GB∕T 25387.2-2021 風力發(fā)電機組 全功率變流器 第2部分：試驗方法(正式版)

代替GB/T25387.2—2010風力發(fā)電機組全功率變流器第2部分：試驗方法國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會IGB/T25387.2—2021 Ⅲ 12規(guī)范性引用文件 1 13.1試驗環(huán)境條件 13.2測量儀器儀表 2 24.1試驗平臺 24.2試驗項目及內(nèi)容 24.2.1電氣安全試驗 24.2.2加載試驗 24.2.3電網(wǎng)適應(yīng)能力試驗 3 44.2.5效率試驗 44.2.6電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)試驗 54.2.7總諧波電壓畸變率測量試驗 54.2.8各次諧波電流測量試驗 54.2.9直流電流含量測量試驗 54.2.10直流電壓紋波系數(shù)測量試驗 5 5 54.2.13機側(cè)差模電壓Umax 64.2.14機側(cè)共模電壓 64.2.15機側(cè)差模電壓dU/dt值 64.2.16穩(wěn)定性運行時間試驗 7 7 74.2.19溫升試驗 74.2.20保護功能試驗 84.2.21抗擾性試驗 4.2.22電磁發(fā)射試驗 4.2.23通信試驗 4.2.24低溫工作試驗 4.2.25高溫工作試驗 4.2.26恒定濕熱試驗 4.2.27交變濕熱試驗 4.2.28防護性能試驗 ⅡGB/T25387.2—20214.2.29振動試驗 4.2.30噪聲測試 4.2.31附加試驗 5試驗報告 附錄A(資料性附錄)帶載試驗平臺拓撲圖 附錄B(資料性附錄)電網(wǎng)適應(yīng)性試驗平臺拓撲圖 附錄C(資料性附錄)故障電壓發(fā)生裝置原理圖 ⅢGB/T25387.2—2021——第1部分：技術(shù)條件；本部分為GB/T25387的第2部分。本部分按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本部分代替GB/T25387.2—2010《風力發(fā)電機組全功率變流器第2部分：試驗方法》,與——增加了接地電阻測試試驗和電容器放電時間試驗(見4.2.1);——增加了高電壓/低電壓穿越能力試驗(見4.2.4);-—增加了各次諧波電流測量試驗(見4.2.8);——增加了直流電壓紋波系數(shù)測量試驗(見4.2.10);——增加了機側(cè)共模電壓試驗(見4.2.14);——增加了機側(cè)差模電壓dU/dt值試驗(見4.2.15); ——增加了交變濕熱試驗(見4.2.27);——增加了噪聲測試(見4.2.30);——修改了試驗環(huán)境條件(見3.1,2010年版的3.1);——修改了測量儀器儀表(見3.2,2010年版的3.2);——修改了電網(wǎng)適應(yīng)能力試驗(見4.2.3,2010年版的4.2.4);—修改了效率試驗(見4.2.5,2010年版的4.2.5);——修改了電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)試驗(見4.2.6,2010年版的4.2.6);——修改了過載能力試驗(見4.2.12,2010年版的4.2.9);——修改了保護功能試驗(見4.2.20,2010年版的4.2.14);——修改了電磁發(fā)射試驗(見4.2.22,2010年版的4.2.16);——修改了低溫工作試驗(見4.2.24,2010年版的4.2.18);——修改了高溫工作試驗(見4.2.25,2010年版的4.2.19);——修改了恒定濕熱試驗(見4.2.26,2010年版的4.2.20);-——刪除了范圍部分內(nèi)容(見2010年版的第1章);——刪除了電氣安全試驗部分功能試驗(見2010年版的4.2.2);——刪除了輔助器件的檢驗(見2010年版的4.2.13)。本部分由全國風力機械標準化技術(shù)委員會(SAC/TC50)歸口。有限公司、上海電氣風電集團股份有限公司、中國船舶重工集團海裝風電股份有限公司、東方電氣風電科技股份有限公司、東方電氣自動控制工程有限公司、國電龍源電氣有限公司。本部分所代替標準的歷次版本發(fā)布情況為：———GB/T25387.2—2010。GB/T25387.2—2021風力發(fā)電機組全功率變流器第2部分：試驗方法GB/T25387的本部分規(guī)定了風力發(fā)電機組(以下簡稱“機組”)全功率交直交電壓型變流器(以下本部分適用于風力發(fā)電機組用全功率交直流電壓型變流器的試驗和檢驗。