太陽能光伏陣列IV曲線測試儀

1、太陽能光伏陣列 IV 曲線測試儀技術規(guī)范書1 太陽能光伏陣列 IV 曲線測試儀總則1.1 本規(guī)范書適用于光伏發(fā)電站并網(wǎng)驗收、風電場接入并網(wǎng)驗收、光伏逆變器型式試驗、風力 發(fā)電機組的低電壓穿越檢測平臺，包括主要設備及其輔助設備的功能設計、結構、性能、 安裝和試驗等方面的技術要求。1.2 要求該檢測平臺能夠同時滿足現(xiàn)場安裝在風電場的單臺風電機組低電壓穿越能力檢測，滿 足光伏發(fā)電站并網(wǎng)接入驗收的低電壓穿越能力檢測，滿足光伏逆變器與風電發(fā)電機組的型 式試驗的低電壓穿越試驗檢測。1.3 本規(guī)范書所提出的是最低限度的技術要求,并未對一切技術細節(jié)做出規(guī)定 ,也未充分引述有關標準和規(guī)范的條文。供方應保證提供符

2、合本規(guī)范書和工業(yè)標準的優(yōu)質產(chǎn)品。2 太陽能光伏陣列 IV 曲線測試儀使用條件2.1 環(huán)境條件a）戶外環(huán)境溫度要求：40 C 50C；b）戶外環(huán)境濕度要求： 090% ；c）海拔高度：02000米（如果超過 2000米，需要提前說明）。2.2 安裝方式：標準海運集裝箱內(nèi)固定式安裝。2.3 儲存條件a）環(huán)境溫度 50C50C；b） 相對濕度095% 。2.4工作條件a）環(huán)境溫度一 40 0C40cC;b）相對濕度10%90%,無凝露。2.5電力系統(tǒng)條件a）電網(wǎng)電壓最高額定值為35kV，電壓運行范圍為31.5kV40.5kV;同時也可以同時滿足 10kV20kV電網(wǎng)電壓的試驗檢測。b）電網(wǎng)頻率允許范

3、圍：4852Hz;c）電網(wǎng)三相電壓不平衡度：=4%；d）電網(wǎng)電壓總諧波畸變率：=5%。2.6負載條件負載包括直驅或雙饋式等風力發(fā)電機組，其總容量不大于6.0MVA。其控制和操作需要滿足國家關于風電機組電電壓穿越測試與光伏發(fā)電站的相關測試規(guī)程技術要求。本檢測平臺能夠同時滿足同等條件下光伏電站或光伏逆變器的低電壓穿越能力測試。2.7接地電阻：=5Q。3太陽能光伏陣列IV曲線測試儀的技術要求3.1結構及原理要求根據(jù)模擬實際電網(wǎng)短路故障的要求，測試系統(tǒng)須采用阻抗分壓方式，原理如下圖1所示（以實際為準）。測試系統(tǒng)串聯(lián)接入風電機組出口變壓器高壓側（35kV、20 kV、10 kV側）。低電壓穿拯檢測平臺的

4、工作履理囹 CR3電抗器】S11風電機俎CBl" C l#G*CT1CB2|1CT2光伏笈電站PT1pt? n-r電抗器2圖 1 測試系統(tǒng)原理圖3.2 測試系統(tǒng)功能要求1）整體要求測試系統(tǒng)緊湊式安裝；任何測試引起的測試系統(tǒng)電網(wǎng)側電壓波動均小于 5%Un； 測試接入系統(tǒng)電壓等級：適用于 35kV 系統(tǒng)，如果需要可考慮兼容 10kV 系統(tǒng)； 實現(xiàn)故障類型：三相短路、任何兩相短路、單相接地； 電壓跌落幅度：至少可實現(xiàn)電壓跌落至 90%Un、80%Un、75%Un、50%Un、 35%Un、 20%Un、10%Un、 0%電壓跌落以及其它需要電壓跌落類型 （訂貨時說明 ），精度優(yōu)于 3%U

