本文是学习GB-T 34123-2017 电力系统变频器保护技术规范. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本标准规定了电力系统变频器保护的技术要求、试验方法及检验规则等要求。
本标准适用于10 kV
及以下电力系统变频器保护(以下简称“保护”),作为其设计、制造、施工和运
行等有关部门共同遵守的基本技术原则。不适用于特种用途(如电力机车、船舶、电梯、空调等)的调速
变频器的保护。
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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/T 2887—2011 计算机场地通用规范
GB/T 2900.17 电工术语 量度继电器
GB/T 2900.49 电工术语 电力系统保护
GB/T 3859.1—2013 半导体变流器 通用要求和电网换相变流器
第1-1部分：基本要求规范
GB/T 4588.1 无金属化孔单双面印制板分规范
GB/T 4588.2 有金属化孔单双面印制板分规范
GB/T 7261—2016 继电保护和安全自动装置基本试验方法
GB/T 9361—2011 计算机场地安全要求
GB/T 11287—2000 电气继电器
第21部分：量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震
试验 第1篇：振动试验(正弦)
GB/T 12668.2 调速电气传动系统 第2部分：
一般要求低压交流变频电气传动系统额定值的
规定
GB/T 12668.4 调速电气传动系统 第4部分： 一般要求交流电压1000 V
以上但不超过35 kV
的交流调速电气传动系统额定值的规定
GB/T 14537—1993 量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验
GB/T 14598.26—2015 量度继电器和保护装置 第26部分：电磁兼容要求
GB/T 14598.27—2008 量度继电器和保护装置 第27部分：产品安全要求
GB/T 14598.149—2016 量度继电器和保护装置 第149部分：电热继电器功能要求
GB/T 17626.9—2011 电磁兼容 试验和测量技术 脉冲磁场抗扰度试验
GB/T 12668.2、GB/T 12668.4、GB/T 2900.17和 GB/T 2900.49
界定的以及下列术语和定义适用
于本文件。
3.1
电力系统变频器 power system frequency converter
作为电力系统中主要负荷风机、泵类负载的调速用的变频器。
GB/T 34123—2017
正常工作大气条件如下：
a) 环境温度： - 10℃~+55℃;
b) 相对湿度：5%～95%(产品内部既不应凝露，也不应结冰);
c) 大气压力：86 KPa～106 KPa。
试验的标准大气条件如下：
a) 环境温度：+15℃~+35℃;
b) 相对湿度：45%～75%;
c) 大气压力：86 kPa～106 kPa。
变频器保护的贮存、运输允许的环境温度为-25℃~+70℃,相对湿度不大于85%,在不施加任
何激励量的条件下，不出现不可逆变化。温度恢复后，保护性能符合4.3、4.4的规定。
变频器保护的使用地点应无爆炸危险、无腐蚀性气体及导电尘埃、无严重霉菌、无剧烈振动源；不存
在超过4.7规定的电气干扰；有防御雨、雪、风、沙、尘埃及防静电措施；场地应符合
GB/T 9361—2011
中 B 类安全要求，接地电阻应符合GB/T 2887—2011 中4.8.3的规定。
当超出4.1.1～4.1.4规定的环境条件时，由用户与制造厂商定。
输入直流电源：电压偏差不超过额定值的-20%～+15%,直流纹波系数小于5%。
输入交流电源：电压偏差不超过额定值的-15%～+10%。
由企业产品标准规定。
保护在额定频率下的过负荷能力：
a) 交流电流回路：2倍额定电流，连续工作； 10倍额定电流，允许10 s;
40倍额定电流，允许1 s;
b) 交流电压回路：1.2倍额定电压，连续工作；
GB/T 34123—2017
