静止变频器是大型电动机的启动装置之一。本站SFC装置为ABB公司生产的电流源型交直交变频调速装置,主要优点是无级变速,启动平稳,反应速度快,调整方便。但是所需控制设备复杂,对元件的可靠性要求较高。
电站4台机组公用一套静止变频启动装置SFC,用于机组水泵工况启动或水泵方向调相启动,由瑞士ABB公司供货,采用风冷型式,容量为16MW。包括SFC输入变压器、输出变压器、输入端断路器、输入端滤波器及断路器、过电压保护、整流桥、直流电抗器、逆变桥、输出端过电压保护装置、输出端断路器及隔离开关、SFC辅助控制设备等。机组水泵工况用SFC启动时,由机组LCU通过SFC设备现地控制单元LCU6进行控制和监视,与CSCS系统交换数据和信息。SFC也可在控制屏上现地手动分屏控制。
SFC装置可满足机组频繁启动的需要,能连续逐一启动电站4台机组,并留有2次(暂定)启动失败的裕度,即一个工作周期内能连续启动6次的能力。其工作能力为连续工作30min,时间间隔30min。
1.SFC的基本结构
SFC系统共有两路交流输入,分别来自#1主变低压侧和#3主变低压侧15.75kV侧厂用电分支母线电抗器后,经过两个输入断路器ICB1和ICB2给SFC输入变压器供电,经过整流器SRN、直流电抗器和与逆变器SRM变换后能输出0~17.325kV和0~52.5Hz的变频、变压电源,通过输出断路器OCB供给选择启动的机组。为了使SFC输入电压及输出电压与发电机端电压相匹配,设置了输入降压变和输出升压变。为了消除SFC启动机组过程中产出的高次谐波对电网的影响,设置了谐波滤波器。
2.输入输出变压器
输入变压器将15.75kV的电网电压变成5.8kV供给变频单元,输出变压器在5Hz时将变频器输出的电压转变为15.75kV,同时它们都起隔离作用。利用输出变压器二次侧三角形绕组隔离滤波,减少整流器产生的谐波电压对电网的影响,降低电网谐波含量。输入输出变压器都配置有差动、瓦斯、油温、油位、油压、压力释放保护。
输入变压器参数:
一次侧电压:15.75±2×2.5%;
二次侧电压:5.8kV
一次侧电流:678.7A;
二次侧电流:1843A
额度频率:50Hz;
短路阻抗:10%
额度容量:18.515MVA;
连接组别:Dy11
冷却方式:OFWF;
绝缘水平:7.2-20-60/24-50-125
2.SFC滤波装置
SFC在启动过程中会产生大量的高次谐波,因此设计了滤波器来提高SFC的功率因数和电压电流的波形系数。因为这种类型的变频启动装置主要含有5次和7次谐波,故主要对5次和7次谐波进行滤波,以减少谐波对系统的影响。后在调试中检测到谐波值较小,可以不投入滤波装置。
3.直流电抗器和整流器SRN与逆变器SRM
直流电抗器用于整流输出的平波和去耦,以降低直流电流脉动,使逆变器稳定可靠地工作。
整流器和逆变器进行电压和频率的调节,先把输入侧的交流电流整流为直流,再将直流逆变为交流,控制触发脉冲角和间隔时间可改变启动电流和频率。整流器SRN与逆变器SRM都有6个桥臂,每个桥臂有5只可控硅。从控制单元到功率单元,晶体管的触发及检测信号采用光电耦合技术,即采用光纤及光电转换器件进行传输。
变频器参数:
(1)整流器SRN(电源侧)
桥臂数:6;
每桥臂可控硅数量:4+1;
容量:19290kVA;
电压:5800V;
电流:1930A;
频率:50Hz
(2)逆变器SRM(机组侧)
桥臂数:6;
每桥臂可控硅数量:4+1;
容量:17550kVA;
电压:0~5250V;
电流:1930A;
频率:0~52.5Hz
4.SFC输入断路器
对整流器和逆变器的内部故障起到保护作用,在输入断路器本体保护动作后首先给SFC发信号,SFC先切掉脉冲后再跳输入断路器。
5.切换隔离开关:用于SFC启动两阶段的切换。
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