大型风力发电机组的变频功率测试系统解决方案

湖南银河电气有限公司

湖南银河电气有限公司是全球变频电量测试与计量领先厂商，是中国变频电量测量仪器国家标准的制定者。银河电气成立于2006年，总部设在长沙。公司长期从事变频电量测试与计量的研究，致力于提供行业测控整体解决方案及核心测控产品。产品包括WP系列变频功率分析仪、EV4000新能源汽车动力系统测试仪、CS系列新型零磁通电流传感器等AnyWay品牌产品。WP系列变频功率分析仪测量对象的功率覆盖1毫瓦至40兆瓦；EV4000新能源汽车动力系统测试仪满足各种电压及功率等级的驱动器及电机测试需要，覆盖1000V/1000A内新能源汽车动力系统的电量测量;CS系列新型零磁通电流传感器满足1mA~25kA、带宽为DC~800kHz以内的电流信号的高精度测量。产品广泛应用于电气传动(电机、风机、水泵、电力推进、机器人等)、电力电子(整流器、逆变器、变频器、变流器等)、轨道交通、新能源(光伏、风电、电动汽车)、家用电器等领域或行业，并获得全球使用客户的肯定。

大型风力发电机组变频测量难点

1．基波频率低，不大于30Hz，最低可达0.125Hz，对测量仪器低频信号处理能力要求高；

2．为兼容多种电机电压等级、多种试验项目，电压和电流测试需涵盖幅值范围宽，需保证宽范围下的测量精度。

3．电磁兼容性能要求。由于采用变频调速技术，现场大容量机组、高频开关器件存在，高频干扰严重，电磁环境复杂；

4．功率测量精度要求高，特别是低功率因数工况。功率测试准确度直接影响电机、变频器及整机系统效率的判定。

解决方案

技术要点：

采用高性能的双核嵌入式CPU模块，内存容量不低于2GByte，强大的运算能力和大容量存储能力为高采样率和超长傅里叶时间窗提供强有力保障。

传感器采用无缝自动量程转换技术，电压和电流通道各设置8个自动转换档位，可保障200倍动态幅值范围内的高精度。

采用独有的前端数字化技术，以光纤作为传输媒介，有效切断电磁干扰的传播途径，具备极强的电磁兼容特性。

采用具备明确相位指标标称的传感器，对于风力发电机组工作在不同功率因数下的功率能有准确评估。

系统拓扑图：

部分应用案例：

●金风科技6MW永磁直驱风力发电机组实验系统

●东方电气东风电机双馈风力发电机试验台测试系统

●一重集团永磁直驱风力发电机试验台

●某军事院校永磁风电试验台测试系统

●北京京城新能源有限公司综合性电机试验站

●国家风电产品质量监督检验中心风电试验室

●国家能源风力发电机研发中心永磁直驱风电试验台

●国家海上风力发电技术与检测重点实验室风电试验台

●国家电器产品质量监督检验中心风电试验室

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产品

1、WP4000变频功率分析仪

WP4000变频功率分析仪是一款适用于变压器、整流器、逆变器、变频器等各类变流器及电机、电器产品的检试验、能效评测及谐波分析的宽频带、高精度功率分析仪

产品配置：

项目	配置	项目	配置
屏幕尺寸	12.1寸	分辨率	800*600真彩
安装方式	嵌入式/台式	操作	6个快捷键+8个软键
常规测量	√	实时波形	√
谐波分析	√	三相不平衡度	√
正序分量	√	负序分量	√
总谐波畸变	√	总谐波因数	√
谐波电压因数	√	谐波电流因数	√
扭矩/转速	√	温度测量	√
以太网接口	√	扩展大屏幕输出（VGA）	√
扩展接口	选配	WIFI	选配

2、SP变频功率传感器

SP系列变频功率传感器是湖南银河电气有限公司联合国防科技大学在多年从事以变频电量的特性、应用与测量为主要研究对象的科研与实践探索中，融合当今世界最先进的测量理论，结合当前急迫的电测领域工程测试应用和研究需求，以最前沿工艺手段研制而成的一种新型数字量输出光纤传感器。

参数指标：

项目	指标	条件
采样率	250kSa/s
带宽	100kHz
电压	A型：0.05%rd	基波频率：DC，0.1Hz~1500Hz
B型：0.1%rd
C型：0.2%rd
电流	A型0.05%rd	基波频率：DC，0.1Hz~1500Hz
B型0.1%rd
C型0.2%rd
功率	A型0.05%rd	功率因数=1；额定电压、额定电流；基波频率：45~66Hz
B型0.1%rd
C型0.2%rd
A型：0.1%rd	功率因数：0.2~1；基波频率：DC，0.1Hz~1500Hz
B型：0.2%rd
C型：0.5%rd
A型：0.2%rd	功率因数：0.05~0.2；基波频率：DC，0.1Hz~1500Hz
B型：0.5%rd
C型：1%rd
频率测量精度	0.02%rd	0.1Hz~1500Hz
隔离电压	2UN+1kV	50/60Hz，1min