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金风15兆瓦机组变流部分培训课件(PPT36页)

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金风15兆瓦机组变流部分培训课件(PPT36页)_第1页
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标题一,,标题1 ( 宋体 四号 加粗 ),,标题1.1 (宋体 小四 加粗),,正文………………………………,,标题2( 宋体 四号 加粗 ),,标题1.1 (宋体 小四 加粗),,正文,,,,,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,单击此处编辑母版标题样式,,,,,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,单击此处编辑母版标题样式,,,,*,,,,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,单击此处编辑母版标题样式,,,,*,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,单击此处编辑母版标题样式,,,,*,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,单击此处编辑母版标题样式,,,,*,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,单击此处编辑母版标题样式,,,,*,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,单击此处编辑母版标题样式,,,,*,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,单击此处编辑母版标题样式,,,,*,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,单击此处编辑母版标题样式,,,,*,1.5MW,机组变流器介绍 (,freqcon,系统),1,主要内容:,,一、,1.5MW,机组,freqcon,变流系统的主拓扑结构,,二、,freqcon,变流系统,,三、,freqcon,变流系统各元器件介绍,,四、预充电回路,,五、,freqcon,变流系统的冷却,2,,该变流器采用了不可控整流方式把发电机发出的电整流为直流电,通过网侧逆变,IGBT,模块把直流电变成工频交流电并入电网。

其控制方式为集中式控制变流器的控制器集中的控制每个,IGBT,功率模块工作,并检测每个,IGBT,功率模块的工作状态一、,freqcon,变流系统主拓扑结构,,3,freqcon,变流器系统原理图,,,4,Freqcon,变流器主要元器件与电路拓扑对照图,5,,基本原理结构,6,,变流系统按照永磁同步风力发电机的特点专门设计,与六相永磁同步发电机具有很好的适应性,即通过六相不可控整流,有效减少或抑制了电机侧的谐波转矩脉动,同时对电机绕组几乎没有,du/dt,的影响另外,从上图可看出,变流装置主回路采用多重化并联技术,提高了系统容量(小容量功率器件可用在大容量系统中)、减少了输出电流谐波中间斩波升压是三重斩波升压,起到了稳压和升压作用,适应了风机的最大风能捕获策略,即把变动的发电机输出电压,与整流回路一起最终稳定在,DC-Link,电压设定值附近,使,DC-Link,电压稳定在逆变环节所需的直流电压上DC/AC,变换部分采用两重逆变策略,通过采用先进的,PWM,脉宽调制技术,有效减少了输出谐波(,THD,%,<4%,)、提高了系统容量通过控制上的优化,使电压闪变指标在国际技术标准允许范围之内。

变流器主要采用,10,个,IGBT,单元+,2,个二极管桥式整流单元+,3,个框架开关+,1,个变流控制板+,1,个高电压采集板组成金风,MW,级直驱永磁同步风力发电系统变流装置是全功率变流系统,与各种电网的兼容性好,具有更宽范围内的无功功率调节能力和对电网电压的支撑能力同时,变流系统先进的控制策略和特殊设计的制动单元使风机系统具有很好的低电压穿越能力(,LVRT Capability,),以适应电网故障状态,在一定时间内保持与电网的联接和不脱网通过独到的信号采集技术、接口技术等提高了变流装置系统的电磁兼容性,如直流环节的均压接地措施,有效减少了干扰7,二、,freqcon,变流系统,,8,变流器信号走线,,9,,,Freqcon,变流器整体结构框图,10,freqcon,变流系统的控制器,11,变流板前后面板介绍,12,变流板指示灯说明,13,拨码说明,14,变流控制器的原理框图,15,三、各元器件介绍,16,变压器支架,,620/400V,自耦变压器——提供机组动力用电和控制用电总容量,40KVA,,副边,22.4KVA,提供主控柜,变流柜用电17.5KVA,提供机舱用电IGBT2,冷却风扇——风冷系统循环动力,17,制动电阻,制动电阻箱——,1,组制动,IGBT,单元与制动电阻连接消耗母排上多余的电能和因特殊原因无法向电网正常输送的电能,保证母排电压始终在正常范围内,18,电抗器支架,,网侧空开——风机的并网与脱网控制。

