GB/T31518.2-2015
直驱永磁风力发电机组第2部分：试验方法
Direct-drivepermanentmagnettypewindturbinegeneratorsystem—Part2:Testmethod
- 中国标准分类号（CCS）F11
- 国际标准分类号（ICS）27.180
- 实施日期2016-02-01
- 文件格式PDF
- 文本页数11页
- 文件大小372.71KB
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直驱永磁风力发电机组第2部分：试验方法
国家标准 GB/T31518.2一2015 直驱永磁风力发电机组 第2部分;试验方法 Direetdrivepermanentmagnettypewindturbinegeneratorsystem- Part2:Testmethod 2015-05-15发布 2016-02-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/T31518.2一2015 前 言 GB/T31518《直驱永磁风力发电机组》分为两个部分 -第1部分:技术条件; 第2部分;试验方法
本部分为GB/T31518的第2部分
本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本部分由机械工业联合会提出
本部分由全国风力机械标准化技术委员会(SAC/TC50)归口
本部分起草单位;新疆金风科技股份有限公司,北京金风科创风电设备有限公司,北京天诚同创电 气有限公司,湘潭电机股份有限公司
本部分主要起草人，王相明,关山杨炯明、李路,甘旭超,徐鹏葛俊豪、张新丽、王栋、王艳华、 宋晓萍
GB/T31518.2一2015 直驱永磁风力发电机组 第2部分;试验方法 范围 GB/T31518的本部分规定了直驱永磁风力发电机组的试验内容以及试验方法 本部分适用于水平轴直驱永磁风力发电机组(以下简称“机组”)的测试和检验,其他类型的风力发 电机组可参照使用
规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
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GB311.1绝缘配合第1部分:定义、原则和规则 GB/T2900.18电工术语低压电器 GB/T2900.53电工术语风力发电机组 GB/T16935.1低压系统内设备的绝缘配合第1部分;原理,要求和试验 GB/T17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验 GB/T17626.8电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验 GB/T17626.9电磁兼容试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验 GB/T17626.l1 电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验 低压电气设备的高电压试验技术第1部分;定义和试验要求 GB/T17627.1 GB/T17949.1接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则第1部分;常规测量 GB/T18451.1一2012风力发电机组设计要求 GB/T18451.2风力发电机组功率特性试验 风力发电机组控制器试验方法 GB/T19070 GB/T19960.12005风力发电机组第1部分;通用技术条件 GB/T20320风力发电机组电能质量测量和评估方法 GB/T22516 风力发电机组噪声测量方法 全功率变流器第1部分;技术条件 GB T 25387.1 风力发电机组 GB/T25387.2风力发电机组全功率变流器第2部分;试验方法 GB/T25389.1 风力发电机组低速永磁同步发电机第1部分:技术条件 cB/T25389.2风力发电机组低速水磁同步发电机第2部分试验方法 GB:/Z25426风力发电机组机械载荷测量 GB/T31518.1直驱永磁风力发电机组第1部分;技术条件 GB/T50063电力装置的电测量仪表装置设计规范 JB/T10425.2 风力发电机组偏航系统第2部分:试验方法 JB/T10426.2风力发电机组制动系统第2部分;试验方法 JB/T10427风力发电机组一般液压系统 JG924转距转速测量装置 NB/T31018风力发电机组电动变桨控制系统技术规范
GB/I31518.2一2015 术语和定义 GB/T2900.18和GB/T2900,53界定的以及下列术语和定义适用于本文件
