃

户内型相对湿度范围:户内I型:5%~85%无凝露;户内Ⅱ型:5%~95%无凝露。 户外型相对湿度范围:4%~100%,有凝露。

安装地点的海拔不超过2000m。逆变器安装场所的海拨大于2000m时,需考虑电气介电强度的 下降。

逆变器在生产、运输、安装、操作和维护等过程可能会受到冲击振动,需要有合理的预防措施以

确保避免损坏。应采用11.6.4规定的方法来验证

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对于50kg以上的逆变器, 和搬运。如果变器的运输

户外型逆变器外壳的聚合物材料对由紫外(UV)辐射引起的材料老化应有足够的耐受能力,需要 经过耐紫外辐射的评估或提供第三方相关合格测试报告。紫外辐射试验之后,样品应没有明显的退化 迹象,包括裂纹或破裂。如果部件降级不影响其提供的保护,可忽略本条款要求。

为了便于确定电气间隙和爬电距离,环境污染等级分类如下 1)污染等级1:无污染或仅有干燥的非导电性污染。 2)污染等级2:一般情况仅有非导电性污染,但是必须考虑到偶然由于凝露造成的短暂的 导电性污染。 3)污染等级3:有导电性污染,或由于凝露使干燥的非导电性污染变为导电性污染。 4)污染等级4:持久的导电性污染,如由于导电尘埃或雨雪造成的污染。 户外型和户内型I逆变器应满足污染等级3的环境:户内型I逆变器应满足污染等级2的环境。 对于特殊的用途和微观环境可考虑采用其他的污染等级。如预定在污染等级4的环境下使用逆变器 需采取措施将逆变器内部微观环境的污染等级降低至1、2、3级。

设备所使用的材料和部件的温度不能超过表1~表3规定的限值。一般情况下,若逆变器的相 关元器件或其表面温度变化不超过1℃/h时,则认为逆变器已达到热稳定状态。在全功率条件下, 温升试验至多持续7h(模拟一天日照情况)。但如果时间更长的测试能证明其会产生更大危险的情 况除外。

表1变压器、电抗器等线圈类及其绝缘系统温度极限限值

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表面粘贴热电偶法一般测不到最热部位。相比之下,多点理入式热电偶法更有可能记录到最高温度。而线图 阻变化法给出的是被测线圈段的平均温度。

元器件及制造商材料等级温度标准不存在时的极

表3逆变器表面的温度限值

6.2.1直接接触防护要求

6.2.1.1一般要求

a)防止人直接接触到对人产生伤害的带电零部件,防止直接接触的措施应通过6.2.1.2或6.2.1.3 规定的一种或多种措施来实现。

b)开放式部件和装置不需要采取直接接触防护措施,但其操作说明书需明确要求在最终产品安 完成后提供必要的防护措施。 )预定安装在封闭电气操作区域的逆变器不需要采取直接接触防护措施。若维修人员在安装或 修期间需要对其进行通电,则防护措施需符合6.2.1.2.3的要求。

6.2.1.2外壳和遮拦防护

6.2.1.2.1一般要求

提供保护的外壳和安全避拦,其零部件在不使用工具的情况下应不能拆卸。满足这些要求的聚合 物材料应同时符合6.1及6.5的要求。逆变器在户外使用时,其外壳聚合物材料受阳光照射时需同时符 合5.7的要求。

6.2.1.2.2防止接触要求

a)通过外壳和安全的防护后,人与带电部件之间的距离需达到以下要求: 1)带电部件电压为小于等于规定安全电压—可以触及; 2)带电部件电压为大于规定安全电压一一不可触及,且与带电零部件之间必须有足够的电气 间隙。 注:安全电压限值按标准GB/T3805要求规定。 b)逆变器采用外壳或遮拦防护,按11.2.2.1的方法检验,以防止触及危险带电部分。