过流、短路等保护功能注意保护后复位按钮弹出需回复电流互感器——完成电流变送变比:,1/2000,原理:二次侧短路的特殊变压器,二次侧相当于一个电压源3,组(六个)交流电抗器——与网侧电容、变压器构成,LCL,滤波3,个直流电抗器——直流斩波升压电抗器19,两组发电机侧整流单元,,,FRECON,采用三相反并联的二极管整流,二极管具有单向导通性,利用两套整流单元,将发电机发出的(电压和频率)不稳定的交流电变换成直流电传输到母排上20,整流模块原理图,每只,DIODE,模块包含三只半桥整流二极管,,16,只支撑电容、,4,只均压电阻组成21,(,一,) 6,组逆变,IGBT,单元,,6,组逆变,IGBT,单元将经过斩波升压的直流电,转换为与电网频率、电压相匹配的交流电,再经过变压器传送到电网上二,) 3,组斩波升压,IGBT,单元,,经过整流后的直流电会随着发电机转速的变化而变化,利用斩波升压电路减少逆变侧的电流波动,,,保证网侧逆变所需要的稳定的直流电压三,) 1,组制动,IGBT,单元,,1,组制动,IGBT,单元与制动电阻连接消耗母排上多余的电能和因特殊原因无法向电网正常输送的电能,保证母排电压始终在正常范围内。

IGBT,单元,22,IGBT,模块原理图,每只,IGBT,模块包含一个智能半桥模块(半桥由串联的两个,IGBT,和与之反并联的二极管组成,分别称为上桥臂和下桥臂)、,16,只支撑电容、,4,只吸收电容、,4,只均压电阻、,1,块过压保护板、直流端,2,只快熔组成23,放电电阻,放电电阻主要在变流器停机以后起作用,变流器停机后母排上残留有部分电能,放电电阻可以将母排上残留的电能消耗掉,保护电气设备和人身安全,其主要目的是对母排上的电容进行放电放电回路:一端接在正、负直流母排上,另端经过接触器接在,PE,排上24,充电电阻,,机组母排上连接有很多电容,预充电时网侧电流很大,为了限制网侧电流,防止网侧电流击穿电路中的电容器,所以在预充电回路上加上了充电电阻,充电电阻的主要作用是限流充电回路:一端接在框架开关的下口,另一端端就在开关的上口达到设置的电压后断开此回路,框架开关闭合25,变频器(,ABB,),变频器采用交流—直流—交流的方式,将恒压恒频的交流电通过整流电路转换成直流电,然后再经过逆变电路将直流变化成可以调节频率的交流电,其主要作用是根据电流的大小调节风扇电机的转速,其主要原理是利用 N=60F/P 公式,N=电机转速、F=频率、P=磁极对数,通过改变交流电频率的大小增大或减小电机转速。

26,高压,I/O,板,高压I/O板是用来连接高压I/O信号,主要作用是接收电流互感器信号,发出预充电启动、主控开启动及其反馈信号,直流母排电压监测,整流母排电压监测,将监测出来的I/0信号通过插针端子DSUB电缆传送给变流器控制板25,芯线,高压,I/O,板,27,变流器控制板,,,变流器控制板主要功能是实现变流器的控制与监测控制方面包括,,预充电控制,,逆变单元控制,,制动单元控制,,斩波升压单元控制,,监控方面:,,电压测量,,电流测量,,频率测量,,有功测量,,无功测量,,故障及其它信号显示,28,四、预充电回路,注:启动前先进行充电,充电时间由充电电压决定,在闭合主断路器之前,需要给直流母排进行预充电,因为直流母排上带有大容量电容器,若不预充电,则在闭合主断路器时会对系统造成很大的电流冲击29,五、冷却系统,IGBT,模块单元散热片冷却控制,30,IGBT,模块单元电容器冷却,31,,国产,Freqcon,总体结构图,32,柜顶风扇,33,变流器启动运行流程图,,34,谢谢,35,。

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