mw變流系統(tǒng)培訓(xùn)switch演示文稿

mw變(Bian)流系統(tǒng)培訓(xùn)switch演示文稿第一頁，共三十二頁。mw變流系統(tǒng)培(Pei)訓(xùn)switch第二頁，共三十二頁。主(Zhu)要內(nèi)容：一、1.5MW機(jī)組verteco變流系統(tǒng)的主拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)二、verteco變流系統(tǒng)三、verteco變流系統(tǒng)的電網(wǎng)側(cè)控制原理四、verteco變流系統(tǒng)的電機(jī)側(cè)控制原理五、主控與變流系統(tǒng)的連接六、Verteco變流系統(tǒng)的柜體內(nèi)部冷卻第三頁，共三十二頁。一、Verteco變流系統(tǒng)主拓(Tuo)撲結(jié)構(gòu)

該變流器采用了可控整流的方式把發(fā)電機(jī)發(fā)出的電整流為直流電，通過網(wǎng)側(cè)逆變模塊把直流電變成工頻交流電并入電網(wǎng)。其控制方式為分布式控制，這種方式和它的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相對應(yīng)。

網(wǎng)側(cè)和發(fā)電機(jī)側(cè)各有獨(dú)立的控制器，以網(wǎng)側(cè)控制器為主控制器，其它控制器為子控制器。

第四頁，共三十二頁。Verteco變流(Liu)器系統(tǒng)原理圖第五頁，共三十二頁。如圖所示：1U1為網(wǎng)側(cè)逆變功率模塊，2U1和3U1為發(fā)電機(jī)側(cè)整流功率模塊，4U1為制動功率模塊。網(wǎng)側(cè)逆變功率模塊1U1的作用是將直流母線上的電能轉(zhuǎn)換成為電網(wǎng)能夠接受的形式并傳送到電網(wǎng)上。而發(fā)電機(jī)側(cè)整流功率模塊2U1和3U1則是將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能轉(zhuǎn)換成為直流電能傳送到直流母線上。制動功率模塊4U1則是在(Zai)某種原因使得直流母線上的電能無法正常向電網(wǎng)傳遞或直流母線電壓過高時(shí)，將多余的電能在(Zai)電阻4R1和5R1上通過發(fā)熱消耗掉，以避免直流母線電壓過高造成器件的損壞。

第六頁，共三十二頁。二(Er)、Verteco變流系統(tǒng)

第七頁，共三十二頁。第八頁，共三十二頁。網(wǎng)側(cè)斷路器1Q1機(jī)械鎖定鑰(Yue)匙的鑰(Yue)匙把的位置處于水平方向時(shí)斷路器處于機(jī)械鎖定狀態(tài)，在需要進(jìn)行機(jī)械鎖定時(shí)最好將鑰(Yue)匙撥到水平位置后將鑰(Yue)匙拔離以確保安全。鑰(Yue)匙位于與地面垂直位置時(shí)表明斷路器處于正常工作狀態(tài)，此位置無法移除鑰(Yue)匙。第九頁，共三十二頁。第十頁，共三十二頁。按鍵功能描述：復(fù)位故障選擇鍵

1）數(shù)值確認(rèn)2）故障歷史復(fù)位1）菜單和頁的上翻2）數(shù)值的增加1）菜單和頁的下翻2）數(shù)值的減少1）菜單返回2）數(shù)字位向左選擇3）退出編輯模式

1）菜單進(jìn)入

2）數(shù)字位向右選擇

3）進(jìn)入編輯模式

啟(Qi)動按鈕停機(jī)按鈕第十一頁，共三十二頁。第十二頁，共三十二頁。第十三頁，共三十二頁。

變流柜中采用的功率模塊都是VACON公司生產(chǎn)的通用變頻器。這(Zhe)里所說的控制器也是VACON公司為變頻器所配的控制器。這些控制器和功率模塊一一對應(yīng)，相互之間通過光纖/CAN總線互連。

從硬件上看，這些控制器的基本配置一致，從控制角度看，1U1的控制器是變流器主要的控制核心，通過它變流器完成和WTC之間的信息和命令交互，同時(shí)完成對其他控制器的操作。第十四頁，共三十二頁。1U1和2U1及3U1控制器及功率(Lv)模塊之間通過光纖和CAN總線連接，而4U1與其他控制器的連接通過CAN總線實(shí)現(xiàn)，這是因?yàn)?U1/2U1/3U1之間需要高速通訊以滿足系統(tǒng)正常運(yùn)行所需，而制動功率模塊的響應(yīng)時(shí)間可以慢一些。

第十五頁，共三十二頁。三(San)、verteco變流系統(tǒng)的電網(wǎng)側(cè)控制原理

網(wǎng)側(cè)功率單元的作用是將直流母線上的直流有功功率轉(zhuǎn)換為50Hz交流有功功率傳送到電網(wǎng)上。其控制對象為直流母線電壓。其控制原理框圖為：第十六頁，共三十二頁。

從圖中可以看到，網(wǎng)側(cè)功率(Lv)模塊控制對象有電網(wǎng)電壓和直流母線電壓。這兩個(gè)控制對象本質(zhì)上分別代表網(wǎng)側(cè)無功功率(Lv)和有功功率(Lv)。

一般來說，當(dāng)網(wǎng)側(cè)電壓上升時(shí)，需要網(wǎng)側(cè)模塊提供感性無功；而當(dāng)網(wǎng)側(cè)電壓下降時(shí)則需要提供容性無功。第十七頁，共三十二頁。