c) 直流电源回路：80%～110%额定电压，连续工作；
1.4倍额定电压，允许10 s。
保护经受过负荷电压电流后，应无绝缘损坏。
测量元件的准确度为：
a)
准确度要求：测量元件准确度的要求由企业产品标准规定。在给定误差以百分数表示时，其值
应在下列数列中选取：0.5;1.0;1.5;2.5;3.0;5.0;
b)
温度变差：在工作环境温度范围内相对于20℃±5℃时，不超过规定值的±2.5%。
4.3.1 含有变频器和隔离变压器及输出部分负载所能反应各种故障的保护功能。
4.3.2 超过限值保护应进入动作状态。确定限值应低于元器件的破坏阀值。
4.3.3
根据故障的危险程度和所要求的保护动作的快慢，将保护动作分为报警和故障两类。报警：出
现异常情况但不要求立即动作跳闸的信息，这个信息只有在异常情况消除后才复位和消失；故障：设备
立即跳闸，生产立即停止。所指示的报警和故障应能分别显示在设备的监视系统或者送到控制中心的
监视器。
4.3.4
保护应具有在线自动检测功能，当检测到元件故障时，应能发出异常信号，并不误跳闸。
4.3.5
保护应设有自复位电路，在因电气干扰而造成程序走死时，应通过自复位电路自动回复正常
工作。
4.3.6 保护宜具有接收并执行遥控命令的功能。
4.3.7 保护宜具备接收、执行复归命令的功能。
4.3.8 保护宜具有电动机起停控制功能。
4.3.9 保护的所有引出端子不允许同装置弱电系统(指保护元件的 CPU
工作电源系统等)有电的联
系。针对不同回路，可以分别采用光电耦合、继电器转接、带屏蔽层的变压器等隔离措施。
4.3.10
保护的定值应满足保护功能的要求，应尽可能做到简单、易理解、易整定；定值整定的范围应满
足工程需要。
4.3.11
保护宜按时间顺序记录正常操作信息，如开关变位、开入量变位等。在装置电源消失时不丢失
已经记录的信息；所有故障记录按时序循环覆盖；记录不可人为清除。
4.3.12
保护宜有通讯接口，能输出装置本身的采样值动作行为、动作时间等。
4.3.13
保护应有足够的跳闸触点以跳开相应的断路器，保护的跳闸触点应保证断路器可靠动作切除
故障。
变频器系统应具备完整的保护功能，应符合可靠性、选择性、速动性、灵敏性的要求，应能反应变频
器和负载电动机的各种电气故障。
变频器的保护配置可根据变频器自身和电动机的实际情况确定，但选择的单个保护应能达到下面
的性能指标。
表1、表2保护配置是对变频器保护配置的基本要求，不同电压等级、容量及型式的变频器可根据
需要进行合理配置。
GB/T 34123—2017
表 1 1 kV 以下电压等级低压变频器的保护功能
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表 2 1 kV 及以上电压等级中高压变频器的保护功能
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GB/T 34123—2017
表2(续)
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4.4.2.1 反应隔离变压器副边绕组故障的保护
隔离变压器副边绕组发生短路或接地故障时，变频器功率单元内部检测电路应能反应到并瞬时动
作于进线开关跳闸。
4.4.2.2 缺相保护
当检测到变频器进线电流：三相电流两相>5%额定电流且另一相\<1%额定电流时，报缺相报警。
4.4.2.3 输入电压不平衡
当检测到输入三相电压不平衡超15%额定电压时报警。
4.4.2.4 进线过电流保护
变频器停机后仍检测到输入电流大于20%额定电流，2 s 跳进线开关。
4.4.2.5 功率单元驱动故障
当检测到功率单元驱动回路发生故障时，变频器应瞬时停机。
4.4.2.6 过电流保护
过电流保护应能正确反应如下两种故障：
一是由换相故障、直通、失电和击穿等变频器本身的故障
引起， 一是变频器出口及其负载相间短路时。
过电流保护的整定值一般设置为逆变器输出额定电流的150%～200%。超过逆变器额定电流
180%以上的电流，应瞬时采取保护措施。
注：电压型高压变频器短路阻抗极小，外部输出相间短路的电流可达额定值的十几倍甚至几十倍，而变频器开关器
