双馈电机型式试验指导书终版

1、YRKKFF500-41560kW 690V 4p三相双馈异步风力发电机厂内型式试验指导书（样机）编号 QCSZFD08002 审查校核编制1. 适用范围本试验程序适用于风电三相双馈异步发电机YRKSFF630-6、2600kW、690V、6P厂内型式试验2. 引用标准GB 755 旋转电机 定额和性能GB 1032 三相异步电动机试验方法GB 10069.2 旋转电机噪声测定方法及限值 噪声简易测定方法GB 10069.3 旋转电机噪声测定方法及限值 噪声限值GB 10068 轴中心高为56mm及以上电机的机械振动 振动的测定、评定及限值GB8116 风力发电机组型式试验与基本参数JB/T5

2、811 交流低压电机成型绕组匝间绝缘试验方法及限值DB1586 双馈风力发电机绝缘试验规范J2446 YRKSFF630-6 1560kW双馈式风力发电机试验大纲J2437 YRKSFF630-6 1560kW异步发电机电气及开关数据J2436 YRKSFF630-6 1560kW三相双馈绕线异步发电机技术条件参考资料GB/Txxxx 风力发电机组 双馈异步发电机第1部分：技术条件GB/Txxxx 风力发电机组 双馈异步发电机第2部分：试验方法3. 电机参数工作号FD5-1-61型 号YRKKFF500-4额定功率1560kW额定定子电压690V额定定子电流1121A额定转子电压383V转子开

3、路电压2040V额定转子电流428A额定转速1800rpm工作转速范围10002000rpm工作频率50Hz效率96.5（保证值）功率因数1.0绝缘等级180(H) 温升按155(F)考核转动惯量65kgm2防护等级IP54(集电环单元IP23)定/转子接法 / Y极数4相数3安装方式IMB3旋转方向（轴伸端看）顺时针4. 试验条件和原理图发电机装配完成，转动灵活。转子变频器和定子并网开关柜采用产品配套设备，被试发电机电能输出通过10/0.69kV变压器与电网或试验电源联接，采用变频机组电源驱动6500kW、4极绕线式异步电动机作为拖动电机，拖动电机与被试发电机间联接有转矩转速传感器。试验原理

4、图如下：变速装置5. 试验项目5.1实际冷态下测定发电机定、转子绕组对机壳绝缘电阻需用仪器仪表：绝缘测试仪（兆欧表）、温度湿度测量仪5.2绕组实际冷态直流电阻测定需用仪器仪表：双臂电桥、温度湿度测量仪5.3电机定、转子之间相序检查及转子开路电压的测量需用仪器仪表：相序表、电压互感器、万用表5.4定子绕组相序检查及发电机短时升高电压试验需用仪器仪表：相序表、电压互感器5.5发电机堵转试验（电动机法）需用仪器仪表：电压互感器、电流互感器、功率分析仪5.6电动机法空载试验（电动机轴电压的测定）需用仪器仪表：电压互感器、电流互感器、功率分析仪、波形记录存储仪5.7电动机法刚性支撑上的振动测量需用仪器仪

5、表：电压互感器、电流互感器、功率分析仪、测振仪5.8电动机法转动惯量的测定需用仪器仪表：电压互感器、电流互感器、功率分析仪、测振仪、秒表5.9转子绕组串电阻起动试验（电动机法）需用仪器仪表：电压互感器、电流互感器、功率分析仪、波形记录存储仪5.10发电机法轴电压的测定需用仪器仪表：电压互感器、电流互感器、霍尔传感器（电压、电流）功率分析仪、波形记录存储仪、5.11发电机法刚性支撑上的振动测量需用仪器仪表：电压互感器、电流互感器、霍尔传感器（电压、电流）功率分析仪、测振仪5.12发电机法噪声的测量需用仪器仪表：声级计5.13发电机法空载试验需用仪器仪表：电压互感器、电流互感器、霍尔传感器（电压、

