NBT 10643-2021 风电场用静止无功发生器技术要求与试验方法.pdf
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静止无功发生器使用环境及场所条件应符合GB/T4798.1、GB/T4798.2、GB/T4798.3、GB/T4798.4 的要求。
5.2正常使用环境条件
相对湿度范围:5%~95%电器标准,且静止无功发生器内部无凝露、无结冰。
海拔要求:海拔1000m及以下。
海拔要求:海拔1000m及以下。
静止无功发生器安装场所条件如下: a)静止无功发生器的现场设计安装,应符合GB50060的要求,应保证安全,利于通风散热,便 于运行巡视和维护检修,并应设置消防通道,配备相应消防设施。 6) 静止无功发生器的安装场所应无剧烈机械振动和冲击,应无引起火灾、爆炸危险的介质,应无 腐蚀性、易燃性、破坏绝缘的气体及导电介质,应无有害气体、蒸汽及油烟;静止无功发生器 不应暴露在强电场和强磁场中。 c) 静止无功发生器的安装场所进风口、排风口应有防止小动物进入的设施,应有防御风、沙尘和 雨雪的设施。 d)户外式静止无功发生器的安装场所宜根据电气设备的要求设置采暖和空调系统,不应发生凝露。
特殊条件使用时,由制造方和购货方协商确定。
持殊条件使用时,由制造方和购货方协商确定。
静止无功发生器的电源接入要求如下: a)连接点的电网电压偏差应符合GB/T12325的规定。 b)连接点的电网电压波动和闪变值应符合GB/T12326的规定。 c)连接点的电网电压三相不平衡度应符合GB/T15543的规定。 d)连接点的电网电压谐波电压畸变率应符合GB/T14549的规定,间谐波值应符合GB/T24337的 有关规定。 e)连接点的电网频率偏差应符合GB/T15945的规定。
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静止无功发生器中壳体外表面一般应喷涂无眩目反光的覆盖层,表面不得有起泡、裂纹或流痕等缺 陷;所选用的指示灯、按钮、导线及母线的颜色应符合GB/T5226.1的要求;构件应有良好的抗腐蚀性 能;元器件安装布局应经济合理、安全可靠、维修方便;需手动操作的器件应操作灵活,无卡住或操作 力过大现象:铭牌参数标志清断,数据正确。
静止无功发生器主电路连接线(包括内部一次电缆和铜排等)的长期充许电流不应小于1.5倍的额 定电流;连接线的连接应牢固,不能自由晃动,布线应整齐、美观;连接线的额定电压不得低于相应电 路的额定工作电压。
户外式静止无功发生器箱体外壳的防护等级不应低于IP54,户内式静止无功发生器柜体外壳的 不应低于IP20。
根据GB2894的要求, 标设和特号
94的要求,静止无功发生器及组成器件应采用
静止无功发生器的防护与接地要求如下: a)静止无功发生器接地应符合GB/T50065的规定。 b)对直接接触的防护可以依靠静止无功发生器本身的结构措施,也可以依靠静止无功发生器在安 装时所采取的附加措施,制造方应在说明书中提供相关信息。 ) 对间接接触的防护应在静止无功发生器内部采用保护电路。 d)静止无功发生器的金属壳体,可能带电的金属件及要求接地的电器元件的金属底座(包括因绝 缘破坏可能会带电的金属件),装有电器元件的门、板、支架,与主接地间均应保证可靠的电气 连接,其与主接地点间的电阻值不应大于0.12。 e 静止无功发生器内保护电路的所有器件的设计应保证它们足以耐受静止无功发生器在安装场所 可能遇到的最大热应力和电应力。 保护导体的颜色应采用黄绿色,黄绿色除作为保护导体的识别颜色外,不应作其他用途。 g)接地端子应有规范、清晰、持久的标识。
6.4电气间隙与爬电距离
依据GB/T311.1的要求,正常使用条 无功发生器内部不同极性或不同相的裸露带电体之 间,以及它们与外壳及地之间的电气 间隙和爬电距离,应符合表1的要求。
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表1静止无功发生器电气间隙与爬电距离
6.5静止无功发生器的绝缘水平
静止无功发生器带电体之间、带电体与裸露导电部件之间、带电体对地的绝缘电阻值不宜小于工频 耐受电压值乘以1000。
