金風(fēng)1.5兆瓦機(jī)組變流部分培訓(xùn)課件

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1、金風(fēng)1.5MW機(jī)組變流器介紹（freqcon系統(tǒng)）主要內(nèi)容：一、1.5MW機(jī)組freqcon變流系統(tǒng)的主拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)二、freqcon變流系統(tǒng)三、freqcon變流系統(tǒng)各元器件介紹四、預(yù)充電回路五、freqcon變流系統(tǒng)的冷卻該變流器采用了不可控整流方式把發(fā)電機(jī)發(fā)出的電整流為直流電，通過網(wǎng)側(cè)逆變IGBT模塊把直流電變成工頻交流電并入電網(wǎng)。其控制方式為集中式控制。變流器的控制器集中的控制每個(gè)IGBT功率模塊工作，并檢測(cè)每個(gè)IGBT功率模塊的工作狀態(tài)。一、freqcon變流系統(tǒng)主拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)freqcon變流器系統(tǒng)原理圖Freqcon變流器主要元器件與電路拓?fù)鋵?duì)照?qǐng)D基本原理結(jié)構(gòu)變流系統(tǒng)按照永磁同步風(fēng)力發(fā)

2、電機(jī)的特點(diǎn)專門設(shè)計(jì)，與六相永磁同步發(fā)電機(jī)具有很好的適應(yīng)性，即通過六相不可控整流，有效減少或抑制了電機(jī)側(cè)的諧波轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，同時(shí)對(duì)電機(jī)繞組幾乎沒有du/dt的影響。另外，從上圖可看出，變流裝置主回路采用多重化并聯(lián)技術(shù)，提高了系統(tǒng)容量（小容量功率器件可用在大容量系統(tǒng)中）、減少了輸出電流諧波。中間斬波升壓是三重?cái)夭ㄉ龎海鸬搅朔€(wěn)壓和升壓作用，適應(yīng)了風(fēng)機(jī)的最大風(fēng)能捕獲策略，即把變動(dòng)的發(fā)電機(jī)輸出電壓，與整流回路一起最終穩(wěn)定在DC-Link電壓設(shè)定值附近，使DC-Link電壓穩(wěn)定在逆變環(huán)節(jié)所需的直流電壓上。DC/AC變換部分采用兩重逆變策略，通過采用先進(jìn)的PWM脈寬調(diào)制技術(shù)，有效減少了輸出諧波（THD％<4

3、%）、提高了系統(tǒng)容量。通過控制上的優(yōu)化，使電壓閃變指標(biāo)在國(guó)際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)允許范圍之內(nèi)。變流器主要采用10個(gè)IGBT單元＋2個(gè)二極管橋式整流單元＋3個(gè)框架開關(guān)＋1個(gè)變流控制板＋1個(gè)高電壓采集板組成。金風(fēng)MW級(jí)直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)變流裝置是全功率變流系統(tǒng)，與各種電網(wǎng)的兼容性好，具有更寬范圍內(nèi)的無功功率調(diào)節(jié)能力和對(duì)電網(wǎng)電壓的支撐能力。同時(shí)，變流系統(tǒng)先進(jìn)的控制策略和特殊設(shè)計(jì)的制動(dòng)單元使風(fēng)機(jī)系統(tǒng)具有很好的低電壓穿越能力（LVRTCapability），以適應(yīng)電網(wǎng)故障狀態(tài)，在一定時(shí)間內(nèi)保持與電網(wǎng)的聯(lián)接和不脫網(wǎng)。通過獨(dú)到的信號(hào)采集技術(shù)、接口技術(shù)等提高了變流裝置系統(tǒng)的電磁兼容性，如直流環(huán)節(jié)的均壓接地措施，有

