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1、论文题目：SL50O机组690V回路简析论文作者：-张 建指导导师：-孙 冬部 门：金风慧能目录引言 11.华锐SL1500机组690V电气回路组成及原理.41.1 电气回路组成41.2 各部件简要分析41.2.1 箱变系统 41.2.2 变频器系统 41.2.3发电机 62.SL1500风机并网过程分析82.1 风机并网过程82.1.1 启动预充电82.1.2 网侧变频器启动92.1.3 机侧变频器启动92.1.4发电机同步 102.1.5 并网 102.1.6 低电压穿越 113.SL1500风机日常维护注意事项123.1 安全 123.2 维护注意事项124.本文结论13甘 m为人类奉献
2、白云蓝天，给未来创造更多资源引言摘要：华能辽宁阜北项目位于辽宁省阜新市阜蒙县福兴地镇，总装机容量为35万KW, 由234台华锐SL1500/77机组构成。结合本人近两个月的风场实习工作，本文主要分析华锐 SL1500/77机组690V回路（即主发电回路）电气组成器件构成及原理，并网过程分析，维 修保养注意事项等内容。由于受本人知识结构及能力限制，本人仅为个人对机组系统的认识， 难免会有纰漏之处，望各位领导及同仁批评指正。关键词：华锐机组 690V主回路 变频器 发电机系统分析1.华锐SL150O机组690V电气回路组成及原理1.1电气回路组成华能辽宁阜北风电场690V回路电气配置为塔基箱变（6
3、90V/35KV）,塔筒电缆（包括定 子电缆，转子电缆，接地线）变频器（包括超导PM3000，大连国通，禾望等）双馈异步发 电机（永济，天元，佳木斯等），并网系统等组成。其中发电机和变频器均采用水冷散热系 统散热。1.2各部件简要分析1.2.1箱变系统图 1 箱式变压器塔基箱式变压器的作用主要包括电压转换，能量传递，线路保护等。包括高压室，变压 器室，低压室；高压室即电源侧，一般是35千伏进线，包括高压母排、断路器或者熔断器、 电压互感器、避雷器等，变压室里都是变压器，是箱变的主要设备，低压室里面有低压母排、 低压断路器、计量装置、避雷器等，从低压母排上引出线路690V）通过塔筒电缆为风机运
4、行提供电源。1.2.2变频器系统变频器系统分为机侧变频器和网侧变频器，主要作用为调节转速、机组并网控制、调节无功、滤波和过压保护。图2 机侧变频器和网侧变频器 调节转速 风力发电的叶片及轮毂重达数吨或数十吨。操纵如此巨大的转动惯性体，并且响应速度 要求能跟上风速变化是相当困难的。目前为了调节转速一方面对桨叶角度进行变桨距控制，变桨距控制是一个比较慢的过程 它的动作时间以秒计算，对湍流度较大的工况，转速调节并不理想，如提高变桨响应速度， 也可能引发机组的振动超限等问题。另一方面根据公式：p = n *w,p:发电机功率n:发电机转速3：发电机转矩通过变频器控制发电机转子转矩来控制转速。变频器控制
5、发电机转子电流频率的动作时 间在毫秒级以下，可以保证发电机组在湍流度较大的工况下，使机组功率稳定输出，降低对 电网冲击的不良影响。 机组并网控制风力发电机组并网条件：风机有功与电网频率、幅值、相位均相同，方可满足并网条件。 在机组并网过程中首先启动直流预充电回路，如果直接吸合网侧接触器，较大的电势差会对 机侧变频器造成较大的冲击，形成瞬间过电流。当风机达到1200rpm时，网侧接触器吸合变频器开始给发电机转子提供励磁，同时变频 器开始检测发电机与电网的电压、频率和相位是否相同，如果满足条件，变频器控制发电机 定子接触器闭合，实现机组与电网的零冲击连接。 调节无功、滤波和过压保护改变励磁电流的幅
6、值和相位，可以改变发电机定子电动势和电网电压之间的相位角，从 而实现无功功率的调节。在机组超同步运行时，发电机转子发出的交流电有很大的谐波，发电机经过变频器的整 流、滤波、逆变、再滤波，然后并入电网，能减小对电网的谐波干扰。电网电压低电压穿越时，风力发电机组的各量都会产生较大的振荡并伴有尖峰出现。变 频器中的Crowbar电路在电网电压跌落时可以增加转子回路的电阻，有效抑制定子电流的 交流暂态分量，同时可以对直流母线电容器进行保护。1.2.3发电机发电机是把机械能转化为电能的设备，机组采用双馈异步发电机，基本原理为发电机定 子绕组直接与电网相连，转子绕组从变频器IGBT获得励磁电流，在转子绕组
7、上产生一个相 对转子的励磁旋转磁场气，其与转子转速气相叠加，叠加后的旋转磁场转速与发电机同步 转速n保持一致，从而产生恒频恒压的电能。Sp(n1 + n2)f =60f : 发电机电能频率p：发电机极对数双馈异步通常工作在亚同步、同步、超同步三种状态。 亚同步工作状态：转子转速n低于发电机同步转速n,此时机侧变频器为三相绕组提供励磁电流，在转 2s子绕组中产生一个与转子方向相同的励磁旋转磁场转速为气，使得气和气叠加等同于发电 机同步转速，此时发电机只有定子发出有功功率。n ns2n = n+ns 1 2 同步工作状态转子转速n与发电机同步转速n致，此时励磁旋转磁场转速n为零，此时发电机只2 s
