利德華福高壓變頻器在同步機帶同步發(fā)電機及同步投切功能的應用
一、項目概況：
廣州西門子變壓器廠位于廣州市開發(fā)區(qū)東區(qū)，目前新建生產(chǎn)線配備了兩套同步發(fā)電機組，辨別是5000KVA和15000KVA，用于變壓器產(chǎn)品出廠前的各種實驗所需電源。5000KVA發(fā)電機組的同步電動機采納變壓器降壓啟動，15000KVA發(fā)電機組的同步電動機由于功率較大，且有時須要對出口裝備進行60HZ電源實驗，所以選擇使用高壓變頻器對其進行啟動調(diào)速。當須要50HZ電源時，用高壓變頻器啟動到50HZ后，對其進行同步投切到工頻使用；當須要60HZ電源時，用變頻器啟動運行到60HZ使用。
圖1：電氣一次回路圖；
它是由3個高壓真空接觸器KM1~KM3和2個高壓隔分開關QS1和QS2組成（見上圖）。請求KM1、KM2不能和KM3同時閉合，在電氣上實現(xiàn)互鎖。變頻運行時，KM1和KM2閉合，KM3斷開；工頻運行時，KM3閉合，KM1和KM2斷開，并且?guī)酵肚泄π�，項目計劃如上圖所示。
裝備參數(shù)：
電動機參數(shù)：額定電壓：10000V 發(fā)電機參數(shù)：額定電壓：11000V
額定電流：172.1A 額定電流：787.3A
額定功率：2600kW 額定功率：15000kW
額定轉(zhuǎn)速：750/900 轉(zhuǎn)額定轉(zhuǎn)速：750/900轉(zhuǎn)
額定勵磁電壓：46.6V 額定勵磁電壓：90.6V
額定勵磁電流：452.2A 額定勵磁電流：572.7A
額定功率因數(shù)：0.9超前 額定功率因數(shù)：0-0.1滯后
額定頻率：50/60HZ 額定頻率：50/60HZ
相數(shù)：3/單
高壓變頻器參數(shù)：型號：HARSVERT-S10/190 編號：10190
主控版本:M1.110 監(jiān)控版本:V1.6.6-10190 級數(shù):9級
額定容量：3250KVA 額定輸入電壓：10000V
額定輸入頻率：50HZ 額定輸出電壓：10000V
圖2現(xiàn)場運行中的變頻器和所帶負載發(fā)電機組
圖3現(xiàn)場變頻器運行在60ＨＺ時
圖４現(xiàn)場變頻器使用的工藝操縱圖
二、高壓變頻器與勵磁柜和諧操縱調(diào)試
2.1高壓變頻器的啟動調(diào)試
調(diào)試主板0-5V的輸出電壓對應勵磁柜與電機的額定勵磁電流，低壓模仿調(diào)試正常，對其帶電機操縱啟動運行。
調(diào)試成果：操縱勵磁電流穩(wěn)固，正常啟動。
2.2高壓變頻器的正常運行調(diào)試
正常啟動以后就是保證能夠正常運行，該裝備有50HZ和60HZ之分。
調(diào)試成果：可以運行到５０/60ＨＺ并穩(wěn)固運行。
2.３高壓變頻器的運行參數(shù)優(yōu)化調(diào)試
正常啟動后正常運行，保證電機的定子電流也就是變頻器的輸出電流盡量最小。理論上是當輸出功率因數(shù)為１時的輸出電流最小，但是須要勵磁操縱柜進行主動調(diào)節(jié)，使電機的勵磁電流隨變頻器的操縱進行不斷調(diào)解，以使電機的定子電流最小。
調(diào)試成果：可以完整操縱電機在全體使用歷程中定子端的電流最小化。
2.4高壓變頻器旁路后的勵磁電流操縱
變頻器帶電機運行到５０ＨＺ后須要切換工頻市電運行，保證正常切換歷程的勵磁電流操縱且穩(wěn)固。
調(diào)試成果：在變頻切換工頻后，穩(wěn)固操縱電機的勵磁電流，滿足發(fā)電機帶負荷的才能。
2.5變頻器選擇運行60HZ時的勵磁電流操縱
當選擇變頻器60HZ運行時，變頻器本體對電機的勵磁電流進行實時操縱。
調(diào)試成果：完整滿足60HZ運行時的請求。
2.6當變頻器50HZ運行切換到工頻后的
