永磁風力發(fā)電機-變流器組技術規(guī)范II目 次前言 II1范引文件 1語定義 2術求 5型、式基求 5使條件 6產性要求 7驗法 14試要求 14功試驗 16驗查目驗則 25檢試項目 25機檢試內容 25型試驗 26現交試和項目 27判規(guī)則 27志包、輸管 277.1標志 27接標識 28運及管 29隨文件 30質保期 31PAGEPAGE1永磁風力發(fā)電機-變流器組技術規(guī)范范圍本文件規(guī)定了永磁風力發(fā)電機（以下簡稱“發(fā)電機”）—變流器組的相關術語及定義、技術要求、試驗方法等。本文件適用于永磁風力發(fā)電機—變流器組（以下簡稱“發(fā)變組”）。對特殊要求，可由用戶與制造廠協商。（GB/T191包裝儲運圖示標志GB/T755旋轉電機定額和性能GB/T1029－2005三相同步電機試驗方法GB/T2423.1－2008電工電子產品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗A：低溫GB/T2423.2－2008電工電子產品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗B：高溫GB/T2900.25－2008電工術語旋轉電機GB/T2900.33－2004電工術語電力電子技術GB/T2900.53－2001電工術語風力發(fā)電機組GB/T3797—2016電氣控制設備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/T4942－2021旋轉電機整體結構的防護等級（IP代碼)分級GB/T10068－2020軸中心高為56mm及以上電機的機械振動振動的測量、評定及限值GB/T10069.1－2006旋轉電機噪聲測定方法及限值第1部分：第1部分：旋轉電機噪聲測定方法GB/T10069.3－2008旋轉電機噪聲測定方法及限值第3部分：噪聲限值GB/T12668.2－2002調速電氣傳動系統第2部分：一般要求低壓交流變頻電氣傳動系統額定值的規(guī)定GB/T12668.3－2012調速電氣傳動系統第3部分：產品的電磁兼容性標準及其特定的試驗方法GB/T13422－2013半導體電力變流器電氣試驗方法GB/T14048.1—2012低壓開關設備和控制設備第1部分：總則GB/T14549－1993電能質量公用電網諧波GB/T14711—2013中小型旋轉電機通用安全要求GB/T18451.1－2012風力發(fā)電機組安全要求GB/T19963.1—2021風電場接入電力系統技術規(guī)定第1部分：陸上風電GB/T20160－2006旋轉電機絕緣電阻測試GB/T20320－2013風力發(fā)電機組電能質量測量和評估方法GB/T20626(所有部分)特殊環(huán)境條件高原電工電子產品GB/T20641－2014低壓成套開關設備和控制設備空殼體的一般要求GB/T25389.2－2018風力發(fā)電機組永磁同步發(fā)電機第2部分：試驗方法\hGB/T26680－2011永磁同步發(fā)電機技術條件GB/T36994—2018風力發(fā)電機組電網適應性測試規(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JB/T5777.2－2002電力系統二次電路用控制及繼電保護屏（柜、臺）通用技術條件JB/T7836.1－2005電機用電加熱器第1部分：通用技術條件JB/T10500.1—2005電機用埋置式電阻第1部分：一般規(guī)定、測量方法和檢驗規(guī)則NB/T31012－2019永磁風力發(fā)電機技術規(guī)范NB/T31015－2018永磁風力發(fā)電機變流器技術規(guī)范GB/T2900.25—2008，GB/T2900.33—2004，GB/T2900.53—2001,GB/T3859.1—2013,NB/T31012—2019和NB/T31015—2018界定的以及下列術語及定義適用于本文件。3.1拖動機driver與永磁發(fā)電機轉子相連接的機械傳動部件，一般指風機葉輪、齒輪箱或電動機等。3.2永磁風力發(fā)電機組permanentmagnetwindturbinegeneratorsystem采用永磁同步發(fā)電機的風力發(fā)電機組。3.3永磁風力發(fā)電機-變流器組permanentmagnetwindturbinegenerator-converterset；GCS由永磁同步風力發(fā)電機和全功率變流器共同組成的風力發(fā)電組件。以下簡稱“發(fā)變組”。3.4發(fā)變組輸出端GCSoutput發(fā)變組與并網變壓器之間的連接端口。3.5發(fā)變組輸入端GCSinput發(fā)變組與拖動機之間的連接端口。3.6發(fā)變組效率GCSefficiency發(fā)變組輸出端有功功率與輸入端有功功率的比值，用百分數表示。發(fā)變組效率公式為：式中：——發(fā)變組效率；

