GB/T 37409-2019 光伏发电并网逆变器检测技术规范
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防护等级测试应按照GB/T4208中规定的测试力
测试步骤如下: a) 移除不用工具即可拆除的附件; b) 使用试验指和试验针在不额外施力的情况下对开孔进行各个方向的测试; c) 使用试验指不能进入开孔时,再用试验探头施加30N的力进行测试,如果试验探头能够进人 开孔,再用试验指用30N的力重复测试; d 使用试验指B在偏离垂直方向土5°的范围内对外壳顶部的开孔进行测试; e) 对于无需工具即可断开的连接器或连接端子,连接器或连接端子在断开前和断开后均应进行 测试
公厕标准接地电阻测试仪测量精度:土0.01Q
测试步骤如下: a)测试设备宜选取距离保护接地端子最远端的金属导体; b)在逆变器不带电的工况下,断开接地端子与外部接地线之间的保护连接; c)将接地电阻测试仪的两极分别接在保护接地端子和可接触导电部位; d)试验电流应为过电流保护值2倍和32A中的较大值; e)试验电流持续时间见表1:
测试步骤如下: a)测试设备宜选取距离保护接地端子最远端的金属导体; b)在逆变器不带电的工况下,断开接地端子与外部接地线之间的保护连接; c)将接地电阻测试仪的两极分别接在保护接地端子和可接触导电部位; d)试验电流应为过电流保护值2倍和32A中的较大值; e)试验电流持续时间见表1;
)测量保护连接的电阻值或电压降
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表1保护连接试验持续时间
绝缘强度测试仪应满足GB/T17627.2的要求。
测试步骤如下: a)测试前应该断开过电压保护器件(如压敏电阻等)。 b)在被测逆变器如下位置施加测试电压: ·连接一起的主电路所有接线端子和外壳或安装板之间,基本绝缘隔离的两电路之间; ·加强绝缘隔离的两电路之间 C 测试电压的波形为50Hz标准正弦波形,测试时间为60S,如果试验路径中有电容器,试验可 采用直流电压,直流电压值应等于规定的交流电压峰值。逆变器中与电网直接连接的电路的 试验电压见表2,不与电网直接连接的电路的试验电压见表3
网直接连接的电路的试
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表3不与电网直接连接的电路的试验电压
局部放电测试仪应满足GB/T16935.1要求
被测逆变器中承受可重复峰值电压大于700V且电压应力大于1kV/mm的双重绝缘和 部位。
高部放电试验预处理应满足GB/T16935.1中的要求
测试步骤如下: a)在被测零部件的两端使用局部放电测试仪施加试验电压,测试电压的波形为50Hz正弦波,峰 值和有效值之比为1.414×(1土3%); 试验电压从低于额定放电电压UpD开始,逐渐升高至1.875UpD并维持5S,逐渐降低到1.5UpD 的1.5倍并维持15s。测量15s内局部放电量,试验电压有效值波形见图1
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接触电流测试仪应满足附录B的相关要求
图1局部放电测试电压波形
测试步骤如下: a)逆变器断开所有外部接地线,将接触电流测试仪输入侧A端连接到被测逆变器的接地端子, 输人侧B端与外部接地导线连接: b) 对于连接中性点接地系统的逆变器,测试中应保持中性点接地状态,对于连接中性点悬浮系统 的逆变器,测试时中性点通过1kQ电阻与地连接,对于连接一角接地系统的逆变器,测试时应 依次模拟每相接地进行测试,取最大值作为测试结果; c 设置被测逆变器运行在额定功率下; d)使用接触电流测试仪测量接触电流有效值
测试步骤如下: a)将逆变器同一电路的带电导体连接在一起。 b)断开保护阻抗(除非要求测试),断开包括保护接地连接在内的所有外部连接电路 )断开逆变器的保护接地,在如下位置施加脉冲电压: ·跨接基本绝缘、附加绝缘的两电路之间以及电路与接地导体之间; ·跨接加强绝缘的两电路之间以及电路与不接地导体之间。 d)电压波形为1.2/50μs的脉冲电压波形,电压值见表4。 e)测试3次后更换试验电压正负极性,再次测试3次,每次试验电压的时间间隔不应小于1s
