NBT 10643-2021 風(fēng)電場用靜止無功發(fā)生器技術(shù)要求與試驗方法-PDF解密-PDF解密

CCSK42風(fēng)電場用靜止無功發(fā)生器技術(shù)要求與試驗方法2021-04-26發(fā)布2021-10-26實施國家能源局發(fā)布I Ⅱ 12規(guī)范性引用文件 1 2 35使用條件 4 5 9標(biāo)志、銘牌 10包裝、運輸與貯存 附錄A(資料性)采用電網(wǎng)模擬裝置的靜止無功發(fā)生器電氣試驗平臺 Ⅱ本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定本文件參與起草單位：華銳風(fēng)電科技(集團)股份有限公司、遠景能源有限公司、河北建投新能源馬明哲、陳晨、吳小丹、董禮、吳磊、蔣賁、田蓓、張爽、黃強、蘇麗營、張健、牛瑞根、苑國鋒、杜云濤、劉海濤、韓昊、譚建鑫、李青春、張曄、童彤、李華、萬天虎、鞏家豪、尹浩霖、汪海成、本文件在執(zhí)行過程中的意見或建議反饋至中國電力企業(yè)聯(lián)合會標(biāo)準(zhǔn)化管理中心(北京市白廣路二條風(fēng)電場用靜止無功發(fā)生器技術(shù)要求與試驗方法本文件規(guī)定了用于風(fēng)電場的靜止無功發(fā)生器的使用條件、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則，以及標(biāo)志、銘牌、包裝、運輸與貯存等。本文件適用于并聯(lián)連接于風(fēng)電場中額定頻率50Hz、額定電壓10kV及以上交流母線的靜止無功發(fā)生器。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T311.1絕緣配合第1部分：定義、原則和規(guī)則GB/T2423.2電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗B:高溫GB2894安全標(biāo)志及其使用導(dǎo)則GB/T3768聲學(xué)聲壓法測定噪聲源聲功率級和聲能量級采用反射面上方包絡(luò)測量面的簡易法GB/T4208外殼防護等級(IP代碼)環(huán)境條件分類環(huán)境參數(shù)組分類及其嚴(yán)酷程度分級第1部分：貯存電工電子產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境條件第2部分：運輸電工電子產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境條件第3部分，有氣候防護場所固定使用電工電子產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境條件第4部分：無氣候防護場所固定使用GB4824工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療設(shè)備射頻騷擾特性限值和測量方法GB/T5226.1機械電氣安全機械電氣設(shè)備第1部分：通用技術(shù)條件GB/T9969工業(yè)產(chǎn)品使用說明書總則GB/T11032交流無間隙金屬氧化物避雷器GB/T12325電能質(zhì)量供電電壓偏差GB/T12326電能質(zhì)量電壓波動和閃變GB/T14549電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波GB/T15543電能質(zhì)量三相電壓不平衡GB/T15945電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率偏差GB/T17626.2電磁兼容試驗和測量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗GB/T17626.3電磁兼容試驗和測量技術(shù)射頻電磁場輻射抗擾度試驗GB/T17626.4電磁兼容試驗和測量技術(shù)電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗GB