NBT 10437-2020 风力发电机组 变流系统用机侧滤波器技术规范

31.160L18NB

NB/T

10437—2020风力发电机组变流系统用

机侧滤波器技术规范Technical

specification

converter

of

wind

turbine

generator

发布

实施国家能源局 发

布NB/T

10437— 1

范围

...............................................................................

32

规范性引用文件

.....................................................................

33

术语和定义

.........................................................................

44

使用条件

...........................................................................

55

技术要求和参数指标

.................................................................

66

试验方法

...........................................................................

97

检验规则

..........................................................................

158

标志、包装、贮存和运输

............................................................

16XX/T

XXXXX— 本标准按GB/T

《标准化工作导则

第1部分:标准的结构和编写》给定的规则起草。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由能源行业风电标准化技术委员会风电电器设备分技术委员会(NEA/TCl/SC6)归口。技术有限公司。尚科新能源技术有限公司、天津瑞能电气有限公司、浙江大学、亚之捷智能装备（江苏）有限公司。本标准主要起草人：李宁、果岩、王艳华、俞庆、陈国栋、罗荣锋、辛理夫、刘志、张利、曾鸣、庭、唐超利、杨浩、王建全、李浩然、庄骏、侯立军、艾斯卡尔、谢清明、吴立建。本标准为首次制定。NB/T

10437—

机侧滤波器技术规范1范围及其产品的相关信息等。本标准适用于连接风力发电机绕组和机侧变流器之间用于滤波功能的组件。包含独立滤波器（外置），和附属于变流器的滤波器（内置）。典型应用范围如下图1和图2所示：图1

双馈机组机侧滤波器范围图2

全功率机组机侧滤波器范围2 规范性引用文件是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T

包装储运图示标志GB/T

电工电子产品环境试验

第2部分：试验方法

试验A：低温GB/T

电工电子产品环境试验

第2部分：试验方法

试验B：高温GB/T

电工电子产品环境试验

第2部分：试验方法

试验Cab：恒定湿热试验XX/T

XXXXX—GB/T

电工电子产品基本环境试验规程

第2部分：试验方法

试验Db：交变湿热（＋循环）GB/T

电工术语

变压器、互感器、调压器和电抗器GB/T

电工术语

电力电子技术GB/T

电工术语

风力发电机组GB/T

－

电气控制设备GB/T

－

半导体变流器

通用要求和电网换相变流器

第部分:基本要求规范GB/T

外壳防护等级（IP代码）GB/T

－

调速电气传动系统

第2部分：一般要求低压交流变频电气传动系统额定值的规定GB/T

－2012

调速电气传动系统

第3部分：产品的电磁兼容性标准及其特定的试验方法GB/T

电机产品包装通用技术要求GB/T

低压开关设备和控制设备

第1部分：总则GB/T

风力发电机组

全功率变流器

第1部分：技术条件GB/T

风力发电机组 双馈式变流器

第1部分：技术条件GB/T

风力发电机组 永磁同步发电机

第1部分

技术条件NB/T

永磁风力发电机变流器技术规范3 术语和定义GB/T

－、

2900.33和GB/T

2900.53界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1风力发电机组变流系统

convertor

system由风力发电机组机侧滤波器，变流器和其他必要组件共同组成的风力发电组件。3.2 机侧滤波器 generator

filterdu/dt电压过高等问题）的滤波器。3.3 总谐波畸变率 total

harmonic

distortion；THD总谐波畸变率与所考虑量的基波分量相关。总谐波畸变率（THD）定义为：THD

=

Q2

Q12

............................ (1)Q12假若间谐波忽略不计，则式（2）也可表达为：NB/T

10437—∑QTHD

∑Q

nhQ

h

............................

(2)

hh3.4 共模电压common-mode

voltage在每一导体和所规定的在电压表两测量端和规定公共端之间的那部分输入电压的三分之一，即。3.5 差模电压differential

mode

相与相之间的电位差。3.6 du/dt

值 du/dt

valuedu/dt通常定义为电压随时间的导数：du/dt=ΔUi/Δti=(U90%-U10%)/(t90%-t10%)。

......................................