6、电流）功率分析仪、套转矩转速传感器和转矩转速测量仪5.14发电机不对称电压的测定（此试验可在电机空载试验时进行）需用仪器仪表：电压互感器、电流互感器、霍尔传感器（电压、电流）功率分析仪、转矩转速传感器和转矩转速测量仪5.15发电机空载定子回路谐波分量的测定（此试验可在电机空载试验时进行）需用仪器仪表：电压互感器、电流互感器、霍尔传感器（电压、电流）功率分析仪、转矩转速传感器和转矩转速测量仪5.16温升试验需用仪器仪表：电压互感器、电流互感器、霍尔传感器（电压、电流）功率分析仪、转矩转速传感器和转矩转速测量仪5.17负载特性的测定需用仪器仪表：电压互感器、电流互感器、霍尔传感器（电压、电流）功率

7、分析仪、转矩转速传感器和转矩转速测量仪5.18发电机负载谐波分量的测定需用仪器仪表：电压互感器、电流互感器、霍尔传感器（电压、电流）功率分析仪、转矩转速传感器和转矩转速测量仪5.19三相突然短路试验需用仪器仪表：电压互感器、电流互感器、霍尔传感器（电压、电流）、功率分析仪、无感分流器、波形记录存储仪5.20转子短路时的发电机法温升需用仪器仪表：电压互感器、电流互感器、功率分析仪、转矩转速传感器和转矩转速测量仪5.21发电机偶然过电流试验需用仪器仪表：电压互感器、电流互感器、功率分析仪、转矩转速传感器和转矩转速测量仪、秒表5.22发电机超速试验需用仪器仪表：电压互感器、电流互感器、功率分析仪、转

8、矩转速传感器和转矩转速测量仪、秒表5.23发电机最大转矩倍数的测定（圆图计算法，按GB1032执行）5.24电动机法柔性支撑上的振动测量需用仪器仪表：电压互感器、电流互感器、功率分析仪5.25发电机法柔性支撑上的振动测量需用仪器仪表：电压互感器、电流互感器、功率分析仪、霍尔传感器（电压、电流）、转矩转速传感器和转矩转速测量仪5.26交流耐电压试验（按DB1586执行）需用仪器仪表：电压互感器、交流电压表6. 试验设备l 4台功率分析仪l 1台绝缘测试仪，用于定转子绕组和RTD绝缘电阻的测量l 1台双臂电桥，用于定、转子绕组直流电阻的测量l 1台数字温度显示仪（用于定子和轴承温度测量）l 三套电

9、流电压互感器，分别用于测量定子、转子变频器网侧、网络的电量的测量l 一套Hall电流电压传感器，用于转子电量的测量l 一套转矩转速传感器和转矩转速测量仪，用于发电机输入机械功率的测量所有的电气仪表的准确度等级不低于0.5级。所有的温度测量的准确度应小于±1，可以使用多通道数字温度显示仪来测量多个温度量。所有测量装置应是按照规定校验过的。7. 试验程序7.1 实际冷态下测定发电机定、转子绕组对机壳绝缘电阻按照GB/T 20160-2006测试和评定。序号试验项目试验方法检验标准7.1.1定子绕组对机壳绝缘电阻采用1000V兆欧表对定子绕组进行测量，记录电阻值及温度1000M7.1.2转

10、子绕组对轴绝缘电阻采用2500V兆欧表对转子绕组进行测量，记录电阻值及温度2000M7.1.3定子检温元件对机壳绝缘电阻采用500V兆欧表对定子检温元件进行测量，记录电阻值及温度1M7.1.4加热器对机壳绝缘电阻采用500V兆欧表对加热器进行测量，记录电阻值及温度0.5M7.2 绕组实际冷态直流电阻测定按照GB/T 1032-2005（4）进行序号试验项目试验方法检验标准备注定子绕组直流电阻采用数字微欧计或凯尔文电桥进行测量，并同时记录环境温度各相电阻值与三相绕组的平均值之差应不大于平均值的±2%折算到基准温度75转子绕组直流电阻采用数字微欧计或凯尔文电桥进行测量，并同时记录环境温度