/T19963風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定GB/T24337電能質(zhì)量公用電網(wǎng)間諧波GB500603～110kV高壓配電裝置設(shè)計規(guī)范GB/T50065交流電氣裝置的接地設(shè)計規(guī)范2IEC60870-5-103遠動設(shè)備和系統(tǒng)第5-103部分：傳輸協(xié)議保護設(shè)備信息接口的配套標(biāo)準(zhǔn)powerutilityautomati3△Q——靜止無功發(fā)生器輸出無功功率的變化量，kvar;Sq——靜止無功發(fā)生器額定容量，kV·A;U?——靜止無功發(fā)生器控制點的電壓與調(diào)度電壓限值區(qū)間的偏差，kV;U、——靜止無功發(fā)生器控制點的額定電壓值，kV。階躍響應(yīng)時間stepresponsetime當(dāng)靜止無功發(fā)生器的控制設(shè)定(無功功率或無功電流)從0階躍變化至目標(biāo)值時，裝置實際輸出電氣量(無功功率或無功電流)首次達到目標(biāo)值的90%所用的時間。見圖1。圖1階躍響應(yīng)時間和調(diào)節(jié)時間定義調(diào)節(jié)時間settlingtime當(dāng)靜止無功發(fā)生器的控制設(shè)定(無功功率或無功電流)從0階躍變化至目標(biāo)值時，裝置實際輸出電氣量(無功功率或無功電流)落入并穩(wěn)定在與目標(biāo)值的差距不大于目標(biāo)值的5%和額定值的2%中的較大者(目標(biāo)值小于40%額定值時，偏差范圍取額定值的2%;目標(biāo)值大于40%額定值時，偏差范圍取目標(biāo)值的5%)對應(yīng)的誤差帶內(nèi)所用的時間。見圖1。4產(chǎn)品分類4.1按安裝場所分類靜止無功發(fā)生器按安裝場所分，可分為戶內(nèi)式和戶外式。4.2按連接方式分類靜止無功發(fā)生器按連接方式分，可分為降壓式和直掛式。4.3按冷卻方式分類靜止無功發(fā)生器按冷卻方式分，可分為風(fēng)冷式和液冷式。4相對濕度范圍：5%～95%,且靜止無功發(fā)生器內(nèi)部無凝露、無結(jié)冰。海拔要求：海拔1000m及以下。a)連接點的電網(wǎng)電壓偏差應(yīng)符合GB/T12325的規(guī)定。d)連接點的電網(wǎng)電壓諧波電壓畸變率應(yīng)符合G5靜止無功發(fā)生器中殼體外表面一般應(yīng)噴涂無眩目反光的覆蓋層，表面不得有起泡、裂紋或流痕等缺陷；所選用的指示燈、按鈕、導(dǎo)線及母線的顏色應(yīng)符合GB/T5226.1的要求；構(gòu)件應(yīng)有良好的抗腐蝕性能；元器件安裝布局應(yīng)經(jīng)濟合理、安全可靠、維修方便；需手動操作的器件應(yīng)操作靈活，無卡住或操作力過大現(xiàn)象；銘牌參數(shù)標(biāo)志清晰，數(shù)據(jù)正確。靜止無功發(fā)生器主電路連接線(包括內(nèi)部一次電纜和銅排等)的長期允許電流不應(yīng)小于1.5倍的額定電流；連接線的連接應(yīng)牢固，不能自由晃動，布線應(yīng)整齊、美觀；連接線的額定電壓不得低于相應(yīng)電路的額定工作電壓。等級不應(yīng)低于IP20。根據(jù)GB2894的要求，靜止無功發(fā)生器及組成器件應(yīng)采用相關(guān)安全標(biāo)識和符號。靜止無功發(fā)生器的防護與接地要求如下：b)對直接接觸的防護可以依靠靜止無功發(fā)生器本身的結(jié)構(gòu)措施，也可以依靠靜止無功發(fā)生器在安裝時所采取的附加措施，制造方應(yīng)在說明書中提供相關(guān)信息。c)對間接接觸的防護應(yīng)在靜止無功發(fā)生器內(nèi)部采用保護電路。d)靜止無功發(fā)生器的金屬殼體，可能帶電的金屬件及要求接地的電器元件的金屬底座(包括因絕連接，其與主接地點間的電阻值不應(yīng)大于0.1Ω。e)靜止無功發(fā)生器內(nèi)保護電路的所有器件的設(shè)計應(yīng)保證它們足以耐受靜止無功發(fā)生器在安裝場所可能遇到的最大熱應(yīng)力和電應(yīng)力。