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NBT 31149-2018 风力发电机组变桨系统用超级电容器技术规范.pdf简介：

NBT 31149-2018是中国国家标准中的一个技术规范，全称为《风力发电机组变桨系统用超级电容器技术规范》。这个规范主要针对的是在风力发电机组中使用的超级电容器（Supercapacitor）的性能、设计、选型、安装和使用等方面的规定。

超级电容器，也被称为电双层电容器或超级电容，是一种电能存储设备，具有高功率密度、快速充放电、长寿命等特点，特别适合于需要频繁充放电的场合，如风力发电机组的变桨系统。变桨系统是风力发电机组的一个重要组成部分，负责调整叶片的角度以控制风力发电机的功率输出。

NBT 31149-2018规范可能包括超级电容器的性能参数要求（如工作电压、储能密度、循环寿命、温度影响等）、安装和连接方式、安全操作规定、维护和检测方法，以及对超级电容器在风力发电机组变桨系统中的应用场景和使用环境的特殊要求等。

这个规范的目的是为了保证超级电容器在风力发电机组中的稳定运行，提高系统的可靠性和整体性能，同时确保操作人员的安全。

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下列符号适用于本文件： UR——超级电容器单体或模组的额定电压，V； Umin 超级电容器单体或模组的最低工作电压，V； C 超级电容器的静电容量，F； CN 超级电容器的标称容量，F； M 超级电容器单体或模块的质量，kg:

R一—超级电容器内阻，m2; ESRpc—超级电容器模组直流等效内阻，m2

R—超级电容器内阻，m2;

JG∕T 5008-1992 地面水磨石机5.1.1正常使用条件

5.1.2试验环境条件

NB/T311492018

试验环境条件包括如下两部分： a）除另有规定外，一切测量、试验和恢复均在下列环境中进行： 1）温度：15℃~35℃； 2）相对湿度：25%~75%； 3）大气压：86kPa~106kPa。 b 如未特别指明，一般应将超级电容器模组或超级电容器单体在上述环境条件下放置1h～2h，然 后测量超级电容器单体或模组的性能，以作为该产品试验后的对比依据。

试验环境条件包括如下两部分： a）除另有规定外，一切测量、试验和恢复均在下列环境中进行： 1）温度：15℃~35℃； 2）相对湿度：25%~75%； 3）大气压：86kPa106kPa。 b） 如未特别指明，一般应将超级电容器模组或超级电容器单体在上述环境条件下放置1h～2h，然 后测量超级电容器单体或模组的性能，以作为该产品试验后的对比依据。

5.1.3测量仪器仪表

主要试验仪器和设备应经计量部门检定合格，并在检定有效期内使用。试验仪器、仪表的准确度应 满足以下要求： 电压测量装置：准确度不低于0.5级，输入阻抗不小于1kQ/V； b） 电流测量装置：准确度不低于0.5级； 温度测量装置：具有适当的量程，分度值不应大于1℃，标定准确度不低于0.5℃； d） 测量尺寸的量具：分度值不大于1mm； e 称量质量的衡器：准确度为土0.05%以上； f 计时器：按时、分、秒分度，秒准确度至少为土1%； g）电压分辨率高于5mV，采样周期小于100ms。

主要试验仪器和设备应经计量部门检定合格，并在检定有效期内使用。试验仪器、仪表的准确度应 满足以下要求： a） 电压测量装置：准确度不低于0.5级，输入阻抗不小于1kQ/V； b） 电流测量装置：准确度不低于0.5级； 温度测量装置：具有适当的量程，分度值不应大于1℃，标定准确度不低于0.5℃； d） 测量尺寸的量具：分度值不大于1mm； e） 称量质量的衡器：准确度为土0.05%以上； 计时器：按时、分、秒分度，秒准确度至少为土1%； g）电压分辨率高于5mV，采样周期小于100ms。

