NB∕T 31059-2014 风力发电机组 双馈异步发电机用瞬态过电压抑制器.pdf
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1、ICS29.240.10K30NB备案号:47856-2015中华人民共和国能源行业标准NB/T310592014风力发电机组双馈异步发电机用瞬态过电压抑制器WindturbineTransientovervoltagesuppressionequipmentfordouble-fedasynchronousgenerator2015-03-01实施2014-10-15发布W家 能 源W发 布NB/T310592014次目前旮II1范 围2规 范 性 引 用 文 件3术 语 和 定 义4使 用 条 件5TOSE的结构和分类6TOSE特性7技 术 要 求8悧式试验9常规试验和验收试验附录A(资料
2、性附录)TOSE的电路结构示例参考文献56610232425图1再现尖峰电压图2再现尖峰电压波肜主要参数阁3确定电压保护水平t/p的试验流程图定了用动作负载试验流程图图5定 子 用TOSE动作负钹预处理试验的时序阁阁6定了用TOSE动作负载试验1的时序阁图7转 子 用TOSE动作负载试验的流程阁图8用j耐久性测试示例图A.lTOSE的电路结构示意阁3345566824表1适 用】TOSE的型式试验要求及2冲山电流试验参数表3最大再现尖岭电)+:试验参数表4预期短路电流和功率因数表5TOSE的电气间陳表6TOSE的爬电距离表7绝缘材料的灼热丝试验条件10121320212122NB/T31059
3、2014言刖部分:标准的结构和编写给出的规则起草。本标准按GB/T1.12009标准化I:作导则木t小准的附氽A处资料n附氽。木标准山中国电器1:业协会提出。木标准由能源行业WiU标袱化技术娄W会1)1口。木标准负责起草节位:卜.海屯器科7:研究院、h海屯科电器科技冇限公ri】、机械丄业北京电工技术tn经济研究所。木标准参加起草单位:常州ill创捷防讲电了介限公WJ、德和盛电气(I:海)有限公司、南京菲尼克斯OlACYf限公MJ、欧 节 电(深 圳)限 公WJ、浙江运达风电股份冇限公司、东方汽轮机有限公H、苏州屯器科7研究院股份柯限公4、水济新时速屯机屯器灯限贞fr:公、上海屯穴災w冇限公匀输
4、紀屯分公“J0木标准u耍起a人:季恝玉、许年肀、蒋荇兴、叶逍偺、练富荣、災芳、+标准参与起G人:Mfi麵、徐祝勤、座严、许涓东、K兵、何秀明、贾健、缪勇、顧、木标准为杵次发布。NB/T310592014风力发电机组双馈异步发电机用瞬态过电压抑制器1范 围本标准规定了风力发电机组术要求、试验方法等。本标准规定的TOSE适用于交流额定电压至690V、符合1EC61400-24:2010规定的、运行于陆h的并网型双馈异步风力发电机组。双馈异步发电机川瞬态过电压抑制器(TOSE)的术语和定义、技2规范性引用文件下列文件对于木文件的应用足必不可少的。凡是注n期的引用文件,仅所注曰期的版本适用于本文件。凡
5、是不注日期的引用文件,其域新版本(包拈所冇的修改单)适用于本文件。GB/T2423.12008电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验A:低温(1EC60068-2-1:2007,IDT)GB/T2423.42008电工电T产品环境试验第2部分:试验方法试验Db:交变湿热(12h+12h循环)(IEC60068-2-30:2005,IDT)GB/T2423.102008电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Fc:振动(正弦)(IEC60068-2-6:1995,IDT)GB/T42072012固体绝缘材料耐电痕化指数和相比电痕化指数测定方法(1EC60112:2009,IDT)GB420
6、82008外壳防护等级(IP代码)(IEC60529:2001,IDT)GB/T5169.102006电工电T产品苕火危险试验第10部分:灼热丝/热丝基木试验方法灼热丝装置和通用试验方法(IEC60695-2-10:2000,IDT)GB14048.12006低压开关设备和控制设备第1部分:总则(IFX60947-1:2001,MOD)GBAT17627.11998低压电气设备的高电压试验技术第一部分:定义和试验要求(IEC61180-1:1992,EQV)GB18802.1-2011低压电涌保护器(SPD)第1部分:低压配电系统的电涌保护器一性能要求和试验方法(IEC61643-1:2005