交直流不隔离的交流输出端和直流输人端; 交直流隔离的交流输出端; 交直流隔离的直流输人端; 通信电路; 控制电路
7.7存储电荷放电测试
数据采集装置的电压测量精度:0.2%
测试步骤如下: a) 设置逆变器在最高直流输人电压的工况下待机保持10min b) 依次断开交流输出侧断路器、直流输人侧断路器; c) 使用数据采集装置采集测试端口的电压波形,记录应包含从断路器断开前3$到电压接近为 零的数据; d)计算被测逆变器从直流断路器断开到端口放电至决定性电压等级A或存储能量低于20J的 放电时间。 注:测试端口包括但不限于直流正负极、直流正负极对地、交流相与相之间、交流相对地及维修人员可能接触的内 部电容。
测试步骤如下: a) 设置逆变器在最高直流输人电压的工况下待机保持10min b) 依次断开交流输出侧断路器、直流输人侧断路器; c) 使用数据采集装置采集测试端口的电压波形,记录应包含从断路器断开前3$到电压接近为 零的数据; d)计算被测逆变器从直流断路器断开到端口放电至决定性电压等级A或存储能量低于20J的 放电时间。 注:测试端口包括但不限于直流正负极、直流正负极对地、交流相与相之间、交流相对地及维修人员可能接触的内 部电容。
温度测试仪精度:土1℃
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a)确定被测逆变器的温度测量点; b) 分别在额定输出功率时最高工作温度和降额输出工况的最高温度两个环境温度下进行测量; 对于最高工作温度为50℃的逆变器,试验可在0℃~50℃之间的任意环境温度下进行,对于 最高工作温度为50℃以上的逆变器,测试应在工作最高温度的环境条件下进行; d) 测试时每隔半小时取一次温度数据,连续3次同一位置温度变化不超过士1℃时,则认定在逆 变器稳定运行工况下; 记录温度测量结果t。",以t4t。"十△t对最终温度测量结果进行修正。 注:△为逆变器最高工作温度减去测试环境温度
测力仪的测量精度:士0.5%
7.9.2.1落地式逆变器
测试步骤如下: a)将被测逆变器从正常垂直位置向各方向倾斜10°; b) 对逆变器顶部或距地面2m处(如果设备高度不低于2m),沿任意方向(除向上)施加250N 与变器重力20%的力两者较小值; C) 用800N的向下作用力施加在能产生最大力矩的位置:如水平工作面、明显突出且距离地面小 于1m的其他表面等; d) 对于固定安装在地面的落地式变器无需进行测试
7.9.2.2壁挂式逆变器
对已安装速变器的安装, 向沿重心处垂直向下,试验力在 5s10s内从零逐渐增加到预定大小,并保持 mir
测力仪的测量精度:士0.5%。
力仪的测量精度:士0.5
测试步骤如下: a)对搬运手柄70mm宽范围内均匀施加大小等于逆变器重力4倍的力; b)当逆变器采用多个手柄搬运时,力应按正常使用的比例分配到各个手柄上; c)力应逐渐增加10s后达到预定大小并保持1min
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额定值的土2%; 短路开关3相短路的时间差不应大于10ms; 交流阻抗电抗值与电阻值之比应大于3。
英变器短路保护测试电路示意图见图2
图2逆变器短路保护测试电路示意图
噪声应不大于30dBA,噪声测试仪精度不应大于
测试步骤如下: a)测量半消声室的背景噪声一声压级; b)将被测逆变器放置在半消声室内,设置被测逆变器工作在额定工况下或风扇转速调节到逆变 器要求的最大转速; c)在被测逆变器周围布置噪声点,传感器位于各个面中心的位置(除底面),距离设备各面距离 1m,布点位置见图3; d)按照GB/T3768或GB/T16404规定的方法记录逆变器发出的最大声压级
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7.13光伏方阵绝缘阻抗检测能力测试