8、 1 有定子发有功功率。n = ns2n =01 超同步工作状态转子转速n高于同步转速n ,此时转子绕组产生一个转速为n的与转子方向相反的旋2s1转磁场，使得n -n恒等于发电机同步转速n。该状态下不仅发电机定子发有功功率，发电2 1 s机转子绕组也向电网通过变频器反馈功率，这也是双馈异步发电机名称的由来。n 1!950V DCPM300DWStatorLina Fiker SLine ChokeLSC = Line Side Converts GSC = Generator Side 亡unverter图 3 主回路一次接线图2.1风机并网过程2.1.1启动预充电Generator Chok
9、eRotor风机启动后，当达到预充电条件时，网侧接触器V308.2的P18-K2B端子发出230VAC给预充电接触器K340.2的线圈，预充电接触器吸合，电流经过预充电整流桥V314.2和预充电电阻R314.2和R314.2.1至变流器直流母排，使直流母排电压提高至950V，至此预充电工作*Pr&charge、Stator图 4 启动预充电过程完成。预充电的作用是防止滤波回路和网侧变频器因为过大的电势差导致受损。LinecontactorPnBcharge contactorEM-195QV DC严,.Stator Contactor沁 690V ACClose precharge conta
10、ctcr =? suppiy DC-BusRotorLrnn FilterLineChoke2c950V DCGeherator/ChokeClose line contactor Open precharo contactorPrecharge *LSC Line cont.2.1.2网侧变频器启动Precharge2.1.3机侧变频器启动Line FilterRotorG 日口 orator Choke Precharge LSCOne cont图 5 网侧变频器启动预充电工作完成后，由变频器V308.2的P18-K2A端子发出230VAC到K340.4线圈，网 侧接触器K340.4吸合，
11、同时预充电回路断开，母线电压升至1050V,网侧变频器提供系统 所需的无功能量，包括变压器和高频滤波装置等所需的电能。与此同时也为定子接触器线 圈A1提供230VAC电压，但定子接触系不吸合，等待机侧变频器V308.4的P17-K1A端子发 出24VDC信号，当两个信号同时满足时定子接触器吸合。Start gnorator &ide converterPush 20A test current to the rotor图 6 机侧变频器启动网侧变频器电流值达到80A左右，机侧变频器达到20A左右，此时机侧变频器为发电机转子提供励磁电流，根据转速来不断调节机侧变频器的电压和频率以达到并网条件。2
12、.1.4发电机同步Push rnagneti上Eiticm current to the rotoi Provoko voltage on the statorPrecharge LSCLine cont -GSCMagnetize Rotor图 7 发电机同步机侧变频器 V308.4-P16 时刻检测发电机转速，当发电机转速达到同步转速时，机侧变 频器注入140A电流，发电机定子感应电压达到690VAC,发电机已发电，但不能并网，变 频器时刻检测电网电压和定子电压参数并进行比较，调节机侧变频器电压参数，使发电机定子电压和电网电压相等，为并网做准备条件，此过程最多可持续1 分钟左右。2.1.5
13、并网图 8 并网Precharge *LSC *Line cont GSC Magnetize Rotor Stator cont.LSC DC-8US GSC1150V DC当发电机定子电压频率、幅值、相位与电网一致或者在误差范围内时，机侧变频器V308.4的P17-K1A端子发出24VDC信号，此时并网条件满足，发电机实现零冲击并网。2.1.6低电压穿越低电压穿越（LVRT），指在风力发电机并网点电压跌落的时候，风机能够保持并网， 甚至向电网提供一定的无功功率，支持电网恢复，直到电网恢复正常，从而“穿越”这个 低电压时间（区域）。）。LVRT是对并网风机在电网出现电压跌落时仍保持并网的一种特定 的运行功能要求。对风电场的低电压穿越要求。a）风电场内的风电机组具有在并网点电压跌至20%额定电压时能够保证不脱网连续运 行 625ms 的能力；b）风电场并网点电压在发生跌落后2s内能够恢复到额定电压的90%时，风电场内的 风电机组能够保证不脱网连续运行。2f)2025时间Cs）憾求凤1壮枫组电机细呵朝从电网17J出O.S -67电网敢障引超电压跌落双馈发电机定子绕组在电网电压骤降的工况下会产生较大的冲击电流，由于定、转子 之间的电磁耦合关系，转子绕组感应出过电流和过电
