变流器介绍1

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器件的作用 网侧模块用于将输入的三相交流电整流为变流器直 流母线所需的直流电，或将转子侧模块输出的能量 回馈电网，在电网波动的情况下维持直流母线电压 的稳定，还有调节网侧的有功和无功。在软起主接 触器闭合的时候在网侧开始调制，调制的目的是使 主接触前后的波形保持一致避免产生一个很大的冲 击电流。 CLL 滤波器接在电网和网侧模块之间，用于吸收高 频分量，防止变流器的开关噪声污染电网。 转子侧模块连接在发电机转子上，通过调节转子励 磁电流实现系统的变速恒频发电以及发电机有功、 无功的调节。


低压穿越：低电压穿越能力是当电力系统中风电装机容量 比例较大时，电力系统故障导致电压跌落后，风电场切除 会严重影响系统运行的稳定性，这就要求风电机组具有低 电压穿越能力，保证系统发生故障后风电机组不间断并网 运行。 风电机组应该具有低电压穿越能力： a）风电场必须具有在电压跌至20%额定电压时能够维持并 网运行625ms的低电压穿越能力； b）风电场电压在发生跌落后3s内能够恢复到额定电压的 90%时，风电场必须保持并网运行； c）风电场电压不低于额定电压的90%时，风电场必须不间 断并网运行。

通信参数设臵 在确认光纤连接正确的情况下，在菜单栏中点击“配 臵”→“通讯设臵”或工具栏上的 图标在通讯端口处选 择 USB 转光纤模块的 COM 点击“测试连接”按钮，若测 试成功后，会弹出所示界面，点击“确定”按钮。

用户切换 在建立通讯连接以后， 用户需要切换权限到“高级用户” 权限， 在 菜单栏选择“管理”→“切换用户”，弹 出如图输入用户密码，单击“确定”按钮以后，软件将开 放所有“高级用户”的权限。
在发电机转子侧装有crowbar电路，为转子侧电路提供旁
路，在检测到电网系统故障出现电压跌落时，闭锁双馈感 应发电机励磁变流器，同时投入转子回路的旁路（释能电 阻）保护装臵,达到限制通过励磁变流器的电流和转子绕 组过电压的作用，以此来维持发电机不脱网运行。



并网：当电网的容量比发电机的容量大的多的时候（大于25倍），发 电机并网造成的冲击电流电流可以不考虑，但风力发电机组电机容量 越来越大，目前已经发展到兆瓦水平，而会对发电机组的各部件造成 损坏。更为严重的是，长时间并网冲击，甚至还会造成电力系统的应 接力以及威胁其他发电机组的正常运行，必须通过合理的发电机并网 技术来抑制并网冲击电流。 DFIG转子交流励磁后，DFIG和电网之间构成了柔性连接。所谓的柔 性连接，是指可根据电网电压、电流和DFIG的转速，通过控制机侧 模块来调节DFIG的转子励磁电流从而精确的控制DFIG定子电压，使 其满足并网条件。 空载并网方式：并网前DFIG空载定子电流为零，提取电网的电压信 息（包括频率，相位，幅值）做为依据供DFIG控制系统实现励磁调 节，使建立的DFIG定子空载电压与电网的频率，相位和幅值一致。
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安全注意事项（2）

小心烫伤,变流器机柜内的某些部件，如功率半导体的散热
器等，在断电后还需要一段时间后才能冷却下来。


在变流器或外部控制电路带电时，严禁操作控制电缆。 印制板上带有对静电十分敏感的元器件，请不要直接接触 印制板。当主电路带电时，单板可能带有危险的电压。
安全永远是第一的，没有什么比生命更重要的

变流器上电步骤和现象如下：
1、闭合变流器外接电源开关（一般来说是箱式变压器开 关） ； 2、闭合内部断路保护开关 ，此时并网柜前门板上电源指示 灯亮（Q4 和 Q36 必须都闭合） ，表明变流器已上电； 3、配电柜内的 UPS 需要手动开启后并切换到逆变模式，此 时可以开始后面的调试工作。