電機的所有啟動停機操縱都由變頻器實行，當工頻運行中須要停機時，須要操作變頻器操縱柜上面的工頻停機按鈕，以便對勵磁柜的進行滅磁操縱。
調(diào)試成果：完整滿足電機的正常停機操縱及勵磁操縱請求。
2.7變頻器運行歷程中呈現(xiàn)故障的操縱
當變頻器運行歷程中呈現(xiàn)故障，會跳KM1、KM2，并連發(fā)信號給勵磁柜進行滅磁。
調(diào)試成果：滿足故障停機操縱及勵磁操縱請求。
三、高壓變頻器“同步投切”功效調(diào)試：
3.1同步投切功效介紹
圖5同步投切原理圖
同步投切有兩種工況：一是變頻投工頻，二是工頻投變頻。這兩種情形下，都請求變頻器依據(jù)輸入側(cè)電網(wǎng)電壓，進行輸出電壓同期。
關于工頻投變頻，原本負載處于工頻運行，變頻器接管到投切指令后啟動，運行到工頻，鎖定電網(wǎng)電壓頻率、幅值和相位，然后，將變頻器輸出通過電抗器與工頻電網(wǎng)并聯(lián)向負載供電。在將負載從工頻電網(wǎng)轉(zhuǎn)移到變頻器后，斷開負載的工頻供電支路，隨后，負載由變頻器驅(qū)動運行。
關于變頻投工頻，原本負載處于變頻運行狀況，變頻器接管到投切懇求后，運行到工頻，鎖定電網(wǎng)電壓頻率、幅值和相位，然后，將工頻輸出合閘，變頻器與工頻電網(wǎng)并聯(lián)向負載供電。在將負載從變頻器轉(zhuǎn)移到工頻電網(wǎng)后，斷開負載的變頻供電支路，隨后，負載由工頻電網(wǎng)驅(qū)動。
該裝備只有請求運行到50HZ后“變頻切工頻”，不請求“工頻再切回變頻”。
3.2同步投切的操縱歷程
圖6“變頻切工頻”邏輯圖
“變頻切工頻”邏輯：按柜門“變頻切工頻”按鈕后，變頻器“PLC200”收到“投切懇求”指令。當運行頻率等于輸入頻率后，PLC200發(fā)脈沖情勢的懇求信號給主控箱。其邏輯如圖6所示。主控箱收到該指令后對變頻器輸出進行鎖相，鎖相勝利后再給PLC發(fā)出工頻容許合閘指令，由變頻器的“PLC200”操縱KM3合閘，最后在KM3合閘勝利后再對KM2，KM1進行分閘操縱，直到KM1、KM2勝利分閘后，才算全體同步投切功效完成。
3.3同步電機同步投切調(diào)試步驟
（1）反省確認主回路高壓線纜、勵磁柜銜接準確。確認工頻至電機回路的工頻開關處于斷開的地位，將變頻輸出至電機的開關閉合；
（2）給變頻器高壓上電，投60%勵磁，變頻啟動同步機運行，察看并確認變頻器輸出電壓、電機電流三相對稱、正常的情形下，逐步升速至50Hz；
（3）校驗變頻器輸入、輸出檢測線相序；
（4）校驗同步投切高壓線纜線序；
（5）變頻器空載，進行輸出電壓鎖相；
（6）變頻器空載，進行不帶電機同步投切；
（7）變頻器空載，進行帶電機同步投切。
四、總結
同步機以及同步投切功效的調(diào)試，必定要與勵磁柜廠家配合好相干的操縱參數(shù)和功效的協(xié)同，才氣完善實現(xiàn)對同步機的操縱。具備同步投切功效的高壓變頻器在同步機帶同步發(fā)電機組上的利用，滿足了生產(chǎn)工藝的特別請求，為高壓變頻器在新的利用范疇又邁進了堅實的一步，充沛體現(xiàn)了北京利德華福公司的勇敢創(chuàng)新精力和綜合實力，其不愧是行業(yè)的領頭企業(yè)。
參考材料：
1.《B01-070[1].3wince矢量操縱型人機界面操作手冊PDF--20101214.pdf》；
2.《BLHB01-070[1].6安裝調(diào)試及保護手冊PDF.pdf》；
3.《高性能DSP操縱高壓變頻器.pdf》;
4.《同步電機調(diào)速現(xiàn)場調(diào)試培訓.ppt》；
5.《同步機調(diào)試引導書.doc》；
6.《同步機和異步機的差異－倚鵬.pdf》。
作者簡介：賴界剛，男，（1984―）四川人，服務于北京利德華福電氣技能有限公司，長期從事變頻器的技能支撐工作。
本文來自:中國傳動網(wǎng)