件(主要是IGBT)的短路有效安全工作区一般在4至10倍额定值/10
μs,因此变频器在设计上应该采取措施以 限制可能产生的输出短路电流。
4.4.2.7 过负荷保护
变频器的过负荷保护主要反应的是电动机过负荷引起的变频器过负荷，过负荷保护主要采用反时
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限特性进行保护，具体选取何种特性可根据企业标准规定进行整定，但发热时间常数须反应电动机的过
负荷能力。反时限特性曲线可参照GB/T 14598.149—2016。
4.4.2.8 过电压保护
应考虑专门的过电压保护措施。当电压超过功率元件的安全工作电压时，快速停止变频器工作或
投入相应的泄放回路。过压保护，报警定值整定范围为：105%～115%额定电压；跳闸定值整定范围为：
120%～130%额定电压。出口跳进线开关。
4.4.2.9 欠压保护
欠压保护电压整定范围为50%～80%额定电压，时间整定范围为0.5 s～10
s。动作后停机。
注：要保证在系统外部故障导致瞬态欠压的情况下变频调速系统不会跳闸、停机；宜以单元直流欠压为判断依据。
应防止电压测量回路断线时保护误动。
4.4.2.10 接地故障保护
变频器宜有接地保护，用来保护变频器输出电缆和电动机的单相接地故障。接地保护应设置报警
段，可根据实际情况考虑设置跳闸段。
当单相接地电流为10 A 及以上时，保护动作于跳闸；单相接地电流为10 A
以下时，保护可动作于
跳闸，也可动作于信号。
4.4.2.11 冷却故障保护
变频器应根据企业产品标准和技术规范设定冷却器故障报警和跳闸定值及时间。
4.4.2.12 过热保护
变频器应根据企业产品标准和技术规范设定功率单元过热报警和跳闸定值及时间。
4.4.2.13
辅助电源故障保护、过程控制通信故障保护、速度反馈信号丢失保护
变频器应根据企业产品标准和技术规范确保在辅助电源故障、过程控制通讯故障及速度反馈信号
丢失等情况下，对变频器本身及整个调速系统进行完全的保护，不会因这些故障对变频器及整个系统造
成损坏。
4.4.2.14 外部故障联锁
外部故障联锁动作或报警时间误差不超过10%,固有动作时间为20 ms。
保护的外部故障延时动
作时间范围：0 s～3 s。
4.4.3.1 过电流保护
电动机绕组短路保护可利用变频器过电流保护实现。过电流保护报警和跳闸定值应分别设置。
注：对于额定容量为2 MW
及以上的电动机，宜装设差动保护。对于额定容量不足2 MW
的电动机，如果其变频器
过电流保护灵敏系数不符合要求时，宜装设差动保护。
4.4.3.2 接地保护
电动机绕组及引入线接地保护利用变频器接地故障保护实现。
GB/T 34123—2017
4.4.3.3 过负荷保护
电动机过负荷保护利用变频器过负荷保护实现。
4.4.3.4 超速保护
电动机超速保护，电动机转速超过额定值110%～115%应立即跳闸。
4.4.3.5 起动时间过长保护
正确判断电动机启动过程。延时时间整定范围为1 s～60
s,超过规定时间应停机。
4.4.3.6 缺相保护
正确判断电动机缺相故障。延时时间整定范围：1 s～20 s,达到定值即应跳闸。
额定频率工作状态下：
定时限动作时间允许误差(1.5倍整定值或0.7倍整定值时):不大于整定定值的1%或不大于
反时限动作时间误差(1.2\<I/I\<30): 不大于5%计算值与2
.5%电流误差引起的计算时间误差
之和，或不大于40 ms。I 为动作电流，I。为基准电流一般即为额定电流。
电流定值误差：不大于2.5%整定值或0.02 A。
电压定值误差：不大于2.5%整定值或0.1 V。
当跳闸继电器的触点用于驱动开关和控制设备的线圈时，其性能应满足以下要求：
a) 闭合容量：长期允许闭合电流≥5 A; 短时允许闭合电流≥30 A,200 ms;
b) 电寿命和机械寿命：不带负载时，≥10000次；闭合≥1000次；断开≥1000次；
c)
接触电阻：用毫欧计测量时，不大于0.1Ω;或用数字万用表测量时，不大于0.5
Ω;或用电流电 压法测量时，不大于0.1Ω;
d) 介质强度：同一组触点断开时，能承受工频1000 V 电压，时间1 min。
在试验的标准大气条件下，保护设施的外引带电回路部分和外露非带电金属部分及外壳之间，以及
