移动式风电机组低电压穿越测试平台

技术规范书

1 移动式风电机组低电压穿越测试平台

1.1 本规范书适用于光伏发电站并网验收、风电场接入并网验收、光伏逆变器型式试验、风力发电机组的低电压穿越检测平台，包括主要设备及其辅助设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。

1.2 要求该检测平台能够同时满足现场安装在风电场的单台风电机组低电压穿越能力检测，满足光伏发电站并网接入验收的低电压穿越能力检测，满足光伏逆变器与风电发电机组的型式试验的低电压穿越试验检测。

1.3 本规范书所提出的是最低限度的技术要求,并未对一切技术细节做出规定,也未充分引述有关标准和规范的条文。供方应保证提供符合本规范书和工业标准的优质产品。

2  移动式风电机组低电压穿越测试平台

2.1环境条件

a) 户外环境温度要求：－40℃~ 50℃；  

b) 户外环境湿度要求：0~90% ；

c) 海拔高度： 0~2000米（如果超过2000米，需要提前说明）。

2.2安装方式：标准海运集装箱内固定式安装。

2.3储存条件

a）环境温度  －50℃～50℃； 

b）相对湿度   0～95% 。

2.4工作条件

a) 环境温度   －40 ºC～40ºC；

b) 相对湿度   10%～90%，无凝露。

2.5电力系统条件

a) 电网电压最高额定值为35kV，电压运行范围为31.5kV~40.5kV；同时也可以同时满足10kV\20kV电网电压的试验检测。

b) 电网频率允许范围：48~52Hz；

c) 电网三相电压不平衡度：<= 4%；

d) 电网电压总谐波畸变率：<= 5%。

2.6负载条件

负载包括直驱或双馈式等风力发电机组，其总容量不大于6.0MVA。其控制和操作需要满足国家关于风电机组电电压穿越测试与光伏发电站的相关测试规程技术要求。

本检测平台能够同时满足同等条件下光伏电站或光伏逆变器的低电压穿越能力测试。

2.7接地电阻：<=5Ω。

3 移动式风电机组低电压穿越测试平台的技术要求

3.1  结构及原理要求

根据模拟实际电网短路故障的要求，测试系统须采用阻抗分压方式，原理如下图1所示(以实际为准)。测试系统串联接入风电机组出口变压器高压侧(35kV、20 kV、10 kV侧)。

图1  测试系统原理图

3.2  测试系统功能要求

（1）整体要求

ü 测试系统紧凑式安装；

ü 任何测试引起的测试系统电网侧电压波动均小于5%Un；

ü 测试接入系统电压等级：适用于35kV系统，如果需要可考虑兼容10kV系统；

ü 实现故障类型：三相短路、任何两相短路、单相接地；

ü 电压跌落幅度：至少可实现电压跌落至90%Un、80%Un、75%Un、50%Un、35%Un、20%Un、10%Un、0%电压跌落以及其它需要电压跌落类型(订货时说明)，精度优于3%Un(一般均优于1%Un)；

ü 故障持续时间：100ms~3min任意可设；

ü 电压跌落和电压恢复均在1ms内实现。

（2）控制系统要求：

ü 控制系统包括远方控制系统和就地控制系统，远方控制系统和就地控制系统具有相同的功能，实现对测试系统的控制；

ü 控制系统具备风电机组低电压穿越测试流程，按照要求可自动完成每个测试任务；

ü 控制系统可实现对测试系统所有断路器、刀闸的手动或自动控制；

ü 控制系统具有2路以上开出量输出通道，用于测试开始时启动测量系统采集数据；

ü 控制系统具有2路以上开入量输入通道，用于和测量系统以及外部信号进行交互；

ü 控制系统主界面有遥信显示功能。

（3）测量系统要求：

ü 测量系统包括就地测量系统和远方后台两部分；

ü 测量系统整体精度优于0.2级；

ü 各个PT和 CT须有良好的瞬态响应特性；

ü 具有电抗器温度测量和显示功能；

ü 测量系统应能精确测量记录试验过程中的全部数据，包括电压跌落前至电压恢复后任意时间段内所有暂态过程和稳态过程；

ü 测量系统的数据采集设备可采集16个模拟采集通道，每通道采样频率不低于50kHz，4个开关量输入通道。数采设备包含后台操作用的计算机及相关采集和分析软件，用于完成相关计算和分析；数据采集设备具有和远方通讯功能，可实时和远方后台进行通讯并及时将采集的数据传送到远方后台；数据采集设备具有实时数据计算和分析功能，以便实时计算电流、电压、有功功率等值并送远方后台以曲线等类型显示；

ü 测试过程中可以监测测试点处有关试验的各类一次、二次状态参数，该功能可以集成在低电压穿越检测平台，也可以由客户已有的独立采集仪器完成，但必须能够与低电压穿越检测平台的试验同步采样；

ü 测量系统至少可同时测量2组PT电压信号和3组CT电流信号，并完成相关计算和分析（可完成风电机组及其变压器高低压侧和并网点的试验用的各类一次、二次状态参数的测试）；

ü 数据采集设备具备1路以上开关量输入，通过开关量输入触发数据记录的启动和停止。

（4）保护功能要求：

ü 具有就地和远方手动紧急切出功能，可在任何时刻手动将测试设备从电网切出；

ü 具有过电流保护功能，在电流超过设定值时将测试设备自动从电网切出；

ü 电抗器温度过限自动切出测试设备；

ü 其它测试系统异常时自动切出测试设备。

3.3  测试系统参数

表1  测试系统主要技术参数

4  移动式风电机组低电压穿越测试平台系统构成

检测平台的主设备户内安装，核心部件包括电抗器组合、断路器组合、控制系统、测量系统四部分：其中电抗器采用国际知名品牌西门子或施耐德公司设计和生产；断路器组合采用国际知名品牌西门子、施耐德或ABB公司产品。

1）电抗器：限流电抗器根据接入的电网情况以及测试风电机组容量整体进行考虑，能够适应各种电网情况和风电机组，限流电抗器设计为阻值可调，确保在进行测试时，对电网的影响在允许范围之内。短路电抗器阻值可调，短路电抗器和限流电抗器配合调节实现不同程度的电压跌落。电抗器及安装情况下图1所示。

图2 电抗器布置图

3）连接铜排：连接铜排分为导电铜排和接地铜排，导电铜排用来连接抗器实现各种不同组合。

4）避雷器：电抗器相与相之间、每相与地之间接有避雷器；电抗器每个连接头之间均装有避雷器，对电抗器起到了很好的保护作用。

5）供电系统以及暖通、照明设备。

6）电抗器温度监测仪：试验过程中可能会在电抗器中流过很大的短路电流，使得电抗器发热，根据需要安装电抗器温度监测仪，随时监测电抗器温度，通过设定电抗器温度保护限值，当温度过高可以将电抗器以及整个测试系统从电网中切出。