6.2.1.2.3维修人员接触区

安装或维修期间需打开外壳,, 且逆变器需通电时,对维修过程中可能无意触碰到的大于规定 的带电零部件的,应提供防接触保护。防护要求按11.2.2.1的方法检验,

6.2.1.3带电部件的绝缘防护

绝缘需根据逆变器的冲击电压、暂时过电压或工作电压来确定,并按6.2.3的要求选取其中最严酷 的情况。在不使用工具的情况下,绝缘防护应不能被去除。

6.2.2间接接触防护要求

6.2.2.1一般要求

a)逆变器可接触导体与带电零部件之间绝缘失效的情况下,为防止接触存在 求对间接接触进行防护。间接接触防护的方式一般有2种: 保护等级I:基本绝缘和保护接地; 保护等级II:双重绝缘或加强绝缘。 b)如果间接接触防护依赖于安装方式,安装说明书需明确指示相关的危险并详细说明安装方式。 c)采用绝缘方式进行间接防护的电路应该符合6.2.3的规定。 d)对于电压小于规定安全电压【见6.2.1.2.2中a)1)】的部分,此种电路不存在电击危险。

6.2.2.2保护连接和接地

逆变器应提供可靠的保护连接和保护接地,以确保可触及导电部件之间及与外部接地导体的 图1给出了逆变器及其相关保护连接和接地的示例。

NB/T32004—2018

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6.2.2.2.1保护连接方式

图1保护连接和接地示例

逆变器的保护连接应当选择以下方式之一 1)通过直接的金属连接;直接金属连接的两部件,接触处有涂层或油漆时,应刮去涂层或油 漆以确保金属与金属的直接接触; 2)通过逆变器使用时不会被卸掉的其他零部件; 3)通过专用的保护连接: 4)通过逆变器其他金属元器件。

6.2.2.2.2保护连接要求

保护连接的阻抗应足够小,以避免在绝缘失效的情况下,部件之间出现危险的电位差: 1)对于电路中过电流保护装置的额定值不小于16A的逆变器,保护连接的阻值不超过0.1 2)对于电路中过电流保护装置的额定值大于16A的逆变器,保护连接上的压降不超过2.5

6.2.2.2.3外部保护接地导体

逆变器通电后外部保护接地导体应始终保持连接。除非当地的配线设计规则有不同要求, 邵保护接地导体的横截面积需符合 根据GB16895.3进行计算

表4外部保护接地导体的横截面积

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只有当外部保护接地导体使用与相导体采用相同的金属时,本表的取值有效。否则,外部保护接地导体横循 积应使其电导率与本表规定等效。

6.2.2.2.4外部保护接地导体连接方式

每个预定需通过保护接地导体与地相连的逆变器,都需在靠近相应保护导体连接的地方提供一个 连接端子。每个外部保护接地导体应使用单独的连接方式,不能用作其他连接的机械组件。接地回路 中不应安装熔断器等短路保护装置。 保护导体的连接应使用附录A的第7个符号+进行标识,保护接地线缆使用黄绿相间的颜色。 6.2.2.2.5接触电流 为了在保护接地导体受损或被断开的情况下保持安全,对于插头连接的逆变器,测得的接触电流 不应超过3.5mAa.c.或10mAd.c.;对于所有其他逆变器若接触电流超过3.5mAa.c.或10mAd.c.,应采 用以下一个或多个保护措施并标识附录A的第15个警告标识: 1)采用固定连接且保护接地导体的横截面积至少为10mm²(铜)或16mm²(铝); 2)采用固定连接且在保护接地导体中断情况下自动断开电源; 3)用GB/T11918.1规定的工业连接器进行连接,且多导体电缆中的保护接地导体的最小横 截面积为2.5mm²。

每个预定需通过保护接地导体与地相连的逆变器,都需在靠近相应保护导体连接的地方提供一个 连接端子。每个外部保护接地导体应使用单独的连接方式,不能用作其他连接的机械组件。接地回路 中不应安装熔断器等短路保护装置。 保护导体的连接应使用附录A的第7个符号+进行标识,保护接地线缆使用黄绿相间的颜色。

