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1、 H82-2.0MW 型风力发电机组 变频器硬件说明书 (电气) H82-5-50-00-00-00SM1 中船重工(重庆)海装风电设备有限公司 2009 年 8 月 中船重工(重庆)海装风电设备有限公司 2009 年 8 月 目录 目录 第一章 基本柜 第一章 基本柜 第1页 第3页 第4页 第5页 第7页 第10页 第11页 第12页 第17页 第18页 第19页 第20页 第21页 第二章 并网柜 第二章 并网柜 第1页 第2页 第5、6页 第8页 第9页 附件一 附件二 附件一 附件二 第一章 基本柜 第一章 基本柜 以原理图页码的顺序对原理进行演绎。 ACS800-67WTD基本柜第
2、1页 一原理 ACS800-67WTD基本柜第1页 一原理 基本柜中电网侧（LCL、ISU）之前的电路。包括主接触器触点（K1） 、充电 电路（K2 触点、R1） 、LCL 单元、ISU 单元四大部分。 一切操作都是建立在通讯正常的基础上。 网侧试验的基本光纤条件： 在 DC LINK 无电压时，整个基本柜 ISU、INU 模块是无工作电源的。即 ISU、 INU、Crowbar 不工作。但 RDCU、NDCU、NUIM 等模块是 230V 控制电源供电，可 以正常工作。 在环网通讯建立后，就可以进行网侧的 K2 充电、K1 主接触器闭合试验。 1工作流程：电网侧三相690V通过K1/2接触器
3、后进入LCL滤波器，滤波后经过基 本柜后部的快插件进入ISU单元进行整流变为直流，进入直流母线。 690V2=975.8VDC。 2Drive Window中设定参数 21.01 ISU LOCAL CTR WORD为9 ( 十六进制)，即 1001(二进制)：RMIO的RO1出口继电器吸合，K2接触器吸合。充电电路通过LCL 进入ISU单元，ISU通过IGBT的反向二极管对直流母流充电，当充电到50%（约 500VDC）时，ISU、INU、Crowbar的内部控制电路可以正常工作，充电到80%（约 800VDC）时，ISU的RO3出口继电器吸合，闭合主接触器，ISU继续充电，ISU同时 开始
4、调制 （以DTC方式） ， 进行辨识。 网侧变流器自动与电网同步 （频率和相位） 。 DC上升到1070VDC。转子侧变流器开始调制。 1K1、K2有一个重合工作时间的过程，保证充电不断续，但R1已经被短接掉。 当K2放开后，R1开路。 2LCL的风机控制。内部有6个PTC电阻串联，控制K6继电器，K6吸合后给ISU一 个DI1信号，控制LCL风机恒速运行。LCL 温度传感器与网侧变流器数字输入 DI1 串联连接。如果任何传感器断开，则传动会因故障而跳闸。 并网后冷却风机是一直工作的。 3ISU单元是否加热与冷启动电路和ISU、INU1/2内部温度传感器有关。 4由于充电电阻很小 （CBHX-
5、165-5R） ， 而ISU、 INU内部DC滤波采用胶片式电容， 所以充电时间很短。而胶片电容相比电解电容的优点就是几乎无限次工作， 充电时间短。 二 器件 二 器件 1U4：LCL滤波器单元ALCL-15-7 1个 2U1：ISU电网侧单元ACS800-104WIND-0580-7 1个 3K1：主接触器触点 3对 4K2：充电接触器触点 3对 5F1：熔断器 SIBA 1000V/800A 1组 6F15：熔断器 690V/50A 1组 7Z1.1-3:共模抑制器 3个 8R1：充电电阻 CBHX-165-5R 1个 9X50.1/2：9芯接线端子 2个 10. X01.1/2：快插铜排