在由标准的超级电容器单体组装成超级电容器模组时要进行配组， 推荐的配组标准是： a）超级电容器单体容值最大偏差：土5%； b）超级电容器单体内阻最大偏差：土10%； 出厂日期临近的超级电容器单体优先配成一组。 注：具体偏差值可以由超级电容器使用方与供货方商定。

在由标准的超级电容器单体组装成超 a）超级电容器单体容值最大偏差：土5%； b）超级电容器单体内阻最大偏差：土10%； c）出厂日期临近的超级电容器单体优先配成一组。 注：具体偏差值可以由超级电容器使用方与供货方商定。

NB/T311492018

风电变浆系统使用的超级电容器模组一般由超级电容器单体为350F、720F、1000F、3000F等组合 而成。充放电电流也可以根据变浆系统实际所使用的情况选定，推荐的充电电流与单体、模组关系可以 从表1中选取。

表1充放电电流与单体、模组关系表

超级电容器单体或者模组的外观要求如下： a）标识清晰完整，表面应清洁、无锈蚀、无变形及无机械损伤； b）外壳不得有变形及裂纹，表面平整、干燥、无电解液溢出痕迹

超级电容器模组的容量应满足在变浆系统奖叶规定载荷情况下至少完成1次紧急顺浆动作 按式（1）计算顺奖时间： 紧急顺桨时间（s）=90°/最大变浆速率［（°）/s]］ 规定载荷按照GB/T18451.1一2012中7.4的规定。

衣据超级电容器单体的出厂数据，合理选择充电电流，尽量使得充电时间小，通常超级电容器从 至额定电压时间在15min以内

由超级电容器模块组成的后备电源系统，宜具备以下监控功能： a）充电控制功能：按要求控制对超级电容器充电，在线监测超级电容器及充电器故障，当故障时， 能够停止充电，并能输出报警信号给上位机进行进一步处理，保护超级电容器模组。 b） 温控功能：使超级电容器模组在规定的温度范围内工作，保证超级电容器的容量和寿命满足设 计要求。 系统监测功能： 超级电容器的状态监测功能，包括过温、过压、反接； 一充放电回路完好状态、充电器状态（过温、输出短路、过载、输入电压异常等）。 推荐具备以下监测功能： 超级电容器单体的故障或电压不平衡报警； 超级电容器容量和内阻在线监测功能。

NB/T311492018

超级电容器在串联、并联组成超级电容器模组的过程中，应配有相应的均压电路。

和适用对象如表2所示，表中的单体是超级电容器 称，模组是超级电容器模组的简称

NB/T31149=2018

NB/T31149=2018

外观要应符合以下要求： a）超级电容器单体或模组的外形尺寸及质量符合生产的技术条件； b）超级电容器单体或模组外壳无明显划痕。

用恒定电流对超级电容器充电到额 将超级电容器单体或模组的正负极短路1h，用恒定电流内对超级电容器充电到额定电压，恒压保 特5min后以恒定电流放电到0.2V，记录从额定电压的80%至额定电压的40%之间的电压范围内的放 电时间，计算静电容量。

6.3等效串联内阻ESRnc

式中： ESRDc一电容器的直流内阻； AU，一一电容器切断充电前后的电压差； I一一切断充电前的电流。 2）测量工序。对电容器模组以恒定电流充电，充电至最高工作电压后保持恒压5min，开始以 恒流放电，用采样机记录电容器电压变化值，并计算内阻。具体等效直流阻抗ESRpc的测 量检验方法如图1所示。 测量工序如下： 恒流充电到额定电压； 充电到额定电压后保持5min； 恒流放电； 由放电曲线得出跌落时间和跌落值：电压降不表示从放电开始点的连续降落电压△U4，而是从 曲线的直线部分做辅助线延长至与放电开始点交叉得到的△U，

