光伏逆变器测试方法.docx

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光伏逆变器测试方法

光伏逆变器测试方法

测试端子说明：

逆变器的保护动作的信号主要是看逆变器的GB信号以及运转继电器信号。

具体项目的保护动作的要求其中哪个信号，请查看下表1。

GB：

在9脚和10脚间串接一电阻，观察电阻两端电压波形，

RY：

在1脚和2脚间串接一电阻，给2脚一5V电压，观察电阻两端的电压波形。

表1

1模拟测试

测试说明：

a.由于逆变器并网工作时，以下项目无法进行实际测试，而在内部信号检测端施加等效信号进行模拟测试。

b.进行模拟测试之前，需把电感L2和L3的2脚从PCB上断开，如下图：

图3

1.1交流过电流测试

测试方法：

图4交流过电流测试图

a.按图3、4连接线路；

b.把控制面板上的AC_I的端子拔掉，在AC_I的端子的2、4脚加入对应等效电流的交流电压信号。

如图4。

电流等效电压的关系：

5A=1V。

交流过电流整定值24A对应的等效交流电压为4.8Vrms.

c.电网频率为50Hz，加入对应频率的交流电压信号，从整定值的90%缓慢（0.1V步长）增加到过流保护点，记录此时电压V1，换算成电流值；

d.交流电压信号跳变：

从0V开始跳变到V1+0.2，

从0V开始跳变到过流保护整定值的110%，

从0V开始跳变到过流保护整定值的150%，

分别测量保护动作的时间；

e.电网的频率设为60Hz，重复c～d步骤；

判定标准：

1、交流过流，保护装置能正常动作（查看GB信号变为高电平）,并且LED屏上显示故障一致；

2、保护点在保护整定值的5%内，整定值最大不超过150%；

3、保护动作时间在0.5秒以内。

1.2直流过欠压保护

测试方法：

图5直流过欠压测试图

a.按图3、5接线路；

b.把控制面板上的Solar_Vdc端子拔掉，从PV-OV/UV端子外加直流电压信号，1脚为正，2脚为负。

直流信号与实际直流电压关系：

模拟信号1V=实际电压122.67V；

c.电网频率为50Hz，直流电压从保护整定值的90%缓慢（0.01V步长）增加到保护点，记录保护点的电压值V1，换算成实际电压值；

d.直流电压过压跳变：

从额定电压开始跳变增加到保护点电压V1+0.01，

从额定电压开始跳变增加到保护整定值的110%，

从额定电压开始跳变增加到保护整定值的150%，

分别测试量保护动作时间；

e.直流电压从保护整定值的110%缓慢下降（0.01V步长）到保护装置动作为止，测量直流电压值V2；

f.直流电压欠压跳变：

从额定电压开始跳变下降到保护点电压V2-0.01，

从额定电压开始跳变下降到保护整定值的90%，

从额定电压开始跳变下降到保护整定值的80%，

测试量保护动作时间；

g.电网频率设为60Hz，重复c～f步骤。

判定标准：

1、直流过、欠压时保护装置能正常动作,并且LED屏上显示故障一致；

2、保护点在保护装置整定值的5%内；

3、保护动作时间在0.5秒以内。

1.3直流分量检测

测试方法：

图6直流分量检测图

a.按图3、6连接线路；

b.把控制面板上的AC_I的端子拔掉，在AC_I的端子的2、4脚外加带有直流偏置的等效电流的交流电压信号。

如图6。

（交流电流等效电压的关系：

5A=1V，额定电流的1%相当于40mV的直流电压偏置；

c.电网频率设为50Hz，外加直流偏置电压从0V缓慢增加（0.1mV步长）到保护装置动作，测量电压值V1；

d.直流偏置电压跳变：

从0V一次性跳变到保护点V1+2mV，

从0V一次性跳变到保护值110%（1%的110%为44mV），

从0V一次性跳变到保护值150%测量动作时间；

e.电网频率设为60Hz，重复c～f步骤。

判定标准：

1、检测到直流分量时保护装置能正常动作,并且LED屏上显示故障一致；

2、保护点在额定输出电流的1%内；

3、保护动作时间在0.5秒以内

2实际运转测试

