《T-CPSS-1002-2018低壓有源電力濾波裝置》

ICS號01.040.29

中國標準文獻分類號K46

團體標準

T/CPSS1002－2018

低壓有源電力濾波裝置

Lowvoltageactivepowerfilter

2018-06-06發(fā)布2018-06-06實施

中國電源學會發(fā)布

T/CPSS1002－2018

低壓有源電力濾波裝置

1范圍

本標準規(guī)定了低壓有源電力濾波裝置（以下簡稱濾波裝置）的術語和定義、功能要求、技術要求、

試驗方法、檢驗規(guī)則等要求。

本標準適用于頻率50Hz、額定工作電壓不超過1000V（1140V）的低壓配電網，采用電壓源型逆

變器結構的并聯(lián)型濾波裝置。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T3859.1－2013半導體變流器通用要求和電網換相變流器第1-1部分：基本要求規(guī)范

GB/T4208－2017外殼防護等級(IP代碼)

GB/T7251.1－2013低壓成套開關設備和控制設備第1部分：總則

GB/T13384－2008機電產品包裝通用技術條件

GB/T13422－2013半導體變流器電氣試驗方法

GB/T15576－2008低壓成套無功功率補償裝置

GB/T16935.1－2008低壓系統(tǒng)內設備的絕緣配合第1部分：原理、要求和試驗

GB/T17626.2－2006電磁兼容試驗和測量技術靜電放電抗擾度試驗

GB/T17626.4－2008電磁兼容試驗和測量技術電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗

GB/T17626.5－2008電磁兼容試驗和測量技術浪涌（沖擊）抗擾度試驗

GB/T17626.12－2013電磁兼容試驗和測量技術振鈴波抗擾度試驗

GB/T17626.30－2012電磁兼容試驗和測量技術電能質量測量方法

GB17799.4－2012電磁兼容通用標準工業(yè)環(huán)境中的發(fā)射

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

有源電力濾波裝置activepowerfilter

利用電力電子變流技術，通過產生諧波電流與負載諧波電流實時抵消，實現(xiàn)濾波功能的并聯(lián)型裝置。

3.2

諧波補償率harmonic(component)compensationratio

Kh

補償后，電網側第h次諧波電流有效值與諧波源產生的第h次諧波電流有效值之比，以百分數(shù)表示。

1

T/CPSS1002－2018

I

K=?×(1h)100%··························（1）

hI

nh

式中：

Ih——濾波裝置工作后，電網側的第h次諧波電流有效值，單位為安（A）；

Inh——濾波裝置工作后，諧波源產生的第h次諧波電流有效值，單位為安（A）。

3.3

總諧波補償率totalharmonic(components)compensationratio

K

補償后，電網側各次諧波電流總含量與諧波源產生的各次諧波電流總含量之比，以百分數(shù)表示。

hmax

2

∑Ih

=

K=?×()1h2100%··························（2）

hmax

2

∑Inh

h=2

式中：

Ih——濾波裝置工作后，電網側的第h次諧波電流有效值，單位為安（A）；

Inh——濾波裝置工作后，諧波源產生的第h次諧波電流有效值，單位為安（A）；

hmax——最高補償諧波次數(shù)。

3.4

響應時間compensationresponsetime

從被控制量開始突變到裝置輸出達到目標值的90％所需要的時間，如圖1。

輸出量最大過沖

±5%

90%

控制目標

0

響應時間輸入

控制輸入

（控制目標參考值）

時間

圖1響應時間示意圖

3.5

電流諧波總畸變率totalharmonicdistortionforcurrent

THDI

電流中各次諧波成分的方均根值與基波電流成分之比，以百分數(shù)表示。

2

T/CPSS1002－2018

∞

2

∑Ih

h=2（）

THDI=×100%··························3

Il

式中：

Ih——電流中第h次諧波成分方均根值，單位為安（A）；

I1——電流中基波成分方均根值，單位為安（A）。

4功能要求

4.1諧波補償能力

濾波裝置應具有輸出諧波電流并補償部分或全部的負載諧波電流的能力。

4.2輸出過載能力

當負載需求大于濾波裝置補償額定輸出電流時，自動限定輸出電流至額定輸出電流。

4.3保護功能

4.3.1輸出過流保護

當濾波裝置輸出電流超過保護電流設定值時，濾波裝置應立即保護，并給出告警指示。

4.3.2超溫保護

濾波裝置內部溫度超過溫度保護設定值時，濾波裝置應立即保護，并給出告警指示。

4.3.3交流輸入欠壓保護

交流輸入電壓低于欠電壓設定值（該值應小于額定電壓的85％）時，濾波裝置應立即保護，同時給

出告警指示。

4.3.4交流輸入過壓保護

交流輸入電壓高于過電壓設定值（該值應大于額定電壓的115％）時，濾波裝置應立即保護，并給

出告警指示。

4.3.5交流輸入欠頻率保護

交流輸入電壓頻率低于欠頻率設定值（該值應小于49Hz）時，濾波裝置應立即保護，并給出告警

指示。

4.3.6交流輸入過頻率保護

交流輸入電壓頻率高于過頻率設定值（該值應大于51Hz）時，濾波裝置應立即保護，并給出告警

指示。

4.3.7主電路器件損壞切除保護

當主電路器件發(fā)生損壞，有可能對電網造成危害時，濾波裝置應立即保護，從電網中切除，同時給

出告警指示。

3

T/CPSS1002－2018

4.4通信功能

濾波裝置應具備報警信號輸出接口和通信接口。

5技術要求

5.1額定值

濾波裝置的額定值如下：

a)接線方式：單相、三相三線、三相四線；

b)額定工作頻率：50Hz；

c)補償諧波范圍：2～50次諧波。補償?shù)奶囟ǚ秶捎脩襞c制造商商定；

d)接入電網標稱電壓：220V、380V、660V、1000V（1140V）。其他電壓由用戶與制造商商

定；

e)額定輸出電流（基波電流）：10A、25A、50A、75A、100A、150A、200A、300A、400A。

其他額定輸出電流由用戶與制造商商定。

5.2環(huán)境條件

5.2.1正常使用條件

