高壓變頻器帶電抗器并網(wǎng)回饋測試平臺的應用
目前國內高壓變頻器正朝著(zhù)小型化、大容量化方向發(fā)展，國內知名的高壓變頻器廠(chǎng)家均已做到10MW以上，甚至有做到20MW，其實(shí)這得益于電力電子器件飛速發(fā)展帶來(lái)的結果，但是國內大容量高壓變頻器出廠(chǎng)一般都沒(méi)有條件做滿(mǎn)功率測試，大容量高壓變頻器在現場(chǎng)調試時(shí)又容易出現問(wèn)題，或許是大電流時(shí)報驅動(dòng)故障，或許是散熱不滿(mǎn)足要求等等，這樣會(huì )投入大量的人力、物力去現場(chǎng)解決，其實(shí)很多原因都是廠(chǎng)內不能模擬現場(chǎng)滿(mǎn)功率運行的工況。
1引言
目前國內高壓變頻器正朝著(zhù)小型化、大容量化方向發(fā)展，國內知名的高壓變頻器廠(chǎng)家均已做到10MW以上，甚至有做到20MW，其實(shí)這得益于電力電子器件飛速發(fā)展帶來(lái)的結果，但是國內大容量高壓變頻器出廠(chǎng)一般都沒(méi)有條件做滿(mǎn)功率測試，大容量高壓變頻器在現場(chǎng)調試時(shí)又容易出現問(wèn)題，或許是大電流時(shí)報驅動(dòng)故障，或許是散熱不滿(mǎn)足要求等等，這樣會(huì )投入大量的人力、物力去現場(chǎng)解決，其實(shí)很多原因都是廠(chǎng)內不能模擬現場(chǎng)滿(mǎn)功率運行的工況。
在高壓變頻器行業(yè)內，整機老化的負載方式主要有兩種:空電機負載和能量回饋型負載�？针姍C負載一般是高壓變頻器拖動(dòng)一臺高壓電機，電機空載運行，運行時(shí)電流為電機空載電流，老化效果理想。能量回饋型負載主要指高壓變頻器拖動(dòng)原動(dòng)機，由原動(dòng)機拖動(dòng)發(fā)電機發(fā)電，然后通過(guò)四象限變頻器將電能回饋到電網(wǎng);此種方式雖然將能量回饋到電網(wǎng)，但是損耗仍然很高。采用高壓變頻器帶電抗器并網(wǎng)回饋的方式，可避免上述兩種整機老化存在的問(wèn)題，而且操作簡(jiǎn)單，節電率高，系統損耗占高壓變頻器額定容量的8%以?xún)�，具有相當可觀(guān)的經(jīng)濟價(jià)值。
2測試平臺主回路工作原理
2.1原理介紹
高壓母線(xiàn)經(jīng)過(guò)進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)QF11送達待測高壓變頻器的輸入開(kāi)關(guān)，高壓變頻器合上輸入開(kāi)關(guān)之后即將高壓送到移相隔離變壓器，變壓器副邊輸出580V或690V給功率模塊供電，功率模塊經(jīng)過(guò)交直交變換，并且每一相將多個(gè)功率模塊串聯(lián)，通過(guò)模塊串聯(lián)倍壓的技術(shù)方案，優(yōu)化的PWM算法，直接實(shí)現直接高壓輸出，此時(shí)高壓變頻器控制系統對電網(wǎng)電壓、電抗器輸出電流、輸出電壓進(jìn)行采樣，并對采樣信號進(jìn)行處理，同時(shí)控制高壓變頻器的輸出脈沖，當并網(wǎng)條件滿(mǎn)足的時(shí)候合上QF12，此時(shí)通過(guò)串聯(lián)電抗器后直接并網(wǎng)，實(shí)現能量回饋。
2.2主要保護特性
3關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)及解決方案
高壓變頻器帶電抗器并網(wǎng)瞬間的沖擊電流必須小，主隔離變承受的最大(峰峰值)沖擊電流要求最好控制在一定范圍之內，這就對軟件方面提出很高的要求，主要體現在以下幾點(diǎn)：
1)網(wǎng)側鎖相必須精準無(wú)誤;
2)變頻器輸出相位、頻率與網(wǎng)側一致，輸出電壓幅值與網(wǎng)側差別不大，誤差要求控制在500V以?xún)?
3)仿真模型中主隔離變參數按照實(shí)際參數設置，記錄并網(wǎng)瞬時(shí)電流是否超過(guò)繼保設置的保護電流;
4)平臺能量回饋效率高，要求系統額定損耗占系統額定容量的8%以?xún)�，這就要求系統有功電流、無(wú)功電流分開(kāi)控制，并分別對網(wǎng)測進(jìn)行補償，使系統從電網(wǎng)獲取的能量盡量少。為了解決上述關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，需要搭建詳細的仿真模型，而仿真結果是平臺設計的理論指導，因此需要按照我司實(shí)際的變壓器參數進(jìn)行詳細仿真。
仿真結果：
1)變壓器二次側的并網(wǎng)電流沖擊大概在55A，電壓壓降150V左右，滿(mǎn)足并網(wǎng)要求;
2)當模型采用有功電流和無(wú)功電流共同輸出時(shí)，有功電流在滿(mǎn)足額定電流情況下，補償部分的無(wú)功支撐電壓，可以達到滿(mǎn)載運行的目的;
3)測試平臺可以滿(mǎn)足在額定電流范圍內各個(gè)功率段的滿(mǎn)載測試。
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