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)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GB/T2423.1—2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗A:低溫GB/T2423.2—2008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GB/T2423.3—2016環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Cab:恒定濕熱試驗方法GB/T2423.4—2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Db交變濕熱(12h+12h循環(huán))GB/T2423.56—2018環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Fh:寬帶隨機振動和導則GB/T3859.1—2013半導體變流器通用要求和電網(wǎng)換相變流器第1-1部分：基本要求規(guī)范GB/T4208外殼防護等級(IP代碼)GB/T12668.3—2012調(diào)速電氣傳動系統(tǒng)第3部分：電磁兼容性要求及其特定的試驗方法GB/T17626.2—2018電磁兼容試驗和測量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗GB/T17626.3—2016電磁兼容試驗和測量技術(shù)射頻電磁場輻射抗擾度GB/T17626.4—2018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/T17626.5—2019電磁兼容試驗和測量技術(shù)浪涌(沖擊)抗擾度試驗GB/T17626.6—2017電磁兼容試驗和測量技術(shù)射頻場感應(yīng)的傳導騷擾抗擾度GB/T25387.1風力發(fā)電機組全功率變流器第1部分：技術(shù)條件GB/T36994—2018風力發(fā)電機組電網(wǎng)適應(yīng)性測試規(guī)程GB/T36995—2018風力發(fā)電機組故障電壓穿越能力測試規(guī)程3試驗條件3.1試驗環(huán)境條件變流器試驗條件如下：b)相對濕度：45%～75%;12GB/T25387.2—20213.2測量儀器儀表測量儀器儀表應(yīng)滿足如下要求：a)儀器儀表檢定：試驗中使用的測量儀器、儀表、傳感器均應(yīng)經(jīng)計量部門檢定合格并在有效期內(nèi)，且在采樣頻率范圍內(nèi)滿足精度要求；b)儀器儀表要求：試驗時采用的電氣測量儀表的精確度應(yīng)不低于0.5級(兆歐表除外),電流互感器的準確度應(yīng)不低于0.2級，電量變送器的精確度應(yīng)不低于0.5級，溫度計的誤差應(yīng)不大于±1℃,其他非電氣測量儀器儀表的精確度相當于1.0級且應(yīng)符合相關(guān)標準的規(guī)定。若產(chǎn)品試驗要求更高一級的測試儀表，應(yīng)在產(chǎn)品技術(shù)協(xié)議中明確規(guī)定。4試驗方法4.1試驗平臺變流器試驗應(yīng)在與實際工作等效的電氣條件下進行，盡量模擬風電場條件。例如，試驗平臺可由電動機-發(fā)電機拖動機組組成，以模擬風力發(fā)電機的功率特性，該拖動機組由電動機、電動機側(cè)適配變壓備組成，考慮到針對變流器要做一些電網(wǎng)適應(yīng)性的測試，此部分測試不能影響拖動電機的控制，因此被測變流器的外部電網(wǎng)應(yīng)與拖動電機的外部電網(wǎng)進行解耦。推薦試驗平臺見附錄A所示。4.2試驗項目及內(nèi)容短接主回路上輸入輸出端口、開關(guān)和接觸器的主觸頭以及半導體器件上的陽極、陰極端子，斷開防雷器、接地線纜。變流器輸入電路對地、輸出電路對地，按照GB/T25387.1的規(guī)定進行試驗。型式試驗中試驗電壓持續(xù)時間不低于1min,出廠試驗中試驗電壓持續(xù)時間不低于1s。試驗電壓可采用上升(或下降)斜坡電壓，但應(yīng)在其全值下保持規(guī)定的持續(xù)時間。