NB／T 31015-2018  永磁风力发电机变流器技术规范

4.1产品型式和主要参数

4.1.2网侧电压等级

三层标准规范范本4.2.2正常试验环境条件

4.2.3购存、运输时的环境温度

4.2.4正常使用的电气条件

4.2.4.1电网频率变化范围

4.2.4.1电网频率变化范围

电网频率变化范围：47

电网电压在额定值外的土10%之内，变流器应能

NB/T310152018

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当电网电压超出上述范围，由用户与制造商协商

4.2.4.3电网电压不对称度

照GB/T15543一2008中第4章的规定，电网电压不对称度应不超过2%，短时不得超过4%。

4.3.1结构及外观要求

4.3.2电气连接要求

应保证各个电气连接的正确性，电抗器、电容器、快速熔断器、电子元器件等辅助器件应在装配前 筛选、测试并确认其具备正常功能，电缆截面积和电缆头的压接、焊接应满足变流器最大导通电流能力 满足GB/T37972016中6.7的规定。

满足JB/T5777.2—2002中5.12的规定。

4.3.4.1绝缘电阻

在4.2.2规定的正常试验大气 独立电路与外露的可导电部

表1绝缘电阻试验电压

4.3.4.2介质强度

在4.2.2规定的正常试验大气条件下，变流器应能承受频率为50Hz、历时1min的工频耐压试验而 无击穿闪络及元件损坏现象。 介质强度试验电压等级见表2。工频交流试验电压值可以按表2规定进行选择，也可以采用直流试 验电压，其值应为规定的工频交流试验电压值的√2倍。 试验过程中，任一被试电路施加电压时，其余电路等电位互联接地，

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表2介质强度试验电压等级

4.3.4.3电气间隙和爬电距离

变流器各带电电路之间以及带电部件、导电部件、接地部件之间的电气间隙和爬电距离应符合 48.1的规定。

4.3.5负载控制功能

在允许的发电机转速范围内和规定的负载等级下，变流器应能正常控制自身的并网操作和相应 出。

变流器的过载能力，包括机侧和网侧，应与永磁发电机过载能力相匹配。在变流器额定运行条 %的标称电流下，持续运行时间应不少于1min

4.3.7总谐波畸变率（THD)

4.3.8电网适应能力

满足NB/T31054的有关要求，若不满足应与制造商协商。

4.3.9故障穿越能力

当变流器发生低/高电压故障时，在规定的电压幅值和持续时间内，变流器应在机组主控制系统的配 合下，保证机组不脱网运行，满足NB/T31051、NB/T31111的有关要求。

在额定运行条件下，变流器效率应不低于97%。

表3变流器各部位的极限温升

4.3.12并网切入电流

切入电流不应超过变流器电网侧额定电流的峰值

产品应具有如下保护功能： 过电流保护； 缺相保护； 相序错误保护； 电网电压不平衡保护； 接地故障保护； 冷却系统故障保护； 一过温保护； 发电机超速保护； 过/欠电压保护； 过/欠频保护； 通信故障告警； 浪涌过电压保护； 电网断电保护； 一电网电流不平衡保护。 注：除上述保护功能外，还应对快速熔断器、快速开关以及GB/T18451.1规定的有关防雷、接地措施等进行 检查。

4.3.14电磁兼容性能

4.3.14.1静电放电抗扰度

4.3.14.2电快速瞬变脉冲群抗扰度

全试验温度为稳定的工作温度下限后 品通电启动运行，持续运行时间为2h。 主：产品通电到启动运行时间一般不超过2h，如用户有特殊要求，由制造商与用户协商确定。

4.3.17耐湿热性能

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急定的工作温度上限后，产品通电启动运行，持 启动运行时间一般不超过2h，如用户有特殊要求，由制

根据试验条件和使用环境，在以下两种方法中选择其中一种： a）交变湿热。按GB/T2423.4进行试验后，试验电压按照表1的规定进行，测量其绝缘电阻，不 应小于0.5M。介质强度应能耐受不低于4.3.4.2规定的介质强度试验电压值75%的电压。 b）恒定湿热。按GB/T2423.3进行试验后，试验电压按照表1的规定进行，测量其绝缘电阻，不 应小于0.5MQ2。介质强度应能耐受不低于4.3.4规定的介质强度试验电压值75%的电压。

