Abstract: The wind power AC is an excitation device added to the rotor side in a doubly-fed wind generator. The main principle of the wind power converter loading test platform is to build a current path on the grid side and the machine side of the converter through a constant-ratio isolation transformer and reactor, so that the electric energy can form a circulating current in the test platform and record accurately at the same time The operating status of the converter product to verify the function and performance of the converter product under full load. This platform uses Siemens series air circuit breakers, and the controller uses Siemens S7-1200 series products, which meets the expected system design requirements.

Key Words: Wind power AC cabinet; Test cabin; Siemens series products

1  加载测试舱系统概述

变流器整体加载测试舱（加载平台）主要由电源系统、环流系统、水冷系统以及测控系统组成，依据变流器整体加载测试系统的技术需求及用户实际需要，测试原理如图1所示。系统主要技术指标如表1所示。
                                             

2  系统设计方案

2.1  系统整体设计方案

根据系统的技术需求和用户实际需要，本方案构建系统分布图如图2所示。

                                            图2  系统分布图

系统包括环流变压器、升压变压器、电抗器；机侧开关箱、出线汇流柜、进线配电柜；水冷控制系统；主控系统及操作台与控制台。通过电气接线连接至被测交流柜，电网通过升压变压器与环流变压器开始工作，将电压升至690V，通过电抗器的滤波作用连接至被测交流柜，模拟风力发电机实际运行；水冷循环系统通过循环乙二醇将系统产生的热量散出，达到平衡温度的作用。控制系统实时监控系统状态，从而达到测试的效果。

2.2  具体设计情况

2.2.1  配电柜及开关柜

本系统共包含一台变压器进线柜、一台变压器出线柜及两台机侧开关柜。布置于一层控制间内。

变压器进线柜内装西门子3WL1120 2000A固定安装式框架开关1只，42kA@400V工作电压400V,上进上出线，主回路进线电缆上进线ABC 3X(4X240)+PE 1X240，出线电缆上出线ABC 3X(4X240)+PE 1X240，出线铜排不做横封，N,PE排在柜底安装。变压器进线柜有独立的控制电源进线，配有进线400A塑壳断路器以及6路400V输出。变压器进线柜安装用于变压器出线柜及机侧开关箱1&2的远程控制的相关按钮。

变压器出线柜位内装西门子3WL1216 1600A固定安装式框架开关1只，50kA@1150V，工作电压1150V,上进上出线，进线电缆上进线ABC 3X(4X240)+PE 1X240，出线铜排做横封，用于网侧/机侧汇流，分别连接环流变压器及网侧转接箱。其中，至环流变压器电缆为ABC 3X(6X240)+PE 1X240，至网侧转接箱电缆为2X(ABC 3X(6X240)+PE 1X240)。横封铜排每相上至少预留9个孔，便于接线，N,PE排在柜底安装。

2.2.2  变压器及电抗器

根据测试系统要求及现场实际情况，变压器及电抗器全部主回路引线排需为电镀铜排。产品选型如图3所示。

图3 电抗器尺寸图

电抗器及变压器箱体尺寸初步设计为1900*1200*2000，实际尺寸与设备布局需于详细设计阶段确定，并将根据现场安装位置适当调整。

2.2.3  变频电源

                                             
                                                                       图4 变频电源外形图

变频电源选型符合用户给出的技术要求。基本参数如图4所示。

变频电源通过PMW控制可以达到精准控制电压的作用，可以双路输出380V与220V控制电源，供产品测试柜使用。在特殊测试需求下，变频电源可以输出50-60Hz不同的频率，仿真不同工况下测试需求。

2.2.4  冷却水系统

水冷系统由水冷主站、风冷散热站、补水加压站以及水冷控制柜构成，冷却水系统具体参数如表2所示。冷却水系统控制系统采用S7-1200系列进行控制。

3  系统配置方案清单与图纸

3.1  系统配置清单

系统配置清单如表3所示。

3.2  电气图纸

（1）主回路进线柜

图5 主回路进线柜
主回路进线柜进线侧直接连入电网，通过QF1框架断路器，达到控制整个系统测试电源和控制电源的作用。                                                                                              

（2）主回路出线柜
                                       
                                                                           图6 主回路出线柜

主回路出线柜进线侧连接进线柜，出线侧通过控制QF2连接至开关柜。

（3）开关柜

 图7 开关柜原理图

开关柜进线侧连接至出线柜，出线侧通过控制QF3连接至被测产品。给被测试产品提供电源。

（4）系统至交流器转接箱

图8 转接箱原理图

转接箱的工作原理是为被测试产品提供控制电源，及控制开关柜从而达到测试目的，转接箱的出线侧提供快插接头，方便进行接线操作。

4  实际应用与总结

该设计方案已成功应用在交流器测试舱中，在实际应用中可以满足系统的正常运行情况，满足业主要求，并且项目具有一定的复制性。

该项目应用西门子低压和控制系列产品，具有高可靠性，并且便于工程技术人员熟练使用，在风电交流器测试设备中广泛使用西门子系列产品，证明了实用性。在实际项目进行中，系统设计仍然存在缺陷，在不断的项目进程中，持续改进项目设计方案，达到最优设计效果。

在不断的实践和探索中，逐步完善和改进系统的设计方案，为以后的项目开展奠定坚实的基础。

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