100% (1)PinPout——發(fā)變組輸出有功功率；Pin

——發(fā)變組輸入有功功率。3.7發(fā)變組輸出端功率因數powerfactorofGCSoutput發(fā)變組輸出端有功功率與視在功率的比值。功率因數公式為：式中：????????——功率因數；??——發(fā)變組輸出端有功功率；??——發(fā)變組輸出端視在功率。3.8

????????=??×100%(2)??總諧波畸變率totalharmonicdistortion；THD 1Q2Q2Q21THD

(3)式中：Q1——基波有效值；Q——總有效值，可代表電流或電壓。影響更復雜。nnQ2hh2Q21THD

(4)式中：h——諧波次數；Qh——h次諧波分量的有效值。注：偶次含量（次數h僅為偶數）稱為偶次諧波畸變率，奇次含量（次數h僅為奇數）稱為奇次諧波畸變率。3.93.9PAGEPAGE4發(fā)電機的電壓調整率voltageregulationofagenerator由于負載變化而引起的電壓變化，定義為：U=U0UN100%……………… (5)UN式中：U0——熱態(tài)下，空載時額定轉速下的電壓；UN——額定負載（額定轉速、額定功率因數、額定電流）時的電壓。3.10發(fā)變組額定運行條件ratedoperationcondition3.11過載能力overloadcapability在規(guī)定的時間段內供給而不會超過規(guī)定限值的最大基波電流方均根值。3.12發(fā)變組電網適應性gridadaptabilityofGCS3.13發(fā)變組低電壓穿越能力lowvoltageridethroughcapabilityofGCS3.14發(fā)變組高電壓穿越能力highvoltageridethroughcapabilityofGCS3.15發(fā)變組慣量響應inertiaresponseofGCS當電力系統頻率快速變化時，發(fā)電組響應于系統頻率變化率快速調整自身有功功率的功能。注：用于緩解系統頻率快速變化。PAGEPAGE103.16發(fā)變組一次調頻primaryfrequencyregulationofGCS當電力系統頻率偏離額定值時，發(fā)變組響應于系統頻率偏差快速調整自身有功功率的功能。注：用于降低電力系統頻率快速變化。3.17公共連接點pointofcommoncoupling；PCC發(fā)變組經過變壓器接入公用電網的連接處。發(fā)電機的型號及其含義應與\hNB/T31012—2019的規(guī)定一致。NB/T31015—2018發(fā)變組額定功率一般根據風力發(fā)電機組額定功率確定，數值參照GB/T26680的規(guī)定。一般情況下發(fā)變組的電網側電壓等級應符合NB/T31015—2018中4.1.2的規(guī)定。以連續(xù)工作制（S1）為基準的連續(xù)定額（見GB/T755）。發(fā)電機定子繞組出線接頭數目通常為3N個（N為1、2、3...）；在出線端上，定子繞組時間相序按電機旋轉方向依次確定，標記為U、V、W，可以采用三相或多相繞組的輸出端子。（GB/T755）熱分級發(fā)變組中發(fā)電機的定子絕緣系統應采用155（F）級及以上耐熱等級。變流器電抗器絕緣系統應采用180（H）級及以上耐熱等級。發(fā)變組可采用空冷、液冷或混合冷卻方式。發(fā)電機外殼防護等級應滿足風力發(fā)電機組的要求，并符合GB/T4942.1—2021中的規(guī)定；變流器符合GB/T4208－2017中有關的規(guī)定：IP21；IP54。注：如用戶有特殊要求，由制造商與用戶協商確定。GB/T18451.1—2012第10發(fā)變組應在規(guī)定的冷卻環(huán)境條件下工作：a）工作環(huán)境溫度：——常溫型發(fā)變組：－20℃～＋45℃；——低溫型發(fā)變組：－40℃～＋45℃。b）空氣相對濕度：≤95％（20℃以下時）；c）海拔高度：≤2000m；d）對氣候條件和使用場所參見GB/T20626。主要包括使用氣候條件，發(fā)變組應在如下大氣環(huán)境下進行試驗：a）環(huán)境溫度：-5℃～40℃；b）相對濕度：≤95%（20℃以下時）；c）大氣壓力：86kPa～106kPa。a）發(fā)電機和變流器的絕緣結構、電壓等級和電壓調整率相匹配；b）電網頻率變化范圍：46.5Hz～51.5Hz；10％；2e）5由用戶與制造商協商確定。GB/T3797—20167.2、GB/T20641－20143797—2016中6.7、GB/T20641－2014發(fā)變組中的變流器應具有防觸電措施，參照JB/T5777.2－2002的5.12規(guī)定。絕緣NB/T31012－20.2.21000V時，1000V1000Ω。1000V1MΩ。250V1MΩ。11。