4.3.22稳定性运行时间

4.3.23共模电压要习

4.3.24差模电压要求

变流器应设计滤波环节或滤波器，匹配发电机端差模电压耐

4.3.25du/dr 值要求

变流器应设计滤波环节或滤波器，匹配发电机端对du/dt值的耐受水平。

求时，振动幅值和加速度可由供需双方自行商定，但合格

变流器试验应在与实际工作等效的电气条件下进行，例如可采用如图1所示的试验平台。试验系统 可由并网控制柜（可包含在变流器中）、永磁同步发电机、转矩测量仪（扭矩较大无法安装时除外）、速 度传感器（无速度传感器除外）以及能够改变转速的拖动电动机及其控制系统和被测变流器、辅助控制 上位机等组成。由拖动电机来模拟风力机械拖动永磁发电机变速运行，在上位机的辅助控制下完成被测 变流器的一系列试验。

试验中使用的测量仪器、仪表、传感器的准确度等级应不低于0.5级（绝缘电阻表除外），电流 准确度不应低于0.2级，电量变送器的准确度应在0.5%以内，转速表的准确度应在0.1%以内 在土1r/min以内，温度计的误差不应大于土1℃，测量仪器仪表应符合相关标准的规定。

5.3.1结构外观检查

按照GB/T3797—2016中4.3.1的要求进行检查

5.3.2电气连接检查

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使用方用表或绞线器对各个电路的连接 行检查，检查是否存在不正确的连接，以及信号 确送达等静态特性是否能满足要求等， ，应符合4.3.2要求

5.3.3防触电措施检查

检查变流器是否具有防触电措施，应符合4.3.3

试验应在4.2.2规定的正常试验大气条件下进行

5.3.4.1绝缘电阻

试验方法按GB/T3859.1一2013中7.2.3.1的规定，在主电路与地（外壳）之间试验，根据变流器额 定电压按表1选取绝缘电阻表的电压等级，测得的绝缘电阻应符合4.3.4.1的要求

5.3.4.2介质强度

试验方法按GB/T3859.1一2013中7.2的规定进行，在主电路与地（外壳）之间试验，所用耐压测 式仪的试验电压等级根据变流器额定电压按表2选取，试验电压为50Hz正弦波，持续时间1min，应无 击穿闪络及元件损坏现象。 注：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，其值按表2试验电压 的2倍选取。

5.3.4.3电气间隙和爬电距离

表5电气间隙和爬电距离允许值

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5.3.5负载控制功能试验

图2永磁风力发电机的转速一功率曲线

试验时，调节拖动电动机的转速，使发电机在最低并网转速nmin与最高转速nmx之间变化。在上述 允许转速范围内以及电网额定条件下，变流器应能对发电机进行并网、脱网和输出电能的控制。机组主 控制器（可由上位机代替）依据功率曲线向变流器下达指令（通常为转矩或功率），从而控制发电机输 出相应的电能。记录风力发电机组输出端的功率，应能达到功率曲线所对应的功率。试验应至少包括最 低并网转速nmin、额定转速nrat的试验，且至少进行一次加、减速过程。 注：功率曲线的具体数值、转矩和功率的控制精度，以及超过额定转速的试验，由制造商与用户协商确定。

5.3.6过载能力试验

本试验是指过电流能力的试验，试验方法按照GB/T13422一2013中5.1.13的规定。试验 侧和网侧进行，并施加110%的标称电流，历时1min，时间间隔不大于10min，试验循环次数 变流器应无损坏并能正常工作。 注：本标准仅仅规定了最低过载能力的限值，如不能满足要求可由制造商与用户协商确定。

5.3.7总谐波畸变率（THD）试验

试验可结合5.3.5同时进行，并按照GB/T13422一2013中5.3.8的规定，并按图1所示的试验平台， 在各个典型转速点及相应功率下，测定变流器网侧或机组输出端的电流畸变率，符合GB/T20320一2013中 7.4的规定。 注：机组对电网的电流谐波畸变主要由变流器和并网变压器共同决定，因此，当上述测定位置测得结果不能满足要 求时，可考虑在并网变压器的电网侧测定。

5.3.8电网适应能力试验

3.9故障穿越能力试验

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5.3.10 效率试验

5.3.12并网切入电流试验

5.3.13.2缺相保护

5.3.13.3相序错误保护

相序错误保护试验包括机侧和网侧的试验，可在变流器未启动状态下进行，采用将变流器交流 检测电路逐相对调的方法来验证功能的有效性。当变流器具有相序修改功能时，也可以通过修 设置来验证。