11、各相电阻值与三相绕组的平均值之差应不大于平均值的±2%7.2.3定子检温元件直流电阻采用数字微欧计或惠斯顿电桥进行测量，并同时记录环境温度(Pt100100，0)7.2.4加热器直流电阻采用数字微欧计或惠斯顿电桥进行测量，并同时记录环境温度（在冷状态下每个元件的标称电阻为321.0）7.3 电机定、转子之间相序检查及转子开路电压的测量进行该项试验前应先找出变频器相序，然后依次将电源A、B、C三相引线接至被试机的U、V、W出线端子上，调节变频器在定子绕组上施加50Hz 、200V电压（电压控制在相序表的电压等级范围内），先测定子绕组相序，再测转子绕组感应电压的相序是否与定子绕组相序一致

12、。电机静止，转子绕组开路，调节变频器将定子电压频率调至50 Hz ，在定子绕组上施加,200V电压，用600伏电压表测取转子出线端感应电压。7.4 定子绕组相序检查及发电机短时升高电压试验进行该项试验前应先找出变频器相序，然后依次将电源A、B、C三相引线接至被试机的U、V、W端子上，将转子绕组短路，启动被试电机，观察其转向，若转向正确，则定子绕组相序标记正确。若在7.3项测得转子绕组感应电压的相序与定子绕组相序一致，则转子绕组相序标记正确。 试验时，被试电机以电动机方式旋转，转子绕组短路，调节变频器，对定子绕组施加1.3的额定电压，历时3分钟。试验时允许同时提高频率或转速，但应不超过额定转速或

13、频率的115%。7.5 发电机堵转试验（电动机法）50Hz：堵转试验在电机接近冷状态时进行，转子绕组在集电环上短路。试验时将转子堵住，调节变频器，施于定子绕组额定频率的电压从不低于2倍额定电流开始，然后逐渐降低定子绕组电压，其间共测取810点读数，每点应同时测取下列数值：三相电压、三相电流、输入功率。试验结束后，立即在两个出线端间测量发电机定子绕组和转子绕组电阻。25Hz：试验方法同前，调节变频器，施于定子绕组25 Hz的电压,测取1.10.9倍额定电流时的三相电压、三相电流、输入功率。试验结束后，立即在两个出线端间测量发电机定子绕组和转子绕组电阻。12.5Hz：试验方法同前，调节变频器，施于

14、定子绕组12.5 Hz的电压,测取1.10.9倍额定电流时的三相电压、三相电流、输入功率。试验结束后，立即在两个出线端间测量发电机定子绕组和转子绕组电阻。7.6电动机法空载试验（电动机轴电压的测定） 被试电机转子绕组短路，作为电动机分别运行在33.33 Hz、41.67 Hz、50Hz、53.33 Hz、56.67 Hz、60Hz，50 Hz以下频率的空载试验，试验电压相应降低，否则电流超过额定电流。改变施加的电压，在1.2UN0.2UN之间测取1012点读数，每点分别读取三相电压、三相电流和功率。试验结束后立即测取电机的定子绕组热电阻。试验方法同前，被试电机以电动机方式空载运行至50 Hz、

15、额定电压时，用高内阻交流有效值电压表分别在接地碳刷接地和接地碳刷不接地时，测量电机的轴电压，并摄录轴电压波形。并测取被试电机的三相电流、三相电压值及相角，并计算电压的正序、负序及零序分量。7.7 电动机法刚性支撑上的振动测量将被试电机固定在平台上，被试电机以电动机方式分别运行在空载状态（定子绕组施加额定电压）和空转状态，在工作转速范围1000rpm至2000rpm转速上升及惰转过程中测取电机驱动端及非驱动端的振动速度值。按GB/T10068-2000进行测量和评定。7.8 电动机法转动惯量的测定被试电机作为电动机空载运行，当电机频率运行至55Hz时，切断电源在1.10.9倍同步转速（1500r