6.2.2.2.5接触电流

6.2.3.1绝缘电压

根据电路系统电压和过电压级别规定了脉冲耐受电压和暂时过电压见表5。过电压类别按GB/T 16895.10—2010中443条款说明进行判别。 一般情况下,电网电源电路过电压考虑等级为Ⅲ级,与电网电源电路通过电流隔离的PV电路的过 电压等级定为ⅡI级;对于电网电源电路和PV电路之间没有电流隔离的逆变器,根据电网电源电路的过 电压等级确定脉冲耐受电压,与PV电路的脉冲耐受电压进行比较,选择较大者作为PV电路和电网电 源电路的联合电路的脉冲耐受电压。 对于其他电路,根据它与PV电路和电网电源电路之间的关系按下列要求进行判断,选择两种关系 判断结果中较严酷的过电压等级: 1)对于不通过电流隔离连接到电网电源的电路,采用电网电源电路的过电压等级。 2)对于不通过电流隔离连接到PV电路的电路,采用PV电路的过电压等级。 3)如果通过变压器、光耦合器或类似电流隔离装置进行隔离,所考虑的电路的过电压等级比 通过这些隔离所连接的电路的过电压等级低一级。如果通过隔离连接的电路不止一个,取 其中最严酷的等级。 以上确定的过电压等级适用于电路到地。每个电路的功能绝缘的过电压等级,比电路到地的过电 压等级低一级。

表5低电压电路的绝缘电压

6.2.3.2绝缘位置

6.2.3.2.1直接连接电网的电路

直接连接到电网的电路及其周边之间的电气间隙和固体绝缘应根据冲击电压、暂时过电压或工作 电压进行设计,取三者中要求较严酷的

6.2.3.2.2电网电源电路以外的电路

由有较高冲击电压要求的电路决定。对于爬电距离,由有较高的工作电压有效值的电路决定。 b)电网电源电路以外的电路及其周边电路之间的电气间隙和固体绝缘,需根据冲击电压和重复峰 值电压进行设计,考虑以下要求: 一系统电压:对于PV电路,取最大PV开路电压;对于其他电路,取工作电压。 一冲击电压见表5,根据上述系统电压和6.2.3.1规定的过电压等级进行查表。 电气间隙的设计根据工作电压或冲击电压来确定,取二者中要求较严酷的。

6.2.3.3电气间隙

功能绝缘、基本绝缘或附加绝缘的最小电气间隙应满足表6的要求,海拔2000m6000m的逆变 器,电气间隙应根据表7的修正系数进行修正。 按表6确定加强绝缘的电气间隙时,对应的电压值应根据更高一级的脉冲电压、暂时过电压的1.6 倍,或者工作电压的1.6倍进行选择,取三者中结果最严酷的,

NR/T320042018

NR/T320042018

表11不直接连接电网的电路的交流或直流试验电压

表12不同海拔下脉冲试验电压值

6.2.3.6局部放电

固体绝缘的电气强度远远大于空气的电气强度,但通过固体绝缘材料的绝缘距离通带 间隙而产生高的电应力。在绝缘系统中电极与绝缘之间和不同的绝缘层之间均可能产生间隙,或绝缘 材料本身有气隙。在这些间隙或气隙中,即使电压远小于击穿水平,仍可能发生局部放电,这就会影 响固体绝缘的使用寿命。如果跨在绝缘件上的工作电压重复峰值大于700V且绝缘件上的电压应力大于 1kV/mm,要进行局部放电试验。

6.3.1危险能量等级的确定

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出现下列两种情况之一,则认为存在危险能量等级: a)电压等于或大于2V,且60s之后容量超过240VA; b)电容器电压U大于等于2V,按以下公式计算的电能E超过20J: E=0.5CU (7) 式中: E—能量,单位为J; C电容,单位为F: U—电容器端电压测量值,单位为V。

出现下列两种情况之一,则认为存在危险能量等级: a)电压等于或大于2V,且60s之后容量超过240VA; b)电容器电压U大于等于2V,按以下公式计算的电能E超过20J E=0.5CU2

6.3.2操作人员接触区

逆变器的设计应保证操作人员接触区的可触及电路不产生危险能量,并考虑金属物体桥接的时 会引起伤害,能够被试验指桥接的零部件之间,一定不能存在危险能量。除了限制能量外,也 屏障、护栏等方式防止接触。

6.3.3维修人员接触区

位于维修或安装时可能被移动或移除的操作面板中的电容器,逆变器断电之后电容器存储的电荷 应不构成危险能量。 逆变器断开电源之后,内部的电容器应在10s之内放电至能量低于6.3.1规定的20J。若因功能或 其他原因不能满足要求,应在外壳、电容器的保护屏障或电容器附件上清楚地标注附录A.1中第21个 警告符号以及放电时间。在维修手册中也需说明逆变器断电之后电容器放电时间。如果电容器的放电 时间不能精确计算,则应该进行测量。