(3)式中：du/dt：电压随时间的导数；ΔUi：电压变化值；Δti：时间变化值；U10%：10%电压值；t10%:

10%电压值对应的时间值U90%：90%电压值；t90%:

90%电压值对应的时间值。3.7 共模电流 common-mode

current在任意（或全部）载流导线和参考地之间的无用电位差所形成的电流。3.8 无源滤波器

由电阻、电容和电感等器件构成的滤波器。3.9 有源滤波器 active

由电阻、电容和有源器件（通常为运算放大器或DSP等）构成的滤波器。4 使用条件4.1 工作环境条件应在规定的空冷或液冷的环境条件下工作：a）工作环境温度常温型：－20

℃～＋45

℃；XX/T

XXXXX—低温型：－40

℃～＋45

℃。b）相对湿度：≤95％（

℃以下）；c）海拔高度：≤2

000

m。4.2 试验环境条件主要包括使用气候条件，应在如下大气环境下进行试验：a）环境温度：－5

℃～＋40

℃；b）相对湿度：≤

90％（

℃以下）；c）大气压力：86

～106

。d）海拔高度：≤2

000

m。4.3 贮存、运输时的环境温度滤波器在贮存和运输期间环境空气的极限温度范围为：－40

℃～＋70

℃。4.4 电气条件4.4.1 发电机频率变化范围发电机频率变化范围：直驱：0～、双馈：0～、半直驱

0～150

Hz；当频率变化范围超出上述范围，由用户与制造商协商。4.4.2 机侧滤波器电压波动范围机侧滤波器在发电机端口电压工作运行范围内波动时，应能正常运行。当电机端口电压超出上述范围，由用户与制造商协商。5 技术要求5.1 结构及外观要求壳体、外观、表面应无划伤、无变形，按照

中的规定。5.2 电气连接要求足滤波器最大导通电流能力，按照

3797-2016中6.7的规定。5.3绝缘5.3.1绝缘电阻在4.2规定的正常试验大气条件下，滤波器各独立电路与外露的可导电部分之间，以及与各独立电路之间，用直流兆欧表，测量其绝缘电阻，应不小于1

MΩ。试验电压按照表1的规定进行。表1 绝缘电阻试验电压等级U

kVkVU≤0.060.50.06＜U≤0.1251.50.25＜U≤0.5＋2U1.13U3.6＋1.8UUU

25060

U

500250

U

10001000

U

10

2500NB/T

10437—5.3.2 介质强度在4.250

15.3.2 介质强度击穿、闪络及元件损坏现象；工频交流试验电压值按表2规定进行选择，也可以采用直流试验电压，其值应为规定的工频交流试验电压值的

倍；试验过程中，任一被试电路施加电压时，其余电路等电位互联接地。表2 介质强度试验电压等级表2 介质强度试验电压等级5.3.3 电气间隙和爬电距离14048.1规定。5.4过载能力滤波器的过载能力，应与变流器过载能力相匹配。可在变流器％的标称电流下，持续运行时间应不少于1

min。5.5 总谐波畸变系数（）按照GB/T 25389.1-2018中5.15关于空载线电压波形畸变率的规定。5.6 温升在标称电流运行条件下，待各元件热稳定后，滤波器各部位的极限温升见表3。表3 滤波器各部位的极限温升部件和部位 极限温升K主电路电抗器外壳温升和结温由产品技术条件或分类标准规定电容由产品技术条件或分类标准规定母线（非连接处）铜：35，铝：

铜铝复合：30电阻由产品技术条件或分类标准规定XX/T

XXXXX—5.7 5.7 过温保护功能5.8 电磁兼容性机侧滤波器为有源滤波器时，按照GB/T

12668.3－

调速电气传动系统

第3部分：产品的电磁兼容性标准及其特定的试验方法中规定的参数进行。5.9 低温性能在试验温度为工作温度下限且稳定后，产品通电启动运行，持续运行时间为2

h。2h5.10 高温性能在试验温度为工作温度上限且稳定后，产品通电启动运行，持续运行时间为2

h。2h5.11耐湿热性能根据试验条件和使用环境，在以下5.12和5.13两种方法中选择其中一种。5.12 交变湿热按GB/T

2423.4进行试验后，试验电压按照表1的规定进行，测量其绝缘电阻，应不小于0.5

MΩ。介质强度应不低于5.3.2规定的介质强度试验电压值的75％。5.13 恒定湿热按

2423.3进行试验后，试验电压按照表1的规定进行，测量其绝缘电阻，应不小于0.5

MΩ。介质强度应不低于5.3.2规定的介质强度试验电压值的75％。5.14 防护等级a)

