1、北京群菱能源科技有限公司 第 - 1 页 LVRT-2300 并网逆变器低电压穿越检测装置 技术规范书 1 总则 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
2、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 使用条件 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： 090% ； c) 海拔高度： 02000 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 C 40C； 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 3
3、1.5kV40.5kV； 同时也可以同时满足北京群菱能源科技有限公司 第 - 2 页 10kV20kV电网电压的试验检测。 b) 电网频率允许范围： 4852Hz； 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： =5。 3 检测平台的技术 要求 3.1 结构及原理要
4、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 北京群菱能源科技有限公司 第 - 3 页 测试系统 紧凑式安装 ； 任何测试引起的测试系统电网侧电压波动均小于 5%Un； 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； 实现故障类型： 三相短路、任何两相短路、单相接地； 电压跌落幅度：至少可实现电压跌落至 90%Un、 80%Un、 75%U
5、n、 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)； 故障持续时间： 100ms3min 任意可设； 电压跌落和电压恢复均在 1ms 内实现。 （ 2）控制系统要求： 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； 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； 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； 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； 控
6、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； 控制系统主界面有遥信显示功能。 （ 3）测量系统要求： 测量系统包括就地测量系统和远方后台两部分； 测量系统整体精度优于 0.2 级； 各个 PT 和 CT 须有良好的瞬态响应特性； 具有电抗器温度测量和显示功能； 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； 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
7、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； 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，该功能可以集成北京群菱能源科技有限公司 第 - 4 页 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； 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
8、测试）； 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： 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； 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； 电抗器温度过限自动切出测试设备； 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 序号 参数名称 单位 数值 1 额定电压 kV 10、 20、 35 2 额定电流 A 100 3 额定容量 MVA 6 4 电压跌落 在 1ms 内完成任何一次电压跌落，精度优于3%Un；电压恢复在 1ms 内完成。
9、5 电压跌落故障持续时间 100ms3min 任意可设定；误差小于 10ms。 4 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
10、。 北京群菱能源科技有限公司 第 - 5 页 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。 7）紧急报警系统：电抗器温度过高，紧急报警系统启动，进入相应的控制程序。
11、8） 断路器组合：断路器组合由 SF6 气体绝缘开关柜组合和 SF6 气体绝缘户内断路器共同组成， SF6 气体绝缘开关柜体积小，所有带电部分均有气体密闭，没有任何带电体裸露，每一个断路器均和三工位开关配合，安全可靠，操作简单安装方便。开关柜组合和户内断路器配合，共同实现试验设备要求功能。 9）就地控制系统：就地控制系统用来控制所有断路器、隔离刀闸和接地刀闸的开断，自动完成所有试验项目。 10）测量与数据处理系统：系统根据触发指令开始测量和记录试验过程中的所有测试信息，并完成相关计算；系统能够实时显示和将测量结果并能导出为开放格式数据以用于分析计算。测试系统还包括远方监视和控制系统，在试验时远
12、程控制完 成所有试验项目，并对试验数据和结果进行处理。 5 主要部件技术要求 5.1 开关柜一次部分技术要求 北京群菱能源科技有限公司 第 - 6 页 (1) 开关柜设置母线室和断路器室的压力释放装置，当发生内部电弧故障时，释放压力，确保操作人员和开关柜安全。 (2) 气体绝缘开关柜的高压带电部分安装在密封的六氟化硫（ SF6）气体中， 具备足够的绝缘强度，可以有效的防止来自外界的污秽、潮气、异物及其他有害影响，以保证设备的长期稳定工作。断路器室和母线室为充气隔室，三相系统在同一个隔室内，其中充满干燥的 SF6气体，相邻隔室的绝缘气体完全隔绝。隔室的充 气及相应的试验工作在卖方厂内完成，现场无