濾波裝置的正常使用條件如下：

a)本標準主要針對正常使用條件為室內使用；

b)環(huán)境溫度：-5℃～+40℃，日平均溫度不超過35℃，其他溫度等級可與制造商商議；

c)相對濕度：15％～90％（20℃時），在不同溫度和濕度條件下，應注意防止設備運行時凝露；

d)周圍介質無爆炸及易燃、易爆危險，無腐蝕性氣體，無導電塵埃等；

e)海拔高度不超過1000m（安裝地點海拔高度超過1000m時，與之相關的溫升限值、絕緣等

應予以修正）；

f)安裝地點無劇烈振動及顛簸，安裝傾斜度不大于5°；

g)污穢條件：應不低于GB/T16935.1－2008中2級。

5.2.2電網條件

電網條件如下：

a)輸入電壓范圍：UN×(1±15％)，UN為接入電網標稱電壓；

b)電壓輸入頻率：fN±1Hz，fN為額定工作頻率；

c)輸入電壓不平衡度：≤5％。

5.3結構

濾波裝置的結構應符合GB/T15576－2008中6.1的要求。

濾波裝置外殼防護等級不應低于IP20，具體按GB/T4208的規(guī)定。

濾波裝置的結構設計應充分考慮避免人身觸電的風險，在設備安裝時也應采取必要的措施進一步降

低觸電危險。制造商應在使用說明書中提供相關資料。

濾波裝置的金屬殼體和要求接地的電器元件金屬底座與接地螺釘間，應保證具有可靠的電氣連接。

濾波裝置內的電路和所有部件的設計應足以耐受安裝場所可能遇到的最大熱應力和電應力。

4

T/CPSS1002－2018

接地保護導體的截面積不應小于表1的規(guī)定值，最小值不應小于2.5mm2。如果按表1選擇的導線不

是標準截面積，則應向上一級靠至標準導線的截面積。當相導線與保護導線的材料不同時，應進行修正，

使之達到同一種材料的導電效果。

當濾波裝置的框架或外殼作為保護電路的一部分時，其截面積的導電能力應至少等效于表1規(guī)定的

相應最小截面積。

表1保護導體（銅）的最小截面積

單位為mm2

相導線的截面積S相應保護導體最小截面積

S≤16S

16<S≤3516

S>35S/2

5.4性能要求

性能要求應滿足表2的規(guī)定。

表2性能要求

序號項目技術要求備注

當負載電流畸變率≥20％時，總諧波補

償率≥85％；在規(guī)定試驗條件下應達到相應指標；有特

1諧波補償性能

當負載電流畸變率＜20％，補償之后殊要求時，應由用戶與制造商商定。

電流畸變率應不大于5％

2損耗≤3％在基波額定輸出電流工作條件下測試。

3響應時間≤20ms有特殊要求時，應由用戶與制造商商定。

強制風冷和自然冷卻條件下；特大容量風

4噪聲≤70dB(A)冷設備大于70dB(A)時，應由用戶與制造

商商定。

5.5溫升限值

溫升限值應符合GB/T7251.1中9.2的要求。

5.6絕緣性能

5.6.1絕緣電阻

在環(huán)境溫度-5℃～+40℃、相對濕度不大于90％時，對于電壓UM/2不超過1000V的，絕緣電阻

不應小于100MΩ。

注：UM表示正弦波電壓波形的最大值。

5.6.2介電強度

濾波裝置應承受表3所示的試驗電壓、10mA漏電流，維持1min，應無電擊穿或閃絡。

5

T/CPSS1002－2018

表3介電強度試驗電壓

額定電壓UN試驗電壓

VV

UN≤60500

60<UN<1251000

125<UN<2501500

250<UN<5002000

UN＞5002UN+1000

5.6.3沖擊電壓

濾波裝置應承受GB/T16935.1－2008中表F.1要求的沖擊電壓。試驗后，濾波裝置應無絕緣破壞。

試驗中，允許出現(xiàn)沒有引起絕緣破壞的閃絡。如出現(xiàn)閃絡，應復查絕緣電阻和介電強度（試驗電壓值為

5.6.2規(guī)定的75％）。

5.7電磁兼容性

5.7.1設備的抗擾性能

5.7.1.1靜電放電抗擾度

濾波裝置應能承受GB/T17626.2中規(guī)定的試驗等級為3級的靜電放電抗擾度試驗。

試驗中，濾波裝置允許出現(xiàn)性能喪失，但不允許改變操作狀態(tài)或存儲的數(shù)據。試驗后，濾波裝置應

能正常工作，且不允許性能降低或性能低于制造商指定的性能級別。

5.7.1.2振鈴波抗擾度

濾波裝置應能承受GB/T17626.12中規(guī)定的試驗等級為3級的1MHz和100kHz振鈴波抗擾度試驗。

試驗中，濾波裝置允許出現(xiàn)性能喪失，但不允許改變操作狀態(tài)或存儲的數(shù)據。試驗后，濾波裝置應

能正常工作，且不允許性能降低或性能低于制造商指定的性能級別。

5.7.1.3電快速瞬變脈沖群抗擾度

濾波裝置應能承受GB/T17626.4中規(guī)定的試驗等級為3級的電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗。