静止无功发生器主电路和主电路直接连接的辅助电路耐受电压水平应符合表2的规定。
表2静止无功发生器耐受电压水平
注1:括号内和括号外数据分别对应低电阻接地系统和非低电阻接地系统。 注2:海拔超过1000m的静止无功发生器,耐受电压水平按照GB/T311.1的规定修正。 注3:参照GB/T311.1,相间耐受电压值与相对地耐受电压值相同。
静止无功发生器应具备以下保护功能: a)换流模块级保护: 1)驱动电路故障保护:
2)直流侧过电压与欠电压保护; 3) 换流模块过温保护。 b)控制系统相关保护: 1)控制电源失电保护; 2) 控制器故障保护; 3)通信故障保护。 c)装置级保护: 1) 交流过电压、欠电压保护; 2) 交流过频、欠频保护; 3) 交流过电流保护; 4) 缺相保护; 5) 相序错误保护; 6) 冷却系统异常保护; 7) 人工急停保护。 上述保护功能触发后,静止无功发生器应记录相应的故障信息。
静止无功发生器应具备以下告警功能: a)上电自检异常告警; b)过载告警。 上述告警功能触发后,静止无功发生器应记录相应的告警信息。
静止无功发生器应具备故障录波功能,记录故障前后一段时间内的关键电气量及控制量 以便于事故分析。
6.7控制及通信功能要求
静止无功发生器应确保内、外部部件的协调运行,并保证其稳态控制性能和暂态控制性能满足设计 要求。
6.7.2稳态控制功能
当连接点的电网电压处于稳态工作电压范围内时,静止无功发生器应能按预定控制模式调节其无功 输出。
6.7.3稳态控制模式
6.7.3.1恒无功控制模式
核模式下,静止无功发生器直接接受无功功率或无功电流的设定值,输出对应的无
6.7.3.2恒功率因数控制模式
该模式下,静止无功发生器接收控制点的功率因数设定值,在其能力范围内,实时检测控制点总电
该模式下,静正无功发生器接收控制点的功率因数设定值,在其能力范围内,实时检测控制点总电
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[7.3.3恒电压控制模式
该模式下,静止无功发生器接收控制点的目标电压设定值,在其能力范围内,实时检测并输出相应 的无功功率,以将控制点的电压控制在设定值。
6.7.3.4电压无功综合控制模式
该模式下,当控制点电压在调度电压限值区间内,根据用户配置,静止无功发生器输出用户设定的 无功功率或无功电流(可以为零),或者根据控制点的功率因数设定值输出相应的无功功率;当控制点电 压在调度电压限值区间外,静止无功发生器根据控制点电压的偏差方向和偏差值,按照设定的电压调差 比例系数计算并输出相应的无功功率,
6.7.4多机协调控制功能
限据用户需求,安装于同一控制点下的多台静止无功发生器应具备协调控制功能,便于扩充系统 量。
6.7.5通信功能要求
6.8.1稳态工作电压范围
静止无功发生器连接点的稳态工作电压范围一般为0.9倍~1.1倍的额定电压,也可按照客户要求合 理调整稳态工作电压范围
6.8.2工作频率范围
静止无功发生器连接点的工作频率范围应满足GB/T19963的要求。
6.8.3检测及控制精度要求
电压测量的相对误差不大于0.5%,电流测量的相对误差不大于1%。 在静止无功发生器的能力范围内:恒无功控制模式下,静止无功发生器实际无功输出与无功设定值 的偏差的绝对值不大于额定值的2.5%;恒电压控制模式下,静止无功发生器控制点实际电压与设定值的 偏差的绝对值不大于额定值的1%;恒功率因数控制模式下,静止无功发生器控制点实际功率因数与设定 值的偏差的绝对值不大于0.03
6.8.4阶跃响应时间
静止无功发生器在恒无功控制模式下的阶跃响应时间不大于30mS。 在静止无功发生器的能力范围内,对于其他控制模式,其响应时间可类比理解为从控制设定发生 合适的阶跃变化的时刻到对应的无功功率或无功电流增量达到所需目标增量的90%的时刻之间的时间 间隔。 静止无功发生器的阶跃响应时间以在恒无功控制模式下测得的阶跃响应时间为准,其他模式下测得
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不包括连接变压器时,静止无功发生器的额定容量运行范围内损耗不应超过表4规定的限值。
4静止无功发生器额定容量运行范围内损耗限
