利德华福高压变频器在同步机带同步发电机及同步投切功能的应用

一、项目概况：

广州西门子变压器厂位于广州市开发区东区，目前新建生产线配备了两套同步发电机组，分别是5000KVA和15000KVA，用于变压器产品出厂前的各种试验所需电源。5000KVA发电机组的同步电动机采用变压器降压启动，15000KVA发电机组的同步电动机由于功率较大，且有时需要对出口设备进行60HZ电源试验，所以选择使用高压变频器对其进行启动调速。当需要50HZ电源时，用高压变频器启动到50HZ后，对其进行同步投切到工频使用；当需要60HZ电源时，用变频器启动运行到60HZ使用。

图1：电气一次回路图；

它是由3个高压真空接触器KM1~KM3和2个高压隔离开关QS1和QS2组成（见上图）。要求KM1、KM2不能和KM3同时闭合，在电气上实现互锁。变频运行时，KM1和KM2闭合，KM3断开；工频运行时，KM3闭合，KM1和KM2断开，并且带同步投切功能，项目方案如上图所示。

设备参数：

电动机参数：额定电压：10000V   发电机参数：额定电压：11000V

额定电流：172.1A                            额定电流：787.3A

额定功率：2600kW                          额定功率：15000kW

额定转速：750/900转                      额定转速：750/900转

额定励磁电压：46.6V                       额定励磁电压：90.6V

额定励磁电流：452.2A                     额定励磁电流：572.7A

额定功率因数：0.9超前                    额定功率因数：0-0.1滞后

额定频率：50/60HZ                           额定频率：50/60HZ

相数：3/单

高压变频器参数：型号：HARSVERT-S10/190     

编号：10190

主控版本: M1.110   

监控版本: V1.6.6-10190   

级数: 9 级

额定容量：3250KVA            

额定输入电压：10000V

额定输入频率：50HZ           

额定输出电压：10000V

图2 现场运行中的变频器和所带负载发电机组

图3 现场变频器运行在60ＨＺ时

图４现场变频器使用的工艺控制图

二、高压变频器与励磁柜协调控制调试

2.1 高压变频器的启动调试

调试主板0-5V的输出电压对应励磁柜与电机的额定励磁电流，低压模拟调试正常，对其带电机控制启动运行。

调试结果：控制励磁电流稳定，正常启动。

2.2 高压变频器的正常运行调试

正常启动以后就是保证能够正常运行，该设备有50HZ和60HZ之分。

调试结果：可以运行到50/60HZ并稳定运行。

2.3 高压变频器的运行参数优化调试

正常启动后正常运行，保证电机的定子电流也就是变频器的输出电流尽量最小。理论上是当输出功率因数

1时的输出电流最小，但是需要励磁控制柜进行自动调节，使电机的励磁电流随变频器的控制进行不断整，以使电机的定子电流最小。

调试结果：可以完全控制电机在整个使用过程中定子端的电流最小化。

2.4 高压变频器旁路后的励磁电流控制

变频器带电机运行到５０ＨＺ后需要切换工频市电运行，保证正常切换过程的励磁电流控制且稳定。