电气上无联系的各回路之间，用500 V
的直流兆欧表测量其绝缘电阻值，不应小于100 MΩ。
4.5.2.1
在试验的标准大气条件下，保护设施应能承受频率为50 Hz, 历 时 1 min
的工频耐压试验而无 击穿闪络及元器件损坏现象。
4.5.2.2
工频试验电压值按表3选择。也可以采用直流试验电压，其值应为规定的工频试验电压值的
1.4倍。
GB/T 34123—2017
4.5.2.3
试验过程中，任一被试回路施加电压时其余回路等电位互联接地。
表 3 工频试验电压值
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在试验的标准大气条件下，保护设施的直流输入回路、交流输入回路、信号输出触点等诸回路对地，
以及回路之间，应能承受1.2/50μs
的标准雷电波的短时冲击电压试验。当额定绝缘电压大于60 V
时，开路试验电压为5 kV; 当额定绝缘电压不大于63 V 时，开路试验电压为1
kV。 试验后，装置的性
能应符合4.4的规定。
根据试验条件和使用环境，在以下两种方法中选择其中一种。
保护设施应能承受 GB/T2423.9
规定的恒定湿热试验。试验温度为+40℃±2℃,相对湿度为 (93±3)%,试验持续时间48
h。 在试验结束前2 h 内，用500 V 直流兆欧表，测量各外引带电回路部分
对外露非带电金属部分及外壳之间、以及电气上无联系的各回路之间的绝缘电阻值应不小于1.5
MΩ;
介质强度不低于4.5.2规定的介质强度试验电压值的75%。
保护设施应能承受 GB/T 7261—2016
第21章规定的交变湿热试验。试验温度为+40℃±2℃,
相对湿度为(93±3)%,试验时间为48 h,每一周期历时24 h。 在试验结束前2 h
内，用500 V 直流兆欧
表，测量各外引带电回路部分对外露非带电金属部分及外壳之间、以及电气上无联系的各回路之间的绝
缘电阻应不小于1.5 MΩ;介质强度不低于4.5.2规定的介质强度试验电压值的75%。
保护设施应能承受 GB/T 14598.26—2015
规定的严酷等级(试验条件：试验场强10 V/m, 频 率
80
MHz～1GHz)的辐射电磁场抗扰度试验，试验期间及试验后，保护性能应符合4.4的规定。
保护设施应能承受GB/T14598.26—2015 的严酷等级为 A
级(试验条件：试验电压±4 kV, 干扰信
号重复频率2.5 kHz)
的电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验，试验期间及试验后，保护性能应符合4.4 的
GB/T 34123—2017
规定。
保护设施应能承受 GB/T 14598.26—2015
规定的严酷等级的阻尼振荡波抗扰度试验(试验条件：
试验电压共模2.5 kV; 差模1 kV), 试验期间及试验后，性能应符合4.4的规定。
保护设施应能承受GB/T14598.26—2015
规定的严酷等级为3级(试验条件：接触放电±6 kV, 空
气放电±8 kV,
湿度10%)的静电放电抗扰度试验，试验期间及试验后，性能应符合4.4的规定。
保护设施应能承受GB/T14598.26—2015
规定的严酷等级为(试验条件：试验电平共模2 kV、 差模
1kV) 的浪涌抗扰度试验，试验期间及试验后，性能应符合4.4的规定。
保护设施应能承受GB/T
14598.26—2015规定的严酷等级为5级(试验条件：稳定磁场100 A/m,
短时磁场(3 s)1000
A/m)的工频磁场抗扰度试验，试验期间及试验后，性能应符合4.4的规定。
4.7.7 射频场感应的传导骚扰抗扰度
保护设施应能承受 GB/T14598.26—2015 规定的严酷等级(电压10V, 频率0.15
MHz～80 MHz)
的射频场感应的传导骚扰抗扰度试验，试验期间及试验后，性能应符合4.4的规定。
保护设施应能承受GB/T 17626.9—2011
中4.2规定的严酷等级为5级(试验条件：试验峰值电平
1000 A/m)的脉冲磁场抗扰度试验，试验期间及试验后，性能应符合4.4的规定。
保护设施宜进行静态模拟或动态模拟试验。在各种故障类型下，装置动作行为应正确，信号指示应
正常，应符合4.4的规定。