由公式计算得出直流内阻；

由公式计算得出直流内阻； 计算数值保留2位小数； 测量过程可与容值测量过程同步进行

测试方法和测试要求如下

图1等效直流阻抗ESRnc的测量检验方法

测试具体要求： 1）测量电压的电压表内阻至少在1M2； 2） 超级电容器模组正负极短接放置于试验环境1h后进行测试； 3 充电器直接接到超级电容器模组的两电极，不用保护电阻，在30min内保证超级电容器模 组的电压达到标称电压的95%，以恒电流充电至标称电压后，在此电压值下恒压充电 30min，使得开始充电加维持时间共8h，断开充电器，再维持24h后读取电压值。

测试方法和测试要求如下： a）测试方法按IEC62391一1中4.7的规定。 b）具体要求： 1）漏电流试验前，确保超级电容器单体或模组充分放电后短接两极1h以上，其他测试条件 不变。 2）保护电阻为R≤10002，精度为土1%；将电容器模组以恒定电流充电至额定电压，在此电

1）漏电流试验前，确保超级电容器单体或模组充分放电后短接两极1h以上，其他测试条 不变。 2）保护电阻为R≤10002，精度为土1%：将电容器模组以恒定电流充电至额定电压，在此

NB/T31149—2018 压值下恒压充电2h。 U 3）用数字万用表测量保护电阻两端电压U，超级电容器的漏电流I,= R 4）记录充满电后72h后的漏电流值。

参数设置和测试要求如下： a）参数设置按SAEJ2380中4.4的规定。 b）测试步骤方法：试验前应符合6.14和6.15的要求，试验后应符合6.14和6.15的要求。

试验方法和试验要求如下： a）按照GB/T2423.5所规定的方法试验T／CCES 3-2017标准下载，试验后分别按照6.14和6.15试验并达到相应的要求 b）加速度：30g； c）时间：18ms; d）波形：半正弦； e）方向：X、Y、Z; f）冲击次数：18（3个方向正反各3次）。

试验方法和试验要求如下： 按照GB/T2423.5所规定的方法试验， 加速度：30g； c) 时间：18ms； d）波形：半正弦； e）方向：X、Y、Z; f) 冲击次数：18（3个方向正反各3次）。

测试方法和测试要求如下

测试方法和测试要求如下： a）测试方法按QC/T741一2014中6.12的规定。 b）测试条件： 1）充电终止电压：额定电压； 2）放电终止电压：1/2额定电压； 3）充放电电流：根据实际所使用的单体进行选择。 1 试验方法：以恒流充电至额定电压后转恒压充电5s，然后以恒电流放电至额定电压的0.5倍， 静置5s，完成一次循环。循环2000次为一个阶段。一个阶段结束后，室温静置24h，对电容进 行检测，符合规定方可进行下一阶段的循环，一个循环寿命试验由25个阶段组成（可以由供货 商与使用方约定）。

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测试方法和测试要求如下： 方法按GB/T2423.2中“试验Bd”的要求进行试验，当产品在高温下放置足够长时间后以达到 温度稳定，再通电工作；样本数量为3，样品都合格才能判定合格。 6） 测试条件： 1）测试温度：65℃±2℃； 2)时间:16h:

3）温升速率：1℃/min； 4）充放电电流：根据5.2.2进行选择。 c）步骤： 1）预处理：将超级电容器模组放置于试验箱内处于荷电状态，实验箱处于标准大气状态 2） 初始检测：试验前，进行静电容量、内阻及外观检查，并记录测试结果； 3） 试验：将超级电容器模组于非工作状态下置于试验箱内，试验箱以2℃/min升温速率升温 待受试系统温度在65℃稳定后，再保温16h； 4）恢复：以2℃/min降温速率将试验箱恢复至常温，稳定时间大于等于4h。

DB11／T 320-2017 公共卫生信息数据元属性与值域代码.pdf测试设备、条件和测试方法如下： a）试验设备：1000V绝缘电阻表； b）试验方法如下： 1）超级电容器模组正负极短接放置于试验环境1h后进行测试； 2）测量两个电极对外壳、对地间的绝缘电阻。