試驗中，濾波裝置允許出現(xiàn)性能喪失，但不允許改變操作狀態(tài)或存儲的數(shù)據。試驗后，濾波裝置應

能正常工作，且不允許性能降低或性能低于制造商指定的性能級別。

5.7.1.4浪涌（沖擊）抗擾度

濾波裝置應能承受GB/T17626.5中規(guī)定的試驗等級為3級的浪涌（沖擊）抗擾度試驗。

試驗中，濾波裝置允許出現(xiàn)性能喪失，但不允許改變操作狀態(tài)或存儲的數(shù)據。試驗后，濾波裝置應

能正常工作，且不允許性能降低或性能低于制造商指定的性能級別。

5.7.2電磁發(fā)射

濾波裝置電源端口的電磁發(fā)射不應超過GB17799.4中規(guī)定的限值。

6

T/CPSS1002－2018

6試驗方法

6.1一般要求

有關半導體變流器的共性要求，其檢驗要求和試驗方法應符合GB/T3859.1的規(guī)定。

諧波測量儀器應符合GB/T17626.30的規(guī)定。

使用可編程諧波電流源模擬負載電流進行試驗時，應保證負載電流中2～50次諧波成分的幅值和相

位與給定電路輸出結果一致。

6.2絕緣試驗

6.2.1絕緣電阻

試驗前短接A、B、C三相，試驗方法按GB/T3859.1中的方法，測量結果應符合5.6.1的規(guī)定。

6.2.2介電強度

按GB/T13422中的試驗方法，試驗時允許斷開不能承受試驗電壓的元件，如：氣體放電管、壓敏電

阻等，試驗前短接A、B、C三相，在濾波裝置的電源輸入端與機殼之間施加表3規(guī)定的交流試驗電壓，

維持1min，試驗結果應符合5.6.2的規(guī)定。

6.2.3沖擊電壓

按GB/T16935.1－2008中6.1.2.2.1條的試驗方法，試驗結果應符合5.6.3的規(guī)定。

6.3輸入電壓允許變化范圍試驗

試驗電路如圖2。在濾波裝置處于額定工作狀態(tài)時，按5.2.2a)規(guī)定調節(jié)輸入電壓至最大值、額定值

和最小值，并分別用電能質量分析儀進行測量，濾波裝置應滿足表2中的性能要求。

6.4輸入頻率允許變化范圍試驗

試驗電路如圖2。在濾波裝置處于額定工作狀態(tài)時，按5.2.2b)規(guī)定調節(jié)輸入頻率至最大值、額定

值和最小值，并分別用電能質量分析儀進行測量，濾波裝置應滿足表2中的性能要求。

6.5輕載試驗（功能試驗）

輕載試驗是為了驗證濾波裝置電氣線路的所有部分連接是否正確，濾波裝置能否正常運行。輕載試

驗中，濾波裝置輸出電流可小于額定輸出電流的10％。

試驗時，對濾波裝置施加額定交流電壓，檢測主電路工作電壓、負載電流和控制電路工作電壓、工

作電流，確認主回路各部件的波形是否符合設計要求。試驗電路如圖2，三相四線制測試系統(tǒng)中R1=314

×L1，R2=6×R1。

6.6保護功能試驗

保護功能檢驗內容按4.3的規(guī)定。試驗時，模擬故障，確認保護正確動作，故障顯示與故障項目相

符，驅動信號可靠封鎖。試驗電路如圖2，三相四線制測試系統(tǒng)中R1=314×L1，R2=6×R1。

6.7負載試驗

負載試驗是為了檢驗濾波裝置在規(guī)定的工作條件、負荷等級和負載類型下，按額定電流輸出運行，

運行穩(wěn)定后各部位溫升不超過5.5的規(guī)定值。

7

T/CPSS1002－2018

試驗電路如圖2。將濾波裝置接入供電電源和非線性負載之間，通過改變電阻R調節(jié)非線性負載的

功率，檢驗濾波裝置運行是否正常跟蹤變化，參數(shù)顯示是否正確，保護設定是否合適。

D1D3D5

ATA1

A

交流BTA2

AR

電源CTA3

A

D4D6D2

濾波裝置

a）三相三線制測試系統(tǒng)

D1D3D5

ATA1

A

BTA2

交流AR2

CTA3

電源A

N

D4D6D2

濾波裝置

D7D8

L1

R1

D9D10

b）三相四線制測試系統(tǒng)

D1D3D5

ATA

A

B

交流R

電源C

N

D4D6D2

濾波裝置

c）單相制測試系統(tǒng)

圖2補償功能試驗電路

6.8輸出限流試驗

試驗電路如圖2。濾波裝置運行，調節(jié)非線性負載電流，將濾波裝置輸出電流調整到額定值，然后

繼續(xù)增加非線性負載電流有效值到125％額定值，濾波裝置應能正常運行并符合4.2的規(guī)定。

6.9溫升試驗

按GB/T7251.1中的試驗方法進行，主要元器件的溫升限值應符合5.5的規(guī)定。

8

T/CPSS1002－2018

6.10總諧波補償率試驗

試驗中，用電能質量分析儀的電流鉗分別測量圖2中相應測試系統(tǒng)的電網側電流和負載側電流信號。

主電路通電，濾波裝置運行穩(wěn)定后，分別從電能質量分析儀上讀取并記錄電網側電流波形及其諧波

含量，負載側電流波形及其諧波含量等數(shù)據。根據公式（2）計算總諧波補償率應符合表2的要求。

6.11損耗試驗

試驗電路如圖2。濾波裝置分別處于輸出額定容性基波電流和輸出額定感性基波電流的兩種工作狀

態(tài)，用電能質量分析儀在濾波裝置輸入端測得的輸入平均有功功率即為濾波裝置的損耗，以上兩種工況

下測得損耗的平均值應符合表2的要求。

6.12響應時間試驗

試驗電路如圖3。濾波裝置處于正常工作狀態(tài)時，閉合開關K，投入R2，用時間記憶示波器測量并

記錄補償后的電流波形。分析該波形，根據3.4定義測量響應時間，即為負載突增響應時間。在系統(tǒng)穩(wěn)