保护设施完成调试后，出厂前应进行连续通电试验。试验期间，装置工作应正常，信号指示应正确，
不应有元器件损坏，或其他异常情况出现。试验结束后，性能指标应符合4.4的规定。
4.10.1 振动(正弦)
4.10.1.1 振动响应
保护设施应能承受GB/T
11287—2000中3.2.1规定的严酷等级为1级的振动响应试验，试验期间
及试验后，性能应符合4.4的规定。
4.10.1.2 振动耐久
保护设施应能承受GB/T11287—2000
中3.2.2规定的严酷等级为1级的振动耐久试验。
GB/T 34123—2017
4.10.2 冲击
4.10.2.1 冲击响应
保护设施应能承受 GB/T 14537—1993
中4.2.1规定的严酷等级为1级的冲击响应试验，试验期间
及试验后，性能应符合4.4的规定。
4.10.2.2 冲击耐久
保护设施应能承受 GB/T 14537—1993
中4.2.2规定的严酷等级为1级的冲击耐久试验。
4.10.3 碰撞
保护设施应能承受 GB/T 14537—1993 中4.3规定的严酷等级为 I
级的碰撞试验。
4.11.1
保护设施应采取必要的抗电气干扰措施，保护设施的不带电金属部分应在电气上连成一体，并
具备可靠接地点
4.11.2 保护设施应有安全标志，安全标志应符合GB/T
4.11.3 金属结构件应有防锈蚀措施。
14598.27—2008 中9 . 1的规定。
5.1.1
除另有规定外，各项试验均在4.1.2规定的试验的标准大气条件下进行。
5.1.2
被试装置和测试仪表应良好接地，并考虑周围环境电磁干扰对测试结果的影响。
在不使设备的元器件承受的应力超过其额定值的情况下，应尽可能对保护部件进行检查。对在变
频器或电动机的试验中没有全面地进行过试验的所有保护，应检验其工作是否正常。
保护系统的检验主要包括各种过电流保护的过流整定；快速熔断器和快速开关的正确动作；各种过
电压和欠电压保护设施的正确工作；装置冷却系统的保护设施的正常动作；作为安全操作的接地装置和
开关的正确设置以及各种保护器件的互相协调。
当变频器具有接地故障保护时，应在电动机接线端子处进行这项试验，以检验接地故障保护是否能
如规定的那样工作。
由于保护种类繁多，且不同电压等级、不同容量的变频器包含的保护各不相同，因此不可能制定出
一个统一
的试验方法。因此产品应当在需遵循的试验程序中制定出具体的细节，试验至少应当包括下
列内容。
基本性能试验项目如下：
a) 各种保护的定值试验；
b) 各种保护的动作特性试验；
GB/T 34123—2017
c) 各种保护的动作时间特性试验。
以上试验项目一般与变频器负载试验同步进行，在变频器负载试验时，适当降低保护定值和时间定
值，以达到保护动作条件，具体试验方法参照产品标准。
其他性能试验项目如下：
a) 硬件系统自检试验；
b) 通信及信息显示、输出功能试验；
c) 开关量输入输出回路试验；
d) 数据采集系统的精度和线性度试验。
以上项目一般在变频器控制电源通电状态下即可进行，可利用模拟试验装置满足试验条件。
装置通过5.2.1、5.2.2各项试验后，根据4.8的要求，宜在电力系统模拟系统上进行整组试验，或使
用继电保护试验装置进行试验。试验结果应满足4.4的规定。
试验项目如下：
a) 内部各种短路、端部各种短路；
b) 各种运行情况下投切变频器；
c) 外部故障及外部故障切除；
d) 电流测量回路断线、电压测量回路断线。
根据4.1.1a)的要求，按GB/T7261—2016
中10.1.1规定进行高温试验，按10.1.2规定进行低温试
验。在试验过程中施加规定的激励量，在工作环境温度范围内，保护相对于20℃±5℃的温度变差不
应超过规定值的士2.5%。
保护不包装，不施加激励量，根据4.1的要求，按GB/T7261—2016
中10.2.1规定先进行高温贮存 试验，再按GB/T 7261—2016
中10.2.1规定进行低温贮存试验，在-25℃时贮存16 h,在室温下恢复 2h
后，再在+70℃时贮存16 h,在室温下恢复2 h
后，施加激励量进行电气性能检测，保护的性能应符
合4.2的规定。
根据4.5的要求，按GB/T7261—2016
第13章的规定和方法，分别进行绝缘电阻测量、介质强度及
冲击电压试验