2.1交流过电压及欠压测试

测试方法：

图7

a.按图7连接线路；

b.交流额定电压、频率50Hz，逆变器输出额定，线路阻抗为短路；

c.从过电压整定值的95%缓慢上升（0.1V）交流电压，OVR检测出电压异常、测量解列逆变器的电压检测值V1；

d.交流电压上升跳变：

从额定电压开始跳变到过压保护点电压V1+2V，

从额定电压开始跳变到整定值的105%，

从额定电压开始跳变到整定值的120%，

OVR检测电压异常、分别测量使逆变器解列为止的检测时间

e.将交流电压从欠压检测整定值的105%开始缓慢下降（0.1V），UVR检测电压异常、测量解列逆变器的电压检测值V1。

f.交流电压下降跳变：

从额定电压开始跳变到欠压保护点V1-2V，

从额定电压开始跳变到欠压整定值的95%，

从额定电压开始跳变到欠压整定值的85%，

UVR检测电压异常、测量使逆变器解列为止的检测时限。

g.电网频率设为60Hz，重复c～f步骤。

判定标准：

1、检测出异常电压，保护装置能正常动作,并且LED屏上显示故障一致；

2、保护点在整定值的±2%以内；

3、保护动作时间在整定值的±0.1以内

4、即使系统电压正常的复电，保证规定的时间（例：

150秒）不再并网。

另外运行开关等即使输入了运行动作信号，在防止再并网时间内也不能动作

2.2频率上升和下降保护

测试方法：

a.按图7连接线路；

b.交流额定电压、频率50Hz，逆变器输出额定，线路阻抗为短路；

c.从频率上升检测整定值的-0.5H将频率缓慢上升（0.01Hz），测出OFR检测频率上升使逆变器解列的频率值。

d.频率上升跳变：

从额定频率开始跳变到过频率保护点F1，

从额定频率开始跳变到过频保护整定值的105%

从额定频率开始跳变到过频保护整定值的120%，

测出OFR频率异常使逆变器解列为止的时间。

e.从频率下降检测整定值的+0.5Hz将频率缓慢下降（0.01Hz）、测出UFR频率异常使逆变器解列的频率值F2。

f.频率下降跳变：

从额定频率开始跳变到欠频保护点F2，

从额定频率开始跳变到欠频保护整定值的95%，

从额定频率开始跳变到欠频保护整定值的85%，

测出UFR频率异常使逆变器解列为止的时间。

g.电网频率设为60Hz，重复c～f步骤。

判定标准：

1、检测出频率异常，保护装置能正常动作，并且LED屏上显示故障一致；

2、保护点在整定值的±0.1Hz以内；

3、保护动作时间在整定值的±0.1以内；

4、即使系统电压正常的复电，保证规格书上规定的时间（例：

150秒）不再并网。

另外运行开关等即使输入了运行动作信号，在防止再并网时间内也不能动作。

2.3防止单独运转测试

测试方法：

图8防止单独运转测试

a.按图8连接线路；

b.交流额定电压、频率50Hz，逆变器输出额定，线路阻抗为短路。

c.调节0点，接入R负载为最大负载，使得到电网的电流为0，再接入电感负载、电容负载，使得到电网的电流为0

d.均衡性负载：

接上惯性力矩为0.014kg*m2以上的电机。

RLC的功率值按下表设置；

e.不均衡负载：

RLC功率按下表设置。

表：

负载功率设置（有功功率，无功功率）

-10,+10

-5,+10

0,+10

+5,+10

+10,+10

-10,+5

-5,+5

0,+5

+5,+5

+10,+5

-10,0

-5,0

0,0

+5,0

+10,0

-10,-5

-5,-5

0,-5

+5,-5

+10,-5

-10,-10

-5,-10

0,-10

+5,-10

+10,-10

f.分别以被动模式（屏蔽主动模式）、主动模式（屏蔽被动模式）、被动和主动结合模式进行试验。

断开电网连接开关，测量逆变器保护的时间。

g.电网频率设为60Hz，重复c～f步骤。

判定标准：

被动模式：

检测单独运转、0.5秒以内保护功能正常动作，这时容许被动模式的检测有死区（小于5个点），但尽量不要出现；即使电网复电，单独运转检测后一定时间（5秒左右）内不会再重启；