7、,MOD)GB/T21714.12008雷电防护第1部分:总则(IEC62305-1:2005,IDT)IEC61000-4-30:2008电磁兼容(EMC)第4-30部分:试验和测量技术电能质鲎测量方法Electromagneticcompatibility(EMC)Parl4-30:TestingandmeasuringtechniquepowerqualitymeasurementmethodsIEC61400-24:2010风力发电机组第24部分:电防护(WindturbinePart24:Lightingprotection)3术 语 和 定 义卜列术语和定义适用于木+小准。3.1双
8、馈异步发电机用瞬态过电压抑制器transientovervoltagesuppressionequipmentfordouble-fedasynchronousgenerator;TOSE安装在双馈异步发电机定子或转子接线端的二相线路屮的一种电器,用以限制巾甫电或操作等引起的瞬态过电乐和泄放瞬态电流,每相至少包穴一II:线性元件,能承受可能出现的内现尖岭电压。NB/T3105920143.2双馈异步发电机double-fedasynchronousgenerator变速似频发电机的一种,发电机的定f和转f直接或间接与电M相连,并进行能M交换。3.3定子用TOSKTOSEforstator应双馈
9、异步发屯机了侧接线端的TOSE,几冇能在交流电压下工作的特性。3.4转子用TOSE应用丁双馈异步发电机转JT侧接线端的TOSE,只冇能在丙观尖岭【tl)K下工作的特性。TOSEforrotor3.5电压开关型元件voltageswitchingtypecomponent没冇瞬态过电咏时ft冇wm抗,对瞬态过电压响应吋能突变成低m抗的儿件。常用电nuf关型兀件有甲气间隙、气体放电管等。3.6电压限制型元件voltagelimitingtypecomponent没打瞬态过电压时具Ym附抗,但足随荈瞬态过电川和瞬态电流的r.升,其阻抗将持续减小的元件。常用的电m限制切元件有m敏屯阻、抑制:极管等。3
10、.7过电流保护位于TOSE外部的前端,作为电At装置的-部分的过电流器件L如断路器、熔断器或带有过电流保护功能的剩佘电流动作保护器(RCD)。protectionovercurrent3.8热稳定thermalstability/1:引起TOSE温度I.升的动作负载试验后,在规定的环境温度条件下,给TOSE施加规定的最大持绽:i:作电压,TOSE的温度能随时间而下降的状态。3.9劣化degradationrtiP瞬态过电川、使用或+利环境的影响造成的TOSE原始性能参数变化。3.10TOSE脱离器TOSEdisconnector把TOSE从电源系统断开所要的装宵(内部的和/或外部的)。注重:这
11、种断歼装S不要求具有规定的隔离能力,能防止系统持续故并对用來给出TOSE故障的指;注2:MfHfiJ*种的脱离器功能,例如过屯流保护功能和热保护功能。这些功能可以组合/t:一个装置屮或山儿个装荠农A成。3.11最大持续工作电压maximumcontinuousoperatingvoltageJ迮纹地施加作TOSE卜.的iri人交流电爪灯效值。3.11.1最大持续工频电压maximumcontinuouspowerfrequencyvoltagecv可连续地施加泎定r川TOSE接线端丫间的M人r.频夂流电压介效值。注:TOSE的接线袖f间包括相线袖m.相线纗了1接地期r-fHjo2(T20040
12、0600800100012001400/(ns)图1再现尖峰电压3.12.1峰值(冲击)电压peak(impulse)voltageU.争极式冲击电压期间达到的最高电压数值(见阁2中的t/pv)o注:本 条 规 定 的“冲 击 电 指 加 载 在 发 屯 机 转f繃的冉现尖峰电Ui单个脉冲。v0.9(;,01O10t*iO图2再现尖峰电压波形主要参数3NB/T3105920143.11.2最大再现尖峰电压maximumrecurringpeakvoltageU.nj连绂地施加在转/川TOSE接线端fN的W人再现尖岭电压。注:TOSE的接线端f间包括相线端子W、相线端f与接地端/。3.12再现尖