在额定负载和周围环境噪声不大于40dB的条件 距离静正无功发生器水平位置1m处,测得的 噪声声压最大值不应大于80dB。存在特殊要求的,由制造方和购货方共同商定。
6.9电网故障穿越技术
静止无功发生器应具备故障穿越能力,满足GB/T19963的有关规定。
6.11.1静电放电抗扰度
静止无功发生器的人机界面、 门把手应能承受GB/T17626.2规定 级为3级的静电放电于扰试验,试验期间及试验后的静止无功发生器应能通过GB/T17626.2规
结果评定分类a类要求。
11.2辐射电磁场抗扰度
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静止无功发生器应能承受GB/T17626.3规定的一般试验等级3的试验,试验期间及试验后的静止无 功发生器应能通过GB/T17626.3规定的试验结果评定分类a类要求。
6.11.3电快速瞬变脉冲群抗扰度
静止无功发生器的电源输入、采集输入及通信端口应能承受GB/T17626.4规定的严酷等级为3级的 快速瞬变干扰试验,试验期间及试验后的静止无功发生器应能通过GB/T17626.4规定的试验结果评定分 类a类要求。
6.11.4电磁发射试验
静止无功发生器的电源输入、采集输入及通信端口应满足GB4824中第I组A级设备关于射频发射 的要求。
6.2的要求,用且测和仪器测量的方法进行检查
2.1按GB/T4208规定的方法进行验证,静止无功发生器的防护等级不应低于6.3.1的规定。 2.2检查静止无功发生器的安全标识,应满足6.3.2的要求。 2.3采用电桥测量各接地点与主接地点间的电阻,其电阻值应满足6.3.3的要求,
7.3电气间隙与爬电距离检验
测量静止无功发生器内不同极性或不同相的裸露带电体之间,以及它们与地之间的电气间 离,其测量值应符合6.4的要求。
7.4.1绝缘电阻测试
在静止无功发生器相导体与裸露导电部件之间,采用电压不低于直流2500V的绝缘测量仪器 测量,绝缘电阻满足6.5.1的要求。
7.4.2工频耐压试验
主电路相对地及与主电路直接连接的辅助电路对外壳和地之间应能承受6.5.2规定的工频电压,持续 时间1min,试验中无击穿和闪络现象,视为试验通过;试验前将不宜承受试验电压的避雷器等器件拆除。 试验时,应使电压从试验电压的30%50%开始,大约在10s~30s时间内平稳地将电压升高到规 定的试验电压值,并保持1min,随后进行试验后的降压操作,直至零电压切除电源。
7.5保护及告警功能试验
对于6.6定义的保护和告警功能,进行试验时,可通过电网模拟装置模拟电网异常条件和在主电路
对于6.6定义的保护和告警功能,进行试验时,可通过电网模拟装置模拟电网异常条件和在主电路
目关部件的异常状态,或在二次回路上模拟相应的异常信号来触发保护或告警动作。静止无功发 各项保护和告警功能应在预设的触发条件下正常动作,并产生相应的故障信息和告警信息,对于 墨产生故障录波数据。采用电网模拟装置的电气试验平台说明见附录A。
7.6稳态控制模式试验
7.6.1恒无功控制试验
静止无功发生器设定为恒无功控制模式,连接点电压取额定电压,逐步增加静止无功发生器输出容 性无功功率或无功电流的设定值,直至输出电流达到额定值,再在感性无功功率或无功电流的输出范围 内重复上述试验,记录相应的电压和电流的数值和波形。静止无功发生器功输出的无功功率或无功电流 与设定值的偏差应满足6.8.3规定的精度要求。
7.6.2恒功率因数控制试验
静止无功发生器设定为恒功率因数控制模式,连接点电压取额定电压,当试验平台具备进行功率因 数补偿试验所需的合适容量的负载时,设定控制点目标功率因数值,使得静止无功发生器输出相应的无 功电流,记录相应的电压和电流的数值和波形及控制点的功率因数值。在静止无功发生器能力范围内, 经静止无功发生器校正后的控制点功率因数与设定值的偏差应满足6.8.3规定的精度要求。 当试验平台不具备进行功率因数补偿试验所需合适容量的负载时,可在静止无功发生器控制器负载 电流采样端口施加合适的与连接点电网电压同步且幅度和相位可调节的电流信号,用于模拟负载电流 变化,设定目标功率因数值,使静止无功发生器输出相应的无功电流,根据记录的电压、电流的数值 和波形,以及施加到负载电流采样端口电流信号对应的负载电流数值和波形,综合计算出控制点的功 率因数值。计算出的经静止无功发生器校正后的控制点功率因数值与设定值的偏差应满足6.8.3规定的 精度要求。