16、/min）范围内，用秒表每隔5秒测定转速变化所需要的时间。使用50Hz的电动机法空载试验数据进行转动惯量的计算。7.9 转子绕组串电阻起动试验（电动机法）被式电机作电动机运行，起动时，转子绕组串接三相对称1倍2倍转子电阻值的电阻，定子绕组施加0.3UN 电压，摄录起动电流波形（若电机不能起动，以0.1 UN逐级递增电压）。启动后将串接电阻短路。7.10 发电机法轴电压的测定被试电机应由拖动机驱动以额定转速运行，试验时，调节转子变频器使被试在额定电压下空载运行，用高内阻交流有效值电压表分别在接地碳刷接地和接地碳刷不接地时，测量电机的轴电压，并摄录轴电压波形。7.11 发电机法刚性支撑上的振动测量

17、7.11.1 将被试电机固定在平台上，被试电机由拖动机驱动，以发电机方式运行在空载状态（调节转子变频器，对转子绕组施加适当频率的励磁电流，将定子绕组电压调至额定电压），在工作转速范围1000rpm至2000rpm转速上升及下降过程中测取电机驱动端及非驱动端的振动速度值。按GB/T10068-2000进行测量和评定。7.11.2 将被试电机固定在平台上，被试电机由拖动机驱动，以发电机方式运行在额定负载状态（调节转子变频器，对转子绕组施加适当频率的励磁电流，将被试电机定子绕组电压调至额定频率、额定电压，被试电机相序与电网相序一致则通过转子变频器并网开关与电网并网，使被试电机工作在额定频率、额定电压

18、、额定电流、额定功率），在工作转速范围1000rpm至2000rpm转速上升及下降过程中测取电机驱动端及非驱动端的振动速度值。按GB/T10068-2000进行测量和评定。7.12 发电机法噪声的测量被试电机由拖动机驱动，以发电机状态空载分别运行至1800rpm、2000 rpm，调节转子变频器对转子绕组施加适当频率的励磁电流，使发电机定子绕组发出50Hz的交流电压至额定值，测电机的A计权声压级噪声（简易法），并测量电机的基本尺寸和背景噪声。按GB/T10069.2-1988和GB/T10069.3-1988进行测量和评定。7.13 发电机法空载试验发电机法（转子变频器功能具备时）被试电机由拖

19、动机驱动，定子绕组开路，以发电机状态空载运行至额定转速1800rpm，通过转子变频器对转子绕组施加频率为10Hz和相对定子相序为负序的励磁电流，使发电机定子绕组发出50Hz的交流电压，通过转子变频器调节励磁电流使发电机空载电枢电压达到额定电压的1.2倍，调节转子变频器逐渐减小励磁电流使定子绕组感应电压到尽可能低，期间测取1012点读数，每点应测取下列数值：发电机定、转子的三相电压及三相电流及频率；并从转矩转速仪读取发电机的输入机械功率。7.14 发电机不对称电压的测定（此试验可在电机空载试验时进行）被试电机由拖动机驱动，以发电机状态空载运行至1800rpm，对转子绕组施加适当频率的励磁电流，使

20、发电机定子绕组感应出50Hz的额定电压，分别测量和记录发电机定子绕组的三相电压值及相角，并计算电压的正序、负序及零序分量。（如果采用电动机法进行空载试验，则在额定电压下测取三相电流。）7.15 发电机空载定子回路谐波分量的测定（此试验可在电机空载试验时进行）被试电机由拖动机驱动，试验时调节转子变频器，使电机在空载发电机状态下运行，调整电机转速、定子感应电压及频率为额定值后，对定子电压、转子电压、转子电流进行频谱分析，并得到频谱图。7.16 温升试验7.16.1 被试机由拖动机拖至额定转速并保持不变，通过调节转子变频器使发电机电压为额定值（功率因数为1），并保持频率为50Hz。发电机相序与电网相

21、序一致则通过转子变频器并网开关与电网并网（并网开关由转子变频器控制）。调节转子变频器使发电机在额定工况下连续运行至热稳定。试验过程中，其间每隔半小时记录被试发电机定、转子的三相电压及三相电流和输出功率、定子测温元件电阻值或温度以及电机轴承、风道进出口的冷却介质和周围冷却介质的温度。温升试验结束后，立即测量发电机定子和转子绕组热电阻值及发电机定子和转子绕组热状态时的绝缘电阻值，并记录发电机集电环及滑环温度（用红外测温仪现场测量）。抽出转子，记录转子温度贴片的数据。7.16.2 被试机由拖动机拖至额定转速并保持不变，通过调节转子变频器使发电机在额定转速、额定电压、额定频率、功率因数为0.90（in