主动模式：

检测单独运转、0.5～1秒以内保护功能正常动作；即使电网复电，在规定的时间（如150秒左右）内不会再并网；

被动、主动结合模式：

以被动模式检测单独运转、1秒以内保护功能正常动作；以主动模式检测单独运转、0.5～1秒以内保护功能正常动作。

即使电网复电，以被动模式检测，保护的情况，单独运转检测后一定时间（5秒左右）内不会再重启，以主动模式检测，保护的情况，在规定的时间（如150秒左右）内不会再并网。

2.4复电后规定时间内阻止再并网测试

测试方法：

图9并网测试图

a.按图9连接线路，

b.交流额定电压、频率50Hz，逆变器输出额定，线路阻抗为短路，用电流探头检测交流源处的电流；

c.断开电网连接开关，保持10秒后（考虑断电5秒和更长的时间），再合上电网连接开关。

测量从复电后（观察交流源处电流），到逆变器再次自动并网的时间。

另外，人为投入并网功能时，在规定时间内（设定时间，如150秒）不执行。

d.电网频率改为60Hz，重复以上步骤。

判定标准：

检测电网断开后，即使电网复电，在规定的时间（如150秒左右）内不会再并网。

并且，人为投入并网功能时，在规定时间内不执行。

2.5运转模式转换

测试方法：

a.按图9连接线路，

b.交流额定电压、频率50Hz，逆变器输出额定（独立运转设为无负载），线路阻抗为短路。

c.独立运转时的解列是根据2个位置的自动开关或者1个位置的自动开关及手动动作，使其成为1个开关。

分别进行从连续运转中切换到独立运转和从独立运转中切换到连续运转。

d.对于自动开关位置是1个，若解列开关器因为接点的溶着，没有打开时，具有阻止推动独立运转功能的设备。

e.电网频率改为60Hz，重复以上步骤。

判定标准：

从连续运转中切换到独立运转时，进行保护装置的功能运行的确认后，能安全的切换到独立运转。

从独立运转中切换到连续运转时，达到规格书上规定的时间或者整定时间以上（例．150秒）后，能安全地切换到连续运转。

对于自动开关位置是1个，若解列开关器因为接点的溶着，没有打开时，具有阻止推动独立运转功能的设备

2.6交流短路测试

测试方法：

a.按图9连接线路，

b.交流额定电压、频率50Hz，逆变器输出额定，线路阻抗为短路

c.在逆变器周边，用密度5.4mm，纵72根±4根，横69根±4根，纵向30号纱线，横向36号纱线，没有涂浆糊的平纹绵织物包缠。

使交流输出短路，测量输出短路电流和解列时间。

d.电网频率改为60Hz，重复以上步骤。

判定标准：

逆变器安全的解列，无任何部分损伤。

短路时的过电流在额定电流的150%（1/2周期以下）。

外侧无损伤，缠绕布不燃烧。

2.7系统电压跳变测试

测试方法：

a.按图9连接线路，

b.交流额定电压、频率50Hz，逆变器输出额定，线路阻抗为短路。

c.逆变器在额定电压运行，使系统电压从额定值跳变到105%，保持10秒（考虑保持5秒），再回到额定电压。

测量交流输出电流。

d.逆变器在额定电压运行，使系统电压从额定值跳变到110%，保持10秒（考虑保持5秒），再回到额定电压。

测量交流输出电流。

e.逆变器在额定电压运行，使系统电压从额定值跳变到95%，保持10秒（考虑保持5秒），再回到额定电压。

测量交流输出电流。

f.逆变器在额定电压运行，使系统电压从额定值跳变到90%，保持10秒（考虑保持5秒），再回到额定电压。

测量交流输出电流。

g.逆变器在额定电压运行，使系统电压从额定值90%跳变到110%，保持10秒（考虑保持5秒），再回到额定电压90%。

测量交流输出电流。

h.电网频率改为60Hz，重得以上步骤。

判定标准：

逆变器输出平滑变化，系统正常工作。

跳变时，交流输出过电流小于额定电流的150%，并且超过100%的时间在0.5秒以内

2.8系统电压相位跳变（目前无法测试）

测试方法：

a.按图9连接线路，

b.交流额定电压、频率50Hz，逆变器输出额定，线路阻抗为短路。

c.逆变器输出以0相位运行，使相位急速变化到+10，保持10秒后，快速调回0相位，测量交流输出电流；再使逆变器相位从0急速变化到-10，保持10秒后，再调回0相位，测量交流输出电流。