其中電網(wǎng)電壓為可選項(xiàng)，實(shí)際系統(tǒng)中并沒有這個(gè)功能，而以WTC（機(jī)組主控制器）給出的無功功率指令代(Dai)替。根據(jù)這個(gè)無功指令，考慮到電網(wǎng)電壓波動有限，則可以直接得到這個(gè)無功對應(yīng)的無功電流，如下式所示：式中Idref為無功電流，Q為無功給定，Us為電網(wǎng)電壓。第十八頁，共三十二頁。

根據(jù)電網(wǎng)電壓也可以產(chǎn)生無功輸出給定，但在目前的系統(tǒng)中并沒有實(shí)現(xiàn)這一功能。

有功功率是由發(fā)電機(jī)提供的，發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率通過發(fā)電機(jī)側(cè)功率模塊轉(zhuǎn)化為直流有功輸送到直流母線上。

而(Er)網(wǎng)側(cè)功率模塊則將直流母線上的有功轉(zhuǎn)換為交流有功輸送到電網(wǎng)上。第十九頁，共三十二頁。

當(dāng)直流母線上輸入有功功率增加到大于通過網(wǎng)側(cè)模塊輸送到電網(wǎng)上的有功時(shí)，將導(dǎo)致直流母線電壓上升；而當(dāng)直流輸入有功功率下降到小(Xiao)于輸送到電網(wǎng)的有功時(shí)，直流母線電壓會下降。

第二十頁，共三十二頁。

也就是說，直流母線(Xian)電壓的變化直接反應(yīng)了發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率的變化。網(wǎng)側(cè)功率模塊通過監(jiān)測直流母線(Xian)電壓的波動，就可以得到輸出有功電流的大小。第二十一頁，共三十二頁。四、verteco變流系(Xi)統(tǒng)的電機(jī)側(cè)控制原理

從圖中可以看到這里只給出了一套繞組對應(yīng)的功率模塊的控制框圖。這是由于兩套繞組在控制原理上是一致的，只是在控制的相位上有一定偏差，所以這里只需要給出一套繞組對應(yīng)的功率模塊控制框圖。

第二十二頁，共三十二頁。

圖中光電碼盤在實(shí)際系統(tǒng)中是不存在的，實(shí)際上采用的是無速度矢量控制原理。通過這一控制方式，可以得到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，從而得到轉(zhuǎn)子磁場位置角θr。通過VACON公司(Si)的核心算法，可以從電機(jī)電樞電流及電機(jī)參數(shù)推導(dǎo)得到轉(zhuǎn)子磁場的旋轉(zhuǎn)速度。第二十三頁，共三十二頁。

從框圖上可以看到這里采用的是直接轉(zhuǎn)子磁場定向控制。

首先根據(jù)檢測得到的轉(zhuǎn)子磁場的旋轉(zhuǎn)速度，積分得到轉(zhuǎn)子磁場位(Wei)置角θr。根據(jù)這個(gè)位置角θr，對檢測得到的發(fā)電機(jī)定子電流進(jìn)行三相靜止坐標(biāo)系到兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的變換，得到轉(zhuǎn)矩電流分量iq和勵磁電流分量id。這兩個(gè)量作為電流閉環(huán)控制的反饋量。第二十四頁，共三十二頁。

轉(zhuǎn)矩電流的參考給定有(You)兩個(gè)來源：

（1）由轉(zhuǎn)速參考給定與檢測得到的轉(zhuǎn)子速度進(jìn)行比較，然后經(jīng)過PI調(diào)節(jié)器得到轉(zhuǎn)矩電流給定。

（2）根據(jù)轉(zhuǎn)矩給定直接得到轉(zhuǎn)矩電流給定。

第二十五頁，共三十二頁。

勵磁電流的參考給定則比較復(fù)雜。首先根據(jù)直流母線電壓推算出對應(yīng)的定子最大端電壓，將這個(gè)電壓和前饋電壓值比較，將其中較小者作為機(jī)端電壓最大值。再將這個(gè)結(jié)果和電壓給定進(jìn)行比較，再經(jīng)過磁場控制器得到勵磁電流給定。

注意，這里雖(Sui)然用PI調(diào)節(jié)器的符號表示磁場控制器，但實(shí)際上與一般的PI調(diào)節(jié)器是有一定區(qū)別的。第二十六頁，共三十二頁。

在得到勵磁電流/轉(zhuǎn)矩電流的給定和反饋之后，通過電流調(diào)節(jié)器可以得到轉(zhuǎn)矩電壓/勵磁電壓的參考給定值Udref/Uqref。

再根據(jù)轉(zhuǎn)子磁場位置角θr，對這(Zhe)兩個(gè)給定進(jìn)行兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系到三相靜止坐標(biāo)系的變換，得到發(fā)電機(jī)機(jī)端三相電壓的給定。根據(jù)這(Zhe)三相給定，PWM模塊給出功率器件的驅(qū)動脈沖。第二十七頁，共三十二頁。制動功率模塊使用(Yong)原理（典型應(yīng)用(Yong)）第二十八頁，共三十二頁。五、主控與變流系統(tǒng)的連(Lian)接1、主電纜

（1）變流系統(tǒng)電源電纜，400VAC5х4mm2；

（2）變流系統(tǒng)UPS電源電纜，230VAC3х1.5mm2；

（3）電流互感器電纜，400VAC4х1.5mm2;

（4）電控系統(tǒng)總電源電纜，690VAC3х10mm2

。第二十九頁，共三十二頁。2、控制和通信電纜（1）ProfibusDP通信電纜，485信號(Hao)（2）控制線，24VDC10x1mm2。第三十頁，共三十二頁。2.1控制和通訊信號

（a）主控到變流(Liu)的DP信號

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