13、须充气。但考虑到海拔高程变化以及缓慢漏气造成气压下降，有可能需要在现场充气，组合开关柜面板上应有充气和测量 SF6 气压的两用接口，每次试验前要使用专配的压力表测量 SF6 气体压力，并另配专用充气储气罐，可在现场充气。 (3) 每一独立的充气隔室内均设置单独的具有温度补偿功能的气体压力检测装置，当气室内压力低于最小工作压力或高于压力上限时，压力检测装置提供相应的报警。同时应设置人工测量 SF6 气体压力的接口，以防误报警。 (4) 气体绝缘开关柜内安装的断路器为真空断路器。断路器上配有机械式计数器，用于合闸时计数，计数器安装在断路器面板上， 断路器面板上设有机械式合分闸状态指示、弹簧储能状态
14、指示、及手动合分闸按钮。 (5) 断路器、三工位开关 /隔离开关的操作机构安装在低压室内。三工位开 关和隔离开关正常为电动操作，打开低压室门，可进行手动操作。三工位开关 /隔离开关上设有机械式分合闸状态指示。 (6) 气体绝缘开关柜采用先进的插接技术，内部电场均匀，有较高的电气绝缘性能。 (7)为防止保护装置受到潮气的影响，低压室内设置由空气开关控制的 AC220V 50W 电加热器。 (8) 电缆引入柜内后通过内锥式电缆插头和电缆插座连接。 (9) 每台开关柜上设置接地导体，导体为铜质的，截面为 30mm x 8mm，柜内设有与接地系统 相连的接地端子。 (10) 开关柜充气隔室的防护等级为
15、 IP65， 外壳的防护等级为 IP4X。 (11) 一次相序按面对开关柜前门从左到右排列为 L1(A)、 L2（ B）、 L3（ C），并用标牌标识，颜色分别为黄、绿、红。 (12) 气体绝缘开关柜从结构设计上保证了工作人员的人身安全，便于运行、维护、检查、检修和试验。由于密闭的 SF6 开关柜无法验电，组合开关柜面板应设置显示开关内三相回路应带有电压的指示装置（相当于验电装置）。 5.2 开关柜二次部分技术要求 北京群菱能源科技有限公司 第 - 7 页 (1) 所有开关柜内部导线均采用 500V 绝缘多股铜芯导 线，导线中间不得有接头，控制、保护、信号回路导线截面为 1.5mm2，电压回路
16、 1.5mm2 ，电流回路 2.5mm2。 (2) 开关柜柜间小母线具体配置如下： 控制保护电源小母线 (直流 )； 储能电源小母线 (直流 )； 加热器电源小母线 (交流 220V)； 以上 a), b), c)小母线截面为 4mm2； 闭锁小母线（直流）； 电压小母线 (交流 100V)； 预告警信号小母线（包括 MCB 跳闸，继电器内部故障信号）； 以上 d), e),f)小母线截面均为 2.5mm2； (3) 所有 CT、 PT 二次回路引出至端子，备用 CT 二次 绕组在端子上短接。 PT 二次侧中性点直接接地； 端子排上每个端子和连线要编号，电流回路采用专用电流型试验端子； 开关柜
17、低压室设门控式照明设备。 (6) 开关柜可提供买方使用的备用状态信号接点如下： 断路器状态：分闸位置 2 个，合闸位置 2 个； 断路器储能弹簧状态：弹簧未储能位置 1 个； 三工位开关位置状态：分闸位置 2 个，合闸位置 2 个，接地位置 2 个。 (7)设置若干 AC220V 电源插座，以方便取用电。 5.3 开关柜基本技术参数 技术参数 单位 限值 额定电压 kV 9 40.5 额定绝缘水平： 1 分钟工频耐压 （有效值） 雷电冲击耐压（峰值） kV 85 kV 185 额定频率 Hz 50 额定热稳定电流（ 4s 有效值） kA 25 额定峰值耐受电流 kA 63 主母线额定电流 A
18、1250 绝缘气体设计压力 (绝对值 ) Pa 1.6105 绝缘气体额定工作压力绝对值 (20C) Pa 1.3105 绝缘气体最低工作压力绝对值 (20C) Pa 1.2105 开关柜气室年泄漏率 0.25 北京群菱能源科技有限公司 第 - 8 页 辅助电源电压：控制回路 ,储能电机 加 热器 V V DC220 或 110 AC220 SF6 气体湿度（含水量）（出厂试验值） uL/L 500 局部放电量 (测量电压 1.1Um) pC 100 局部放电量（测量电压 1.1Um/3） pC 10 5.4 开关柜用断路器技术参数 技术参数 单位 限值 额定电压 kV 40.5 额定绝缘水平
19、： 1 分钟工频耐压（有效值） 雷电冲击耐压（峰值） kV 85 kV 185 额定频率 Hz 50 额定电流 A 1250 热稳定电流（ 4s 有效值） kA 25 额定峰值耐受电流 kA 63 额定短路开断电流 kA 25 额定短路关合电流 kA 63 额定操作顺序 O-180s-CO-180s-CO 自动重合闸操作顺序 O -0.3s-CO-180s-CO 辅助电源电压：控制回路 储能电机 V V DC220 或 110 DC220 或 110 合闸时间 ms 5567 分闸时间 ms 3345 燃弧时间 ms 15 开断时间 ms 4860 机械操作寿命 (短路开断电流 25KA 31
20、.5KA) 次 10000 机械操作寿命 (短路开断电流 40KA) 次 10000 5.5 三工位开关技术参数 技术参数 单位 限值 额定电压 kV 40.5 额定绝缘水平： 开关 /隔离断口 1min 工频耐压 kV 85/110 开关 /隔离断口雷电冲击耐受电压 kV 185/215 额定频率 Hz 50 额定电流 A 1250 4 秒热稳定电流（有效值） kA 25 额定动稳定电流（峰值） kA 63 北京群菱能源科技有限公司 第 - 9 页 机械操作寿命 次 2000 5.6 开关柜内避雷器 技术参数 单位 限 值 额定电压 kV 52.5 持续运行电压 kV 42 标称放电电流 k
21、A 10 陡波冲击电流下残压 (1/s 5kA) kV 152.4 雷电冲击下电流残压 (8/20s 5kA ) kV 136.5 操作冲击电流下残压 (30/60S 500A) kV 112.0 2ms 方波电流 A 250 6 产品应用 6.1 可模拟故障类型及考核电压 产品应用 备注 故障类型 三相短路、两相短路、单相接地短路 模拟电网故障 考核电压 10KV、 20KV、 35KV 并网接入电压 应用场合 1、 光伏 逆变器、储能 PCS、风电发电机组的型式试验； 2、 光伏发电站并网验收； 3、 风电场并网验收； 4、 储能电站并网验收 同时满足多个应用场合、多种电压接入 6.2 参考标准： GB/T19964-2012光伏发电站接入电力系统技术规定 DL/T*-2013光伏发电站低电压穿越能力检测技术规程 NB/T*-2013光伏发电专用逆变器技术规范 NB/T*-2013风力发电机组低电压穿越能力测试规程 GB/T19963-2011风电场接入电力系统技术规定 （ 2012 年 6 月 1 日起实施） 北京群菱能源科技有限公司 第 - 10 页 7 产 品外观图 光伏发电站并网验收：