光伏方阵绝缘阻抗检测能力测试电路示意图见图4
图4绝缘阻抗检测能力测试电路示意图
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a)将可调电阻的阻抗调节为90%VmaxPV/30mA; b) 闭合接地开关,使逆变器的直流输入的“十”级或“一”级通过可调电阻接地; c 调节光伏方阵模拟器输出的直流电压为被测逆变器的额定直流输入电压值; d)检测逆变器是否并网,检测逆变器是否指示故障状态。 注:VPV为被测逆变器直流输人最大电压
a)将可调电阻的阻抗调节为90%VmaxpPv/30mA; b 闭合接地开关,使逆变器的直流输入的“十”级或“一”级通过可调电阻接地; C 调节光伏方阵模拟器输出的直流电压为被测逆变器的额定直流输入电压值; d)检测逆变器是否并网,检测逆变器是否指示故障状态。 注:VmmPv为被测逆变器直流输人最大电压
7.14光伏方阵残余电流检测能力测试
光伏方阵残余电流检测能力测试电路示意图见图
7.14.3连续残余电流测试步驱
图5残余电流检测能力测试电路示意图
连续残余电流测试步骤如下: 关闭被测逆变器方阵绝缘阻抗检测能力的功能; b) 调节光伏方阵模拟器使被测逆变器在最高直流输入电压的工况下工作在额定功率; c) 将可调电阻的阻抗调节为VmaxPV/10mA; d) 闭合接地开关,使逆变器的直流输人的“十”级或“一”级通过可调电阻接地; e) 逐步降低可调电阻的电阻值直至逆变器与电网断开连接; ) 记录被测逆变器残余电流保护装置动作时的电流值。 注:Vmw为被测逆变器直流输人最大电压
连续残余电流测试步骤如下: a)关闭被测逆变器方阵绝缘阻抗检测能力的功能; b) 调节光伏方阵模拟器使被测逆变器在最高直流输入电压的工况下工作在额定功率; c) 将可调电阻的阻抗调节为VmaxPV/10mA; d) 闭合接地开关,使逆变器的直流输人的“十”级或“一”级通过可调电阻接地; e) 逐步降低可调电阻的电阻值直至逆变器与电网断开连接; f) 记录被测逆变器残余电流保护装置动作时的电流值。 注:V.PV为被测逆变器直流输人最大电压
7.14.4突变残余电流测试步骤
a)关闭被测逆变器方阵绝缘阻抗检测能力和连续残余电流检测能力的功能; b)调节光伏方阵模拟器使被 入电压的工况下工作在额定功率:
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c)分别将可调电阻的阻抗调节为VmaxPv/30mA、VmaxPV/60mA、VmaxPV/150mA; d)闭合接地开关,使逆变器的直流输人的“十”级或“一”级通过可调电阻接地; e)记录从接地开关闭合到被测逆变器与电网断开的时间。 注:VmW为被测逆变器直流输入最大电压。
c)分别将可调电阻的阻抗调节为VmaxPv/30mA、VmxPv/60mA、VmaxPv/150mA; d)闭合接地开关,使逆变器的直流输人的“十”级或“一”级通过可调电阻接地; e)记录从接地开关闭合到被测逆变器与电网断开的时间。 注:VmW为被测逆变器直流输入最大电压。
8.1.1光伏方阵模拟器
8.1.2电网模拟装置
电网模拟装置应能模拟公用电网的电压与频率的扰动,并满足以下技术条件: a)与逆变器连接侧的电压谐波应小于GB/T14549中谐波允许值的50%: b)具备功率双向流动的能力,对电网的安全性不应造成影响; 向电网注入的电流谐波应小于GB/T14549中谐波允许值的50%; d)正常运行时,电网模拟装置的输出电压基波偏差值应小于0.2%; 正常运行时,电网模拟装置的输出频率偏差值应小于0.01Hz,可调节步长至少为0.05Hz 正常运行时,三相电压不平衡度应小于1%,相位偏差应小于1% g)响应时间应小于 0.02 s
电网模拟装置应能模拟公用电网的电压与频率的扰动,并满足以下技术条件: a)与逆变器连接侧的电压谐波应小于GB/T14549中谐波允许值的50%: b) 具备功率双向流动的能力,对电网的安全性不应造成影响; 向电网注入的电流谐波应小于GB/T14549中谐波允许值的50%; 正常运行时,电网模拟装置的输出电压基波偏差值应小于0.2%; 正常运行时,电网模拟装置的输出频率偏差值应小于0.01Hz,可调节步长至少为0.05Hz 正常运行时,三相电压不平衡度应小于1%,相位偏差应小于1%; g 响应时间应小于0.02s