3.1 试验台test-beneh 用于对风力发电机组关键系统进行功能或性能试验的成套地面试验装置 注;关键系统包括但不限于发电机.传动系统,变流器、控制器和安全系统 试验条件 试验运行外部条件 4.1 机组试验运行外部条件应符合GB/T18451.1一2012中第6章的规定
4.2测量仪器仪表 测量仪器仪表应满足以下要求 试验中所用的设备和仪器在试验前应校验,并符合国家规定的有关标准或计量部门的检验 a 规程
b试验中设备和仪器引人的随机测量误差应小于被测系统专用规范规定的测量容差的1/3
试验内容及试验方法 控制器性能试验 5.1 模拟机组的运行状态,检验控制器的响应是否符合设计要求,试验方法按照GB/T19070的规定 执行
注:具体测试项目根据不同的风力发电机组设计使用说明书执行
5.2电气性能检验 拖动试验前需进行电气性能检验,主要包括永磁同步发电机,主控制柜、机舱内部控制箱,变流柜等 电气设备的绝缘水平检查、接地系统检查和耐压试验,试验方法和试验标准如下 绝缘电阻应符合GB/T19960.1一2005中4.8.3的要求,试验方法按照GB/T16935.1的规定执行
使用接地电阻测量仪测量机组的接地点与大地间的接地电阻,测试结果应符合GB/19960.1 005中4.8.2的要求,试验方法按照GB/T17949.1的要求执行
设备额定电压低于1kV耐压试验方法见GB/T17627.1,设备额定电压高于1kV试验方法按照 GB311.1
5.3 空载拖动试验 使用全功率变流器将永磁同步发电机拖动至额定转速(允许士10%偏差),连续运行不小于1h
空载拖动永磁同步发电机的试验项目包括:空载电压测试,空载特性曲线测试、空载损耗测试,超速 测试、振动测试、噪声测试.试验方法按照GB/T25389.2的规定执行
拖动试验前永磁同步发电机的试验项目包括;绝缘电阻测定、绕组直流电阻测定,永磁同步发电机 技术标准应满足GB/T25389.1的要求,试验方法按GB/T25389.2的规定执行
GB/T31518.2一2015 5.4 负载拖动试验 按照永磁直驱风力发电机组的转速-转矩动态特性曲线,拖动发电机在工作转速范围内转动,分别 在25%、,50%、75%、100%额定功率段将机组拖动至稳定运行
永磁同步发电机测试项目包括:发热试验,效率测定、发电机功率特性测试、电流波形畸变率测试、 短路测试,试验方法按照GB/T25389.2的规定执行
全功率变流器的技术条件要求满足GB/T25387.1的规定，试验项目和试验方法按照 GB/T25387.2的规定执行
5.5液压系统测试 模拟与液压系统动作相关的工况,进行相应的操作,观察液压系统能否在规定时间内完成补压和泄 压,观察液压系统是否正常工作,试验标准按照JB/T10427的规定执行
5.6振动开关测试 调整标谁振动平台的振动频率和幅值,使其与整定值相同,在标谁振动平台上加与整定值相同的振 动频率和幅值,振动方向分别是X、Y和XY成夹角的三个方向,测试振动开关或者振动传感器是否报 出故障信号,试验方法按照GB/T19070的规定执行
在风电现场完成功能触发试验;分别拨动振动开关的触点,或者敲击振动传感器附近触发其限值， 观察是否触发故障停机
5.7解缆测试 手动偏航旋转机舱,检查位置传感器是否触发,保证机组能够正常解缆,此项测试要求风机组装完 成接线完毕后现场测试,按照GB/T19070的规定进行
5.8机械制动系统测试 确保机械制动系统正常,机械制动系统性能测试按JB/T10426.2的规定进行
5.9测风系统测试 测风系统由风速仪和风向标组成,厂家应该提供相应的设备标定证书
将风速仪和风向标安装完 成后,用手握住风速仪,监控面板显示应是零风速,对着风速仪吹风,监控面板应显示风速为非零
风向 标上部有风向检测标定刻度,手动将风向标的标头转到标定刻度(调整到0"和180°'),在监控面板上应 正确显示和标定刻度对应的风向角
5.10同步发电机转速测量系统测试 发电机转速测量系统厂家应提供相应的设备标定证书
根据不同的厂家,采用以下两种测量方案 方式一;采用永磁同步发电机同轴串联的计数型转速传感器检测转速" 方式二;采用永磁同步发电机出口三相电压电参量检测转速 若风力发电机组采用方式一,负载拖动试验时可将转速检测系统与同步发电机转子连接,按照 JG924的规定对转矩转速测量装置进行标定测试
若风力发电机组采用方式二,负载拖动试验时可将传感器接人,测量传感器输出的模拟量电压值对 应的转速和产品技术文件对比,误差满足JJG924的要求
5.11偏航系统测试 液压系统测试正常后手动偏航,使机组偏离当前主风向,确保控制器能够承受偏载,然后检查机组
GB/T31518.2一2015 能否在规定时间内平稳地回到当前主风向对风
机组应在顺时针和逆时针两个方向均能平稳偏航,且 偏航制动器、偏航轴承、偏航减速器无异响,试验方法按JB/T10425.2的规定进行
