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小型化、大容量化方向發(fā)展，國內知名的高壓變頻器廠家均已做到10MW以上，甚至有做到20MW，其實這得益于電力電子器件飛速發(fā)展帶來的結果，但是國內大容量高壓變頻器出廠一般都沒有條件做滿功率測試，大容量高壓變頻器在現(xiàn)場調試時又容易出現(xiàn)問題，或許是大電流時報驅動故障，或許是散熱不滿足要求等等，這樣會投入大量的人力、物力去現(xiàn)場解決，其實很多原因都是廠內不能模擬現(xiàn)場滿功率運行的工況。
1引言
目前國內高壓變頻器正朝著小型化、大容量化方向發(fā)展，國內知名的高壓變頻器廠家均已做到10MW以上，甚至有做到20MW，其實這得益于電力電子器件飛速發(fā)展帶來的結果，但是國內大容量高壓變頻器出廠一般都沒有條件做滿功率測試，大容量高壓變頻器在現(xiàn)場調試時又容易出現(xiàn)問題，或許是大電流時報驅動故障，或許是散熱不滿足要求等等，這樣會投入大量的人力、物力去現(xiàn)場解決，其實很多原因都是廠內不能模擬現(xiàn)場滿功率運行的工況。
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。空電機負載一般是高壓變頻器拖動一臺高壓電機，電機空載運行，運行時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原動機，由原動機拖動發(fā)電機發(fā)電，然后通過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題，而且操作簡單，節(jié)電率高，系統(tǒng)損耗占高壓變頻器額定容量的8%以內，具有相當可觀的經(jīng)濟價值。
2測試平臺主回路工作原理
2.1原理介紹
高壓母線經(jīng)過進線開關QF11送達待測高壓變頻器的輸入開關，高壓變頻器合上輸入開關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)過交直交變換，并且每一相將多個功率模塊串聯(lián)，通過模塊串聯(lián)倍壓的技術方案，優(yōu)化的PWM算法，直接實現(xiàn)直接高壓輸出，此時高壓變頻器控制系統(tǒng)對電網(wǎng)電壓、電抗器輸出電流、輸出電壓進行采樣，并對采樣信號進行處理，同時控制高壓變頻器的輸出脈沖，當并網(wǎng)條件滿足的時候合上QF12，此時通過串聯(lián)電抗器后直接并網(wǎng)，實現(xiàn)能量回饋。
2.2主要保護特性
3關鍵技術難點及解決方案
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(xiàn)在以下幾點：
1)網(wǎng)側鎖相必須精準無誤;
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以內;
3)仿真模型中主隔離變參數(shù)按照實際參數(shù)設置，記錄并網(wǎng)瞬時電流是否超過繼保設置的保護電流;
4)平臺能量回饋效率高，要求系統(tǒng)額定損耗占系統(tǒng)額定容量的8%以內，這就要求系統(tǒng)有功電流、無功電流分開控制，并分別對網(wǎng)測進行補償，使系統(tǒng)從電網(wǎng)獲取的能量盡量少。為了解決上述關鍵技術問題，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際的變壓器參數(shù)進行詳細仿真。
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，滿足并網(wǎng)要求;
2)當模型采用有功電流和無功電流共同輸出時，有功電流在滿足額定電流情況下，補償部分的無功支撐電壓，可以達到滿載運行的目的;
3)測試平臺可以滿足在額定電流范圍內各個功率段的滿載測試。
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