启动监控软件 把 USB 延长线的一端插入 USB 转光纤块，另外一 端插入计算机的 USB 口，启动我们的 HopewindMonitor监控软件。
功率曲线

风力机输出功率- 转速特性曲线,从图中可以看出,在某一固 定转速下,风速越大风力机输出功率越大, n 较小或太大时, 风力机输出功率都会降低. 实线为不同风速下风力机输出 最大功率的连线,也称为最佳功率负载线.控制风力机始终 跟踪其最大功率点,即工作在最佳功率负载线上就是闭环 风力发电系统所追求的控制目标.风力机只有在最佳叶尖 速比下运行（线速度比风速）,才能输出最大机械功率。
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400VAC助爬器电源
Q11
名称
标识 1
对应功能 码盘A＋
名称 X9
标识 1
对应功能
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3 X4 4 5 6
6
风力利用率 风力发电机采用空气动力学原理，就像飞机的机翼一样. 风并非"推"动风轮叶片,而是吹过叶片形成叶片正反面的压 差,这种压差会产生升力,令风轮旋转并不断横切风流 。
风力发电机的风轮并不能提取风的所有功率.理论上风电 机能够提取的最大功率,是风的功率的59.3%(贝兹理论）. 大多数风电机只能提取风的功率的40%或者更少，一般是 25%到40%左右。
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变流器底部有12个直径为16mm的安装孔，建议使用M14螺拴固定在底座上
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名称
标识
对应功能
对应控制开关
1
2 3 4 PE 5 6 N PE 690VAC用户配电电源 Q5
X8
7
8 PE
主 控 690VAC 电 网 电 压 检 Q9 测
N PE
9
10 11 12 PE N 导致发电机转速变化时，变流器通过控制 转子的励磁电流频率来改变转子磁场的旋转频率，使发电 机的输出电压频率和电网保持一致，从而实现风力发电系 统的变速恒频发电。通过改变转子励磁电流的频率、幅值、 和相位可以实现发电机频率、有功、无功的调节，满足客 户对风力发电系统的不同需要。


双馈发电机定子绕组接电网，转子绕组有可调节频率的三相电 源励磁，一般采用交直交变流器供以低频电流。双馈发电机可 以在不同风速下运行，其转速可以随风速变化作相应调整，可 以工作在同步转速之下，也可以在同步转速之上，通过控制转 子的电流，保证定子并网输出的电压和频率不变，由此必须实 现对转子侧的励磁电流的幅值，频率，相位，相序的控制。 根据感应电机定子转子绕组电流产生的旋转磁场相对静止原理， 可以得到电机运行转速与定子，转子绕组电流频率关系数学表 达关系。 F1=pn/60+f2； F1=pn/60-f2 当转速n开始变化的时候，调节f2，可以使f1保持不变，即可与 电网保持一直，实现风力发电机变速恒频控制。当n<n1时候， 风力发电机处于亚同步转速运行，取正号；当n>n1时候，风力 发电机处于超同步速度运行，取负号。当n=n1时候，f2=0变流 器向转子提供直流励磁，此时发电机是同步电机运行。
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风力发电系统简介 安全注意事项
变流器简介
安装与接线
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安全注意事项（1）

非专业人员不得安装和维护变流器。

在开始安装之前，发电机和变流器必须和电网隔离，并在 发电机转子上使用机械抱闸装臵。

在操作在将变流器的接线及电机接线断开之前，严禁进行 线间绝缘测试。

运行变流器之前，必须确保变流器已可靠接地。 禁止接触带电的变流器、发电机电缆和发电机。要接触这 些部件，必须在断开输入交流电源后五分钟并用万用表测 量接触处对接地点电压，确认变流器已放电完毕。
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并网柜主要用 于实现变流器 与电网的并网 脱网，并提供 部分配电需求。 配电柜主要满 足用户配电需 求，实现与主 控制器的信号 转接功能。
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控制盒主要用 于信号采集及 处理、产生控 制信号、完成 与主控制器和 后台的通讯等 功能
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功率柜实 现转子转 差功率和 电网的交 互与传输 ，对转子 励磁电流 进行控制 ，从而实 现对定子 电压、频 率、有功 和无功的 控制