定后，切除R2，用同樣方法測得負載突減響應時間。負載突增響應時間和負載突減響應時間的算術平

均值即為濾波裝置的響應時間，應符合表2的要求。

試驗中，在三相三線制和單相制試驗中，濾波裝置的兩個穩(wěn)態(tài)輸出電流應選為10％額定電流和90％

額定電流。在三相四線制試驗中，R1=314×L1，R2=1.1×R1，R3=8.8×R1。

D1D3D5

K

ATA1

A

交流BTA2

AR1

電源CTA3

A

R2

D4D6D2

濾波裝置

a）三相三線制測試系統(tǒng)

D1D3D5

K

ATA1

A

BTA2

交流AR3

CTA3

電源A

N

R2

D4D6D2

濾波裝置

D7D8

L1

R1

D9D10

b）三相四線制測試系統(tǒng)

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T/CPSS1002－2018

D1D3D5

K

ATA

A

B

交流R1

電源C

N

R2

D4D6D2

濾波裝置

c)單相制測試系統(tǒng)

圖3響應時間試驗電路

6.13噪聲試驗

按GB/T13422中5.1.16條的方法測量，測量頻率范圍為2kHz～20kHz頻段。測量值均應符合表2的

規(guī)定。

6.14電磁兼容性試驗

6.14.1靜電放電抗擾度試驗

本試驗可按GB/T17626.2的規(guī)定進行。

6.14.2振鈴波抗擾度試驗

本試驗可按GB/T17626.12的規(guī)定進行。

6.14.3電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗

本試驗可按GB/T17626.4的規(guī)定進行。

6.14.4浪涌（沖擊）抗擾度試驗

本試驗可按GB/T17626.5的規(guī)定進行。

6.14.5電磁發(fā)射試驗

按GB17799.4中規(guī)定的方法進行。

7檢驗規(guī)則

7.1試驗分類

試驗分為出廠試驗和型式試驗。

7.2試驗場所

本標準規(guī)定的各項試驗一般在制造商的生產場所進行。個別試驗項目如需在設備現(xiàn)場安裝后進行，

則應在合同或有關技術文件中說明。

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T/CPSS1002－2018

7.3出廠試驗

濾波裝置的所有電器元件、儀器儀表等配套件，在組裝前應檢驗其型號、規(guī)格等是否符合設計要求，

并應具有出廠合格證明。

每臺濾波裝置組裝完成后均應進行出廠試驗。出廠試驗項目見表4。試驗合格后，填寫試驗記錄并

簽發(fā)出廠合格證明。

每臺濾波裝置中，有一項指標不符合要求，該臺即為不合格，應進行返工。返工后應進行復試，直

至全部指標符合要求，方可簽發(fā)出廠合格證明。

7.4型式試驗

型式試驗可在一臺濾波裝置上，或相同設計但不同規(guī)格的濾波裝置上進行。型式試驗產品應是經出

廠試驗合格后的產品。

在下列任一情況下應進行型式試驗：

a)連續(xù)生產的產品每5年進行一次型式試驗；

b)設計、制造工藝或主要元器件改變，應對改變后首批投產的合格品進行型式試驗；

c)新設計投產（包括轉廠生產）的產品，應在生產鑒定前進行產品定型型式試驗。

型式試驗項目見表4。

進行型式試驗時，達不到表4中型式試驗項目任何一項要求時，判定該產品不合格。

型式試驗不合格，則該產品應停產。直到查明并消除造成不合格的原因，且再次進行型式試驗合格

后，方能恢復生產。

進行定型型式試驗時，允許對產品的可調部件進行調整，但應記錄調整情況。設計人員應提出相應

的分析說明報告，供鑒定時判定。

表4出廠試驗和型式試驗項目

序出廠型式技術要求試驗方法

試驗項目備注

號試驗試驗章節(jié)號章節(jié)號

1外觀與結構√√5.3

2外殼防護試驗√5.3

5.6.3的內容

3絕緣試驗√√5.66.2只需在型式

試驗中完成

輸入電壓變化范圍試驗√5.2.2a)6.3

輸入頻率允許變化范圍試驗√5.2.2b)6.4

輕載試驗√√