高壓變頻器帶電抗器并網(wǎng)回饋測(cè)試平臺(tái)的應(yīng)用
目前國(guó)內(nèi)高壓變頻器正朝著小型化、大容量化方向發(fā)展，國(guó)內(nèi)知名的高壓變頻器廠家均已做到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(jié)果，但是國(guó)內(nèi)大容量高壓變頻器出廠一般都沒(méi)有條件做滿功率測(cè)試，大容量高壓變頻器在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)又容易出現(xiàn)問(wèn)題，或許是大電流時(shí)報(bào)驅(qū)動(dòng)故障，或許是散熱不滿足要求等等，這樣會(huì)投入大量的人力、物力去現(xiàn)場(chǎng)解決，其實(shí)很多原因都是廠內(nèi)不能模擬現(xiàn)場(chǎng)滿功率運(yùn)行的工況。
1引言
目前國(guó)內(nèi)高壓變頻器正朝著小型化、大容量化方向發(fā)展，國(guó)內(nèi)知名的高壓變頻器廠家均已做到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(jié)果，但是國(guó)內(nèi)大容量高壓變頻器出廠一般都沒(méi)有條件做滿功率測(cè)試，大容量高壓變頻器在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)又容易出現(xiàn)問(wèn)題，或許是大電流時(shí)報(bào)驅(qū)動(dòng)故障，或許是散熱不滿足要求等等，這樣會(huì)投入大量的人力、物力去現(xiàn)場(chǎng)解決，其實(shí)很多原因都是廠內(nèi)不能模擬現(xiàn)場(chǎng)滿功率運(yùn)行的工況。
在高壓變頻器行業(yè)內(nèi)，整機(jī)老化的負(fù)載方式主要有兩種:空電機(jī)負(fù)載和能量回饋型負(fù)載。空電機(jī)負(fù)載一般是高壓變頻器拖動(dòng)一臺(tái)高壓電機(jī)，電機(jī)空載運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)電流為電機(jī)空載電流，老化效果理想。能量回饋型負(fù)載主要指高壓變頻器拖動(dòng)原動(dòng)機(jī)，由原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)發(fā)電機(jī)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(jī)老化存在的問(wèn)題，而且操作簡(jiǎn)單，節(jié)電率高，系統(tǒng)損耗占高壓變頻器額定容量的8%以內(nèi)，具有相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
2測(cè)試平臺(tái)主回路工作原理
2.1原理介紹
高壓母線經(jīng)過(guò)進(jìn)線開(kāi)關(guān)QF11送達(dá)待測(cè)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(xiàn)直接高壓輸出，此時(shí)高壓變頻器控制系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)電壓、電抗器輸出電流、輸出電壓進(jìn)行采樣，并對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行處理，同時(shí)控制高壓變頻器的輸出脈沖，當(dāng)并網(wǎng)條件滿足的時(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(xiàn)能量回饋。
2.2主要保護(hù)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(nèi)，這就對(duì)軟件方面提出很高的要求，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：
1)網(wǎng)側(cè)鎖相必須精準(zhǔn)無(wú)誤;
2)變頻器輸出相位、頻率與網(wǎng)側(cè)一致，輸出電壓幅值與網(wǎng)側(cè)差別不大，誤差要求控制在500V以內(nèi);
3)仿真模型中主隔離變參數(shù)按照實(shí)際參數(shù)設(shè)置，記錄并網(wǎng)瞬時(shí)電流是否超過(guò)繼保設(shè)置的保護(hù)電流;
4)平臺(tái)能量回饋效率高，要求系統(tǒng)額定損耗占系統(tǒng)額定容量的8%以內(nèi)，這就要求系統(tǒng)有功電流、無(wú)功電流分開(kāi)控制，并分別對(duì)網(wǎng)測(cè)進(jìn)行補(bǔ)償，使系統(tǒng)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(xì)的仿真模型，而仿真結(jié)果是平臺(tái)設(shè)計(jì)的理論指導(dǎo)，因此需要按照我司實(shí)際的變壓器參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)仿真。
仿真結(jié)果：
1)變壓器二次側(cè)的并網(wǎng)電流沖擊大概在55A，電壓壓降150V左右，滿足并網(wǎng)要求;
2)當(dāng)模型采用有功電流和無(wú)功電流共同輸出時(shí)，有功電流在滿足額定電流情況下，補(bǔ)償部分的無(wú)功支撐電壓，可以達(dá)到滿載運(yùn)行的目的;
3)測(cè)試平臺(tái)可以滿足在額定電流范圍內(nèi)各個(gè)功率段的滿載測(cè)試。
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