团 体 标 准
T/CSNAME 157—2025
沿海内河船用电池充放电变流装置技术要
求
Technical requirements for battery charging and discharging converter devices for
coastal and inland waterway vessels
2025 - 12 - 31 发布 2026 - 03 - 31 实施
中国造船工程学会 发 布
前 言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国造船工程学会船舶标准化专业委员会提出。
本文件由中国造船工程学会归口。
本文件起草单位：澄瑞电力科技(上海)股份公司、华电湖北发电有限公司、上海船舶运输科学研究所有限公司、中国船级社、国网电动汽车服务湖北有限公司、寰宇东方国际集装箱(启东)有限公司、东南大学、武汉理工大学。
本文件主要起草人：胡金杭、苗亚、王杰、张凯杰、王磊、郭恒宇、高明杰、张本伟、汤敏、王翔宇、荣延海、彭登朝、吴九强、熊吕露、姚丹丹、严婕、朱春锋、刘欢、彭爽、陈鸣妤、徐源、古龙江、王玮、雍定涛、刘盛柏、陈军、宋阳。
沿海内河船用电池充放电变流装置技术要求
1 范围
本文件规定了沿海内河船用电池充放电变流装置(以下简称“变流装置”)的技术要求，包括组成、要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输、贮存等。
本文件适用于沿海内河船舶港口岸电变流装置的设计、制造和检验。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;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 3181-2008 漆膜颜色标准
GB/T 3859.4-2004 半导体变流器 包括直接直流变流器的半导体自换相变流器
GB/T 3956-2008 电缆的导体
GB/T 4208-2017 外壳防护等级(IP代码)
GB/T 5080.1-2012 可靠性试验 第1部分：试验条件和统计检验原理
GB/T 9414.3-2012 维修性 第3部分：验证和数据的收集、分析与表示
GB/T 9414.5-2018 维修性 第5部分：测试性和诊断测试
GB/T 10250-2007 船舶电气与电子设备的电磁兼容性
GB/T 13306-2011 标牌
GB/T 14548-2025 船用半导体变流器通用技术条件
GB/T 15945-2008 电能质量 电力系统频率偏差
GB/T 16538-2008 声学 声压法测定噪声源声功率级 现场比较法
GB/T 19212.1-2023 变压器、电抗器、电源装置及其组合的安全 第1部分：通用要求和试验GB/T 34120-2023 电化学储能系统储能变流装置技术规范
IEC 60092-304:2022 船舶电气装置 第 304 部分：设备 半导体转换器( Electrical installations in ships - Part 304: Equipment - Semiconductor converters)
中国船级社.电气电子产品型式认可试验指南.2024
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3. 1
充放电 charge and discharge
电能与化学能的双向转换过程，通过变流装置实现能量双向流动。
3. 2
变流装置 power converter
实现船舶电网与电池系统间电能双向转换的设备，支持恒流、恒压、恒功率充电以及快速放电功能。 3. 3
转换效率 conversion efficiency
输出功率与输入功率的比值，体现能量损耗水平。
3. 4
绝缘监测 insulation monitoring
实时检测充放电系统绝缘电阻，防止漏电事故。
4 组成