22、d.）、额定输出功率下连续运行至热稳定（一小时温升变化不超过2K）。试验过程中，其间每隔半小时记录被试发电机定、转子的三相电压及三相电流和输出功率、定子测温元件电阻值或温度以及电机轴承、风道进出口的冷却介质和周围冷却介质的温度。温升试验结束后，立即测量发电机定子和转子绕组热电阻值及发电机定子和转子绕组热状态时的绝缘电阻值，并记录发电机集电环及滑环温度（用红外测温仪现场测量）。抽出转子，记录转子温度贴片的数据。7.17 负载特性的测定7.17.1被试机由拖动机驱动作发电机运行，发电机转子由转子变频器供电，接近热状态时，以额定电压、额定频率、出口功率因数分别为1，0.90（cap.）及0.90（i

23、nd.）时运行，在工作转速范围内（1000rpm、1250 rpm、1500 rpm、1600 rpm、1700 rpm、1800 rpm、1900 rpm、2000 rpm）分别测取定子、转子机侧、转子变频器网侧三相电压、三相电流、功率、转速和转矩（发电机输入机械功率）。7.17.2被试机由拖动机驱动至额定转速作发电机运行，发电机转子由转子变频器供电，接近热状态时，以额定转速、额定电压、额定频率、出口功率因数分别为1， 0.90（cap.），0.90（ind.）时运行，负载电流从1.2倍额定电流起每隔25分别测取定子、转子机侧、转子变频器网侧三相电压、三相电流、功率、转矩（发电机输入机械功率

24、）。负载特性（发电机功率曲线）由转子变频器按照下表数据进行调节。1.5MW异步双馈风力发电机功率曲线 转速(rpm)1000125015001600170018002000备注发电机功率(kW)4406208501000125015601560定子功率(kW)681.9757856.1945.8111513171188转子功率(kW)-242-137-6.354.18134.8242.8372.4发电机功率(kW)4406208501000125015601560定子功率(kW)647.11741.36856.29951.781128.41339.21217.5转子功率(kW)-207.1-1

25、21.4-6.348.23121.65220.77342.51发电机功率(kW)4406208501000125015601560定子功率(kW)646.2740.5855.4950.8112713381216转子功率(kW)-206-120-5.3749.19122.8222.3343.77.18 发电机负载谐波分量的测定（该项试验可在项试验同时进行）电机在cos=1.0负载发电机状态下运行，调节拖动机、被试电机转子变频器，将电机转速、定子感应电压及频率调至额定值后，对定子电流、转子电流进行频谱分析，并得到频谱图。7.19 三相突然短路试验被试电机由拖动机驱动以发电机方式空载运行至工作转速，

26、调节转子变频器使定子感应电压在0.25UN 时，通过三相突然短路开关将三相定子绕组短路，用示波器摄录定、转子短路电流波形。7.20 转子短路时的发电机法温升被试机转子绕组短路，确认电网相序与被试机相序一致。拖动机由变频器起动并旋转至被试机的同步转速（1500rpm），通过调节被试电机的变频器将定子绕组的频率调至50Hz，发电机通过变频器零电压并网。（电网也通过6000kVA 10/0.69kV变压器、调压器与被试电机零电压并网（会有一个短时的冲击）。并车后调节被试机变频器，将被试电机电压调至额定电压并保持恒定，调节拖动机变频器使拖动机转速升高，被试电机在转子短路状态的工况下（被试电机视在功率850kVA，定子电流为711A，定子电压为690V）连续运行至热稳定。试验过程中，其间每隔半小时记录被试机的电压、电流和功率、定子测温元件电阻值或温度以及电机轴承、风道进出口的冷却介质和周围冷却介质的温度。温升试验结束后，立即测量被试机定子和转子绕组热电阻值及发电机定子和