ICS27.180 F11 NB 备案号：61478-2018 中华人民共和国能源行业标准 NB/T31123--2017 高原风力发电机组用全功率变流器 试验方法 Test method for full-power converter of wind turbine generator systemsforplateau 2017-11-15发布 2018-03-01实施 国家能源局 发布 NB/T31123—2017 目 次 前言 II 范围 1 2规范性引用文件 3术语和定义· 4试验条件.… 4.1试验环境 4.2试验地点 4.3试验仪器 4.4试验平台 5试验方法· 5.1 结构外观· 5.2 电气连接 5.3 防触电措施 5.4 绝缘试验 5.5 电气功能试验? 5.6 保护功能试验 5.7 电磁兼容性试验 5.8 电网适应性试验 5.9 总谐波畸变率测量 5.10 温升试验 5.11 效率测试· 5.12 过载能力试验 5.13 稳定性运行试验 5.14 恒定湿热试验 5.15 低温试验 5.16 高温试验 5.17 防护性能试验 5.18 低气压试验 5.19 噪声测量 5.20 振动试验 NB/T31123—2017 前言 本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。 本标准由中国电器工业协会提出。 本标准由全国高原电工产品环境技术标准化技术委员会（SAC/TC330）和能源行业风电标准化技 术委员会风电电器设备分技术委员会（NEA/TC1/SC6）归口。 本标准起草单位：北京金风科创风电设备有限公司、昆明电器科学研究所、北京天诚同创电气有 限公司、机械工业北京电工技术经济研究所、南车株洲电力机车研究所有限公司、浙江运达风电股份 有限公司、中国船级社质量认证公司、中国标准化协会、中国科学院过程工程研究所。 本标准主要起草人：马忠宝、张东宁、周琼芳、果岩、甘旭超、王艳华、杨志千、刘世军、程世宇、 隋红霞、杨阿娟、高波、王新泽、尚敬、应有、周杰、吴峰、陈思明。 本标准在执行过程的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路二条 一号，100761)。 II NB/T31123—2017 高原风力发电机组用全功率变流器试验方法 1范围 本标准规定了高原风力发电机组用全功率变流器（交直交电压源型）（以下简称“变流器”）的试 验条件、试验方法。 本标准适用于海拔1000m以上至5000m及以下，网侧额定电压交流不超过1000V、额定频率为 50Hz的高原风力发电机组用全功率变流器试验方法。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 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/T2423.1 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温 GB/T2423.2电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温 GB/T2423.33 环境试验第2部分：试验方法试验Cab：恒定湿热试验 GB/T2423.21 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验M：低气压 GB/T2900.1 电工术语基本术语 电工术语电力电子技术 GB/T2900.33 GB/T2900.53 电工术语风力发电机组 声学声压法测定噪声源 GB/T3768 声功率级反射面上方采用包络测量表面的简易法 GB/T3797—2016 电气控制设备 GB/T3859.12013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 GB4208外壳防护等级（IP代码） GB/T11804电工电子产品环境条件术语 GB12668.3一2012调速电气传动系统第3部分：电磁兼容性要求及其特定的试验方法 GB/T13422—2013 半导体变流器电气试验方法 低压开关设备和控制设备第1部分：总则 GB14048.1 GB/T20320—2013 风力发电机组电能质量测量和评估方法 JB/T5777.2—2002 电力系统二次电路用控制及继电保护屏（柜、台）通用技术条件 NB/T31015—2011 永磁风力发电机变流器制造技术规范 NB/T31097—2016 高原风力发电机组用全功率变流器技术要求 3术语和定义 GB/T3859.1—2013、GB/T2900.1、GB/T2900.33、GB/T2900.53、GB/T11804和NB/T31015- 2011界定的术语和定义适用于本文件。 