5.3.13.4电网电压不平衡度保护

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证功能的有效性，设置值应满足4.2.4.3的要求。

5.3.13.5接地故障保护

试验在变流器正常运行条件下进行，可以采用将变流器的交流端任意一相对地短接或针对接地检测 电路设置接地模拟信号的方法来验证功能的有效性。当变流器发生接地故障时，应能可靠保护，以防止 接地漏电流超过允许值，

5.3.13.6冷却系统故障

试验时，可以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）来模拟冷却系统故障 进行检验。

5.3.13.7过温保护

试验时，可以通过模拟过温信号（即将温度检测元件加热至预期的保护动作点），检验变流器的过 温保护功能。

5.3.13.8发电机超速保护

试验时，按图1所示的试验系统，设置拖动电动机转速从低到高变化，检验变流器的超速保护功能 的有效性。 注：超速保护设定值由制造商确定，当用户需修改时应征求制造商的意见，

5.3.13.9过/次电压保护

在对变流器的网侧进行过/欠电压试验，以及机侧交流端、直流环节过电压试验时，可施加一变化 来验证功能的有效性，也可以针对过/欠电压检测电路施加模拟信号进行验证，或采用修改过 保护限值的方法来验证，但应保证电压传感器等电路在预期的过/欠电压保护范围内的有效性。当 电压试验时，宜屏蔽变流器的低电压穿越功能，

5.3.13.10通信故障告警

试验在变流器未启动状态下进行，对于变流器与机组主控制系统之间的通信，可以采用模拟的方 一通信故障，检验变流器应能可靠告警。

5.3.13.11浪涌过电压保护

是否具有浪涌过电压保护装置，且这些装置在可

5.3.13.12过/欠频保护

试验在网侧实施，可以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 证，但应保证检测电路在预期的过/次频保护范围内的有效性

5.3.13.13电网断电保护

式验在变流器止常运行条件下进行，试验时，将变流器网侧与电网断开（断开点要求在变流器外音 变流器安全停止运行。

5.3.13.14电网电流不平衡保护

5.3.14电磁兼容试验

5.3.14.1电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

按照GB12668.3一2012中5.3.2的规定，针对控制电路供电电源端口，在保护接地的情况下，采用 2kV脉冲电压，重复频率5kHz进行试验；针对I/O（输入/输出）信号、数据和控制端口，采用1kV脉 冲电压，重复频率5kHz进行试验。测试时装置内元器件不应损坏，试验期间及试验后装置的性能符合 GB12668.3—2012中5.1.1验收准则B的要求。

5.3.14.2静电放电抗扰度试验

按照GB12668.3一2012中5.3.2的规定，在人体能够靠近或触摸到的机壳端口（如端口、按钮 屏等），采用6kV接触放电，若不存在接触放电可能采用8kV空气放电。测试时装置内元器件不 试验期间及试验后装置的性能符合GB12668.3一2012中5.1.1中的验收准则B的要求，

5.3.15低温性能试验

5.3.16高温性能试验

试验方法按GB/T2423.2一2008中试验B进行。产品无包装，在试验温度为45℃土2℃情况下 产品通电启动运行石油化工标准规范范本，持续运行时间为2h。试验结束恢复至常温2h后，变流器仍能正常工作。

5.3.17耐湿热性能试验

5.3.17.1交变湿热

装置应能承受GB/T2423.4规定的交变湿热试验。试验温度为低温25℃土3℃，高温40℃土2℃，相 对湿度为（93土3）%，试验持续时间为两周期（48h）。在试验结束前2h内，在表1规定的试验电压下， 用直流绝缘电阻表测得的绝缘电阻应不小于0.5M2，且介质强度应能耐受不低于4.3.4.2规定的介质强 度试验电压值75%的电压。

5.3.17.2恒定湿热

装置应能承受GB/T2423.3规定的恒定湿热试验。试验温度为40℃土2℃，相对湿度为（93土3）% 式验持续时间为48h。在试验结束前2h内，在表1规定的试验电压下，用直流绝缘电阻表测得的绝缘电 阻应不小于0.5MQ，且介质强度应能耐受不低于4.3.4.2规定的介质强度试验电压值75%的电压。

水利工艺、技术交底5.3.18防护等级试验

08规定的试验方法进行试验，防护等级应满足4