5、n（般均優(yōu)于1%U n）;故障持續(xù)時間： 100ms3min 任意可設；電壓跌落和電壓恢復均在 1ms 內(nèi)實現(xiàn)。2）控制系統(tǒng)要求： 控制系統(tǒng)包括遠方控制系統(tǒng)和就地控制系統(tǒng)，遠方控制系統(tǒng)和就地控制系統(tǒng)具有相同 的功能，實現(xiàn)對測試系統(tǒng)的控制;控制系統(tǒng)具備風電機組低電壓穿越測試流程，按照要求可自動完成每個測試任務; 控制系統(tǒng)可實現(xiàn)對測試系統(tǒng)所有斷路器、刀閘的手動或自動控制;控制系統(tǒng)具有 2 路以上開出量輸出通道，用于測試開始時啟動測量系統(tǒng)采集數(shù)據(jù);控制系統(tǒng)具有 2 路以上開入量輸入通道，用于和測量系統(tǒng)以及外部信號進行交互; 控制系統(tǒng)主界面有遙信顯示功能。3）測量系統(tǒng)要求：測量系統(tǒng)包括就地測量系統(tǒng)和遠

6、方后臺兩部分;測量系統(tǒng)整體精度優(yōu)于 0.2 級;各個 PT 和 CT 須有良好的瞬態(tài)響應特性; 具有電抗器溫度測量和顯示功能;測量系統(tǒng)應能精確測量記錄試驗過程中的全部數(shù)據(jù)，包括電壓跌落前至電壓恢復后任 意時間段內(nèi)所有暫態(tài)過程和穩(wěn)態(tài)過程;測量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集設備可采集 16 個模擬采集通道，每通道采樣頻率不低于 50kHz， 4 個開關量輸入通道。 數(shù)采設備包含后臺操作用的計算機及相關采集和分析軟件， 用于 完成相關計算和分析；數(shù)據(jù)采集設備具有和遠方通訊功能，可實時和遠方后臺進行通 訊并及時將采集的數(shù)據(jù)傳送到遠方后臺； 數(shù)據(jù)采集設備具有實時數(shù)據(jù)計算和分析功能， 以便實時計算電流、電壓、有功功率等值

7、并送遠方后臺以曲線等類型顯示； 測試過程中可以監(jiān)測測試點處有關試驗的各類一次、二次狀態(tài)參數(shù)，該功能可以集成 在低電壓穿越檢測平臺，也可以由客戶已有的獨立采集儀器完成，但必須能夠與低電 壓穿越檢測平臺的試驗同步采樣；測量系統(tǒng)至少可同時測量2組PT電壓信號和3組CT電流信號，并完成相關計算和分 析（可完成風電機組及其變壓器高低壓側和并網(wǎng)點的試驗用的各類一次、二次狀態(tài)參 數(shù)的測試）；數(shù)據(jù)采集設備具備1路以上開關量輸入，通過開關量輸入觸發(fā)數(shù)據(jù)記錄的啟動和停止。（4）保護功能要求：具有就地和遠方手動緊急切出功能，可在任何時刻手動將測試設備從電網(wǎng)切出；具有過電流保護功能，在電流超過設定值時將測試設備自動從

8、電網(wǎng)切出；電抗器溫度過限自動切出測試設備；其它測試系統(tǒng)異常時自動切出測試設備。3.3測試系統(tǒng)參數(shù)表1測試系統(tǒng)主要技術參數(shù)序號參數(shù)名稱單位數(shù)值1額定電壓kV10、 20、 352額定電流A1003額定容量MV A64電壓跌落在1ms內(nèi)完成任何一次電壓跌落，精度優(yōu)于3%Un ;電壓恢復在 1ms內(nèi)完成。5電壓跌落故障持續(xù)時間100ms3min任意可設疋；誤差小于 10ms。4太陽能光伏陣列IV曲線測試儀系統(tǒng)構成檢測平臺的主設備戶內(nèi)安裝，核心部件包括電抗器組合、斷路器組合、控制系統(tǒng)、測量系 統(tǒng)四部分：其中電抗器采用國際知名品牌西門子或施耐德公司設計和生產(chǎn)；斷路器組合采用國 際知名品牌西門子、施耐德或