除另有规定外，变流装置的典型结构应如图1所示，由直流开关、直流滤波器、直流预充电回路、监控模块、变流单元、滤波回路、交流预充电回路、交流滤波器、交流开关等组成。
图1 典型变流装置结构图
5 要求
5. 1 基本要求
5.1.1 散热
5.1.1.1 变流装置冷却方式宜采取自然冷却或风冷，其他冷却方式如水冷、油冷等强制冷却方式可由产品订货技术要求确定。
5.1.1.2 采用风冷方式的，在变流装置空气入口处与出口处的温差应小于 15℃。风冷失效后， 变流装置应在自然冷却条件下允许降额工作，降额程度由产品订货技术要求规定。
5.1.2 监控模块
变流装置应配置监控模块。监控模块实时监测变流装置工作状态，应具有交流过欠压、交流过载、直流过欠压、交流频率监测、主功率器件温度检测和过温告警以及其他报警功能。
5. 2 环境适应性要求
5.2.1 高温
变流装置正常工作的高温极值一般为55℃,不损坏高温极值一般为70℃。
5.2.2 低温
变流装置正常工作的低温极值一般为-10℃,不损坏低温极值一般为-25℃。
5.2.3 湿热
变流装置应在温度40 ℃±2 ℃时，相对湿度为90%～95%的环境中能正常工作。
5.2.4 盐雾
变流装置在2 mg/m3 的盐雾环境中能正常工作。
5.2.5 振动
变流装置应符合GB/T 34120-2023中振动要求，能耐受船体振动，并连续有效地工作。
5.2.6 倾斜和摇摆
变流装置在如下倾斜和摇摆环境中能正常工作：
a) 横摇：±45°,周期 3 s～14 s;
b) 横倾：±15°,长期;
c) 纵摇：±10°,周期 4 s～10 s;
d) 纵倾：±10°,长期。
5.2.7 空气噪声
除另有规定，变流装置正常运行时的空气噪声(含风机噪声)声压级应不大于85 dB(A)。
5. 3 六性要求
5.3.1 电磁兼容性
变流装置的电磁兼容性应符合GB/T 10250-2007中B组设备的要求。
5.3.2 可靠性
变流装置平均故障间隔时间应符合GB/T 14548-2025中4.12的要求。
5.3.3 维修性
变流装置平均故障修复时间(MTTR)不应大于30 min。
5.3.4 测试性
变流装置应具有自检功能和故障诊断功能，能进行检查和故障诊断。
5.3.5 外壳防护
变流装置的防护等级应满足安装场所的要求，至少符合GB/T 4208-2017中等级IP 20的要求。
5.3.6 安全性
变流装置安全性应满足以下要求：
a) 变流装置应有防触电、绝缘防护等适当保护措施，强电连接处应采取物理保护措施防止操作人员意外接触;
b) 不带电金属部分应可靠接地，接地电阻不高于 10 MΩ,应具有良好的接地措施且设有明显标志;
c) 变流装置金属部件应可靠接地，应有铜制的接地螺钉，接地螺钉应有防蚀层，在接地螺钉处应设有清晰的接地符号。
5,4 电气性能
5.4.1 电气间隙和爬电距离
变流装置中各电气回路间或任何电气回路与地之间的电气间隙和爬电距离应符合GB/T 19212.1- 2023的规定。
5.4.2 输入电源
变流装置的额定输入电压分为400 V,690 V，输入电压偏差范围为标准限值的-10%～7%。
5.4.3 输出电源
变流装置的额定输出电压等级、额定输出频率应符合IEC 60092-304:2022的要求。变流装置的输出波形直流或交流，其波形应符合产品技术文件的要求。
5.4.4 绝缘电阻
在环境温度为25℃时，变流装置冷态绝缘电阻应不低于10 MΩ,热态绝缘电阻应不低于1 MΩ。
5.4.5 介电强度
变流装置的绝缘能承受GB/T 14548-2025规定的工频试验电压(有效值)历时1 min而无击穿或闪络现象。
5.4.6 输出电压
变流装置的输出电压应不超过输出额定电压±2%。
5.4.7 瞬态电压调节特性
变流装置在空载到额定负载下运行，输出电压瞬态变化应符合GB/T 3859.4-2004的相关要求。
5.4.8 过载能力
变流装置应能承受110%额定功率60 min，120%额定功率1 min，具有额定功率150%速断保护功能。
5.4.9 电压波形
