风电变流器用户手册

目录

1 变流器系统概述 (4)

1.1变流器系统特点 (4)

1.2系统工作原理 (4)

1.3通讯功能 (5)

1.4技术参数 (5)

1.5系统构成 (6)

1.5.1主电源柜+1S3 (6)

1.5.2控制柜+1S2 (6)

1.5.3与转子相连的功率器件+1S1 (7)

2 变流器调试及面板操作 (8)

2.1 调试安全说明 (8)

2.2调试前提条件 (9)

2.2.1调试配置要求 (9)

2.2.2干燥系统 (9)

2.2.3调试准备 (9)

2.2.4整个系统和线路检查 (9)

2.2.5连接电压及通电状态检查 (11)

2.3变流器调试步骤 (11)

2.4变流器操作面板上元件介绍 (20)

3 变流器维护及故障检修 (21)

3.1变流器系统维护 (21)

3.1.1可视化检查整个系统状态 (21)

3.1.2清理系统 (21)

3.1.3检查电源电路连接 (21)

3.1.4硬件检查 (22)

3.1.5元器件检查 (22)

3.1.6更换电路图 (22)

3.1.7插头连接安装正确，扁平线的安装位置 (22)

3.1.8安全功能 (22)

3.1.9软件检查 (22)

3.1.10系统最优化 (23)

3.1.11监控系统的运行 (23)

3.1.12保存和存档软件文件 (23)

3.1.13断路器的维护 (23)

3.2变流器故障检修 (24)

3.2.1故障信息的最先存储 (24)

3.2.2故障发生时的操作顺序 (24)

3.2.3事件信息 (24)

3.2.4故障信息 (28)

1 变流器系统概述

1.1变流器系统特点

变流器和带滑环结构的绕线式异步风力发电机协调工作，该变流器能够结合该异步风力发电机达到以下要求：

-无功率突变

-容性和感性无功功率自动调节

-电源变量低谐波失真

-能够在变速情况下保持较高的能量转换效率，特别是在低风速情况下-高效率

1.2系统工作原理

变流器和带有滑环结构的风力发电机是通过控制转子电路实现风机的变速运行。三相异步发电机定子绕组通过断路器直接连接到变压器690V电源输出的二次绕组上，转子则通过断路器，半导体熔断器隔离开关和变流器连接到这一点上。发电机的定子通过逆变器的控制直接与主电源相连，而不需要电流补偿。

转子通过变流器连接到主电源上，变频器应能够根据不同的转速提供给转子电压、频率可变的电源。变流器能使转差功率在主电源和变流器直流回路中进行输送和回馈的转换。系统使用主电源滤波器把变频器和主电源隔离开来，确保主电源上粘附的谐波分量被限制后输送到变频器。

变频器应能根据预设的转矩或电机内部性能通过高一级控制器的速度设置来控制电机的转差功率。变流器应能通过判断电机运行状态来决定转差功率是主电源输送到电机还是转差功率从电机反馈到主电源。

转矩和功率因数ϕ

cos的设定值可以由系统管理层面输送到变流器中。速度和无功功率控制器被整合为过程控制，同时速度和转矩应作为实际应用值反馈到系统控制中。

如果主电源短路时发电机过流，变频器应能够通过电流检测装置关断变流器从而保护变频器中的半导体器件，转子电流能够通过短路排进行短路，直到励磁电流接近于零。同时要使发电机从主电源中被分断开来。

图1-1：电路图

图1-1显示了整个系统的工作原理。它的重要部件是双电源三相异步电动机，起到发电机的作用。在定子一侧，三相异步电动机通过断路器，同步开关连接到690V主电源上。在转子一侧，标准脉冲变流器，即IGBT机侧变流器(MPR)根据不同速度调整电压及频率，提供给三相异步电动机。另一个标准脉冲变流器，网侧变流器(NPR)，能使转差功率在主电源和变流器直流回路中进行输送和回馈的转换。扼流圈把主电源和变压器隔离开来。

变流器能对机组进行并网与脱网控制，并确保运行过程的安全性和可靠性。

1.3通讯功能

变流器具有CANBUS通讯接口用于控制信号以及实际数值输出。通过总线协议，可以由上位控制系统控制变频器，需要从控制系统发送到变频器的指令是控制字、转矩/功率给定和无功功率给定。控制系统也可以远程监视变频器的运行，读取需要的信息，如电机速度、转矩、有功功率、无功功率、电网电压电流、发电机定子和转子电压电流和功率等。

变流器具有RS232或RS485或RS422接口用于变流器参数设定、调试和诊断等功能。

1.4技术参数

-额定容量700/400KV A（转子侧/网侧）

-主电源电压690 V +10%/-10%

-主电源频率50/60HZ +1%/-1%

-在变流器额定功率时的效率>0.97

-网侧额定电流305A

-网侧最大电流510A

-机侧额定电流580A

-机侧最大电流640A

-转矩上升时间10ms

-噪音<82db(A)

-跳闸温度>85℃(散热器温度) -运行温度-25℃～+40℃

-储存温度-30℃～+65℃

-冷却方式强迫风冷

-满功率运行海拔<2000m 海平面以上-保护等级功率部分IP21

控制部分IP54 -尺寸（L/D/H）2600/900/2200mm 1.5系统构成

1.5.1主电源柜+1S3

-断路器

-不接断电源UPS

-主电源滤波器

-40KV A 变压器

-定子接触器

1.5.2控制柜+1S2

-主电源半导体保险丝

-主接触器

-开关和保护设备

-控制单元和I/O模块

-CAN通讯接口