参数固化：单击“确定”按钮，参数将被固化到变流器内部的非易 失存储器中，这样即使控制系统下电后，上述参数设臵仍然有效。

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风场常用调试方式：

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主控控制：变流器接受来自MITA4100的指令， 并按照 MITA4100指令进行运行，此模式为正常风场的运行模式， 风场运行时需要设臵成此模式 实验室常用调试方式 主控联调 ：与“主控控制”模式的区别在于，变流器不 接收主控发送的模拟信号。此模式用于出厂前的风机系统 测试。 单步调试：利用监控软件对变流器进行单步调试。此模式 用于变流器在没有主控的情况下的整机单步调试 ，判断 故障的时候风场运用比较多。 模块调试：（单步调试）利用监控软件对变流器进行单步 调试。此模式用于变流器的风冷和水冷功率模块调试
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L2 滤波器（du/dt 电抗器）可以有效降低输出电压 的变化率，改善转子承受的电应力，延长发电机转 子的绝缘寿命。 Crowbar 模块在电网电压骤降的情况下，对发电机 转子绕组进行短路，为转子电流提供旁路通道，抑 制转子侧过电流和直流母线过电压，实现对整个系 统的保护.
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霍尔电流传感器，基于霍尔效应，输出电压与流过一次 侧电流大小成正比,一次侧电流方向改变输出极性也改变， 所以可以测量交流电和直流电，对波形也没有特别的要 求；适用频率范围也较宽。直流和交流电流都可以测量， 普通电流互感器只能测量交流电流。普通电流互感器使 用时，二次侧不能开路，霍尔电流传感器可以开路，除 此外还有它的精度较高频率宽度较大，还有在整流出来 的电路含有纹波电路它也能较准确的测量出来。
上电前检查 1、确保在变流器里没有异物遗留； 2、确保地线、电网、定子和转子功率电缆连接正确且 按要求力矩打紧,用万用表简单测量对地不短路。 3、确保码盘信号电缆连接正确并选择正确的码盘供电 电压5V或者24V； 4、确保用户配电端子排和主控交互信号端子排电缆接 线正确、牢固，开机设臵完成以后Mita511通讯模块 2,3指示灯同频闪烁。 5、检查 X9.1 的端子9与 10、端子11 与12、端子 13 与 14是否可靠连接，如果不用，必须确保端子排 X9.1 的端子 9 与10、端子 11 与12、端子13与 14 短接，不 短接会产生一个很大电压会击伤人，也会损坏电流 互感器寿命。。

首先三相690V的电进来，并联一个避雷器其中避雷器内含 一个压敏电阻在750的时候触发导通，再经过用户690V， 和辅助变压器400/230V辅助供电经过断路器，过软起电阻 给母线充电一般可以到达690*1.4=966V左右，但是在我们 的后台软件上充到850V左右，在软起回路断开，主接触器 闭合经过CLL的滤波电路，CLL是滤除高次的谐波，网侧 模块整流到母线是1050V,在经过转子侧的模块逆变经过L2 可以有效降低输出电压的变化率，改善转子承受的电应力， 延长发电机转子的绝缘寿命。转子速度达到1290rmp左右 并网,而且波形输出与电网的完全保持一致。

开机参数设置

功率曲线设臵
和“电机参数设臵”是类似的，用户可选择下拉框中合适的功率曲 线，或者直接修改列表里面的值，单击“设臵”按钮，如果设臵成功 单击“确定” ，完成功率曲线 1 设臵，随后单击“下一步” ，进行 功率曲线 2 设臵。功率曲线 2的设臵方式和功率曲线 1 的设臵方式是 相同的， 按照上述操作即可。 用户也可以不设臵功率曲线， 直接点 击 “下一步” ，进入到批量参数设臵界面。

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维护变流器之前必须在系统停机并且不带电的情况下进行，并按以下 步骤进行操作： 控制变流器脱网停机。 断开电网前端箱式变压器开关。 手动关闭配电柜上的 UPS。 操作完以上后，等待5分钟可以测量下母排电容电压是否安全电压。 判断故障时候需要通过事件记录：获取变流器内部故障记录已经开关 动作顺序；故障录波：需要录取故障瞬间时候的波形帮助判断。 判断故障可以根据通过后台，看是那步引发那步故障；通过LED故障 看出；观察器件表面等；通过测量比较方法；还有通过电路图排查， 一般使用分段排查，或则在说明书后面有故障总录这个比较重要，涵 盖了大部分故障处理方法，整个风力发电设备任何一个环节故障，都 可能引发变流器报错，我们也可以帮助判断相关故障。