d.逆变器输出以0相位运行，使相急速变化到+120，测量交流输出电流；再使逆变器相位从0急速变化到-120，测量交流输出电流。

e.电网频率改为60Hz，重复以上步骤。

判定标准：

10o相位变化：

逆变器输出平滑变化，系统正常工作。

跳变时，交流输出过电流小于额定电流的150%，并且超过100%的时间在0.5秒以内；

120o相位变化：

逆变器持续运行而且安全解列，无损坏，解列时可以通过自动或手动恢复运行

2.9系统电压不平衡急变测试

测试方法：

a.按图9连接线路，

b.交流额定电压、频率50Hz，逆变器输出额定，线路阻抗为短路。

c.逆变器输出各相以额定电压运行后，同时将逆变器的U-O相的电压快速变化到105%（考虑110%），W-O相电压快速变化到95%（考虑90%），保持10秒后，再快速回到各相的额定电压。

d.逆变器输出各相以额定电压运行后，同时将逆变器的U-O相的电压快速变化到95%（考虑90%），W-O相电压快速变化到105%（考虑110%），保持10秒后，再快速回到各相的额定电压。

e.电网频率改为60Hz，重复以上步骤。

判定标准：

逆变器平滑跟随线间不平衡电压快速变化，正常工作。

快速变化时，交流输出过电流小于额定电流的150%，并且超过100%的时间在0.5秒以内。

2.10系统电压瞬间跌落

测试方法：

a.按图9连接线路，

b.交流额定电压、频率50Hz，逆变器输出额定，线路阻抗为短路。

c.逆变器在额定电压下运行。

使交流电源端发生0.3秒的瞬间停电（分别跌落为额定电压的0%、额定电压的70%）。

d.瞬间停电的位相投入角度分别设定为0°、45°、90°对各位相进行测试。

e.电网频率改为60Hz，重复以上步骤。

判定标准：

对于瞬间停电、电压低下，能保持稳定的运行。

保护时，复电后约10秒左右，能再次开始运转。

系统电压复电后的过电流是额定电流的150%以下，且超过100%的时间在0.5秒以内。

2.11交流电压跟踪测试

测试方法：

图10测试连接图

a.按图10连接线路，

b.交流额定电压、频率50Hz，逆变器输出额定，线路阻抗为（U相和W相：

阻抗0.19Ω±8%,电感0.23mH±8%;O相：

阻抗：

0.21Ω±8%，电感0.14mH±8%）。

c.使交流电压在额定值的-15～+10%的范围内缓慢变化（0.1V变化），测量上、下限的交流输出功率、电流谐波和功率因素；

d.使交流电压在额定值的-15～+10%的范围内跳变，测量上、下限的交流输出功率、电流谐波和功率因素。

e.电网频率改为60Hz，重复以上步骤。

判定标准：

逆变器输出电压跟随电网电压变化，输出功率正常，保持正常运行；

输出电流总谐波小于5%，单次谐波小于3%；

在上限、下限的输出功率因素在0.95以上。

2.12频率跟踪测试

测试方法：

a.按图10连接线路，

b.交流额定电压、频率50Hz，逆变器输出额定，线路阻抗为（U相和W相：

阻抗0.19Ω±8%,电感0.23mH±8%;O相：

阻抗：

0.21Ω±8%，电感0.14mH±8%）。

c.调节交流源，使交流频率在额定值的-1～+1%的范围内变化（0.01Hz变化），测量上、下限的交流输出功率、电流谐波和功率因素；

d.调节交流源，使交流频率在额定值的-1～+1%的范围内跳变，测量上、下限的交流输出功率、电流谐波和功率因素。

e.电网频率改为60Hz，重复以上步骤。

判定标准：

逆变器输出频率跟随电网频率变化，输出功率正常，保持正常运行；

输出电流总谐波小于5%，单次谐波小于3%；

在上限、下限的输出功率因素在0.95以上。

2.13输出电压精度

测试方法：