5.12变桨机构测试 变桨机构装配完成后,利用自制机械结构将重力矩加在变桨轴承上,使变桨机构模拟顺桨和开桨载 荷,利用驱动装置带动变桨轴承运动,分别加额定载荷的40%80%、120%、160%、200%,进行顺桨和 开桨试验,并测试开桨和顺桨的调节速度和有效行程的调节时间,变桨调节动作的响应时间,从桨叶角 0"开始桨叶角每增加1"记录每一次对应的变桨速度,顺桨和开桨角度超过30"后每增加5"记录一次对应 的变桨速度,直到顺桨和开桨极限位置
开桨和顺桨载荷试验中分别将计算所对应的重物加到变桨轴承上,从零载荷到200%载荷由小到 大按比例取5点试验,然后再从200%负荷开始从大到小以相同比例取5点试验,观察变桨机构运行情 况.记录变桨收桨(o"一90')和开桨(90°一0')的时间和速度,画出载荷对应桨叶角的运行曲线,试验方法 按NB/T31018的规定进行
5.13正常启动测试 机组完成接线及调试工作后,具备启动条件,在现场风速小于8m/s时,机组从停机转人启动状态
使启动过程中的机组自动进人并网程序,要求机组从启动到成功并网过程各状态发电机转速、桨叶角以 及变桨速度、机组振动满足厂家设计要求,使用专用设备测试机组并网端口的电压、电流的幅值和相位 观察其输出波形,记录机组正常并网瞬间电网侧参数变化,并网过程中网侧电流幅值不超过网侧额定电 流的峰值
5.14大风并网测试 在机组完成本部分5.13对应的测试后,在机组额定满发风速以上切出风速以下时启动风力发电机 组,利用机组控制和监控软件记录机组启动至稳定运行后发电机转速、风速、机组有功功率,桨叶角、机 组振动,变流器反馈扭矩,主控制器实际给定扭矩,变流器半导体元件温度,功率因数各项数据对应关系 满足厂家设计要求,要求永磁同步发电机在额定转速运行,机组在额定功率运行
5.15电气安全检查 电气安全检查主要包括对全功率变流器、永磁同步发电机、控制柜等电气设备的绝缘水平、耐压等 检查
同时检查电气元器件质量、辅助装置的安装、接线是否符合相关标准和图纸的规定
试验方法按 照GB/T17627.1,GB/T17949.1的规定执行
5.16故障模拟保护测试 模拟机组运行故障保护信号，检验安全控制器的响应是否符合设计要求,试验方法按照 GB/T19070的规定执行
具体测试项目根据风力发电机组设计说明书执行
5.17网侧缺相启动测试 保持机组网侧三相中的任意一相断路并做好绝缘防护,按照正常模式启动机组,要求机组在并网前 报出与网侧缺相相关的故障
5.18运行过程中缺相网侧)测试 将额外的开关装置串联在全功率变流器网侧三相中的任意一相,在全功率变流器额定功率运行时 断开额外的开关,使全功率变流器网侧缺相,要求全功率变流器报出相应故障、停机,整个过程中应无元
GB/T31518.2一2015 器件损坏 5.19运行过程中全功率变流器故障模拟测试 在机组额定功率运行状态下,通过变流器软件模拟可以导致变流器急停的故障,要求变流器报出相 应故障、停机,变流器接收到故障信号与功率单元停止调制的时间间隔不超过20ms,整个过程中无元 器件损坏 5.20 网侧断电保护测试 在机组额定运行状态下,控制位于风力发电机组网侧中压侧或低压侧箱变断路器,进行断开操作， 要求变桨系统利用备用电源能使3只叶片同时紧急收桨气动刹车,主控系统和变流器报出相应故障、停 机,整个过程中应无元器件损坏
5.21 正常停机保护测试 启动控制器的正常停机按钮之后机组应能从运行状态切换到停机状态
紧急停机保护测试 5.22 当机组发生异常状况,或者操作人员手动触发紧急停机按钮时,机组停机且应比正常停机的动作快 并网失败保护测试 5.23 模拟网侧出现异常状况时,在机组中触发一个中断
检查机组是杏按照制造商的设计要求执行相应动作
5.24过速保护测试 模拟发电机转子过速的情况,高于控制器设定值,检查机组是否执行过速保护动作
5.25气动刹车测试 检查机组能否通过手动操作执行有效的气动刹车,以保护机组安全
5.26有功功率调节测试 在额定风速情况下,启机待机组运行在额定功率状态下,通过机组控制面板或者机组主控制器软件 控制调整机组输出有功功率,要求机组能按照控制的输出功率运行,在整个功率调整的过程中机组满足 GB/T19960.12005的要求
5.27功率因数调节测试 机组在额定功率发电状态下,在机组技术条件范围内通过机组控制面板或机组主控制器软件调整 机组容性和感性无功功率输出大小,使用功率仪观察机组是否按无功输出和功率因数变化调整
5.28主控系统电能采集精度测试 通过网侧功率仪采集机组网侧电能,在0%100%额定有功功率范围内,要求主控采集的电参数 数据精度满足GB/50063的要求
5.29故障电压穿越测试 故障电压穿越试验方法:由电网侧电压模拟装置,分别将网侧电压调整至额定电压的90%与 110%,要求风机正常运行不报出任何故障
