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高压变频器带电抗器并网回馈测试平台的应用

技术     2016-07-11 09:22:09         中国测控网

[导读]目前国内高压变频器正朝着小型化、大容量化方向发展,国内知名的高压变频器厂家均已做到10MW以上,甚至有做到20MW,其实这得益于电力电子器件飞速发展带来的结果,但是国内大容量高压变频器出厂一般都没有条件做满功率测试,大容量高压变频器在现场调试时又容易出现问题,或许是大电流时报驱动故障,或许是散热不满足要求等等,这样会投入大量的人力、物力去现场解决,其实很多原因都是厂内不能模拟现场满功率运行的工况。1引言目前国内高压变频器正朝着小型化、大容量化方向发展,国内知名的高压变频器厂家均已做到10MW以上,

[导读]目前国内高压变频器正朝着小型化、大容量化方向发展,国内知名的高压变频器厂家均已做到10MW以上,甚至有做到20MW,其实这得益于电力电子器件飞速发展带来的结果,但是国内大容量高压变频器出厂一般都没有条件做满功率测试,大容量高压变频器在现场调试时又容易出现问题,或许是大电流时报驱动故障,或许是散热不满足要求等等,这样会投入大量的人力、物力去现场解决,其实很多原因都是厂内不能模拟现场满功率运行的工况。

1引言

目前国内高压变频器正朝着小型化、大容量化方向发展,国内知名的高压变频器厂家均已做到10MW以上,甚至有做到20MW,其实这得益于电力电子器件飞速发展带来的结果,但是国内大容量高压变频器出厂一般都没有条件做满功率测试,大容量高压变频器在现场调试时又容易出现问题,或许是大电流时报驱动故障,或许是散热不满足要求等等,这样会投入大量的人力、物力去现场解决,其实很多原因都是厂内不能模拟现场满功率运行的工况。

在高压变频器行业内,整机老化的负载方式主要有两种:空电机负载和能量回馈型负载。空电机负载一般是高压变频器拖动一台高压电机,电机空载运行,运行时电流为电机空载电流,老化效果理想。能量回馈型负载主要指高压变频器拖动原动机,由原动机拖动发电机发电,然后通过四象限变频器将电能回馈到电网;此种方式虽然将能量回馈到电网,但是损耗仍然很高。采用高压变频器带电抗器并网回馈的方式,可避免上述两种整机老化存在的问题,而且操作简单,节电率高,系统损耗占高压变频器额定容量的8%以内,具有相当可观的经济价值。

2测试平台主回路工作原理

图1高压变频器带电抗器并网回馈测试平台主回路拓扑图

2.1原理介绍

高压母线经过进线开关QF11送达待测高压变频器的输入开关,高压变频器合上输入开关之后即将高压送到移相隔离变压器,变压器副边输出580V或690V给功率模块供电,功率模块经过交直交变换,并且每一相将多个功率模块串联,通过模块串联倍压的技术方案,优化的PWM算法,直接实现直接高压输出,此时高压变频器控制系统对电网电压、电抗器输出电流、输出电压进行采样,并对采样信号进行处理,同时控制高压变频器的输出脉冲,当并网条件满足的时候合上QF12,此时通过串联电抗器后直接并网,实现能量回馈。

2.2主要保护特性

3关键技术难点及解决方案

高压变频器带电抗器并网瞬间的冲击电流必须小,主隔离变承受的最大(峰峰值)冲击电流要求最好控制在一定范围之内,这就对软件方面提出很高的要求,主要体现在以下几点:

1)网侧锁相必须精准无误;

2)变频器输出相位、频率与网侧一致,输出电压幅值与网侧差别不大,误差要求控制在500V以内;

3)仿真模型中主隔离变参数按照实际参数设置,记录并网瞬时电流是否超过继保设置的保护电流;

4)平台能量回馈效率高,要求系统额定损耗占系统额定容量的8%以内,这就要求系统有功电流、无功电流分开控制,并分别对网测进行补偿,使系统从电网获取的能量尽量少。

为了解决上述关键技术问题,需要搭建详细的仿真模型,而仿真结果是平台设计的理论指导,因此需要按照我司实际的变压器参数进行详细仿真。

图2高压变频器带电抗器并网回馈主电路仿真模型

图3并网节点处电流波形

图4变压器二次侧电流、电压波形

仿真结果:

1)变压器二次侧的并网电流冲击大概在55A,电压压降150V左右,满足并网要求;

2)当模型采用有功电流和无功电流共同输出时,有功电流在满足额定电流情况下,补

偿部分的无功支撑电压,可以达到满载运行的目的;

3)测试平台可以满足在额定电流范围内各个功率段的满载测试。

原标题:高压变频器带电抗器并网回馈测试平台的应用

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