在絕緣強度測試試驗完成后1min,應(yīng)按照GB/T25387.1中的技術(shù)要求，施加1000V直流電壓測量絕緣電阻。如果使用液體作為冷卻介質(zhì)，應(yīng)維持水路處于正常狀態(tài)，測量其絕緣電阻。被測變流器需斷開所有外部端子，包括接地端子。測試點為被測變流器地線端子處與被測變流器任意可接觸導體部位，按照GB/T25387.1的技術(shù)要求進行判定。變流器停機、主斷路器斷開后，測量變流器內(nèi)部電容器的電壓降低到60V的時間。4.2.2加載試驗型式試驗需按照下述步驟進行測試驗證，出廠試驗可根據(jù)實際情況自行調(diào)整。試驗在附錄A所推薦的模擬試驗平臺上進行，步驟如下：3GB/T25387.2—2021網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)PF=1,并記錄當前轉(zhuǎn)速下被測變流器輸出功率。c)調(diào)節(jié)發(fā)電機轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機在不同轉(zhuǎn)速下運行，測試轉(zhuǎn)速點依次從切入轉(zhuǎn)速到切出轉(zhuǎn)速范圍機的轉(zhuǎn)速ni、指令轉(zhuǎn)矩T;、網(wǎng)側(cè)變流器電流和功率結(jié)束。表1給出了加載試驗數(shù)據(jù)表。轉(zhuǎn)速指令轉(zhuǎn)矩T?T?網(wǎng)側(cè)輸出功率P?P?…P網(wǎng)側(cè)電流II…機側(cè)輸入功率PPP機側(cè)電壓UU?U機側(cè)電流.I為電網(wǎng)適應(yīng)性測試提供條件，機組電網(wǎng)適應(yīng)性測試的測試點位于機組升壓變壓器的高壓側(cè)。測試時推薦采用如附錄B所示的測試裝置，該裝置主要由低頻擾動裝置和高頻擾動裝置組成，其中低頻擾動裝測試裝置/平臺如附錄B所示。如試驗條件不滿足，變流器電網(wǎng)適應(yīng)能力測試可由機組現(xiàn)場測試取代。按照GB/T36994—2018中8.2.1的規(guī)定進行試驗。按照GB/T36994—2018中8.2.2的規(guī)定進行試驗。按照GB/T36994—2018中8.2.4的規(guī)定進行試驗。按照GB/T36994—2018中8.2.5的規(guī)定進行試驗。按照GB/T36994—2018中8.2.3的規(guī)定進行試驗。表2給出了三相電壓不平衡適應(yīng)性測試數(shù)4GB/T25387.2—2021據(jù)表。表2三相電壓不平衡適應(yīng)性測試結(jié)果匯總表三相負序電壓不平衡度設(shè)定三相負序電壓不平衡度測量實際運行時間/min要求運行時間/min三相負序電流不平衡度測量/%機組是否連續(xù)并網(wǎng)運行4.2.4高電壓/低電壓穿越能力試驗4.2.4.1測試平臺條件測試平臺應(yīng)滿足以下條件，測試平臺如附錄C所示：a)測試點的短路容量至少應(yīng)為機組額定容量的3倍；b)機組故障電壓穿越能力測試的測試點位于機組升壓變壓器的高壓側(cè)；c)電壓故障造成的風電場中壓電網(wǎng)母線電壓偏差應(yīng)在當?shù)仉娋W(wǎng)允許的電壓偏差范圍內(nèi)。如試驗條件不滿足，變流器故障電壓穿越能力測試由機組現(xiàn)場測試取代。4.2.4.2電壓故障按照GB/T36995—2018中7.1的規(guī)定進行試驗。按照GB/T36995—2018中7.2的規(guī)定進行試驗。4.2.4.4故障電壓發(fā)生裝置按照GB/T36995—2018中8.1的規(guī)定進行試驗。4.2.4.5測試程序及測試結(jié)果判定按照GB/T36995—2018中9.2與9.3的規(guī)定進行試驗。4.2.5效率試驗結(jié)合4.2.2加載試驗，在額定電網(wǎng)電壓、額定電網(wǎng)頻率下、網(wǎng)側(cè)單位功率因數(shù)條件下，使機組工作在不同負載條件下，以10%P。為步長，調(diào)整變流器輸出功率為10%P?~110%Pn。用功率分析儀測量被測變流器機側(cè)輸入功率P、被測變流器網(wǎng)側(cè)輸出功率P。(不包含自耗電Pa),變流器轉(zhuǎn)換效率η定義為式(1):式中：η——變流器轉(zhuǎn)換效率；………………5輔助裝輔助裝置P;——被測變流器機側(cè)輸入功率。