在正常使用条件和任意故障条件 作逆变器不应产生机械危险。棱缘、凸起、拐角、孔洞、护 罩和手柄等操作人员能够接触的部位需圆滑、无毛刺,在正常使用时不能引起伤害。

6.4.2运动部件要求

逆变器的运动部件(如散热风机等)不应对操作人员的身体部位造成伤害,设备的危险运动部件 应提供足够的防护措施。 在例行维护期间,若因技术原因不可避免地要求操作人员接触危险运动部件,如对运动部件进行 调整,则逆变器必须提供以下所有预防措施才允许让操作人员接触: a)只有借助工具才能接触; b)说明书应有声明:操作人员必须经过培训才允许执行危险操作; c)拆卸才能接触到危险部位的盖子或零部件上需有警告标识,以防止未经培训的操作人员误 接触; d)未安装有自动复位的热断路器,过流保护装置或自动定时启动装置等。 对于没有采取以上预防措施的逆变器,试验指以不明显力从任何方向均不得触及危险运动部件,

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于防止试验指进入的孔洞,需进一步用直的不带关节的试验指,施加30N的力进行试验。如 验指能进入孔洞,则应重新使用新的试验指进行试验;必要时,则应将该试验指施加力至30N 洞内。

如果变器没有固定到建筑构件上, 使用中其本身须具有物理稳定性。在操作人, 变器的门或抽屉等之后,逆变器自身需能保持稳定。若不能,则制造商应给出警告标识。 逆变器如固定到墙壁或天花板时,安装支架应承受大小等于逆变器重力4倍的力。

如果逆变器安装了搬运手柄,那么手柄必须能够承受逆变器本身重力4倍的力;质量为18k 的逆变器或部件,应提供搬运指导文件

6.4.5抛射出的零部件

6.4.6连接外部导线的接线端子

6.4.6.1一般要求

a)接线端子的结构应保证具有良好的电接触和电气载流能力QSY CQ3419-2010 注水站数字化管理建设要求,并应有足够的机械强度。接线端子 的连接应用螺钉、螺母或其他等效方法与导体连接,以保证维持必要的接触压力。 b)接线端子紧固用螺钉和螺母除固定接线端子本身就位或防止其松动外,不应作为固定其他任何 零部件之用。 c)与特定输入或输出电路相关的接线端子应相互靠近。而且,连接到电网电源电路的端子应靠近 保护接地端子。 d)接线端子也可采用光伏连接器,连接器需经第三方检验证明适用。 e)本条款符合性通过检查来检验。

6.4.6.2接线端子尺寸

制造厂应规定接线端子适用连接的导线类型(硬线或软线、单芯线或多股线),最大和最小 积以及同时能接至接线端子的导线根数(如适用)。接线端子能够连接的最大截面导线应不 .2.1温升试验所规定的导线截面,可用于接线端子的导体应是同一种类型(硬线或软线、单芯 线)。

6.4.6.3接线端子的设讯

接线端子在设计上应使其能以足够的接触压力将导线夹持在金属表面之间而不会损伤导线。接线 端子的设计或配置应使夹持导线的螺钉或螺母在拧紧时,导线不会滑脱。 接线端子应配置适当的固定导线的附件(如螺母和垫圈)。 接线端子的固定应使夹持导线的附件在拧紧或拧松时, 一接线端子本身不会松脱: 一内部布线不承受应力; 电气间隙和爬电距离不会减小到小于6.2.3.3和6.2.3.4的规定值。

在逆变器内部和逆变器外侧,通过使用适当的材料和元器件以及采用适当的结构,以减少引燃危 险和火焰蔓延的危险。 一方法1选择和使用能将引燃危险和火焰蔓延的可能性减小的元器件、配线和材料;必要时使 用防火外壳。 注:对于元器件数量比较多的变器,推荐使用方法1。 一方法2所有模拟试验不会有导致元器件引燃,或使温度达到燃点,或导致其他着火危险迹 象,则此类逆变器或逆变器的一部分则就不要求防火外壳。 注:对于元器件数量比较少的逆变器,推荐使用方法2。

6.5.2材料的可燃性要求

户用逆变器要求噪声不超过65dBJG/T 116-2012 聚碳酸酯(PC)中空板,工业用逆变器不超过80dB,对于声压等级大于80dB的逆 应该在其明显位置粘贴“听力损害”的警示标识,且说明书中给出减少听力损害的指导。

6.7.1方阵绝缘阻抗检测

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