風力發電機組變流器安全要求II目錄前言 III范圍 1規性用1術和1危防護 2測項目 9信和識13附錄A資性關的18PAGEPAGE10風力發電機組變流器安全要求范圍變流器）。GB/T4208-2017GB12668.501-2013調速電氣傳動系統第5-1部分：安全要求電氣、熱和能量GB/T16935.3-2005低壓系統內設備的絕緣配合第3部分：利用涂層、罐封和模壓進行防污保護GB/T17045-2020電擊防護裝置和設備的通用部分GB/T18802.12-2014(SPD)12導則GB/T19963風電場接入電力系統技術規定GB/T33593分布式電源并網技術要求GB/T25387.11GB/T25388.11GB/T35698.1-20171GB/T33629-2017風力發電機組雷電保護GB50217-2018電力工程電纜設計規范GB/T5169.21-201721GB/T5169.16-2017電工電子產品著火危險試驗第16部分：50W水平與垂直火焰試驗方法GB12668.501-2013、GB/T25387.1、GB/T25388.1界定的術語和定義適用于本文件。3.1電機側變流器generator-sideconverter對于雙饋式變流器為與雙饋發電機轉子相連接的實現整流和逆變的變換單元。3.2電網側變流器grid-sideconverter對于雙饋式變流器為與電網相連接的實現整流和逆變的變換單元。3.3直流環節DClink電機側變流器和電網側變流器之間相互連接的直流單元。3.4風電變流器convertersforwindturbines應用于風力發電機組，由電機側變流器、電網側變流器和直流環節組成的交直交電壓源型變流器。3.5電氣保護屏蔽electricallyprotectivescreening通過直接或保護等電位聯結，與PE導體連接的方法，插入導電屏將電路與危險帶電部件分離。3.6保護隔離protectiveseparation在電路之間通過基本防護和附加防護措施（基本絕緣加附加絕緣或保護屏蔽）或一種等效防護措施（例如加強絕緣）實現隔離。3.7簡單隔離simpleseparation兩電路間或電路與地之間通過基本絕緣隔離。3.8暫時過電壓temporaryovervoltage相對較長時間的工頻過電壓。3.9瞬態過電壓transientovervoltage通則應在正常和單一故障條件下，均保持對危險的防護。（上述對危險性的分析應考慮到風電變流器處于非正常的工作條件下。應當進行電路分析和測試，以分辨出哪些部件（包括絕緣結構）出現的故障會導致危險。危險來源包括：電擊、能量、火災、熱、機械、功能、噪聲。通則（Decisivevoltage正常運行時，DVC的工作電壓限值表1的規定。表1DVC的穩態電壓限值DVC工作電壓限值交流電壓（方均根值）交流電壓（峰值）直流電壓（平均值）Aa2535.460B5071120C＞50＞71＞120a對于只有一個DVCA電路的設備，其電壓方均根值和峰值應當分別為30V和42.4V所考慮電路的防護要求滿足GB12668.501-2013中表4的規定。基本防護是為了防止人員接觸危險帶電部件。應提供以下一項或多項措施。4.3.4.1~4.3.5.4規定了用于基本防護的幾種防護規定。基本絕緣可以通過固體絕緣或電氣間隙提供。通過）電壓高于DVCA的帶電部件應安裝在（隔板）后面，（隔板）應至少滿足GB/T4208-2017中第7章的防護類型IPXXB的要求。只能使用工具或鑰匙，或帶電部件斷電后才能打開（隔板）。需要在裝置通電情況下打開（隔板）時，要滿足GB12668.501-2013中4.3.3.3條要求。接觸電流和放電能量不超過：3.5mA10mA;50μC。同時可觸及部件兩端的電壓不能超過DVCA。4.3.5.1~4.3.5.5規定了用于故障防護的幾種防護規定。符合GB12668.501-20134.3.5.34.3.5.44.3.5.535mm2時，PEGB50217-2018注：如不滿足該要求，可根據GB14821.1標準進行設計。符合GB/T17045-2020中5.3.6條規定。符合GB/T17045-2020中5.3.2條規定。符合GB/T17045-2020中5.3.7條規定。符合GB/T17045-2020中5.3.4條規定。加強防護的規定應兼有基本防護和故障防護的功能。4.3.6.1~4.3.6.3說明了這些加強的規定。符合GB/T17045-2020中5.4.2條規定。符合GB/T17045-2020中5.4.3條規定。保護阻抗的設計應確保在正常和單一故障條件下，電流和放電電量有效值限制在4.3.4.3中；保護阻抗的設計應能承受與其連接電路的沖擊電壓和暫時過電壓測試；保護阻抗應通過接觸電流測試；保護阻抗應符合通過電壓和電容計算出的放電能量要求。