a.按图10连接线路，

b.交流额定电压、频率50Hz，逆变器输出额定，线路阻抗为（U相和W相：

阻抗0.19Ω±8%,电感0.23mH±8%;O相：

阻抗：

0.21Ω±8%，电感0.14mH±8%）；

c.缓慢调节交流输出电压（0.1V变化），偏离电压上升控制功能的上限值，测量输出交流电压；

d.交流输出电压跳变到偏离电压上升控制功能的上限值，测量输出交流电压；

e.电网频率改为60Hz，重复以上步骤。

判定标准：

101V±6V或202±12V

2.14输出功率因素

测试方法：

a.按图10连接线路，

b.交流额定电压、频率50Hz，逆变器输出额定，线路阻抗为（U相和W相：

阻抗0.19Ω±8%,电感0.23mH±8%;O相：

阻抗：

0.21Ω±8%，电感0.14mH±8%）。

c.交流电压为-15～+10%额定值，频率为±1%额定值，输出分别为100%、50%、12.5%额定输出。

在以上情况下分别工作，测量功率因素。

判定标准：

在各测试条件下，功率因素0.95以上

2.15电流谐波测试

测试方法：

a.按图10连接线路，

b.交流额定电压、频率50Hz，逆变器输出额定，线路阻抗为（U相和W相：

阻抗0.19Ω±8%,电感0.23mH±8%;O相：

阻抗：

0.21Ω±8%，电感0.14mH±8%）。

c.交流电压为-15～+10%额定值，频率为±1%额定值，输出分别为100%、50%、12.5%额定输出。

在以上情况下分别工作，测量功率因素。

d.电网频率改为60Hz，重复以上步骤。

判定标准：

在各测试条件下，总谐波小于5%，单次谐波小于3%

2.16电压谐波测试

测试方法：

a.按图10连接线路，

b.交流额定电压、频率50Hz，逆变器输出额定，线路阻抗为（U相和W相：

阻抗0.19Ω±8%,电感0.23mH±8%;O相：

阻抗：

0.21Ω±8%，电感0.14mH±8%）。

c.给系统施加畸变率为5%的异常电压，观察系统运行状态，测量功率因素。

d.电网频率改为60Hz，重复以上步骤。

判定标准：

系统能正常起机工作，稳定后功率因素在0.95以上

2.17启动测试

测试方法：

a.按图9连接线路，

b.交流额定电压、频率50Hz，逆变器输出额定，线路阻抗为短路。

c.利用逆变器外部运行开关，使逆变器解列后重新启动。

测量交流输出过电流。

d.电网频率改为60Hz，重复以上步骤。

判定标准：

能正常启动，启动时交流输出过电流不超过额定电流的150%，并且超过100%的时间在0.5秒以内

2.18空载工作

测试方法：

a.按图9连接线路，

b.交流额定电压、频率50Hz，逆变器输出额定，线路阻抗为短路。

c.打开逆变器与电网连接开关、确认逆变器的解列状况

d.电网频率改为60Hz，重复以上步骤。

判定标准：

逆变器能保护，检测时限在0.5秒以内，停电时的过电压是额定电压的150%以下，且超过100%的时间在0.5秒以内

3EMC测试

3.1高压脉冲抗扰性测试

测试方法：

a.按图9连接线路，

b.交流额定电压、频率50Hz，逆变器输出额定，线路阻抗为短路。

c.使系统在额定值上施加的波峰值600V、时间1μs的脉冲与电源频率同步的电压，正负极各重复1分钟

d.电网频率改为60Hz，重复以上步骤。

判定标准：

不出现误动作、误告警等不良反应

3.2浪涌

测试方法：

a.按图9连接线路，

b.交流额定电压、频率50Hz，逆变器输出额定，线路阻抗为短路。

c.分别施加电压，线-线：

1KV，线-地：

2KV，±3次

d.电网频率改为60Hz，重复以上步骤。

判定标准：

