太阳能光伏阵列IV曲线测试仪

1、太阳能光伏阵列 IV 曲线测试仪技术规范书1 太阳能光伏阵列 IV 曲线测试仪总则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

2、合本规范书和工业标准的优质产品。2 太阳能光伏阵列 IV 曲线测试仪使用条件2.1 环境条件a）户外环境温度要求：40 C 50C；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 50C50C；b） 相对湿度095% 。2.4工作条件a）环境温度一 40 0C40cC;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31.5kV40.5kV;同时也可以同时满足 10kV20kV电网电压的试验检测。b）电网频率允许范

3、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：=5Q。3太阳能光伏阵列IV曲线测试仪的技术要求3.1结构及原理要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）。低电压穿拯检测平台的

4、工作履理囹 CR3电抗器】S11风电机俎CBl" C l#G*CT1CB2|1CT2光伏笈电站PT1pt? n-r电抗器2图 1 测试系统原理图3.2 测试系统功能要求1）整体要求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%Un、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%U

5、n（般均优于1%U n）;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

6、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

7、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 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

8、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kV10、 20、 352额定电流A1003额定容量MV A64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。5电压跌落故障持续时间100ms3min任意可设疋；误差小于 10ms。4太阳能光伏阵列IV曲线测试仪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

9、 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。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

10、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。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

11、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 太阳能光伏阵列 IV 曲线测试仪主要部件技术要求5.1 开关柜一次部分技术要求(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

12、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 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

13、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 5

14、0W 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 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

15、关柜二次部分技术要求（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

16、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kV9 40.5额定绝缘水平：1分钟工频耐压（有效值）kV85雷电冲击耐压（峰值）kV185额定频率Hz50额定热稳定电流（4s有效值）kA25额定峰值耐受电流kA63主母线额定电流A1250绝缘气体设计压力

17、（绝对值）Pa51.6 >105绝缘气体额定工作压力绝对值（20 C）Pa1.3 >05绝缘气体最低工作压力绝对值（20 C）Pa1.2 >05开关柜气室年泄漏率%w 0.25辅助电源电压：控制回路，储能电机加热器VVDC220 或 110AC220SF6气体湿度（含水量）（出厂试验值）uL/Lw 500局部放电量（测量电压1.1Um）PCw 100局部放电量（测量电压 1.1Um/谊）PCw 105.4开关柜用断路器技术参数技术参数单位限值额定电压kV40.5额定绝缘水平：1分钟工频耐压（有效值）kV85雷电冲击耐压（峰值）kV185额定频率Hz50额定电流A1250热稳定电流（4s有效值）kA25额定峰值耐受电流kA63额定短路开断电流kA25额定短路关合电流kA63额定操作顺序0-180s-C0-180s-C0自动重合闸操作顺序O -0.3s-C0-180s-C0辅助电源电压：控制回路VDC220 或 110储能电机VDC220 或 110合闸时间ms5567分闸时间ms3345燃弧时间msw 15开断时间ms4860机械操作寿命（短路开断电流 25KA 31.5KA）次10000机械操作寿命（短路开断电流 40KA）次100005.5三工位开关技术参数技