7.6.3恒电压控制试验
静止无功发生器设定为恒电压控制方式,改变控制点目标电压的设定值,使静止无功发生器从输出 额定感性无功电流到输出额定容性无功电流,记录相应的电压和电流的数值和波形。当静止无功发生器 容量足够调节控制点电压时,控制调节后的控制点稳态电压与目标电压设定值之间的偏差应满足6.8.3 规定的精度要求;当静止无功发生器输出无功电流达到额定电流后仍不足以将控制点稳态电压调节至目 标电压设定值时,静止无功发生器输出的无功电流可保持在限定值上
7.6.4电压无功综合控制试验
静止无功发生器设定为电压无功综合控制方式,不断调整电网模拟装置的输出电压,使控制点电压 在静止无功发生器调度电压限值区间内、外变化,记录相应的电压和电流的数值和波形。 在电压无功综合控制方式的基础上,可分别设置恒无功控制方式、恒功率因数控制方式。当控制点 电压在调度电压限值区间内时,静止无功发生器应运行在相应的设定模式:当控制点电压超出调度电压 限值区间但仍在稳态工作电压范围内时,静止无功发生器输出的无功电流应满足与设定的电压调差比例 系数相对应的电压、电流特性曲线。
根据应用要求,可将多台静止无功发生器安装在试验平台的同一控制点下,配置合理的稳态工作模 式,设定合理的控制目标,测试各台静止无功发生器的工作状态、无功输出及性能指标,应满足6.8.3、 5.8.4、6.8.5、6.9 规定的要求。
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根据通信协议,上位机通过与静止无功发生器之间的通信接口向静止无功发生器发送指令, 发生器应按照通信协议要求执行对应的动作并发送相关信息数据给上位机。
7.9.1稳态工作电压范围测试
静止无功发生器设定为恒无功控制方式,设定输出无功电流分别为额定容性无功电流值和额定感性 无功电流值,再调节电网模拟装置的输出电压,将连接点电压调节至其稳态工作电压范围的下限值和上 限值,各维持1min以上,静止无功发生器应能稳定运行,期间不应出现闭锁、故障或告警等现象。 试验过程采用测试设备记录连接点电压及静止无功发生器输出电流的数值和波形等,试验结果应满 足6.8.1的要求
7.9.2工作频率范围测试
静正无功发生器设定为恒无功控制方式运行,设定输出无功电流分别为额定容性无功电流值和额定 感性无功电流值,再调节电网模拟装置的输出频率,将连接点频率调节至其工作频率范围的下限值和上 限值。试验过程采用测试设备记录连接点电压及静止无功发生器输出电流的数值、频率和波形等,试验 结果应满足6.8.2的要求。
7.9.3阶跃响应时间测试
静止无功发生器设定为恒无功控制模式,连接点电压取额电压,先后设定输出无功电流目 跃变化如下:0→额定感性无功电流,额定感性无功电流→+0,0→额定容性无功电流,额定容性 +0。采用测试设备记录连接点电压及静止无功发生器输出电流在上述阶跃前后的波形,通过分 制输出无功电流的幅值变化曲线,根据3.8计算出阶跃响应时间。测试结果应满足6.8.4的要求
7.9.4 调节时间测试
ZJM0标准规范范本基于7.9.3中静止无功发 值的阶跌变化试验和记求 点电压及静止无功发生器 果应满足6.8.5的要
7.9.5过载能力测试
静止无功发生器设定为恒无功控制方式,连接点电压取额定电压,设定静止无功发生器输出无功电 流为额定无功电流值的1.1倍,让其运行到热平衡状态,静止无功发生器应能正常运行,各部件不应出 现故障;设定静止无功发生器输出无功电流为额定无功电流值的1.2倍,静止无功发生器应能正常持续 运行不少于2s,系统运行逻辑合理,各部件不应出现故障。该试验通常与7.9.10温升试验结合进行。
静止无功发生器设定为恒无功控制方式,调节电网模拟装置的输出电压的不平衡度至2%固定资产标准,静止无 功发生器应能持续运行30min以上;调节电网模拟装置的输出电压的不平衡度至4%,静止无功发生器 应能持续运行1min。
7.9.7电压闪变适应性试验
静止无功发生器设定为恒无功控制方式,设置电网模拟装置输出GB/T12326规定的闪变电压,静止
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