满足IEC61000-4-5，判据B

3.3传导发射

测试方法：

a.按图9连接线路，

b.交流额定电压、频率50Hz，逆变器输出额定，线路阻抗为短路。

c.分别对逆变器的交流输出端子、直流输入端进行传导发射测试。

d.电网频率改为60Hz，重复以上步骤；

e.按图10连接线路，

f.交流额定电压、频率50Hz，逆变器输出额定，线路阻抗为：

各相：

阻抗0.19Ω±8%,电感0.23mH±8%；

g.逆变器的输出（有效功率）分别在额定输出的100%、50%及12.5%下运行，测量当时的逆变器的交流端口高谐波成分5KHz～10KHz的噪声

判定标准：

交流输出端口：

频率范围（MHz）

限值dB（μV）

准峰値

噪音端子电压dB（μV）准峰值

0.005～0.01

89

0.15～0.5

66～56

0.5～5

56

56

5～30

60

60

直流输入端口：

频率范围（MHz）

限值dB（μV）

准峰値

噪音端子电压dB（μV）准峰值

0.15～0.5

80

0.5～5

74

5～30

74

4环境试验

参照《环境试验规范》

5温升测试

参照《定制电源测试规范》温升测试。

6应力测试

参照《定制电源测试规范》应力测试。

7极限可靠性测试

图11并网连接图

7.1并网反复开关机测试

测试方法：

a.按图11连接线路，

b.交流额定电压、频率50Hz，逆变器输出并接电网，线路阻抗短路。

c.太阳能模拟电源调节输入电压到最大值,输出额定负载,并网运行,输入光伏进行开关机试验,开20秒,关20秒;

d.太阳能模拟电源电压分别调节到输入电压最小值和额定值,重复以上试验.

e.电网频率改为60Hz，重复以上步骤。

判定标准：

试验过程中,无损坏;试验后,能正常工作。

7.2并网输入电压反复跳变

测试方法：

a.按图11连接线路，

b.交流额定电压、频率50Hz，逆变器输出并接电网，线路阻抗短路。

c.搭建测试环境,逆变器并网运行,设置太阳能模拟电源电压为逆变器最大（10秒）到最小值（10秒）之间跳变;

d.电网频率改为60Hz，重复以上步骤。

判定标准：

试验过程中,无损坏;试验后,能正常工作。

7.3并网光伏输入电压缓慢变化

测试方法：

a.按图11连接线路，

b.交流额定电压、频率50Hz，逆变器输出并接电网，线路阻抗短路。

c.搭建测试环境,逆变器并网运行,设置太阳能模拟电源电压由0V缓慢变化到380V，时间5分钟，10个循环;

d.电网频率改为60Hz，重复以上步骤。

判定标准：

试验过程中,无损坏;试验后,能正常工作。

7.4反复并网、断开测试

测试方法：

a.按图11连接线路，

b.交流额定电压、频率50Hz，逆变器输出并接电网，线路阻抗短路。

c.太阳能模拟电源调节输入电压到最大值,输出并网运行,输出进行反复闭合、断开试验,开20秒,关20秒，反复

d.太阳能模拟电源电压分别调节到输入电压最小值和额定值,重复以上试验.;

e.电网频率改为60Hz，重复以上步骤。

判定标准：

试验过程中,无损坏;试验后,能正常工作

7.5并网负载反复切入、断开

测试方法：

a.按图11连接线路，

b.交流额定电压、频率50Hz，逆变器输出并接电网，线路阻抗短路。

c.搭建测试环境,逆变器并网运行,通过在电网中反复切入（10秒）大负载,到断开（10秒）大负载，反复1000次，观察输出电压是否正常,是否正常运行,无告警现象;

d.电网频率改为60Hz，重复以上步骤。

判定标准：

试验过程中,输出正常,无损坏;试验后,能正常工作

7.6并网模拟太阳光强变化

测试方法：

a.按图11