表1介質度驗壓級 位：kV額定電壓U試驗電壓U≤0.12510.125＜U≤5＜U≤0.520.5＜U≤1.11＋2U1.1＜U≤3.63U額定電壓U試驗電壓3.6＜U≤384＋1.8U50Hz、歷時1minGB/T3859.1－2013的要求進行選擇。試驗過程中，任一被試電路施加電壓時，其余電路等電位互聯接地。電氣間隙和爬電距離GB/T14048.1－2012中7.1.4GB/T14711-2013中第111.5%。發(fā)變組在110％的額定負載下，持續(xù)運行時間不應少于1小時，發(fā)變組應無損壞并能正常工作。注：本文件僅規(guī)定了最低過載能力的限值，如不能滿足要求可由制造商與用戶協商確定。（THD）GB/T20320－2013中7.45GB/T14549—1993GB/20320—2013中7.4GB/T14549—1993滿足GB/T19963.1—2021的有關要求，超過此條件應與制造廠協商。故障穿越能力包括低電壓穿越能力、高電壓穿越能力和連續(xù)穿越能力,應滿足GB/T19963.1—2021中第9章的有關要求。發(fā)變組應具備快速控制自身有功功率，提供慣量響應功能，應滿足GB/T19963.1—2021中5.2的有關要求。發(fā)變組應具備快速控制自身有功功率，提供一次調頻功能，應滿足GB/T19963.1—2021中5.3的有關要求。效率在額定運行條件下，發(fā)電機效率不低于94%，變流器效率不低于97%，且發(fā)變組綜合效率不低于91%。溫升4.2GB/T755GB/T表2定子組鐵溫限值 位：K部 件測量方法155（F）級絕緣允許溫升180（H）級絕緣允許溫升定子繞組（5000kW及以上）埋置檢溫計法（ETD）/電阻法110/105130/125定子繞組（5000kW以下）埋置檢溫計法（ETD）/電阻法115/105135/125定子鐵芯溫度計（Th）或埋置檢溫計法（ETD）1051259580在額定運行條件下，待各元件熱穩(wěn)定后，變流器各部位的極限溫升見表3。表3變流各位極溫升 位：K部件和部位極限溫升主電路半導體器件外殼溫升和結溫由產品技術條件或分類標準規(guī)定主電路半導體器件與導體的連接處裸銅：45，有錫鍍層：55，有銀鍍層：70母線（非連接處）銅：35，鋁：25按照GB/T19963.1-2021中7.1.2的規(guī)定，發(fā)變組應具有一定的功率因數調節(jié)能力，功率因數在±0.95du/dt（）du/dt（的du/dt1000V/us。額定運行條件時，發(fā)變組向電網饋送的直流電流含量不應超過其輸出電流額定值的0.5%。發(fā)電機的電壓調整率應與變流器相匹配，一般發(fā)電機電壓調整率不應超過20%，但發(fā)電機輸出電壓不應超過變流器輸入允許的最大電壓。5（）發(fā)變組中電機電壓實測值與額定電壓容差為±10%。發(fā)變組中變流器保護功能應符合NB/T31015—2018的4.3.13的要求。發(fā)變組中的變流器應能承受GB/T12668.3—2012第5章規(guī)定的嚴酷等級的靜電放電抗擾度試驗。發(fā)變組中的變流器應能承受GB/T12668.3—2012第5章規(guī)定的嚴酷等級的電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗。GB/T12668.3—2012第6振動發(fā)變組中發(fā)電機進行剛性安裝，振動限值應符合GB/T10068—2020的規(guī)定。超速發(fā)電機在設計上應能承受120%最高轉速的運行，歷時2min而不發(fā)生有害變形。噪聲1mdB（A）GB/T10069.3—2008（meantimebetweenfailure,MTBF）發(fā)變組平均無故障運行時間不小于18000h。壽命發(fā)變組設計使用壽命不應少于20年。（）發(fā)變組在試驗溫度為45℃下穩(wěn)定后，產品通電啟動運行，持續(xù)運行時間為2h。產品通電到啟動運行時間一般不超過2h，如用戶有特殊要求，由制造商與用戶協商確定。－20℃±3℃或－40℃±3℃2h。產品通電到啟動運行時間一般不超過2h，如用戶有特殊要求，由制造商與用戶協商確定。3s2%試驗環(huán)境條件符合4.2.2的要求。試驗時，采用的電氣測量儀器、儀表的準確度不應低于0.5級(絕緣電阻表除外)，測量非工頻、非正弦電量時宜采用寬頻數字測量儀。電流傳感器、電阻測量儀的準確度不應低于0.2級，轉矩測量儀的準確度不應低于0.5級，轉速表的準確度不應低于0.1級，溫度計的誤差不大于土l℃。2（（33說明：1—被試發(fā)變組輸出端2－被試發(fā)電機和變流器連接點3—被試發(fā)變組輸入端圖2發(fā)變組試驗平臺）。相序指示器通過電壓傳感器接到被試發(fā)電機時，應注意電壓傳感器一、二次側極性是否變化。GB/T4942—2021GB/T4208—2017檢查殼體、外觀、表面應無劃傷、無變形，應符合4.3.1的要求。4.3.2檢查發(fā)變組是否具有防觸電措施，應符合4.3.3的要求。行；溫度；