13、峰电压recurringpeakvoltage由于交流电压崎变或由于脅加在飪流电压i:的交流分M使电压波形发生周期性偏移的M大峠值电压。注:本标准中规定的再现尖峰电压足出现在发电机转f接线端的种电压波形,主要包括峰值(冲击)电Hi、上升时间和稳态(冲击)电压等特征参数(例如阁1所示)。PVNB/T3105920143.12.2稳态(冲击)电压steadystate(impulse)voltagemagnitudeU,冲击电压的终值(见阉2)。注I:本条规定的“冲击电出”足指加钱在发屯机转+端的冉现尖蜱电W单个脉冲。注2:稳态(冲山)电压与变流器中fi流母线电压相等,3.12.3冲击上升时间im
14、pulserisetime峰值电压从o/。上升至loo%的时W。注:除另有说明,设为峰值电压从10%上升到90%所盂时fH的1.25倍。3.13标称放电电流nominaldischargecurrent流过TOSE的JUT8/20波形的电流_值,于确定TOSE的限制电压和动作负战预处理试验。3.14最大放电电流maximumdischargecurrent/max流过TOSH的8/20波形电流的峰值,用f确定TOSE的 值 和 动 作 负 载 试 验1。/_应人于/n。3.15冲击电流impulsecurrent由三个参数电流峰值1电荷谓:(?和比能MW7/?来定义的电流。注:本条规定的“冲山
15、电流”川于动作负我试验II。3.16电压保护水平voltageprotectionlevel表征TOSE限制接线端f间电压的件能参数。其值可从优选值的列表屮选取,该值应大于限制电压的域高值。3.17限制电压measuredlimitingvoltage施加规定波形和幅俏的冲击时,在TOSE接线端f间测得的M人 电 矸 值。3.18残压residualvoltagea放电电流流过TOSE时,介:其端f间产生的电压峰值。3.19TOSE放电电压sparkovervoltageofTOSE在TOSE的 间 隙 电 极 之穿 放 电 府 的M人ilitli值。3.20转子开口电压opencircuit
16、rotorvoltage定f与电M相迮,转了堵转且绕组开路时在接线端,间测得的电压。4NB/T3105920143.21待机功耗standbypowerconsumptionPcTOSE按制造;的说明连接时消耗的功率。3.22残流residualcurrentPF.TOSE按制造j的说明连接,施加巖人持续丄频电Wc、,)或最大再现尖峰电压(,)时,流过PE接线端子的最人电流。3.23续流followcurrent冲山放电电流以后,山电源系统流入TOSE的电流。3.24供电电源的预期短路电流prospectiveshort-circuitcurrentofapowersupply在电路中的给定位
17、置,如果用一个阻抗吋忽略的连接短路时吋能流过的电流。3.25发电机额定电压generatorratedvoltageN发电机在规定运行条件下的相与相之间的电压值,通常由制造厂规定。3.26最高工作温度下的耐久性enduranceatmaximumoperatingtemperatureTOSE在规定的M高工作温度和M大持续丄作电压下,连续工作的能力。3.27确定电气间隙的电压voltageforclearancedeterminationmax用于确定电气间隙的电压值,依据8.4.2试验获取的最人测鼋电压。3.28外壳防护等级(IP代码)degreesofprotectionprovidedb
18、yenclosure(IPcode)外壳提供的防止触及危险的部件、防lh外界的W休异物进入和/或防lh水进入壳内的防护程度。3.29状态指示器statusindicator指示TOSE丁作状态的装背。注:这呰指示器了以足木休的可视和/或S响 报 膂,和/或 遥 抄 装 和 域 输 出 触 头 能 力。3.30(告警)输出端子outputcontact包含在与t电路分开的电路甩并STOSE脱离器或状态指示器连接的触头。4使用条件4.1正常使用条件4.1.1使用和存储温度使 用 温 度 范-2(TC+8(TC;5NB/T310592014存储温度范H-4(TC+80C4.1.2海拔海拔不应超过20
19、00mo4.1.3空气相对湿度最湿月的月平均M人相对湿度为90%(该月月平均M低 溫 度 十2 5C)4.1.4电源类型定了线路:频率为47.5Hz52.5Hz的交流电源;持绂施加在TOSE的 接 线 端 子 间 的 电 应 超 过 人 持 缋 工 频 电 压。转子线路:域波频率为0Hz20Hz的变流器输出脉宽调制控制PWM)电源,幵关切换频率/c8.0kV注:须结合发电机的冲山耐受能力考虑电lii保护水平UpH7技 术 要 求7.1一般要求7.1.1标识制造厂至少提供下列信息,试验按照第8章进行。a)制造厂名或商标和型号。b)最大持续工频电压t/ev或最大再现尖峰电压仏。c)应用类型(符号“