4试验条件 4.1试验环境 推荐在以下条件下进行： NB/T31123—2017 a）温度：5℃~35℃。 b）相对湿度：≤95%。 c）气压：101.3kPa～54.0kPa。 4.2 试验地点 应在下述地点之一进行： a）在使用地点或与使用地点相同的自然环境条件下； b）在人工模拟环境条件下模拟使用地点的海拨： c）在试验地点与使用地点海拔不同的自然环境条件下，应进行海拔修正。 4.3 试验仪器 试验仪器应满足以下要求： a）试验中使用的测量仪器、仪表、传感器均应经计量部门校准合格并在有效期内，且在被测频率 范围内满足精度要求； b）试验仪器精度要求见表1，其他测量仪器仪表应符合相关标准的规定。 表1试验仪器精度要求 名称 精 度 电气测量仪表 不低于0.5级 电量变送器 不低于0.5% 转速表 不低于1.0级 温度计 ≤±1℃ 压力传感器 不低于0.5级 4.4 试验平台 4.4.1 总则 试验平台分为拖动试验平台、环流试验平台和现场风力发电机组等。根据试验需求，可以选择不 同的试验平台来实现。 4.4.2 拖动试验平台 拖动试验平台主要由变压器T、拖动变流器、电动机M、发电机G、被测变流器、冷却系统、控 制台及相关配电设备组成，见图1。 电网主 联轴器 M H 拖动变流器 被测变流器 1 控制台 图1 拖动试验平台 2 NB/T31123—2017 4.4.3环流试验平台 环流试验平台主要由被测变流器、电源变压器T1、环流变压器T2、电抗器（非必选）、冷却系统 及相关配电设备组成，见图2。 开关 被测变流器 开关 电抗器 图2环流试验平台 5试验方法 5.1结构外观 按照GB/T3797-2016中7.2的要求进行。 5.2电气连接 按照NB/T310152011中5.3.2的要求进行。 5.3防触电措施 按照JB/T5777.2一2002中的5.12的要求，检查变流器防触电措施的有效性。 5.4绝缘试验 5.4.1 绝缘电阻 按照GB/T3859.1一2013中7.2的规定，在主回路、辅助回路、控制回路相间及相对地（外壳）之 间测量，按NB/T31097一2016中表5选取绝缘电阻表的电压等级，测得的绝缘电阻应符合NB/T 31097—2016中6.2.2的要求。 5.4.2介电强度 按照GB/T3859.1一2013中7.2的规定，在主回路、辅助回路、控制回路相间及相对地（外壳）之 间测量，所用耐压测试仪的试验电压等级根据NB/T31015一2011中表2选取，同时根据试验地点海拔 和设计要求海拔，按NB/T31097一2016中表6选取合理的海拔修正系数，确定试验电压值。试验电压 为50Hz正弦波，持续时间1min，无击穿闪络及元件损坏现象。 当因电磁滤波元件的存在而无法施加交流试验电压时，也可以采用等效的直流试验电压，其值按 3 NB/T31123—2017 NB/T31015—2011中表2试验电压V2倍选取。 5.4.3电气间隙 按照GB14048.1测量各个导电部件之间及导电部件与地（外壳）之间的电气间隙，应符合NB/T 31097—2016中6.2.1的要求。 5.5电气功能试验 出厂试验时，变流器仅在额定输入电压下运行；型式试验时，应在额定输入电压的最大值和最小 值下检验设备的功能。试验期间，应检查控制、辅助、保护装置等的性能，应能与主电路协调工作。 进行功能试验全过程为变流器从不带电状态至小功率运行状态再到停机断电的全过程（包括启 机、预充电、合闸、滤波电容投切、功率单元调制、停机）。 5.6保护功能试验 5.6.1过电流保护 试验时，分别在变流器的电网侧、电机侧、制动单元及直流环节实施。通过施加大电流脉冲的方 法或采用降低过电流保护限值的方法来验证，但应保证电流检测电路在预期的过电流保护范围内的有 效性。 5.6.2过/欠电压保护 试验时，分别在电网侧、直流环节实施。可以选择（但不限于）以下方法： a）施加一变化的电压 b）针对过/欠电压检测电路施加模拟信号； c）采用修改过/欠电压保护限值。 但应保证电压检测电路的过/欠电压保护范围内的有效性。 5.6.3过/欠频保护 试验时，在电网侧实施。通过施加频率可变电压模拟信号方法或采用修改过/欠频保护限值的方法 来验证，但应保证检测电路在预期的过/欠频保护范围内的有效性。 5.6.4过温保护 试验时，可以通过模拟过温信号（将温度检测元件加热至预期的保护值或针对过温检测电路施加 5.6.5冷却系统故障保护 试验时，通过设置冷却系统与变流器的工作状态开关信号（或通信数据），也可以通过设置冷却系 统与风力发电机组主控系统的工作状态开关信号（或通信数据），来模拟冷却系统故障，检验变流器在 冷却系统故障时的保护功能。 5.6.6半导体功率器件故障的硬件保护 试验时，分别在变流器的电网侧、电机侧和制动单元半导体功率器件实施。通过施加过电流、过 电压等模拟信号的方法来验证，但应保证电流、电压等硬件保护电路在预期的硬件保护范围内的有 效性。 4