絕緣符合GB12688.501-2013中4.3.6.1.1條規定。GB12688.501-20136應用。3通過外殼防護等級將污染等級降低，并在預期壽命期間，風電變流器內部污染等級不會超過GB12688.501-20136示例：當采用GB4208定義的IP5X外殼且內部沒有污染、IPX7或IPX8外殼時，可以將污染等級3降到污染等級2。（OVC）符合GB12688.501-2013中4.3.6.1.3條規定。符合GB12688.501-2013中4.3.6.2.1條規定。與周圍環境之間的絕緣根據沖擊電壓、工作電壓、暫時過電壓（如果電源的性質存在暫時過電壓）中最嚴格的要求設計。絕緣通常按照過電壓類別III設計設計。符合GB12688.501-20134.3.6.1.4符合GB12688.501-20134.3.6.1.5符合GB12688.501-2013中4.3.6.2.1條規定。符合GB12688.501-2013中4.3.6.4條規定。符合GB12688.501-2013中4.3.6.5條規定。符合GB12688.501-2013中4.3.6.8條規定。灌封材料的要求參考GB/T16935.3-2005。CTI100DVCA1）850℃試驗溫度下的灼熱絲試驗；550與高于DVCA帶電部件接觸，或作為外殼一部分使用的熱塑性絕緣材料應符合GB/T5169.21-2017中的球壓試驗，即異常熱試驗。如果在包含開關觸點的變流器中使用絕緣材料，且絕緣材料與觸點的距離不超過12.7mm，該材料應符合大電流電弧點火試驗。如果絕緣材料供應商提供數據證明符合上述要求，則無需進行測試。基本絕緣、附加絕緣、雙重絕緣和加強絕緣要通過沖擊電壓試驗和交流或直流耐壓試驗；為了防止電擊，移除風電變流器電源后，變流器內所有電容放電至DVCA，或放電至殘余電量小于50μC的時間不能大于5s，如果不滿足，應采用6.4.1要求的標識。變流器內任何部件的故障都不應當釋放足以引起危險的能量，例如將材料噴濺到有人員的區域。如果存在以下情況，則考慮危險能量等級：2V60s20J。5s20J風電變流器廠商應向系統集成商提供以下瞬時轉矩分析結果用于整機暫態動力學分析：――交流發電機的單相或三相短路；――風電機組主回路動力電纜的各類短路；――風電機組的故障電壓穿越；――風電機組外部電壓的三相極端不平衡。防火外殼內，部件的材料以及與這些部件接觸的所有材料應符合GB/T5169.16中的V-2可燃性等級或更高的等級。布線系統至少應滿足成束阻燃C類要求。防火外殼所用的材料應滿足可燃性試驗要求，填充防火外殼開口的材料應滿足：至少為100mm；至少為100mm；至少為GB12688.501-20134.4.3設備在額定運行條件下，設備及其部件的溫度不能超過GB12688.501-2013中表15的限值。風電變流器可觸及部件的最高溫度應符合GB12688.501-2013中表16的規定。變流器的chopper/crowbar組件，應具備相應的能量保護功能，防止短時間內因反復動作溫度升高而導致絕緣失效或起火。其保護功能應根據chopper/crowbar電阻的耗散功率、散熱條件、絕緣水平和連接電纜的性能進行詳細分析并進行驗證。變流器的chopper/crowbar組件中的能耗電阻，一般應具備外殼，其外殼溫度應不超過115℃；如內置于變流器，則應設置于合適的位置，使chopper/crowbar組件附近變流器殼體外表面溫度應不超過115℃。變流器內部主動力回路導體和固定結構應根據GB/T35698.1-2017進行熱效應計算和評估。變流器應根據GB/T33629-2017要求配置浪涌保護器，其浪涌保護器的選用原則應符合GB/T18802.12-2014的要求。冷卻系統應根據GB12688.501-2013中4.4.5進行設計與評估。變流器內部主動力回路導體和固定結構應根據GB/T35698.1-2017進行力效應計算和評估。固定風電變流器必須通過多點固定在所處的平臺上，防止傾覆。外殼風電變流器的外殼應符合GB12668.501-2013中4.3.7的規定。符合GB12668.501-2013中4.3.8的規定。GB/T19963或GB/T33593按照GB12668.501-2013中5.2.1條執行。按照GB12668.501-2013中5.2.3.1條執行。按照GB12668.501-2013中5.2.3.2條執行。按照GB12668.501-2013中5.2.3.4條執行。按照GB12668.501-2013中5.2.3.5條執行。通過型式試驗或計算方法對4.3.7.12所要求的電容放電時間進行驗證。