9、 ABB公司產(chǎn)品。1）電抗器：限流電抗器根據(jù)接入的電網(wǎng)情況以及測試風電機組容量整體進行考慮，能夠適 應各種電網(wǎng)情況和風電機組，限流電抗器設計為阻值可調(diào)，確保在進行測試時，對電網(wǎng)的影響 在允許范圍之內(nèi)。短路電抗器阻值可調(diào)，短路電抗器和限流電抗器配合調(diào)節(jié)實現(xiàn)不同程度的電 壓跌落。電抗器及安裝情況下圖1所示。圖2電抗器布置圖3）連接銅排：連接銅排分為導電銅排和接地銅排， 導電銅排用來連接抗器實現(xiàn)各種不同組 合。4）避雷器：電抗器相與相之間、每相與地之間接有避雷器；電抗器每個連接頭之間均裝有 避雷器，對電抗器起到了很好的保護作用。5）供電系統(tǒng)以及暖通、照明設備。6） 電抗器溫度監(jiān)測儀：試驗過程中可能會

10、在電抗器中流過很大的短路電流，使得電抗器發(fā) 熱，根據(jù)需要安裝電抗器溫度監(jiān)測儀，隨時監(jiān)測電抗器溫度，通過設定電抗器溫度保護限值，當溫度過高可以將電抗器以及整個測試系統(tǒng)從電網(wǎng)中切出。7）緊急報警系統(tǒng)：電抗器溫度過高，緊急報警系統(tǒng)啟動，進入相應的控制程序。8）斷路器組合：斷路器組合由 SF6氣體絕緣開關柜組合和 SF6氣體絕緣戶內(nèi)斷路器共同 組成，SF6氣體絕緣開關柜體積小，所有帶電部分均有氣體密閉，沒有任何帶電體裸露，每一 個斷路器均和三工位開關配合，安全可靠，操作簡單安裝方便。開關柜組合和戶內(nèi)斷路器配合， 共同實現(xiàn)試驗設備要求功能。9）就地控制系統(tǒng)：就地控制系統(tǒng)用來控制所有斷路器、隔離刀閘和接地

11、刀閘的開斷，自動完成所有試驗項目10）測量與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：系統(tǒng)根據(jù)觸發(fā)指令開始測量和記錄試驗過程中的所有測試信息, 并完成相關計算；系統(tǒng)能夠實時顯示和將測量結果并能導出為開放格式數(shù)據(jù)以用于分析計算。 測試系統(tǒng)還包括遠方監(jiān)視和控制系統(tǒng)，在試驗時遠程控制完成所有試驗項目，并對試驗數(shù)據(jù)和 結果進行處理。5 太陽能光伏陣列 IV 曲線測試儀主要部件技術要求5.1 開關柜一次部分技術要求(1) 開關柜設置母線室和斷路器室的壓力釋放裝置，當發(fā)生內(nèi)部電弧故障時，釋放壓力， 確保操作人員和開關柜安全。(2) 氣體絕緣開關柜的高壓帶電部分安裝在密封的六氟化硫(SF6)氣體中，具備足夠的絕緣強度，可以有效的防止來

12、自外界的污穢、潮氣、異物及其他有害影響，以保證設備的 長期穩(wěn)定工作。 斷路器室和母線室為充氣隔室， 三相系統(tǒng)在同一個隔室內(nèi)， 其中充滿干燥的 SF6 氣體，相鄰隔室的絕緣氣體完全隔絕。隔室的充氣及相應的試驗工作在賣方廠內(nèi)完成，現(xiàn)場無 須充氣。但考慮到海拔高程變化以及緩慢漏氣造成氣壓下降，有可能需要在現(xiàn)場充氣，組合開 關柜面板上應有充氣和測量 SF6氣壓的兩用接口，每次試驗前要使用專配的壓力表測量 SF6氣 體壓力，并另配專用充氣儲氣罐，可在現(xiàn)場充氣。(3) 每一獨立的充氣隔室內(nèi)均設置單獨的具有溫度補償功能的氣體壓力檢測裝置，當氣室 內(nèi)壓力低于最小工作壓力或高于壓力上限時，壓力檢測裝置提供相應的

13、報警。同時應設置人工 測量SF6氣體壓力的接口，以防誤報警。(4) 氣體絕緣開關柜內(nèi)安裝的斷路器為真空斷路器。斷路器上配有機械式計數(shù)器，用于合 閘時計數(shù)， 計數(shù)器安裝在斷路器面板上， 斷路器面板上設有機械式合分閘狀態(tài)指示、 彈簧儲能 狀態(tài)指示、及手動合分閘按鈕。(5) 斷路器、三工位開關 /隔離開關的操作機構安裝在低壓室內(nèi)。三工位開關和隔離開關正常為電動操作，打開低壓室門，可進行手動操作。三工位開關/隔離開關上設有機械式分合閘狀態(tài)指示。(6) 氣體絕緣開關柜采用先進的插接技術，內(nèi)部電場均勻，有較高的電氣絕緣性能。(7) 為防止保護裝置受到潮氣的影響，低壓室內(nèi)設置由空氣開關控制的AC220V 5