空冷、混合冷却型：不低于

；b)

液冷：不低于

IP54。5.15 噪声额定运行条件下，滤波器所发出的噪声声压级应不大于。5.16 稳定性运行时间滤波器满载连续运行时间应不小于72

h。项

目测试要求状

态不通电条件下振动型式正弦振动幅值和加速度：10

Hz

≤

f

≤

57

57

Hz

＜

f

≤

150

Hz幅值0.075

mm2加速度9.8

m/s

(1

振动持续时间X、Y、Z三个轴向10个扫描周期NB/T

10437—5.17共模电压要求匹配电机端共模电压耐受水平。5.18 差模电压要求匹配电机端差模电压耐受水平。5.19 du/dt

值要求匹配电机端对du/dt值的耐受水平。5.20 共模电流值要求匹配电机端对共模电流值的耐受水平。具体参数值由产品技术条件或客户与厂家协商制定。5.21 振动滤波器应满足表4所示的振动试验要求（符合

的5.2.6.4）。表4 振动试验要求表4 振动试验要求当有特殊要术,振动幅值和加速度可供需双方自行商定，合格判断依据不变。6.1 试验平台滤波器试验应在与实际工作等效的电气条件下进行，例如，可采用如图3所示的试验平台（以全功速运行，在上位机的辅助控制下完成被测滤波器的一系列试验。XX/T

XXXXX—图

3 滤波器试验平台（全功率机组为例）6.2 仪器设备试验中使用的测量仪器、仪表、传感器的准确度等级应不低于级（兆欧表除外），电流传感器的准确度不应低于级，电量变送器的准确度应在％以内，转速表的准确度应在％以内，或者误差在±1r/min以内，温度计的误差不应大于±1

℃，测量仪器仪表应符合相关标准的规定。6.3 检查和试验6.3.1 结构外观检查按照

3797-2016中的要求进行检查。6.3.2 电气连接检查5.26.3.3绝缘试验试验应在规定的正常试验大气条件下进行。6.3.3.1 绝缘电阻试验方法按GB/T

3859.1－2013中7.2.3.1额定电压按表1选取兆欧表的电压等级，测得的绝缘电阻应符合5.3.1的要求。6.3.3.2 介质强度试验方法按GB/T

3859.1－2013中7.2仪的试验电压等级根据变流器额定电压按表2选取，试验电压为50

Hz正弦波，持续时间1

min，无击穿闪络及元件损坏现象。当因电磁滤波元件的存在而无法施加交流试验电压时，也可以采用等效的直流试验电压，其值按表试验电压

10kVmmmm0.38140.60.6212220.6612221.0516321.1418352.328553.153675100125NB/T

10437—6.3.3.3电气间隙和爬电距离器件若有除外），应符合5.3.3.3的规定，其允许值见表5。表5 电气间隙和爬电距离允许值6.3.4过载能力试验GB/T

13422表5 电气间隙和爬电距离允许值6.3.4过载能力试验1

10

3次，滤波器应无损坏并能正常工作。6.3.5 总谐波畸变系数（试验可结合6.3.4同时进行，并按照GB/T

13422－中5.3.8的规定，并按着图3所示，在各个典型转速点及相应功率下，测定滤波器电机端电流畸变系数，符合本标准5.5章节中的规定。6.3.6温升试验试验可按照GB/T

3859.1－2013中7.4.2红外测温计或其它有效的方法。在标称电流运行条件下，各元件热稳定后，按表3测量温升，其温升在器件各自规定的范围之内。6.3.7 保护功能试验过温保护过温保护功能。6.3.8电磁兼容试验抗电磁干扰性试验按GB12668.3-2012中5的规定进行。电磁发射试验按中6的规定进行。11XX/T

