2024风力发电机组轴电压轴电流技术要求和测试方法

风力发电机组轴电压轴电流技术要求和测试方法II目 次前 言 II范围 1规性用件 1术和义 1技要求 22对电压 2承流度 2承流 2绝缘阻 2测试 3试求 3试法 3PAGEPAGE1风力发电机组轴电压轴电流技术要求和测试方法范围本文件规定了风力发电机组轴电压和轴电流的术语定义、技术要求、测试方法等。（GB/T1029三相同步电机试验方法GB/T1032三相异步电动机试验方法下列术语和定义适用于本文件。3.1轴电压shaftvoltage由于磁通不平衡、变频供电或静电感应，通过电容耦合或直接耦合等方式在发电机的转轴或等效轴向部件上两端产生的电势差。3.2轴对地电压shafttogroundvoltage发电机的转轴或者等效轴向部件与地或者等效地之间的电势差。3.3轴承电压bearingvoltage在轴承内外圈润滑油（或脂）膜的电势差。3.4轴承电流bearingcurrent经过轴承和润滑油（或脂）膜的电流，通常与轴承电压强相关。3.5轴承接触面积bearingcontactarea轴承中各滚动体与内圈滚道或外圈滚道表面的接触点面积之和，内外圈滚道接触点面积和中取较小值。3.6轴承电流密度bearingcurrentdensity轴承电流除以轴承接触面积。3.7低阻抗路径lowimpedancepath按照设备使用状态时的拓扑结构，电路分析出通过轴承的阻抗较低且存在不可忽视的轴承电流的路径。3.8隔绝绝缘电阻isolationinsulationresistance采用隔绝阻断的方式来切断低阻抗路径时，隔绝层的电阻值。原则发电机轴承或与发电机转子直接连接的轴承应采用防止电腐蚀的设计方案，传动链结构拓扑中不能当无通过轴承的低阻抗路径时，重点考察轴对地电压数值。当有通过轴承的低阻抗路径时，重点考察轴对地电压值、轴承电流密度值。双馈机型与中速永磁机型在空负载工况下的轴对地电压技术要求参见表1所示，其中空载可采用电动机状态进行测试。表1不同机型在空负载工况下的轴对地电压技术要求机型双馈机组（1140V及以下）中速永磁机组（1380V及以下）空载有效值0.5V1V空载峰峰值10V10V额定负载有效值2.5V2.5V额定负载峰峰值50V50V如测试过程中超出以上标准则需从系统层面增补抑制方案。有效值≤0.1A/mm2。当形成低阻抗路径时，轴电流频域主导成分不可为发电机的基频及其倍频。轴承电流指标根据轴承在空载、负载下的设计接触面积以及轴承电流密度指标进行计算，可按公式（1）计算：Ib——轴承电流，单位安培（A）；

Ib=j×A————————————————————（1）j——轴承电流密度，单位安培每平方毫米（A/mm2）；A——轴承接触面积，单位平方毫米（mm2）。当形成通过轴承的低阻抗回路时，需要风电整机设计厂家给出轴承电流的限值。当形成通过轴承的阻抗较低路径时，全部低阻抗路径的电流和应≤Ib。在常温常湿度下，测量未装配的隔绝零件绝缘电阻，1000VDC，绝缘电阻≥1MΩ。机组在役工况下，测量机组上隔绝零件绝缘电阻，1000VDC，绝缘电阻≥0.5MΩ。测试测量用电压、电流互感器(或传感器)的准确度等级应不低于0.2级（满量程）。试验设备和线路应满足试验的要求。测试时所使用的变流器共模电压指标宜≤2800V。其轴电压测量示意图见图1，测试方法借鉴GB/T1029、GB/T1032的测试原理。推荐采样频率≥10倍变流器机侧开关频率的设备采集电压。设计验证阶段时，被试电机在额定电压、额定频率下空载运行（或电动机状态运行），测量轴电压U1，然后一端装上接地装置A，测量另一端的轴承电压U2、轴承座对地电压U3、轴对地电压U4。设计验证阶段时，被试电机在额定电流、额定频率下额定负载运行，测量轴承电压U2U3U4。（。U4。1——轴承座；2——绝缘垫片；3——转子；A——接地图1双端轴承支撑结构发电机的轴电压测量示意图2GB/T1029GB/T1032b)、c)、d)。推荐采样频率≥10倍变流器机侧开关频率的设备采集电压。（U1U2U3U4。U1U2U3U4。（U4。U4U5U55.2.2.2。项目现场测试时，被试电机在额定负载运行或接近额定负载时，测试轴对地U4图中U4U5U55.2.2.2。 单端碳刷接地（发电机NDE侧） b)单端碳刷接地（发电机DE侧） c)绝缘隔绝（轴承内圈或近似位置） d)绝缘隔绝（轴承外圈侧或似位置）1——轴承座；2——转子；3——短接功能组件；4——绝缘功能组件；5——绝缘功能组件图2单端或趋近单端轴承支撑结构发电机的轴电压测量示意图轴承电流仅用于设计校核，或者不进行测量。测试方法参考GB/T1032。3。（1——轴承座；2——转子；3、4——与轴承绝缘层两侧或绝缘轴承两侧接触的金属部件；5——轴承绝缘体图3无低阻抗路径时的轴承电流测试示意图轴承电流密度需要作为考核项，轴承电流的指标值需要根据公式（1）进行计算。4中c）U4U54b)。推荐使用罗氏线圈将全部通过轴承的低阻抗路径进行圈绕，在导线位置可以使用霍尔电流传感器。推荐采样频率≥10倍变流器机侧开关频率的设备采集通过轴承的低阻抗路径的电流值。I1可等I2I1与I2设计验证阶段时，被试电机在额定电流、额定频率下额定负载运行，测试I1同步在I2I1与I2出厂测试时，被试电机在额定电压、额定频率下空载运行（或电动机状态运行），测试I2。项目现场测试时，被试电机在额定负载运行或接近额定负载时，测试I2。存在低阻抗路径的承电流测试 b)绝缘隔绝方案的监控电流测试1——轴承座；2—