網(wǎng)側(cè)變流器P電機機側(cè)變流器網(wǎng)側(cè)變流器P電機參見附錄A中的試驗平臺，使變流器在額定電流下運行至各器件溫升達到穩(wěn)定值后，按照GB/T25387.1中4.3.7過載能力要求進行測試，持續(xù)運行1min,隨后電流下降到額定值以下運行至各6GB/T25387.2—2021圖2中V?、V?、V:即為發(fā)電機定子端口測試點線電壓。機側(cè)電感機側(cè)電感7機側(cè)變流器線纜機側(cè)變流器線纜圖2差模電壓測試示意圖之和的平均值=(Va+V,+Ve)/3,其值不能超過GB/T25387.1中的限值要求。共模電壓測試示意圖見圖3。機側(cè)電感機側(cè)斷路器機側(cè)電感M線纜機側(cè)變流器M線纜F圖3共模電壓測試示意圖結(jié)合4.2.13試驗，在不同負載條件下，測量發(fā)電機定子端口差模電壓即線電壓絕對值的最大值，展開波形如圖4所示，計算dU/dt=(90%U-10%U)/(t?-t?),其值不能超過GB/T25387.1中的限值要求。7GB/T25387.2—2021U90%7圖4dU/dt測試示意圖4.2.16穩(wěn)定性運行時間試驗參見附錄A中的試驗平臺，在額定電網(wǎng)電壓、額定電網(wǎng)頻率、網(wǎng)側(cè)變流器額定輸出功率、網(wǎng)側(cè)單位功率因數(shù)下，被測變流器應(yīng)能穩(wěn)定、連續(xù)、無故障運行72h,并記錄連續(xù)運行時間。4.2.17有功功率、轉(zhuǎn)矩精度試驗結(jié)合4.2.2加載試驗，在額定電網(wǎng)電壓、額定電網(wǎng)頻率下、網(wǎng)側(cè)單位功率因數(shù)、不同負載條件下，采用電能質(zhì)量分析儀分別測試被測機側(cè)變流器輸入有功功率、網(wǎng)側(cè)變流器輸出有功功率以及返回主控轉(zhuǎn)矩值，按式(2)、式(3)計算有功功率精度與轉(zhuǎn)矩精度。 (2)Er=|T?—T?|/T (3)式中：Ep——有功功率精度；Er——轉(zhuǎn)矩精度；P?——實測機側(cè)變流器輸入有功功率；P?——主控下發(fā)轉(zhuǎn)矩所對應(yīng)的功率值；P.——發(fā)電機輸出額定有功功率；T?——變流器返回主控實際轉(zhuǎn)矩值；T?——主控下發(fā)轉(zhuǎn)矩值；Te——電機額定轉(zhuǎn)矩值。4.2.18無功功率精度試驗結(jié)合4.2.2加載試驗，在額定電網(wǎng)電壓、額定電網(wǎng)頻率下、網(wǎng)側(cè)額定輸出功率、不同網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)下，采用電能質(zhì)量分析儀測試網(wǎng)側(cè)變流器輸出無功功率，按式(4)計算無功功率精度。式中：Q?———實測網(wǎng)側(cè)變流器輸出無功功率；Qo——主控下發(fā)無功指令；Q。——網(wǎng)側(cè)輸出最大無功功率值。4.2.19溫升試驗在變流器額定運行條件下，測定變流器各部件的溫升是否超過規(guī)定的極限溫升。試驗按照8GB/T25387.2—2021GB/T3859.1—2013中7.4.2的規(guī)定執(zhí)行。試驗應(yīng)在規(guī)定的額定電流運行條件下以及最不利的冷卻條件下進行。試驗時測溫元件應(yīng)采用溫度廠決定。值門限。流器應(yīng)能立即停機。停機完成后，變流器應(yīng)能報出正確的故障信息，且無任何異常。故障消除且復位復正常并網(wǎng)狀態(tài)。復正常并網(wǎng)狀態(tài)。保護閾值門限。保護閾值，被測變流器應(yīng)能立即停機。停機完成后，變流器應(yīng)能報出正確的故障信息，且無任何異常。9GB/T25387.2—2021護閾值門限。并網(wǎng)狀態(tài)。并網(wǎng)狀態(tài)。4.2.20.1.8UPS輸出電源掉電故障保護恢復正常并網(wǎng)狀態(tài)。能恢復正常并網(wǎng)狀態(tài)。能恢復正常并網(wǎng)狀態(tài)。GB/T25387.2—2021啟動變流器完成并網(wǎng)，分別調(diào)節(jié)網(wǎng)側(cè)變流器、機側(cè)變流器交流端電流，使工作電流觸發(fā)過電流保護閾值，被測變流器應(yīng)能按照設(shè)定的緩停機策略，減載停機。停機完成后，變流器應(yīng)能報出正確的故障信參見附錄A中的試驗平臺，上系統(tǒng)主電，啟動變流器并網(wǎng)運行。