XXXXX—6.3.9低温性能试验试验方法按GB/T

2423.1中“试验A”进行。产品无包装，在试验温度为－20

℃±3

℃（常温型）或者－40

℃±3

2

h至常温2

h后，滤波器仍能正常工作。6.3.10 高温性能试验试验方法按GB/T

2423.2B45

℃±2

℃情况下稳定后，产品通电启动运行，持续运行时间为2

h。试验结束后再恢复至常温2

h后，滤波器仍能正常工作。6.3.11 耐湿热性能试验6.3.11.1交变湿热应能承受GB/T

规定的交变湿热试验。试验温度为低温：25

℃±3

℃，高温：40℃±2

℃，相对湿度为（93±3）％，试验持续时间为两周期（

h）的条件下。在试验结束前2

h内，用直流兆欧表，试验电压按照表1的规定进行，测量其绝缘电阻，应不小于0.5

MΩ，且介质强度应能耐受不低于5.3.2规定的介质强度试验电压值的75％。6.3.11.2恒定湿热应能承受GB/T

2423.3规定的恒定湿热试验。试验温度为40

℃±2

℃，相对湿度为（±3）％，试验持续时间为48

h的条件下。在试验结束前2

h内，用直流兆欧表，试验电压按照表1的规定进行，测

MΩ5.3.2规定的介质强度试验电压值的75％。6.3.12 防护等级试验按照GB/T

规定的试验方法进行试验，防护等级应满足5.14的规定。6.3.13噪声试验在额定运行条件，距噪音源水平位置1米处，测得滤波器所发出的噪声应满足

规定。6.3.14 稳定性运行试验滤波器满载连续运行时间应满足5.16要求。6.3.15 贮存试验不包装，不施加激励量，先按

2423.1的规定，进行－40

℃、

h的低温贮存试验。在室温下恢复正常状态后，再按

2423.2的规定，进行＋

℃、16

h的高温贮存试验。在室温下恢复正常状态后，依据6.1的试验平台，装置的性能应符合第5章的规定。UPS、电池等部件可不进行低温贮存试验6.3.16共模电压测试测试原理可参见图

4，如图

4

中选取发电机线缆出口处作为测试点，

a、b、c

代表选取的测试点，共模电压值取。12NB/T

10437—图4 共模电压测试原理6.3.17 差模电压测试测试原理见图

5，图

5

中选取发电机线缆出口处作为测试点，a、b、c

代表选取的测试点，相间差模电压值取测试点间电压差，差模电压值取三者值（，V2，V3）中最大者。图5 差模电压测试原理6.3.18 du/dt

值测试测试原理见图

6，取差模电压和共模电压测试波形展开，du/dt

值定义为电压随时间的导数：du/dt=ΔUi/Δt。13XX/T

XXXXX—图6 du/dt值测试原理du/dt：电压随时间的导数；ΔUi：电压变化值；Δti：时间变化值；U10%：10%电压值；t10%:

10%电压值对应的时间值U90%：90%电压值；t90%:

90%电压值对应的时间值。6.3.19 共模电流测试测试原理见图

7

7

数。图7 共模电流测试原理14NB/T

10437—6.3.20 振动试验试验时，将滤波器按照正常使用的安装方式固定到试验平台，在不通电的情况下，按照表

4

的要出现电气元件损坏、铜排连接变松、结构件变形等现象，并记录样品响应较大的频率点。7 检验规则7.1 类型7.1.1 型式试验当有下列情况之一时，应进行型式试验：a）新产品鉴定时；b）正式生产后，结构、材料、工艺有较大改变，足以影响产品性能时；c）批量生产的产品，每隔一定时间进行一次抽试，具体期限由分类标准规定，但不得超过

5

年；d）产品长期停产后恢复生产时；e）国家质量监督机构提出进行型式试验的要求时。7.1.1.1 抽样方法进行型式试验的样品，应在经过出厂试验合格后的一批中抽样，抽样的数量应不少于两台。7.1.1.2 判定规则合格的原因，再次进行型式试验合格后方能恢复生产。7.1.2 出厂试验每台产品都应进行出厂试验。试验合格后，填写试验记录并且出具合格证方能出厂。7.2 试验实施7.2.1 一般要求a）当用户或其代理人希望目睹工厂试验时，在订单中应予说明；b）订货前若商定，供货者应提供型式试验和出厂试验合格证书；c）除非另有协议，试验应在发货前在制造厂进行。7.2.2 接地要求制造商应说明滤波器可采用的接地系统并进行型式试验，其中可能包括：a）相线对地；b）绝缘（不接地）。7.3 试验项目风力发电机组变流系统用机侧用滤波器试验项目见表6。155.16.3.15.26.3.25.36.3.35.46.3.4THD5.56.3.55.66.3.65.76.3.75.86.3.85.96.3.95.106.3.105.116.3.115.146.3.125.156.3.135.166.3.144.36.3.155.176.3.165.186.3.17

5.196.3.185.206.3.195.216.3.