8.1.3低电压故障发生装置
低电压故障发生装置宜采用无源装置,测试装置结构见图6,测试装置应满足下述要求: a)装置应能模拟0%U,~90%U,三相对称电压跌落、相间电压跌落和单相电压跌落; b)电抗器X,和X的电抗值与电阻值之比(X/R)应至少大于3; c)A点三相对称短路容量应为被测逆变器额定有功功率的3倍以上; d)模拟电压跌落和电压恢复时,电压阶跃时间应小于20ms
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8.1.4高电压故障发生装置
图6低电压故障发生装置示意图
高电压故障发生装置宜采用无源装置,测试装置结构见图7,测试装置应满足下述要求: a 装置应能模拟110%U~130%U,三相对称电压抬升; b)限流电抗器L的电抗值与电阻值之比应至少大于3; c)A点三相对称短路容量应为被测逆变器额定有功功率的3倍以上; d)模拟电压拾升和电压恢复时,电压阶跃时间应小于20ms
高电压故障发生装置宜采用无源装置,测试装置结构见图7,测试装置应满足下述要求: a)装置应能模拟110%U.~130%U,三相对称电压抬升; b)限流电抗器L的电抗值与电阻值之比应至少大于3; c)A点三相对称短路容量应为被测逆变器额定有功功率的3倍以上; d)模拟电压拾升和电压恢复时,电压阶跃时间应小于20ms
8.1.5防孤岛测试装置
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图7高电压故障发生装置示意图
测试装置应满足下列要求 a)负载应使用无感电阻、低耗电感和具 低串联有效内阻和低串联有效电感的电容器: b)当使用铁心电抗器, 总谐波失真率(THD)不应超过2%: c)检测装暨也可便用类1 能保证测试结果与直实负载一致。
.1.6电气性能测量装置
电压互感器/传感器、电流互感器/传感器和数据采集装置的精度等级见表5。电压互感器应满足 GB20840.3的要求,电流互感器应满足GB20840.2的要求,传感器响应时间不应大于100μS。数据采 集装置的采样频率不应小于10kHz,带宽不应小于10kHz,频率测量精度应至少达到0.01Hz。
表5测量设备仪器规格要求
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变器型式试验检测接线图
8.3.1有功功率容量
图8型式试验检测接线图
测试步骤如下: a) 按照图8连接相关的检测装置与被测逆变器,闭合开关S1; b) 调节光伏方阵模拟器使逆变器输出有功功率达到1.1Pn并保持运行30min; C 使用数据采集装置记录逆变器交流侧电压与电流,计算有功功率平均值: d)观察逆变器运行状态
8.3.2有功功率控制
8.3.2.1给定值控制
按照图8连接相关的检测装置与被测逆变器,闭合开关S1; b)调节光伏方阵模拟器使逆变器输出有功功率达到额定值P; c)应按照图9的设定曲线控制逆变器输出有功功率,并在每个功率控制目标值上保持2min; d)使用数据采集装置记录逆变器交流侧电压与电流,每0.2s计算有功功率平均值,以0.2s为 个点绘制有功功率实测曲线; e)按照附录C的要求计算响应时间,以每个功率段区间内后1min的实测数据计算控制误差
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注:P为被测逆变器的额定有功功率值。
8.3.2.2启停机控制
图9有功功率控制曲线
测试步骤如下: a)按照图8连接相关的检测装置与被测逆变器,闭合开关Si; b)调节逆变器分别正常启动至额定输出功率,再从额定输出功率至停机; C)1 使用数据采集装置分别记录启动和停机过程中逆变器交流侧有功功率,以每0.2s有功功率平 均值为一点,绘制实测曲线; d)1 以时间轴为横坐标,有功功率为纵坐标,用计算所得的所有0.2s有功功率平均值绘制有功功 率变化曲线