調(diào)節(jié)發(fā)電機轉(zhuǎn)速超出過速保護閾值時，被測變流器應(yīng)能按照設(shè)定的緩停機策略，減載停機。停機完成后，變流器應(yīng)能報出正確的故障信息，且無任何異常。故障消除且復位后，能恢復正常并網(wǎng)狀態(tài)。參見附錄A中的試驗平臺，上系統(tǒng)主電，通過模擬主控啟動變流器并網(wǎng)運行。斷開被測變流器與模擬主控的通信，被測變流器應(yīng)能按照設(shè)定的緩停機策略，減載停機。停機完成后，變流器應(yīng)能報出正確的故障信息，且無任何異常。故障消除且復位后，能恢復正常并網(wǎng)狀態(tài)。參見附錄A中的試驗平臺，上系統(tǒng)主電，啟動變流器并網(wǎng)運行。停止被測變流器的冷卻系統(tǒng)運行，被測變流器應(yīng)能按照設(shè)定的緩停機策略，減載停機。停機完成后，變流器應(yīng)能報出正確的故障信息，且無任何異常。故障消除且復位后，能恢復正常并網(wǎng)狀態(tài)。參見附錄A中的試驗平臺，停機斷電狀態(tài)下，通過修改軟件保護門限的方法，調(diào)低過溫保護閾值門限。應(yīng)能按照設(shè)定的緩停機策略，減載停機。停機完成后，變流器應(yīng)能報出正確的故障信息，且無任何異常。故障消除且復位后，能恢復正常并網(wǎng)狀態(tài)。4.2.20.2.9UPS輸入電源掉電保護參見附錄A中的試驗平臺，上系統(tǒng)主電，啟動變流器并網(wǎng)運行。斷開UPS前級空開，模擬UPS前級掉電故障，被測變流器應(yīng)能按照設(shè)定的緩停機策略，減載停機。停機完成后，變流器應(yīng)能報出正確的故障信息，且無任何異常。故障消除且復位后，能恢復正常并網(wǎng)狀態(tài)。參見附錄A中的試驗平臺，拆除被測變流器浪涌保護裝置或吸收裝置，被測變流器應(yīng)能正確識別并提示告警。4.2.21抗擾性試驗變流器可在輕載狀態(tài)下運行，按照GB/T17626.2—2018的規(guī)定并在下述條件下進行試驗：a)試驗電壓：接觸放電6kV,空氣放電8kV;c)每個敏感點試驗點放電次數(shù)：正負極性各10次，每次放電間隔至少為1s;GB/T25387.2—2021c)正弦波1kHz,80%幅度調(diào)制；變流器可在輕載狀態(tài)下運行，按照GB/T17626.4—2018的規(guī)定并在下述條件下進行試驗：變流器可在輕載狀態(tài)下運行，按照GB/TI7626.5—2019的規(guī)定并在下述條件下進行試驗：d)試驗次數(shù)：正負極性各5次；c)正弦波1kHz,80%幅度調(diào)制；變流器應(yīng)在正常滿載或輕載狀態(tài)下運行，按照GB/T12668.3—2012的規(guī)定并在下述條件下進行GB/T25387.2—2021c)測試限值：按照GB/T12668.3—2012中6.5.2的C3類限值要求。變流器應(yīng)在正常滿載或輕載并網(wǎng)工作狀態(tài)下運行，按照GB/T12668.3—2012的規(guī)定并在下述條件下進行試驗：c)測試限值：按照GB/T12668.3—2012中6.5.2的C3類限值要求。參見附錄A中的試驗平臺，變流器與機組控制系統(tǒng)可以進行通信試驗。試驗的主要內(nèi)容應(yīng)包括開試驗方法按GB/T2423.1—2008中“試驗A”進行。試驗方法按GB/T2423.2—2008中“試驗B”進行。試驗方法按GB/T2423.3—2016中“試驗Cab”進行。試驗方法按GB/T2423.4—2008中“試驗Db”進行。試驗方法按照GB/T4208進行防護性能試驗。試驗方法按GB/T2423.56—2018中“試驗Fh”進行。率、網(wǎng)側(cè)單位功率因數(shù)條件下進行噪聲測試。變將聲級計分別放置于距變流器放置地平面高1m量[環(huán)境噪聲應(yīng)不高于10dB(A)],取最大值。5試驗報告b)樣機簡介；GB/T25387.2—2021(資料性附錄)帶載試驗平臺拓撲圖帶載試驗平臺拓撲圖見圖A.1。變壓器且被測變圖A.1全功率變流器模擬帶載試驗平臺示例圖GB/T25387.2—2021(資料性附錄)電網(wǎng)適應(yīng)性試驗平臺拓撲圖B.1電網(wǎng)適應(yīng)性試驗平臺拓撲圖見圖B.1。低頻擾動裝置升壓變壓器測試點風電機組電網(wǎng)風電機組a)測試裝置的額定容量推薦不小于被測機組的額定容量；b)測試裝置接入電網(wǎng)產(chǎn)生的影響在國家標