f)保護導(dǎo)體的顏色應(yīng)采用黃綠色，黃綠色除作為保護導(dǎo)體的識別顏色外，不應(yīng)作其他用途。g)接地端子應(yīng)有規(guī)范、清晰、持久的標(biāo)識。依據(jù)GB/T311.1的要求，正常使用條件下，靜止無功發(fā)生器內(nèi)部不同極性或不同相的裸露帶電體之間，以及它們與外殼及地之間的電氣間隙和爬電距離，應(yīng)符合表1的要求。6表1靜止無功發(fā)生器電氣間隙與爬電距離內(nèi)部最小電氣間隙36注：用于海拔超過1000m的靜止無功發(fā)生器，其電氣間隙按照GB/T311.1的要求進行修正。6.5靜止無功發(fā)生器的絕緣水平靜止無功發(fā)生器帶電體之間、帶電體與裸露導(dǎo)電部件之間、帶電體對地的絕緣電阻值不宜小于工頻耐受電壓值乘以1000。靜止無功發(fā)生器主電路和主電路直接連接的輔助電路耐受電壓水平應(yīng)符合表2的規(guī)定。表2靜止無功發(fā)生器耐受電壓水平系統(tǒng)標(biāo)稱電壓雷電沖擊耐受電壓短時(1min)工頻耐受電壓(有效值)36注1:括號內(nèi)和括號外數(shù)據(jù)分別對應(yīng)低電阻接地系統(tǒng)和非低電注2:海拔超過1000m的靜止無功發(fā)生器，耐受電壓水平按照GB/T311.1的規(guī)定注3:參照GB/T311.1,相間耐受電壓值與相對地耐受6.6保護及告警功能靜止無功發(fā)生器應(yīng)具備以下保護功能：a)換流模塊級保護：78無功功率或無功電流(可以為零),或者根據(jù)控制點的功率因數(shù)設(shè)定值輸出相應(yīng)的無功功率；當(dāng)控制點電電壓測量的相對誤差不大于0.5%,電流測量的相對誤差不大于1%。的偏差的絕對值不大于額定值的2.5%;恒電壓控制模式下，靜止無功發(fā)生器控制點實際電壓與設(shè)定值的偏差的絕對值不大于額定值的1%;恒功率因數(shù)控制模式下，靜止無功發(fā)生器控制點實際功率因數(shù)與設(shè)定在靜止無功發(fā)生器的能力范圍內(nèi)，對于其他控制模式，其響應(yīng)時間可類比理解為從控制設(shè)定發(fā)生合適的階躍變化的時刻到對應(yīng)的無功功率或無功電流增量達到所需目標(biāo)增量的90%的時刻之間的時間9的響應(yīng)時間僅供參考。6.8.5調(diào)節(jié)時間靜止無功發(fā)生器在恒無功控制模式下的調(diào)節(jié)時間不大于100ms。在靜止無功發(fā)生器的能力范圍內(nèi)，對于其他控制模式，其調(diào)節(jié)時間可類比理解為從控制設(shè)定發(fā)生合適的階躍的時刻到對應(yīng)的無功功率或無功電流增量落入并穩(wěn)定在所需目標(biāo)增量的規(guī)定誤差帶的時刻之間的時間間隔。靜止無功發(fā)生器的調(diào)節(jié)時間以在恒無功控制模式下測得的調(diào)節(jié)時間為準(zhǔn)，其他模式下測得的調(diào)節(jié)時間僅供參考。6.8.6過載能力額定電壓條件下，靜止無功發(fā)生器在1.1倍額定電流下可長期運行，在12倍額定電流下運行時間不低于2s。6.8.7電壓不平衡適應(yīng)性當(dāng)連接點的電壓不平衡度不超過GB/T15543的規(guī)定時，靜止無功發(fā)生器應(yīng)能正常運行。當(dāng)靜止無功發(fā)生器具有電網(wǎng)電壓不平衡校正功能時，其輸出負序無功電流的能力不應(yīng)小于額定電流6.8.8電壓閃變適應(yīng)性當(dāng)連接點的電壓波動和閃變值符谷GB/T12326的規(guī)定時，靜止無功發(fā)生器應(yīng)能正常運行。6.8.9電壓諧波適應(yīng)性當(dāng)連接點的諧波電壓畸變率符合GB/T14549的規(guī)定時，靜止無功發(fā)生器應(yīng)能正常運行。6.8,10電流諧波特性額定工作條件下，靜止無功發(fā)生器輸出電流的總諧波不大于額定電流的3%,且各次電流諧波需滿足GB/T14549的要求，引起的連接點電壓間諧波需滿足GB/T24337的要求。