GB/T20160—2006外殼）GB/T3859.1—204表4絕緣阻的擇 單：VUN絕緣電阻表規(guī)格UN﹤10005001000≤UN≤2500500～10002500﹤UN≤50001000～25005000﹤UN≤120002500～5000按GB/T1029—2005GB/T3859.1—2013的（試驗電壓按照表5的規(guī)定進行。表5絕緣阻驗壓級 ：V額定絕緣電壓等級U試驗電壓U≤6025060≤U≤250500250﹤U≤100010001000﹤U≤1000025001000VJB/T10500.1—2005JB/T7836.1GB/T3859.1－2013中7.2150Hz1min注：當因電磁濾波元件的存在而無法施加交流試驗電壓時，也可以采用等效的直流試驗電壓，其值按表1試驗電壓2的 倍選取。2發(fā)電機的試驗方法按照GB/T25389.2—2018中5.3、5.4規(guī)定進行。GB/T14048.1－2012GB/T14711—2013按NB/T31012—2019的6.2.2規(guī)定測量。2NB/T31012—2019中6.2.52NB/T31015—2018中1h注：本文件僅僅規(guī)定了最低過載能力的限值，如不能滿足要求可由制造商與用戶協商確定。（THD）試驗參考GB/T13422—2013中5.3.8的規(guī)定，并按圖2所示，至少應在發(fā)電機最低轉速、額定轉速、最高轉速的相應功率下，測定發(fā)變組輸出端（1）的電流畸變率，符合GB/T20320—2013的7.4規(guī)定。試驗參考GB20320—2013的測試方法進行。GB/T36994—2018按照GB/T36995—2018測試在額定電壓條件下保持發(fā)變組正常運行，調節(jié)測試裝置輸出頻率從50Hz開始，按照GB/T19963.1—2021中5.2GB/T36994-2018中8.3.2GB/T19963.1—2021中5.2.43測試在額定電壓條件下保持發(fā)變組正常運行，調節(jié)測試裝置輸出頻率從50Hz開始，按照GB/T19963.1—20215.3GB/T19963.1—2021中5.3.5有功功率/kWP1ts0 t0

時間/s說明：P0—有功初始值；P1—有功目標值；t0—頻率變化起始時刻；t1ts—響應時間，ts%。

圖3響應時間判定曲線試驗可結合5.2.3，并參考GB/T13422—2013中5.1.10的規(guī)定。試驗時，被試電機被陪試變流器-（被試發(fā)變組在試驗狀況下的效率按公式（6）計算:100% (6)P1式中:η——發(fā)變組的效率；P2——變流器的輸出有功功率，kW；P1——發(fā)電機的輸入有功功率，kW。被試電機效率按公式（7）計算：式中:'——被試發(fā)電機的效率；

'100% (7)P1P1——被試發(fā)電機的輸入有功功率，kW（對拖法時，被試電機和陪試電機工況相近，假定負載銅耗以外的損耗兩機相同，可計算出P1）；P3——被試發(fā)電機的輸出有功功率，kW。被試變流器效率按公式（8）計算：100% (8)P3式中:''——被試變流器的效率；P2——變流器的輸出有功功率，kW；P3——被試發(fā)電機的輸出有功功率，kW。25(92℃式中:

