金凤1.5变流器.ppt

Freqcon变流器概述 Freqcon变流器概述 Freqcon变流器是以——被动整流＋斩波升压＋PWM逆变器为拓扑的全功率变流器 基本参数： 额定功率——1500kW 适合接入电网——50/60 Hz 620VAC(+/-10%) 标准功率因数——1.0，无功功率范围-0.95~0.95 运行温度(外界环境)—— -30~50 风冷散热方式 PLC控制 ProfibusDP/光纤通信 Freqcon变流器系统结构 从外观结构上划分 主控和变流柜部分 散热风机部分 电抗器支架部分 变压器支架部分 发电机开关柜 Freqcon变流器系统结构 Freqcon变流器系统结构 Freqcon变流器系统结构 发电机开关柜 Freqcon变流器系统结构 从整个变流器的硬件结构上划分 主回路部分 配电回路 控制回路 主电路结构 主电路拓扑结构 主电路结构 发电机（6相）——发电机开关柜——补偿电容组——二极管整流电路——斩波升压电路（boost）——直流母线——逆变器电路——LCL滤波电路——箱变——电网 主要分成3个部分:整流电路、斩波升压电路、逆变电路 制动（chopper）电路 预充电回路和配电回路 预充电回路和配电回路 预充电回路是在变流器运行前，直流母线没有电压时，通过专门的电阻为母线充电的电路。它绕开了主空开，在主空开吸合前先将母线充电，以保护母线上电容不受电网的电压冲击。 620VAC经过供电变压器转换为两路400VAC，一路为变流器主柜设备供电，另一路为机舱供电。 400VAC为以下设备供电使用： 400VAC/24VDC开关电源；IGBT模块柜和塔底散热风机以及控制风机的变频器；主柜内的照明、加热、散热、维护插座；塔架内的照明、助力器、维护插座； 主空开的储能供电 控制回路 控制回路主要是使用24VDC供电的设备，它们通过PLC、变流器控制器等共同实现变流器逻辑、功能、保护等功能。 主要包括： PLC （倍福）系统——主CPU和各个功能模块； 变流器控制器（变流板）、高压I/O板； 通信、面板机； IGBT模块控制电路； 与逻辑、保护功能相关的各种继电器、接触器； 面板控制按钮、开关、指示灯。 控制回路 变流器控制器（变流板） 变流器控制器（变流板） 变流板内部是模拟电路板，它能够配合PLC的主控程序命令，实现变流器的控制功能，是Freqcon变流器的一个重要部分。 变流板能够控制变流器的启动、停止；通过控制10只IGBT模块调制工作，完成从发电机到电网的能量转换；通过监测主电路的电压、电流等信号，对变流器运行起到保护；并利用采集到的信号完成频率、并网功率等数据的计算。 变流板的接口： 驱动10只IGBT模块——通过10条15pin的Dsub电缆连接； 和PLC模块的模拟量、开关量接口——通过两条37pin的Dsub电缆连接； 变流器控制器（变流板） 和高压I/O板（主电路电压、电流采样，驱动预充电、主空开动作）接口——通过1根25pin Dsub电缆连接 和PLC的接口信号如下 变流控制器接口介绍 变流控制器接口介绍 变流控制器安装位置 IGBT功率模块 IGBT模块结构图 IGBT功率模块 IGBT模块也是金风自主设计生产的功率模块 包括IGBT——Semikron公司的Skiip功率单元；直流支撑电容（铝电解）；Snubber滤波电容；保护熔断器，并加装了过压保护板； 叠层母排设计节省空间，散热器后置，直流排前部连接，交流排侧面连接 二极管功率模块 二极管功率模块的设计 与IGBT模块类似，如图 Freqcon变流器系统主电路功能 主回路拓扑 Freqcon变流器系统主电路功能 主回路拓扑功能 1 电机侧补偿电容：由于Freqcon变流器采用被动整流模式，对于发电机而言 变流器系统可以近似为一个RCD非线性负载。电机侧补偿电容的功能是为了提供对非线性负载无功的补偿，从而使发电机端功率因数近似为1（即发电机电压与电流同相位），从而提高系统利用率； 2 被动整流单元：被动整流单元将发电机发出的交流电变化为直流电，同时整流单元还包括滤波电容，以抑制整流电压波动； 3 Boost单元：Boost单元的功能是控制整流后Boost电流，从而控制发电机输出功率； 4 直流母线电容：保证母线电压的平稳，为Boost电流和并网电流的控制提供基础； 5 网侧逆变单元：网侧逆变单元控制并网电流，同时控制直流母线电压，使其保持在稳定的范围内； 6 并网LCL滤波器：并网电流通过LCL滤波器馈入电网系统，LCL滤波器的作用在于滤除并网电流中的高频谐波，满足电网对并网电流TH