根据4.6的规定，按 GB/T 7261—2016
中10.4的规定和方法，对装置进行恒定湿热试验。按
GB/T 7261—2016中10.5的规定和方法，对装置进行交变湿热试验。
根据4.7.1的要求，按GB/T14598.26—2015
规定的方法，对保护进行辐射电磁场抗扰度试验。
GB/T 34123—2017
5.7.2 电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验
根据4.7.2的要求，按GB/T14598.26—2015
规定的方法，对保护进行电快速瞬变/脉冲群抗扰度
试验。
根据4.7.3的要求，按GB/T14598.26—2015
规定的方法，对保护进行阻尼振荡波抗扰度试验。
根据4.7.4的要求，按 GB/T14598.26—2015
规定的方法，对保护进行静电放电抗扰度试验。
根据4.7.5的要求，按GB/T 14598.26—2015
规定的方法，对保护进行浪涌抗扰度试验。
根据4.7.6的要求，按GB/T14598.26—2015
规定的方法，对保护进行工频磁场抗扰度试验。
5.7.7 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验
根据4.7.7的要求，按 GB/T14598.26—2015
规定的方法，对保护进行射频场感应的传导骚扰抗扰
度试验。
根据4.7.8的要求，按 GB/T17626.9—2011
规定的方法，对保护进行脉冲磁场抗扰度试验。
5.8.1 根据4.9的要求，保护出厂前应进行连续通电试验。
5.8.2 被试保护只施加工作电源，必要时可施加其他激励量进行功能检测。
5.8.3 试验时间为室温100 h(或40℃,72 h)。
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| 5.9.2 冲击试验 | |
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根据4.10.3的要求，按 GB/T 14537—1993
的规定和方法，对保护进行碰撞试验。
按4. 11及GB/T7261—2016 第5章的要求逐项进行检查。
GB/T 34123—2017
产品检验分出厂检验和型式检验两种。
产品检验应依据标准或供、需双方合同约定由具有检测资质的机构执行；检测结果应符合相关标准
或合同约定要求。
6.2.1
每台保护在出厂前须经制造商的质量检验部门进行出厂检验、确认合格后方能出厂。检验合格
出厂的产品应具有证明保护合格的产品合格证书。
表 4 检验项目
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6.3
型式检验(可与变频器型式试验同时进行，但必要的试验项目必须是完整的和合格的)
6.3.1 型式试验应用于按照保护规范和标准检验新的硬件或软件设计。
6.3.2 型式试验包括安全型式试验，可由具有相应资质的独立试验机构进行。
6.3.3
对于是否符合安全型式试验的要求，可通过适当的试验、测量、目测或评估、技术论证来检查。
6.3.4 凡遇下列情况之一，应进行型式检验：
a) 新产品定型鉴定前；
b) 产品转厂生产定型鉴定前；
c)
正式投产后，如设计、工艺、材料、元器件有较大改变，可能影响产品性能时；
d) 产品停产一年以上又重新恢复生产时；
GB/T 34123—2017
e)
国家质量技术监督机构或受其委托的质量技术检验部门提出型式检验要求时；
f) 合同规定时。
6.3.6
对系列产品中一个产品进行型式试验时宜充分考虑覆盖整个产品系列，且提供一个风险评估文
件，确定哪些型式试验对整个系列产品有效，系列产品中其余产品还需进行哪些型式试验。
保护的合格评定原则如下：
a) 试品应为出厂检验合格的产品；
b) 试品未发现有主要缺陷的，则判定试品为合格；
c) 对于安全型式试验，只要有一项缺陷即为不合格。
注：保护的主要缺陷是指需经更换重要器件或对软件进行重大修改后才能消除，或一般情况下不可能修复的缺陷
(易损件除外),其余缺陷作为一般缺陷。
更多内容 可以 GB-T 34123-2017 电力系统变频器保护技术规范. 进一步学习