输入交流电压的变流装置在空载到额定负载下，输入交流电压波形正弦性畸变率应符合GB/T 15945-2008的相关要求。
5.4.10 转换效率
除另有规定，变流装置的效率应不低于96%。
5.4.11 故障保护
5.4.11.1 输入过压保护
当交流输入电压大于额定电压的110%时，不应损坏，并显示故障及报警。
5.4.11.2 输入欠压保护
当交流输入电压低于额定电压的90%时，不应损坏，并显示故障及报警。
5.4.11.3 输出过压保护
交流输出电压大于额定电压的110%时，变流装置自动断开输出，不应损坏，并显示故障及报警。
5.4.11.4 输出欠压保护
交流输出电压小于额定电压的90%时，变流装置自动断开输出，不应损坏，并显示故障及报警。
5.4.11.5 过载及警示保护
变流装置满足5.4.8要求的过载能力，在发生过载情况时，不应损坏，并显示故障及报警。
5.4.11.6 输出短路保护
输出短路时，输出不具有智能交直流配电功能的变流装置自动立即断开输出，不应损坏，并显示故障及报警;输出带有智能交直流配电功能的变流装置，宜具有限流功能。
5.4.11.7 过温保护
变流装置应具备过温保护功能。
5. 5 外观与材料要求
5.5.1 尺寸
除另有规定外，变流装置尺寸的实际值与设计图样值的偏差应在±0.5 cm范围内。
5.5.2 重量
变流装置重量的实际值与设计图样值的偏差符合下列要求：
a) 500 kg 以下，应在-3%～1.5%范围内;
b) 500 kg 以上，应在-2%～1%范围内。
5.5.3 颜色
除另有规定外，变流装置外壳颜色应符合GB/T 3181-2008中的相关颜色要求。
5.5.4 质量及装配
5.5.4.1 变流装置外观油漆均匀、无气泡和脱落; 铭牌、警告牌、标牌、接地牌应齐全， 需符合 GB/T 13306-2011 的规定。
5.5.4.2 变流装置的电器元件安装，在正常使用情况下，不应危害人身的安全。
5.5.4.3 变流装置金属零部件、紧固零件(螺钉、螺帽、垫圈)等应符合船用要求。
5.5.5 材料
5.5.5.1 变流装置使用的绝缘材料应阻燃、耐潮、耐霉和耐电弧，且在使用过程中不会产生有害气体。
5.5.5.2 变流装置所使用的金属材料应耐腐蚀，金属电镀零部件的镀层表面应光洁无裂痕，不应有气泡和剥落现象。
5.5.5.3 变流装置的汇流排材料应选用具有良好的导电性、耐热性和较高的机械强度的电解铜。
5.5.5.4 变流装置所选用的电缆、电线等应符合 GB/T 3956-2008 的要求。
5, 6 接口
5.6.1 变流装置的电气接口应符合 GB/T 14548-2025 中的输入、输出电气接口要求。
5.6.2 变流装置应设有底部安装固定基座。
5.6.3 变流装置的监控模块具有 RS485、CAN、以太网等至少一组通讯接口，应具备对外通讯功能，并有冗余。
6 试验方法
6. 1 基本试验
6.1.1 散热
变流装置在额定的输入和输出工况下运行，测量功率器件和热敏感器件的工作温度，计算冷却空气在出口和入口处的温差。若采用风冷，试验结果应满足5.1.1.2的要求。
6.1.2 监控模块
监控模块置于额定工作环境条件下，接通电源并正常启动，监控模块进入稳定运行状态;
a) 调节交流输入电压至额定电压的过压阈值和额定电压的欠压阈值，分别保持 5 min，观察监控模块的显示及告警状态;
b) 调节交流负载电流至额定电流的过载阈值 ，保持 5 min，观察监控模块的显示及告警状态。
c) 调节直流输出电压至额定直流电压的过压阈值和额定直流电压的欠压阈值 ，分别保持 5 min，观察监控模块的显示及告警状态;
d) 调节交流输入频率至额定频率的±5%区间内的多个测试点，观察监控模块的频率显示值;
e) 通过温度模拟装置，将主功率器件的温度模拟值调节至正常工作温度和过温告警阈值，分别观察监控模块的温度显示及告警状态;
f) 按照产品技术文件规定的其他报警阈值，模拟对应故障工况，观察监控模块的响应状态。
6. 2 环境试验
6.2.1 高温
