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抽水蓄能电站静止变频启动装置(SFC)的应用

摘要：随着电力工业的迅速发展，缺水、干旱及偏运山区大量的抽水蓄能水

电站应运而生。而静止变频启动装置是抽水蓄能电站不可缺少的电气设备，机组

抽水启动以静止变频启动为主要启动方式，同步启动(背靠背)作为备用启动方

式。机组同期及换相在主变压器低压侧进行。因此，静止变频启动装置及技术被

越来越多的抽水蓄能电站广泛运用。

关键词:静止变频装置;背靠背;谐波

Abstract:withtherapiddevelopmentoftheelectricpowerindustry,water

shortage,droughtandpartialshipmentofpumped-storagehydropowerstationofthe

mountainousareaarisesatthehistoricmoment.Andstaticfrequencyconversion

starterispumpedstoragepowerplantindispensableelectricequipment,startpumping

unitinastaticvariablefrequencystartasthemainstartway,synchronousstart(back)

asabackupstartway.Thesameperiodanditisinthelowvoltagesideofthe

transformer.Therefore,thestaticfrequencyconversionstart-upequipmentand

technologyismoreandmorepumpedstoragepowerplantwidelyused.

Keywords:staticfrequencyconversiondevice;Back-to-back;harmonic

一、引言

抽水蓄能电站静止变频器（SFC）变频启动是利用晶闸管变频器产生频率可

变的交流电源对蓄能机组进行启动，是目前大中型抽水蓄能电站的首选启动方

式，其技术特点为：

(1)静止变频器的调速范围可以从电机的静止状态到l10％额定转速，在此

调速范围内静止变频器工作效率不会降低；

(2)静止变频器启动可使起启动电流维持在同步电机要求的额定电流以下

运行，对电网无任何冲击，具有软启动性能；

(3)静止变频器满足抽水蓄能电站的发电电动机组在电网电力调峰过程中

频繁启动的要求。

目前，我国大中型抽水蓄能电站中发电电动机的电动机启动方式基本设为静

止变频器启动为主，背靠背启动为辅。

二、静止变频器（SFC）原理和组成

同步电动机静止变频器（SFC）启动系统属自控式同步电机变频调速系统，

在要求大容量、高转速和高性能的可调速领域具有重要的应用价值，它主要是根

据电机转速及位置信号控制晶闸管变频装置对同步电机进行变频调速，从而产生

从零到额定频率值的变频电源，同步地将机组拖动起来。

抽水蓄能电站静止变频器启动装置的典型接线如图1所示，此静止变频器为

典型的交—直—交电流源型，它由输入变压器（TR）、整流器（REC）、逆变器

（INV）、直流平波电抗器（DCL）、交流电抗器（ACL）和控制柜组成，整流器

和逆变器都使用普通晶闸管，逆变器晶闸管通过负载同步电动机的反电势进行换

流。此外，启动回路中还包括断路器（cb1、cb2）以及供选择被启动机组用的开

关s。工作原理为：整流器将交流电整流成直流电，逆变器再将直流电逆变为频

率可调的交流电,由于直流平波电抗器的限流作用,使变频器主回路的直流电流波

形平直、脉动小,具有电流源特性。

图1静止变频器SFC典型接线图

蓄能机组启动过程如下：在确认机组具备开机条件后，投入选择开关S和断

路器CB2，机组加励磁，然后投入断路器CB1，变频装置向电机定子输入频率

逐渐上升的三相交流电。定子三相电流产生的旋转磁场与已励磁的转子相互作用

而产生加速转矩，使机组逐渐升速至额定转速，满足同期条件时将机组并入电网，

同时切除变频装置，完成启动过程。此静止变频器启动的优点是设备静止