靜止無功發(fā)生器各部位的極限溫升如表3所示。表3靜止無功發(fā)生器各部位的極限溫升K變壓器(電抗器)在任何情況下不會使鐵芯本身、其他部件或與其相表3(續(xù))K金屬符合元件各自標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定不包括連接變壓器時，靜止無功發(fā)生器的額定容量運行范圍內(nèi)損耗不應(yīng)超過表4規(guī)定的限值。在額定負載和周圍環(huán)境噪聲不大于40dB的條件下，距離靜止無功發(fā)生器水平位置1m處，測得的靜止無功發(fā)生器應(yīng)具備故障穿越能力，滿足GB/T19963的有關(guān)規(guī)定。靜止無功發(fā)生器雷電沖擊電壓滿足表2的要求，使用的避雷器應(yīng)滿足GB/T11032的要求。級為3級的靜電放電干擾試驗，試驗期間及試驗后的靜止無功發(fā)生器應(yīng)能通過GB/T17626.2規(guī)定的試驗靜止無功發(fā)生器應(yīng)能承受GB/T1762功發(fā)生器應(yīng)能通過GB/T17626.3規(guī)定的試驗結(jié)果評定分類a類要求。靜止無功發(fā)生器的電源輸入、采集輸入及通信端口應(yīng)能承受GB/T17626.4規(guī)定的嚴(yán)酷等級為3級的按6.1和6.2的要求，用目測和儀器測量的方法進行檢查。距離，其測量值應(yīng)符合6.4的要求。試驗時，應(yīng)使電壓從試驗電壓的30%～50%開始，大約在10s～30s時間內(nèi)平穩(wěn)地將電壓升高到規(guī)電流采樣端口施加合適的與連接點電網(wǎng)電壓同步且幅度和相位可調(diào)節(jié)的電流信號，用于模擬負載電流變化，設(shè)定目標(biāo)功率因數(shù)值，使靜止無功發(fā)生器輸出相應(yīng)的無功電流，根據(jù)記錄的電壓、電流的數(shù)值和波形，以及施加到負載電流采樣端口電流信號對應(yīng)的負載電流數(shù)值和波形，綜合計算出控制點的功容量足夠調(diào)節(jié)控制點電壓時，控制調(diào)節(jié)后的控制點穩(wěn)態(tài)電壓與目標(biāo)電壓設(shè)定值之間的偏差應(yīng)滿足6.8.3根據(jù)通信協(xié)議，上位機通過與靜止無功發(fā)生器之間的通信接口向靜止無功發(fā)生器發(fā)送指令，靜止無功發(fā)生器應(yīng)按照通信協(xié)議要求執(zhí)行對應(yīng)的動作并發(fā)送相關(guān)信息數(shù)據(jù)給上位機。7.9.1穩(wěn)態(tài)工作電壓范圍測試靜止無功發(fā)生器設(shè)定為恒無功控制方式，設(shè)定輸出無功電流分別為額定容性無功電流值和額定感性無功電流值，再調(diào)節(jié)電網(wǎng)模擬裝置的輸出電壓，將連接點電壓調(diào)節(jié)至其穩(wěn)態(tài)工作電壓范圍的下限值和上限值，各維持1min以上，靜止無功發(fā)生器應(yīng)能穩(wěn)定運行，期間不應(yīng)出現(xiàn)閉鎖、故障或告警等現(xiàn)象。試驗過程采用測試設(shè)備記錄連接點電壓及靜止無功發(fā)生器輸出電流的數(shù)值和波形等，試驗結(jié)果應(yīng)滿足6.8.1的要求。靜止無功發(fā)生器設(shè)定為恒無功控制方式運行，設(shè)定輸出無功電流分別為額定容性無功電流值和額定感性無功電流值，再調(diào)節(jié)電網(wǎng)模擬裝置的輸出頻率，將連接點頻率調(diào)節(jié)至其工作頻率范圍的下限值和上限值。試驗過程采用測試設(shè)備記錄連接點電壓及靜止無功發(fā)生器輸出電流的數(shù)值、頻率和波形等，試驗結(jié)果應(yīng)滿足6.8.2的要求。靜止無功發(fā)生器設(shè)定為恒無功控制模式，連接點電壓取額定電壓，先后設(shè)定輸出無功電流目標(biāo)值的階躍變化如下：0→額定感性無功電流，額定感性無功電流→0,0→額定容性無功電流，額定容性無功電繪制輸出無功電流的幅值變化曲線，根據(jù)3.8計算出階躍響應(yīng)時間。