8.3.2.3一次调频控制
测试步骤如下: a)按照图8连接相关的检测装置与被测逆变器,闭合开关S2 b)调节光伏方阵模拟器使逆变器在标称频率和标称电压条件下分别运行10%Pn~30%P和 70%Pz~90%P两种工况下,设置逆变器的一次调频系数K,为20; 调节电网模拟装置在标称电压下,输出频率按照表6设置频率,频率阶跃时间不应大于20ms 频率保持时间不应小于30S; 通过数据采集装置记录频率变化过程中逆变器交流侧电压与电流的数据,每0.2S计算有功功 率平均值; e)按照附录C的要求计算一次调频控制响应时间、调节时间、有功功率稳态均值和控制误差
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8.4.1无功功率容量
测试步骤如下: a)按照图8连接相关的检测装置与被测逆变器,闭合开关Si; b) 调节光伏方阵模拟器使逆变器输出有功功率达到额定值PN; c) 调节光伏方阵模拟器使逆变器输出有功功率达到100%PN、90%PN、80%PN、70%PN、60% PN、50%PN、40%PN、30%PN、20%PN、10%PN的工况下,调节逆变器运行在输出最大感性 无功功率工作模式下; d) 使用数据采集装置记录2min无功功率,计算2min内无功功率的平均值; e) 调节光伏方阵模拟器使逆变器输出有功功率达到100%PN、90%PN、80%P、70%PN、60% PN、50%PN、40%PN、30%PN、20%PN、10%P~的工况下,调节逆变器运行在输出最大容性 无功功率工作模式下; f) 使用数据采集装置记录2min无功功率,计算2min内无功功率的平均值; g) 以有功功率为横坐标,无功功率为纵坐标(感性为正,容性为负),绘制逆变器功率包络图
8.4.2无功功率控制
锻件标准8.4.2.1电压/无功控制
测试步骤如下: a) 按照图8连接相关的检测装置与被测逆变器,闭合开关S2; b) 设置电网模拟装置使逆变器交流出口侧的电压为U, 设定被测逆变器输出有功功率为50%PN,无功调压系数K,为2; d) 在标称频率条件下,调节电网模拟装置,使输出电压从额定值分别阶跃至91%U.、95%U。和 105%U。、109%U。保持至少2min后恢复到额定值; e) 使用数据采集装置在逆变器交流侧记录无功功率,以每0.2s无功功率平均值为一点,记录实 测曲线; f) 按照附录C的要求计算无功功率控制的功率控制误差和响应时间
测试步骤如下: a) 按照图8连接相关的检测装置与被测逆变器,闭合开关S2; b) 设置电网模拟装置使逆变器交流出口侧的电压为U, 设定被测逆变器输出有功功率为50%P,无功调压系数K,为2; d) 在标称频率条件下,调节电网模拟装置,使输出电压从额定值分别阶跃至91%U.、95%U。和 105%U。、109%U。保持至少2min后恢复到额定值; 使用数据采集装置在逆变器交流侧记录无功功率,以每0.2s无功功率平均值为一点,记录实 测曲线; 按照附录C的要求计算无功功率控制的功率控制误差和响应时间
.4.2.2恒无功功率控制
商业标准GB/T 374092019
a)按照图8连接相关的检测装置与被测逆变器,闭合开关S b)设定被测逆变器输出有功功率为50%P; c)按照图10的设定曲线控制逆变器输出的无功功率; 使用数据采集装置在变器交流侧记录无功功率,以每0.2s无功功率平均值为一点,记录实 测曲线; e) 按照附录C的要求计算响应时间,以每个功率段区间内后1min的实测数据计算控制误差。
a)按照图8连接相关的检测装置与被测逆变器,闭合开关S b)设定被测逆变器输出有功功率为50%P; c)按照图10的设定曲线控制逆变器输出的无功功率; 1 使用数据采集装置在逆变器交流侧记录无功功率,以每0.2s无功功率平均值为一点,记录实 测曲线; e 按照附录C的要求计算响应时间,以每个功率段区间内后1min的实测数据计算控制误差。
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