变流装置高温试验按《电气电子产品型式认可试验指南》中2.8规定的方法进行。试验时间为试品
表面温度稳定后再保持120 min。试验结果应满足5.2.1的要求。
6.2.2 低温
变流装置低温试验按《电气电子产品型式认可试验指南》中2.9规定的方法进行。试验时间为试品
表面温度稳定后再保持120 min。
6.2.3 湿热
变流装置的湿热试验按《电气电子产品型式认可试验指南》中2.10规定的方法进行，通电试验时应运行48小时无故障，试验结束后，在规定正常试验大气条件下恢复，恢复后进行检测，先测绝缘电阻，再检查外观质量。
6.2.4 盐雾
变流装置的金属部件盐雾试验应按《电气电子产品型式认可试验指南》中2.12规定的方法进行。试验结束后，需检查变流装置是否能正常工作。
6.2.5 振动
变流装置的振动试验应按《电气电子产品型式认可试验指南》中2.7规定的方法进行。试验结束后，需检查变流装置是否能正常工作。
6.2.6 倾斜和摇摆
变流装置的倾斜和摇摆试验按《电气电子产品型式认可试验指南》中2.6规定的方法进行。试验结束后，需检查变流装置是否能正常工作。
6.2.7 空气噪声
变流装置空气噪声测量采用比较法，将被测声源的声功率输出与一声功率级已知的标准声源的声功率输出进行比较。测试环境应有足够的混响，以使被测声源的指向性对测量得到的声压级的影响很小。测量应按GB/T 16538-2008的附录A确定测试环境的指示值(△Lf)。
6.3 六性试验
6.3.1 电磁兼容试验
变流装置电磁兼容试验按照GB/T 10250-2007中B组设备中的规定进行。
6.3.2 可靠性
变流装置可靠性试验应按GB/T 5080.1-2012规定进行。
6.3.3 维修性
变流装置维修性试验应按GB/T 9414.3-2012规定进行。
6.3.4 测试性
变流装置的测试性检查应按GB/T 9414.5-2018规定进行。
6.3.5 外壳防护
变流装置的外壳防护检查按《电气电子产品型式认可试验指南》中2.15规定的方法进行。
6.3.6 安全性
结合6.4.3绝缘电阻试验，检查变流装置的接地电阻。用目视方法检查其他安全性要求。
6.4 性能试验
6.4.1 输入电源
变流装置在额定输入下运行，负载为空载及100%额定负载间任一状态下，记录输入电源状态。
6.4.2 输出电源
变流装置在额定输入下运行，负载为空载及100%额定负载间任一状态下，记录输出电源状态。
6.4.3 绝缘电阻
绝缘电阻试验应按照下列要求进行：
a) 试验电压和欧姆表应符合下列要求：
1) 对额定工作电压小于 (等于)60 V 的回路，采用 250 V 兆欧表测量;
2) 对额定工作电压在 60 V 至 500 V 范围的回路，采用 500 V 兆欧表测量;
3) 对额定工作电压 500 V 至 1000 V 范围的回路，采用 1000 V 兆欧表测量;
4) 测量绝缘电阻的兆欧表电压值应大于变流装置的额定工作电压值。
b) 测试点为变流装置中各电气绝缘回路之间以及它们对地之间。
c) 施加电压时间不小于 1 min。
6.4.4 介电强度
变流装置介电强度的试验电压应符合GB/T 14548-2025中5.11的要求进行。试验结果应满足5.4.5的要求。
6.4.5 输出电压
变流装置在额定输入、输出空载下运行，通过调节装置的参考电压，测量输出电压范围。
6.4.6 瞬态电压和频率特性
变流装置在额定输入下运行，负载由空载到额定负载变化时，记录完整过程输出电压波形，测定输出电压和频率的变化和恢复时间。
6.4.7 过载能力
变流装置在额定输入下运行，输出110%额定容量60 min，每隔10 min记录三相输出电压和频率的值;输出120%额定容量1 min，每隔20s记录三相输出电压和频率的值。
6.4.8 电压波形
变流装置在空载、25%额定负载、50%额定负载、75%额定负载和额定负载下，记录输出电压波形。
6.4.9 转换效率
变流装置在额定输入下运行，负载为额定负载，功率因数为0.8(滞后)或1，记录输入电压、电流以及输出电压、电流的值，并进行效率计算。