6、 2个 ACS800-67WTD基本柜第3页 ACS800-67WTD基本柜第3页 一 原理 一 原理 基本柜中电网侧控制电路 RDCU-02 电路。包括 RDCO-02 DDCS 部分，RMIO-02 的 PPCS 部分和 AI/AO 接口。 虚线框内为本页内容，框外为相关页内容。 1主要是通讯光纤网的建立。从 NDCU 到 NDCO 和 ISU 是主光纤回路。使用 DriveWindows 或自启动时走这条路；当组网时 RDCU、NDCU、NETA 组成环网，多 台风机可以通过有线或无线方式组成局域网。 2AI： AI1： 为电压型模拟输入量， 输入量程 0 （2） 10V/-10V+10
7、V， 对应序号 05.07； AI2、 3： 为电流型模拟输入量， 输入量程 0 （4） 20mA， 对应序号为 05.08/05.09， 在 AI2/3 的输入端接有取样电阻。应该是 500，因为 20mA500=10V(电压量 程上限)。 3AO：AO1、2 为电流型模拟输出量，输出量程 0（4）20mA。 4X31/32：SLOT1/2 两个 38 芯 I/O 扩展插座。 5X39：12 芯控制盘接口(扁平电缆)。 二 器件 二 器件 1A433：RDC0-02 DDCS通讯选件 1个 2A43：RMIO-02C RDCU网侧控制单元 1个 ACS800-67WTD基本柜第4页 ACS8
8、00-67WTD基本柜第4页 一原理 一原理 基本柜中电网侧控制电路 RDCU-02 电路。包括 DI/DO 部分。 17 个 24VDI 输入，不可编程。位于 01.15 DI STATUS 的 B8-14 位。 DI1：LCL 风机运行（温度故障） ，高正常。 DI2：ISU 开/关控制（常为高） DI3：ISU 接触器 K1 闭合（应答,响应，回读信号） 。否则 PPCC LINK 故障 DI4：柜体温度（未用） DI5：柜体湿度（常为高） DI6：复位（未用） DI7：未用 23 个 24V 开出继电器（干结点，250VAC/120VDC 2A） DO1：充电接触器 K2 控制（不可编
9、程） DO2：故障输出（可编程） DO3：主接触器 K1 控制（不可编程） 二 器件 二 器件 1RMIO-02（RDCU） 1 个 ACS800-67WTD基本柜第5页 ACS800-67WTD基本柜第5页 一 原理 一 原理 基本柜中转子侧电流和电压测量控制电路 NUIM-02C 电路。 1当网侧电压相序不确时，故障灯亮。 2测量电网的频率是正值且电网电压值正确。如果电压值正确，那么转子侧和 网侧变流器之间的通讯就正常。 3应用程序不能够识别NUIM-6x 单元是否正确连接到主断路器端子。在接线不 正确时，则判断定子电压能与电网同步后，实际在主断路器的输入与输出有一个 120度的相位差。
10、4电网辨识也需要NUIM板。 5.定子功率(设功率因素=1)：(三相功率测量方法) 三表法：UUIU+UVIV+UWIW 两表法：UUVIU+UVWIW 一表法：3UUIU=3UUVIU 使用15V（内部运算放大器电源） ，24V 工作电源。 二 器件 二 器件 1A45，电流电压测量模块，NUIM-62C 1 个 ACS800-67WTD基本柜第7页 ACS800-67WTD基本柜第7页 一原理 一原理 基本柜中转子侧单元。包括 INU1、INU2、Crowbar 及电阻。 1.滑差控制。DTC 直接转矩控制。 亚同步时：转子侧的三相电压波形是载波频率可变的 SPWM 波，同时幅值可 变。正
11、弦波频率为滑差频率。得到的电流是低频正弦波，方向指向发电机，转子 单元电流流进发电机。转矩控制的转子侧变流器向转子绕组提供能量。如转子的 机械转速为 1300rpm,则滑差频率为 fr=（1500-1300）/30=6.7Hz。三相相角差 120。 同步时：1500rpm。转子侧的三相电压波形是载波频率可变的 PWM 波，同时 幅值可变。电流波形为直流。fr=（1500-1500）/30=0Hz。三相相角差 120。 超同步时：转子侧的三相电压波形是载波频率可变的 SPWM 波，同时幅值可 变。正弦波频率为滑差频率。得到的电流是低频正弦波，方向指向变频器，转子 电流流出发电机。转子绕组将能量反