按照GB12668.501-2013中5.2.3.8條執行。按照GB12668.501-2013中5.2.3.9條執行。本試驗要證明受外殼或屏障保護的帶電部件是不可接觸的。應按照GB/T4208-2017中關于防止接觸危險部件的外殼分類規定，對風電變流器的外殼進行試驗。例外情況：5IP3XIPIPGB/T4208-2017進行外殼完整性試驗后，應檢查：完整性試驗應在外殼有代表性的可接觸面的最壞情況的點上進行。測試后不要求變流器運行，外殼可能變形到不滿足原來IP等級。按照GB12668.501-2013中5.2.2.5.2條執行。按照GB12668.501-2013中5.2.2.5.3條執行。應遵照以下描述的試驗程序或通過對結構和現有的合適的數據進行檢查：107（7102）252m20%250N3）800N112.5cm*20cm的水平面的最大力矩點處，落地裝置不應傾倒。門、抽屜等在測試過程中關閉。800N力借助合適的有近似12.5cm*20cm（）把手和手動控制應通過手動測試并施加1分鐘的軸向力試圖拿掉手柄、旋鈕、把手或操作桿，如下表所示。表2把手和手動控制裝置的拉力值非軸向拉力N軸向拉力N操作部位手指1只手2只手手指1只手2只手部件操作方法1510020030150300其他2015030050200450注a：手柄、旋鈕、操作桿和其他用于控制閥門、電氣開關等的操作部件在上述試驗的情況下，手柄、旋鈕、把手等應保持固定在設備上。異常操作試驗的結果，風電變流器應符合GB12668.501-2013中5.2.4.3條規定。按照GB12668.501-2013中5.2.3.6.3條執行。過載是通過在輸出或繞組上連接可變負載來實現的。盡可能快地調整負載，如有必要，在1分鐘后保持適當的過載。不允許進一步調整。如果過電流保護由電流傳感器或電路提供，則過載測試電流是過電流保護裝置僅能通過1小時的最大電流。在測試之前，過電流保護裝置不工作或由具有可忽略阻抗的線路代替。在所有其他情況下，負載是從輸出獲得的最大功率輸出。按照GB12668.501-2013中5.2.3.6.4條執行。GB12668.501-2013910在代表性樣品上，減小間距的部位一次短路一個，保持短路直到不再發生損壞。GB12668.501-2013910CTI175。模擬電網在異常情況下,包括高、低電壓穿越失敗，諧波超限，chopper或crowbar組件超溫，電網三相不平衡等情況下，變流器應能正常停機，保證變流器本身以及風力發電機組其他設備安全。按照GB12668.501-2013中5.2.4.4條執行。具有冷卻機制的風電變流器，應進行所有相關試驗，不需要同時執行這些試驗。試驗應持續進行：4.5.24.5.2中5注：與穩態限值相關的5℃溫升反應了GB∕T34662-2017中給出的燃燒擴展閾值。按照GB12668.501-2013中5.2.4.5.2條執行。按照GB12668.501-2013中5.2.4.5.3條執行。XXXXX—XXXX按照GB12668.501-2013中5.2.4.5.4條執行。3表3環境試驗要求普通陸上應用高原應用海上應用干熱實驗√√√濕熱實驗√√√沙塵實驗/√/振動實驗塔上√√√塔下///鹽霧實驗//√霉菌實驗//√低氣壓實驗/√/——最大額定輸出電流或額定輸出功率；——用于確定過載保護元件和接線尺寸的最大額定輸入電流有效值；——相數；——額定頻率范圍（如：50~60Hz）和保護等級（如：Ⅰ、Ⅱ）；（TN等）（）；制造商應準備以下圖紙：尺寸、質量等應采用國際單位制。環境操作、運輸和儲存應規定以下環境條件：氣候）；機械）；電氣。移動；吊裝；緊固；4.5.2連接器（安裝和維護手冊中應包括所有必要連接的詳細信息，以及建議的互連圖。導線）（對于現場接線端子，手冊中應規定擰緊扭矩值以及導線或電纜的絕緣溫度額定值要求。所有現場接線端子的標識應直接或通過貼在端子附近的標簽標記在PEC上。安裝和維護手冊應確定相關電路外接端子的保護方法。安裝和維護手冊應明確所有電壓高于DVCA的可接觸部件，并說明保護所需的絕緣與隔離。手冊還應說明在安裝過程中，為確保DVCA連接的安全而采取的注意事項。手冊應提供在保護等電位連接區域使用風電變流器的安裝手冊應規定安全接地的要求，包括裝置的允許接地系統。不接受的接地系統應顯示為：/風電變流器的安裝手冊應說明設備規定的防護等級，產品應按照下面的要求進行標識：用于連接PE導線的端子應清楚且不會褪色地標記以下一項或多項：——附錄A的“保護接地”符號；或——字母PE；或——顏色為綠色或黃綠色；防護等級為Ⅱ的設備應標有附錄A中“Ⅱ類（雙重絕緣）設備”符號。如果此類設備因功能原因提供了接地導體