(25)

100%……(9)η（25）——冷卻介質溫度25℃時的發(fā)電機效率；(5)2(5)（1）P

P3I2R(a25a

……………(10)式中：

1(25) 1 a

kaP1——電機的輸入有功功率，kW；Ia——效率測定時的電樞相電流，A；Ra——效率測定時電樞繞組一相的直流電阻值，Ω；Δθa——效率測定時電樞繞組溫升值，K；θa——效率測定時電樞繞組溫度，℃；k——導體材料在0℃時電阻溫度系數的倒數，銅繞組取235。NB/T31012—2019中NB/T31015—2018中5.3.10NB/T31012—20注：當發(fā)電機不能通過直接加負荷時，溫升試驗可通過穩(wěn)態(tài)短路試驗完成。GB/T13422－20135.1.93）。GB/T13422－20135.3.112指標。注：當電網側功率因數的調整能力不能滿足要求時，可由制造商與用戶協商確定，但用戶必須服從制造商的意見。du/dt試驗按照NB/T31015—2018中5.3.26規(guī)定的方法進行。在額定運行條件下，測量變流器輸出交流電流中的直流電流含量，其值應符合4.3.16的規(guī)定。利用圖2所示試驗平臺，拖動機拖動被試發(fā)電機調節(jié)到額定負載（額定功率、額定轉速、額定功率因數）測定發(fā)電機的負載電壓，并根據5.2.3測定的空載電壓計算發(fā)電機電壓調整率。電壓調整率應滿足4.3.19的規(guī)定，發(fā)電機的空載電壓不應超過變流器輸入允許電壓最大值。試驗按照NB/T31012—2019中6.2.9規(guī)定的方法進行。試驗按照GB/T25389.2—2018中5.8規(guī)定的方法進行。試驗按照NB/T31015—2018中5.3.13規(guī)定的方法進行。GB/T12668.3—20125.3.22kV5kHz輸入1kV5kHzGB/T12668.3—20125.1.1B按照GB/T12668.3—2012中5.3.2（4kV8kVGB/T12668.3—2012中5.1.1B試驗按照GB/T12668.3－2012規(guī)定的方法進行。振動的測定按GB/T10068—2020規(guī)定的方法進行。試驗采用單臺電動機法或者發(fā)電機法。試驗時的轉速應在型式試驗的全轉速范圍內進行，不超過額定轉速。如無其他規(guī)定，超速試驗允許在冷態(tài)下進行。超速試驗可根據具體情況選用電動機法(提高電源頻率)或原動機拖動法。1202min。1.3UN1m變流器發(fā)出的噪聲。聲級計測量采用A80dB（A聲級）。10dB3dB-10dB6表6背景噪聲測量結果修正表差值dB34～56～10修正值dB-3-2-1發(fā)電機噪聲測量按照GB/T10069.1—2006規(guī)定進行。）GB/T2423.2－200845℃±222hGB/T2423.1－200820℃±3℃（常溫型）或者－40℃±3℃（低溫型）下穩(wěn)定后，產品通電啟動運行至額定功率，持續(xù)運行時間為2h。試驗結束后再恢復至常溫2h后，發(fā)變組仍能正常工作。A A AK陪試電機被試電機A A AK陪試電機被試電機陪試變流器U.I.P圖6短路試驗線路圖陪試變流器U.I.P15試驗前，應測定繞組對機殼及相互間的絕緣電阻。（3m），該部分試驗可與用戶協商，根據發(fā)變組具體情況，制造商和用戶共同完成。每套發(fā)變組需經檢驗合格后才能出廠，并應附有檢驗合格證。312型式試驗項目包括檢查項目的全部，且增加內容見表7。表7出廠檢驗和型式檢驗項目序號項目名稱型式試驗出廠試驗技術要求試驗方法1相序檢查√—.42防護等級√—.53結構及外觀√√.7.14電氣連接√√.7.25防觸電措施√√.7.36絕緣√√.17定子繞組直流電阻偏差√√.28負載控制功能√√.49發(fā)變組過載能力√—.510總諧波畸變率（THD）√—.611分次諧波電流分量√—.712電網適應能力√—.813故障穿越能力√—.914慣量響應試驗√—.1015一次調頻試驗√—.1116效率√—.1217溫升√—.1318功率因數√√.1419電壓變化率√—.1520直流電流含量√—.