6.4.10 故障保护
6.4.10.1 输入过压保护
变流装置输入侧接入电压可调设备，频率为额定输入频率，将输入电压调至大于额定电压的110%。
6.4.10.2 输入欠压保护
变流装置输入侧接入电压可调设备，频率为额定输入频率，将输入电压调至低于额定电压的90%。
6.4.10.3 输出过压保护
变流装置在额定输入及停机的状态下，输出侧外接其他电源，将外接电源电压调至大于额定电压的110%。
6.4.10.4 输出欠压保护
变流装置在额定输入及停机的状态下，输出侧外接其他电源，将外接电源电压调至小于额定电压的90%。
6.4.10.5 过载及警示保护
变流装置在额定输入工况下，功率因数0.8(滞后)或1.0(与)，过载至125%额定负载，运行时间大于3 min，装置应保护停机;过载至110%额定负载，运行时间大于60 min，装置应保护停机。
6.4.10.6 输出短路保护
变流装置在额定输入工况下，在负载端跨接断路器，人为合闸，装置应短路保护。
6.4.10.7 过温保护
变流装置在额定负载下运行，连续记录每个零部件或组件的温度测量值，若温度超过设定值，装置应保护告警。
6.5 外观与材料
6.5.1 尺寸
用量具测量变流装置的外形尺寸。
6.5.2 重量
用衡器测量变流装置的重量。
6.5.3 颜色
用色卡比对方法检查变流装置的颜色。
6.5.4 质量及装配
用目视和触摸法检查变流装置的外观质量和装配，观察应无明显变形、装配应无脱落现象。
6.5.5 材料
检查变流装置所用材料的材质报告。
7 检验规则
7. 1 检验分类
7.1.1 变流装置的检验分为：
a) 型式检验;
b) 出厂检验。
7.1.2 每台变流装置出厂时均应进行出厂检验，在下列情况下应进行型式试验：
a) 新产品定型或定型产品转厂生产时;
b) 产品设计结构、材料及生产工艺有较大改变，可能影响产品的主要性能时。
7. 2 检验条件
除另有规定外，试验场所应按下述所列的标准大气条件进行所有检验：
a) 温度：-10℃~55℃;
b) 相对湿度：30%～95%;
c) 气压：86 kPa ～106 kPa。
若相对湿度和气压对检测结果没有影响的，可在当地、当时的温度、相对湿度和气压条件下进行检测;当不能在规定的大气条件下进行检测时，可在其他的大气条件下检测;上述情况下，应把实际进行检测的温度、相对湿度和气压等大气条件写入试验报告。
7. 3 检验项目
试验项目应包括表1中规定的检验项目。型式试验应在经过认证、合格的电气试验机构进行。
表1 检验项目表
表1 检验项目表(续)
7. 4 合格判据
当出厂检验/型式检验的所有检验项目均符合要求时，则判定变流装置的型式检验合格。当任何一个检验项目不符合要求时，应加倍取样，对不合格项及相关项目进行复验，若复验项目均符合要求时，则仍判定变流装置的出厂检验/型式检验合格。若复检仍不符合要求时， 则判定变流装置的出厂检验/型式检验不合格。
8 标志、包装、运输和贮存
8. 1 产品标志
变流装置应符合GB/T 13306-2011的要求，在醒目处设置有下列内容的铜质或不锈钢铭牌：
a) 制造厂名称和(或)商标;
b) 产品型号、名称;
c) 额定输入电压(V)和频率(Hz);
d) 额定输出电压(V)和电流(A);
e) 防护等级;
f) 重量;
g) 制造日期、出厂编号。
8. 2 包装标志
变流装置包装外壁上应有明显及耐久的文字及图形符号，其内容包括：
a) 产品名称和型号;
b) 产品规格和数量;
c) 包装箱尺寸 (长×宽×高)及毛重;
d) 制造厂厂名 (或商标)和地址;
e) 收货单位和地址;
8. 3 运输
变流装置在出厂前应予以包装，包装箱应坚固，能适应水陆运输及装卸的要求。
8.4 贮存
经过包装的变流装置在运输和贮存过程中应防止受到风雨侵袭，产品放置在没有腐蚀性气体、通风干燥的仓库中。
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