12、馈给转子侧变流器。如转子机械转速为 1800rpm,则滑差频率为 fr=（1500-1800）/30=-10Hz。三相相角差 120。 2由于能量的双向流动，INU 与 ISU 构成背靠背逆变器。由于在低于和高于同 步转速不同运行方式下转子绕组的功率流向不同，因此需要采用双向变流器。 3crowbar 可用来在电网出现异常情况时（例如电网失压或电网短路）防止直 流母线过电压。这里有两种 crowbar 可供选择。 （1） 无源 crowbar 无源 crowbar 测量直流母线电压，如果直流电压超过 1210V，就会触发 crowbar，传动单元立即可从电网切除。 （2） 有源 crowbar
13、 对于要求传动单元在电网电压瞬变时仍然在网的场合，必须使用有源 crowbar，通过产生容性无功功率来支撑电网。crowbar 可以根据电网电压对转 子侧变流器的影响开通或关断， 保证了传动单元即使在电网电压快速变化时都能 正常工作。 4小结 （1）INU1、INU2：并联。由于转子侧是低频低压大电流，所以需要两个单元。 （2）放电电阻：150KWS/450m。 （3）通讯：NDCU-APBU-INU1/2； NDCU-Crowbar （4）INU1、2 的加热与 ISU 串联控制，同时加热。 （5）Crowbar 激活通过 AMC-33C 的 DI5 采集。 （6）Crowbar 的两对干结
14、点控制转子侧主接触器和定子侧主断路器。Crowbar 正常时为常闭。 二器件 二器件 1U11.1/2:INU1、2，传动单元 ACS800-104WIND-0580-7 2 个 2U6：Crowbar 单元，ACBU-P1（无源） 。 1 个 3R2：放电电阻 150KWS/450m 1 个 4F5.1、2： 熔断器 1000V/800A 2 个 5X01.3、4：快插件 2 个 6X50.3、4：接线端子 2 个 7Z2.1-3、Z3.1-3：扼流圈 6 个 ACS800-67WTD基本柜第10页 ACS800-67WTD基本柜第10页 一. 原理： 一. 原理： 基本柜中辅助电源电路。包
15、括加热电源和 24V、15V 控制电源。 1. 从控制系统的机舱控制柜送入一组 230VAC 单相电源。 在滑门上分成不同的两 路。 第一路：加热、冷却和维护。 第二路：控制电路。 2X31 三芯维护插座。 3LCL 风机冷却电源。在 RMIO 发出主接触器闭合、Crowbar 无故障时 K3 继电器 吸合，LCL 风机开始恒速运行，与程序有关。 4加热。基本柜的加热包括滑门加热、ISU、INU1、INU2 单元加热。 在 K7 吸合后，加热电源分别送到滑门加热器和三个传动单元加热器。传动单 元加热器是否工作还与 AHCB 板中温度感传器有关。三个传动单元的加热是同时 进行的。 基本柜加热与程
16、序无关。 5控制电源经过 Z3 滤波器后分为三路。一路作为冷启动和出口继电器的工作电 源；一路作为断路器的工作电源；一路作为 AC/DC 电源的输入。 6出口继电器、接触器 K1-K9 为 230VAC，当控制电源失压后，所有继电器、接 触器跳开。 7断路器电源。为断路器的合闸线圈、跳闸线圈，储能回路提供工作电源。 8在正常温度和湿度范围内，K8 吸合且自保持。系统 24V、15VAC/DC 电源开 始工作。+24V 为除三个传动单元外的所有模块提供工作电源；15V 为 NUIM 测 量单元提供运放电源。K8 的吸合与程序无关。 二器件 二器件 1F11、12,空开（MCB） 。S252S-K10 1 个 3