4、效減少了干擾。二、freqcon變流系統(tǒng)變流器信號(hào)走線Freqcon變流器整體結(jié)構(gòu)框圖freqcon變流系統(tǒng)的控制器變流板前后面板介紹變流板指示燈說明撥碼說明變流控制器的原理框圖三、各元器件介紹變壓器支架620/400V自耦變壓器——提供機(jī)組動(dòng)力用電和控制用電?？?cè)萘?0KVA，副邊22.4KVA提供主控柜，變流柜用電。17.5KVA提供機(jī)艙用電。IGBT2冷卻風(fēng)扇——風(fēng)冷系統(tǒng)循環(huán)動(dòng)力制動(dòng)電阻制動(dòng)電阻箱——1組制動(dòng)IGBT單元與制動(dòng)電阻連接消耗母排上多余的電能和因特殊原因無法向電網(wǎng)正常輸送的電能，保證母排電壓始終在正常范圍內(nèi)電抗器支架網(wǎng)側(cè)空開——風(fēng)機(jī)的并網(wǎng)與脫網(wǎng)控制。過流、短路等保護(hù)功能。注

5、意保護(hù)后復(fù)位按鈕彈出需回復(fù)。電流互感器——完成電流變送。變比：1/2000。原理：二次側(cè)短路的特殊變壓器，二次側(cè)相當(dāng)于一個(gè)電壓源。3組（六個(gè)）交流電抗器——與網(wǎng)側(cè)電容、變壓器構(gòu)成LCL濾波。3個(gè)直流電抗器——直流斬波升壓電抗器。兩組發(fā)電機(jī)側(cè)整流單元FRECON采用三相反并聯(lián)的二極管整流，二極管具有單向?qū)ㄐ裕脙商渍鲉卧?，將發(fā)電機(jī)發(fā)出的（電壓和頻率）不穩(wěn)定的交流電變換成直流電傳輸?shù)侥概派?。整流模塊原理圖每只DIODE模塊包含三只半橋整流二極管，16只支撐電容、4只均壓電阻組成。(一)6組逆變IGBT單元6組逆變IGBT單元將經(jīng)過斬波升壓的直流電，轉(zhuǎn)換為與電網(wǎng)頻率、電壓相匹配的交流電，再經(jīng)

6、過變壓器傳送到電網(wǎng)上。(二)3組斬波升壓IGBT單元經(jīng)過整流后的直流電會(huì)隨著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變化，利用斬波升壓電路減少逆變側(cè)的電流波動(dòng),保證網(wǎng)側(cè)逆變所需要的穩(wěn)定的直流電壓。(三)1組制動(dòng)IGBT單元1組制動(dòng)IGBT單元與制動(dòng)電阻連接消耗母排上多余的電能和因特殊原因無法向電網(wǎng)正常輸送的電能，保證母排電壓始終在正常范圍內(nèi)。IGBT單元IGBT模塊原理圖每只IGBT模塊包含一個(gè)智能半橋模塊（半橋由串聯(lián)的兩個(gè)IGBT和與之反并聯(lián)的二極管組成，分別稱為上橋臂和下橋臂）、16只支撐電容、4只吸收電容、4只均壓電阻、1塊過壓保護(hù)板、直流端2只快熔組成。放電電阻放電電阻主要在變流器停機(jī)以后起作用，變流器停

7、機(jī)后母排上殘留有部分電能，放電電阻可以將母排上殘留的電能消耗掉，保護(hù)電氣設(shè)備和人身安全，其主要目的是對(duì)母排上的電容進(jìn)行放電。放電回路：一端接在正、負(fù)直流母排上，另端經(jīng)過接觸器接在PE排上。充電電阻機(jī)組母排上連接有很多電容，預(yù)充電時(shí)網(wǎng)側(cè)電流很大，為了限制網(wǎng)側(cè)電流，防止網(wǎng)側(cè)電流擊穿電路中的電容器，所以在預(yù)充電回路上加上了充電電阻，充電電阻的主要作用是限流。充電回路：一端接在框架開關(guān)的下口，另一端端就在開關(guān)的上口。