測試結(jié)果應(yīng)滿足6.8.4的要求?；?.9.3中靜止無功發(fā)生器在恒無功控制模式下的無功電流目標(biāo)值的階躍變化試驗和記錄到的連接點電壓及靜止無功發(fā)生器輸出電流波形，根據(jù)3.9計算出調(diào)節(jié)時間。測試結(jié)果應(yīng)滿足6.8.5的要求。7.9.5過載能力測試靜止無功發(fā)生器設(shè)定為恒無功控制方式，連接點電壓取額定電壓，設(shè)定靜止無功發(fā)生器輸出無功電流為額定無功電流值的1.1倍，讓其運行到熱平衡狀態(tài)，靜止無功發(fā)生器應(yīng)能正常運行，各部件不應(yīng)出現(xiàn)故障；設(shè)定靜止無功發(fā)生器輸出無功電流為額定無功電流值的1.2倍，靜止無功發(fā)生器應(yīng)能正常持續(xù)運行不少于2s,系統(tǒng)運行邏輯合理，各部件不應(yīng)出現(xiàn)故障。該試驗通常與7.9.10溫升試驗結(jié)合進行。靜止無功發(fā)生器設(shè)定為恒無功控制方式，調(diào)節(jié)電網(wǎng)模擬裝置的輸出電壓的不平衡度至2%,靜止無功發(fā)生器應(yīng)能持續(xù)運行30min以上；調(diào)節(jié)電網(wǎng)模擬裝置的輸出電壓的不平衡度至4%,靜止無功發(fā)生器應(yīng)能持續(xù)運行1min。靜止無功發(fā)生器設(shè)定為恒無功控制方式，設(shè)置電網(wǎng)模擬裝置輸出GB/T12326規(guī)定的閃變電壓，靜止靜止無功發(fā)生器設(shè)定為恒無功控制方式，連接點電壓取額定電壓，設(shè)定靜止無功發(fā)生器的輸出無功電流分別為額定容性無功電流值和額定感性無功電流值，再通過電網(wǎng)模擬裝置在其輸出電壓上模擬電流分別為額定容性無功電流值和額定感性無功電流值，按照表3測量靜止無功發(fā)生器內(nèi)部部件及連接出電流值條件；測量以上實驗條件下靜止無功發(fā)生器(不包含連接變壓器)的功率損耗。取上述條件下按照GB/T2423.1中試驗A的方法進行，產(chǎn)品無包裝，在試驗溫度為(-25±2)℃的條件下，樣品溫度達到穩(wěn)定后通電運行2h,在室溫標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下恢復(fù)2h后，靜止無功發(fā)生器應(yīng)能正常工作。按照GB/T2423.2中試驗B的方法進行，產(chǎn)品無包裝，在試驗溫度為(40±2)℃,在樣品溫度達到穩(wěn)定后通電運行2h,在室溫標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下恢復(fù)2h后，靜止無功發(fā)生器應(yīng)能正常工作。按照GB/T2423.3中試驗Cb的方法進行。在試驗溫度為(40±2)℃、相對濕度為(95±3)%的恒定濕熱條件下，無包裝，不通電，經(jīng)受48h試驗后，取出樣品，在室溫標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下恢復(fù)2h后，靜止型式試驗應(yīng)至少每5年進行一次。試驗項目出廠試驗1√√2√3電氣間隙與爬電距離檢驗√4√√5√√6√7√√8√9√電壓無功綜合控制試驗√√√√√階躍響應(yīng)時間測試√√√電壓不平衡適應(yīng)性試驗√電壓閃變適應(yīng)性試驗√電壓諧波適應(yīng)性試驗√電流諧波特性試驗√√噪聲測試√電網(wǎng)故障穿越試驗√√電磁兼容測試√5.1.1和5.1.2√注：靜止無功發(fā)生器上電試驗之前，應(yīng)由制造方進行上電前測試和整體帶電調(diào)試，保證靜止無功發(fā)生9.1.1在靜止無功發(fā)生器內(nèi)部應(yīng)能辨別出換流模塊及主要器件。電氣元件所用的標(biāo)志應(yīng)與隨同靜止無功發(fā)生器一起提供的電路圖上的標(biāo)志保持一致。9.1.2靜止無功發(fā)生器的端子旁應(yīng)標(biāo)明端子