20、0”代表定子用TOSE,“E”代表转丫-HlTOSE)d)制造厂卢明的标称放电电流/ne)制造丨声明的最大放电电i/maxf)制造厂声明的冲击电流/,mpg)制造f卢明的相对地的电压保护水甲t/ph)短路电流耐受能力。i)过电流保护推荇的最大额定值。j)接线端的标志。k外壳防护等级(当IP防护等级高r20时)。I)脱离器动作指示(如果冇的话)。ni)安装说明(例如机械尺寸、导线长度等)。n)温度和湿度范Mo)功耗和残流。P)可更换部件的信息(指示器、后备过电流保护部件等)。q)分开隔离电路的隔离和介电强度。r)警示语:在发电机进行绝缘电阻测定和耐电Hi试验时,/V断幵TOSE与发电机的电气连接
21、。其中,强制要求a)j)位于TOSE的木体匕或持久地标贴在TOSE本体上,要求r)位于TOSE的M著位1R,其他标识随TOSE的使用说明书提供。通过直观检查来验证一致性。7.1.2标志标志应不易磨灭n.Wv只別,不应标在螺钉和可拆卸的哝阐上。通过8.3.2的试验來检验Jt是否符合要求。7.1.3外观质量外观质跫应符合下列要求:a)TOSE衣面应平整、光洁,无划伤,尤裂痕及变形,紧固件应牢阎,颜色应均匀无明M差异:NB/T310592014b)TOSH的 铭 牌 观 移 动 和 翘 曲 观 象。通过卩1:接观察来检验異足行符合要求。7.2电气性能要求7.2.1待机功耗匕应按制造)的说明迮接TOS
22、E,测得的待机功耗诚人值必小F或等于制造)的卢明值/V通过8.4.1的试验来检验K足否符合要求。7.2.2残流/应按制造丨7m兑W连接TOSE,应满足F列要求:-对于定f)lTOSE,人持续I:频电汛、.下及+带负载的条件卜测姑,测得的残流最大值应小T或等于制造/的声叫值/PE:fillTOSE,人 得 现 尖 峰 电 卜 及+带 负 栽 的 条 件 卜 测M,测 得 的 残 流 鉍 人 值JV:小1或等于制造I的声明值/PE通过8.4.1的U验米检验代足否符合要求pt7.2.3电压保护水平TOSE的限制电压+应超过山制造)规定的电压保护水平通过8.4.2的试验来检验其是否符合要求。7.2.4
23、动作负载试验TOSE应能承受规足的冲出放电电流,且承受冲出电流后其特性没冇小可接受的变化。通过8.4.3的试验来检验足倂符合要求。7.2.5最高工作温度下的耐久性TOSE应能在规定的应力K,经受lOOOh的W久性试验。通H8.4.4的试验来检验其是否符合要求。7.2.6TOSE脱离器和状态指示器7.2.6.1般要求TOSE4带TOSE脱离器wj以是内部或名外部的,或两者都有),在TOSE故障或失效时,TOSE脱离器应能确保TOSE与电源系统永久断开。TOSE网ff能iK确衣示其状态的恸志或指示,成风谷远秤災屮监测或史中瞥的接口。在8.4.2、8.4.3和8.5的似W验懈屮TOSHII兑离器应与
24、TOSE起试验,通过8.5.2、8.5.3、8.5.4的试验来检验K足否符合要求。7.2.6.2热保护性能TOSE应能防护由nt敏电阻MOV)兀件劣化或过戗造成的过热。按8.5.3试验米检验其足否符合要求。7.2.6.3短路耐受能力过钱(短路)的TOSE;V.能承受/I:运彳j屮可能发生的电源M期姒路电流。按8.5.4试验来检验其足否符合要求。7.2.6.4状态指示器制造;应给出关于指示器功能以及状态指水变化后所采取措施的信怠。状态指示器吋山两部分组成,这两部分山一个耦合机构迮接,锅合机构町以足机械的、光学的、&响的和电磁的等。仏史换TOSE中防A模块时被换的这一部分应如I.所述进行试验,4:
25、更换TOSE时不更换的另一部分至少应能增加50次操作。注:耦合机构找作状态指小1器+史换部分的动作jHjW他方法米校拟,例如个分扦的电磁铁或弹萬,ifu+m操作TOSE中的可史换部分本件的法。1对所采川的指示型A灯介沾的标准时,状态指示器的非史换部分卜V:符合这个标准,除了指示器仪$要50次操作试验外。8NB/T3105920147.2.7分开电路之间的隔离当TOSE包含一个与电路电气I.隔离的电路时,制造厂成提供又于屯路之间隔离和绝缘耐受电压的信怠,及制造厂卢明符合的A关标准。如果冇两个以上的电路时,应对每个电路的组介进行说明。分幵电路之间的隔离应按制造r的说明进行试验。7.2.8TOSE在
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