14、0W 電加熱器。(8) 電纜引入柜內(nèi)后通過內(nèi)錐式電纜插頭和電纜插座連接。(9) 每臺開關柜上設置接地導體，導體為銅質的，截面為30mm x 8mm，柜內(nèi)設有與接地系統(tǒng)相連的接地端子。(10) 開關柜充氣隔室的防護等級為 IP65， 外殼的防護等級為 IP4X。(11) 一次相序按面對開關柜前門從左到右排列為L1(A)、L2( B)、L3( C)，并用標牌標識，顏色分別為黃、綠、紅。(12) 氣體絕緣開關柜從結構設計上保證了工作人員的人身安全，便于運行、維護、檢查、檢修和試驗。由于密閉的SF6開關柜無法驗電，組合開關柜面板應設置顯示開關內(nèi)三相回路應 帶有電壓的指示裝置（相當于驗電裝置）。5.2開

15、關柜二次部分技術要求（1）所有開關柜內(nèi)部導線均采用500V絕緣多股銅芯導線，導線中間不得有接頭，控制、保 護、信號回路導線截面為1.5mm2，電壓回路1.5mm2，電流回路2.5mm2。（2）開關柜柜間小母線具體配置如下：控制保護電源小母線（直流）；儲能電源小母線（直流）；加熱器電源小母線（交流220V）；以上a）, b）, c）小母線截面為4mm2；閉鎖小母線（直流）；電壓小母線（交流100V）；預告警信號小母線（包括 MCB跳閘，繼電器內(nèi)部故障信號）；以上d）, e）,f）小母線截面均為2.5mm2；（3）所有CT、PT二次回路引出至端子，備用 CT二次繞組在端子上短接。PT二次側中性點直

16、接接地；端子排上每個端子和連線要編號，電流回路采用專用電流型試驗端子；開關柜低壓室設門控式照明設備。（6）開關柜可提供買方使用的備用狀態(tài)信號接點如下：斷路器狀態(tài)：分閘位置2個，合閘位置2個；斷路器儲能彈簧狀態(tài)：彈簧未儲能位置1個；三工位開關位置狀態(tài)：分閘位置 2個，合閘位置2個，接地位置2個。（7）設置若干AC220V電源插座，以方便取用電。5.3開關柜基本技術參數(shù)技術參數(shù)單位限值額定電壓kV9 40.5額定絕緣水平：1分鐘工頻耐壓（有效值）kV85雷電沖擊耐壓（峰值）kV185額定頻率Hz50額定熱穩(wěn)定電流（4s有效值）kA25額定峰值耐受電流kA63主母線額定電流A1250絕緣氣體設計壓力

17、（絕對值）Pa51.6 >105絕緣氣體額定工作壓力絕對值（20 C）Pa1.3 >05絕緣氣體最低工作壓力絕對值（20 C）Pa1.2 >05開關柜氣室年泄漏率%w 0.25輔助電源電壓：控制回路，儲能電機加熱器VVDC220 或 110AC220SF6氣體濕度（含水量）（出廠試驗值）uL/Lw 500局部放電量（測量電壓1.1Um）PCw 100局部放電量（測量電壓 1.1Um/誼）PCw 105.4開關柜用斷路器技術參數(shù)技術參數(shù)單位限值額定電壓kV40.5額定絕緣水平：1分鐘工頻耐壓（有效值）kV85雷電沖擊耐壓（峰值）kV185額定頻率Hz50額定電流A1250熱穩(wěn)定電流（4s有效值）kA25額定峰值耐受電流kA63額定短路開斷電流kA25額定短路關合電流kA63額定操作順序0-180s-C0-180s-C0自動重合閘操作順序O -0.3s-C0-180s-C0輔助電源電壓：控制回路VDC220 或 110儲能電機VDC220 或 110合閘時間ms5567分閘時間ms3345燃弧時間msw 15開斷時間ms4860機械操作壽命（短路開斷電流 25KA 31.5KA）次10000機械操作壽命（短路開斷電流 40KA）次100005.5三工位開關技術參數(shù)技