此项测试要求先在厂内完成型式试验,厂内型式试验通过
GB/I31518.2一2015 后再到风电现场完成型式试验,由电网侧电压模拟装置,按照图1对风机网侧电压进行调整 变流器稳定运行10nmin后开始进行测试,要求在故障过程中变流器保持并网状态,电流响应符合图2. . 115% 1109
正常发电运行状态 90% 85% 0% 60 说明: U 并网点电压; U 机组额定电压 图 A几 l K=(a)/A)>2 50% 响应时间s20ms -100% -85" -50% 159% 15%25% 拉u -% 说明: U 故障过程中机端电压; U 故障前机端电压 U 机组额定电压; U=U-U
; 故障过程中机组无功电流; I -故障前机组无功电流; 代表容性 -代表感性; -机组额定电流 AI,=I,一1
图2
GB/T31518.2一2015 5.30功率特性测试 机组功率特性测试要求按照GB/T18451.2的规定进行
5.31 电能质量测试 电能质量测试包括:电压偏差、电压不平衡度、频率、谐波、电压波动、闪变等
试验方法;使用电能质量分析装置,分别测量风力发电机组额定运行功率的25%、50%、75%、 100%状态下的网侧电压、电流,按照GB/T20320进行测试
5.32噪声测试 机组噪声测试按照GB/T22516的规定执行
5.33 载荷测试 机械载荷测试按照GB/Z25426的规定执行
抗电磁干扰测试 5.34 机组控制系统的抗电磁干扰试验要求按照GB/T17626.2.GB/T17626.8、GB/T17626.9和 GB/T17626.11的规定执行,当存在电磁干扰的情况下,各传感器应不误发信号,执行部件应不产生误 动作 试验报告 试验报告格式和内容参见附录A
GB/I31518.2一2015 附录 A 资料性附录 试验报告格式和内容 A.1封面1与封面2 A.1.1封面1 封面1应包括试验报告名称、编写报告单位和日期等
编写报告单位应署全称,与日期一起位于封 面的正下方
A.1.2封面2 封面2应包括以下内容报告名称、报告编号、试验地点、试验负责人、试验日期、主要参试人员、报 告编写日期、报告编写人职务或职称)、校对人职务或职称)、审核人职务或职称)、批准人(职务或职 称)等
A.2报告内容 A.2.1前言 任务来源、试验目的、试验时间等
A.2.2试验机组 试验机组简介,依据设计或制造厂商说明书列出主要技术参数和特点
A.2.3试验设备 试验台简介,主要仪器、仪表、装置的名称,型号,规格、精度等级及检验日期等
A.2.4试验项目 试验项目名称、试验条件
A.2.5试验方法 试验方法及有关标准代号、名称
A.2.6试验条件、数据和结果 按照第5章所做的试验,分别列出试验项目名称,条件,原始数据、表格
经整理、修正、计算和处理 得出结果
并绘制必要的特性曲线图
试验结果 A.2.7 分别列出必要的原始数据和经整理得出的结果,对试验结果进行必要的分析和讨论
A.2.8结论 结论要科学,真实、可靠
对机组性能、指标和技术参数按有关技术文件进行认真评价,并对试验过
GB/T31518.2一2015 程中所发生的问题进行分析,提出改进意见和建议
A.3其他 报告中一般应附有试验照片
试验发生中断或重要故障时,应在报告中明确中断的原因,继续试验的时间和情况
重要故障应较 详细地说明情况和处理办法
直驱永磁风力发电机组的试验方法:GB/T31518.2-2015
直驱永磁风力发电机组是一种新型高效、可靠的风力发电设备，受到了广泛的关注和应用。为了保证其正常运行和性能表现，需要进行全面的试验评估。
GB/T31518.2-2015《直驱永磁风力发电机组 第2部分：试验方法》是我国针对该类型风力发电机组制定的试验标准，共包含15个试验项目，其中包括额定功率试验、轴承寿命试验、低温试验等多个方面。
首先是额定功率试验。通过对风力发电机组在额定工况下的发电性能、稳定性、输出功率等指标进行测试，以确保其满足设计要求，具有良好的经济性和可靠性。
其次是轴承寿命试验。该项试验旨在评估直驱永磁风力发电机组的轴承寿命，通过对轴承的使用寿命进行测试，以判断轴承的质量及其适用范围。
另外，低温试验也是十分重要的一个环节。由于风力发电机组常常安装在极端恶劣的环境中，因此需要考虑低温条件下设备的运行情况。低温试验主要是测试发电机组在低温环境下的启动、运行和停止等方面的表现。
除此之外，GB/T31518.2-2015标准还包括了防雷试验、振动试验、噪声试验、机械安全试验等多个项目，全面评估了直驱永磁风力发电机组的性能表现。
总的来说，GB/T31518.2-2015标准为直驱永磁风力发电机组的试验提供了详细的规范和方法，保证了设备的质量和可靠性。今后，随着技术的不断发展，各种新型试验方法将不断涌现，为风力发电行业的发展提供更加有力的支撑。
