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>>>公 司 新 闻 / 电机试验站用试验电源的选择
 

编者按: 赛能公司是一家多年从事试验站研究和设计的国内专业厂家, 此文从控制特性的观点和实用角度对电机试验站用试验电源的选择浅谈看法, 目的是为了使用户在项目中选择实用、先进的优化方案,从而避免因决策失误或不实用造成资金浪费导致项目失败,特刊登此篇文章作参考。
     目前的电机试验站可分为:汽轮发电机转子动平衡试验与汽轮发电机的型式试验站、电机试验站、风力发电机试验站等。
     一:汽轮发电机试验站
     汽轮发电机试验站分为:发电机转子动平衡试验站和发电机的型式试验站。国内的火力发电机主流产品为600MW、1000MW两种,若把核电发电机的动平衡试验与型式试验纳入在内,容量在1000MW以上,由于重量重,惯性大,对其拖动电源要求功率大,控制特性要好。在80、90年代常
     采用两种方案:
    (1)1套高压同步电动机组+直流电动机。
    (2)2套高压同步电机组+交流电动机。
     以上两种方案因采用滑线电阻器控制直流发电机的励磁电流,从控制角度讲是开环控制,对电枢电流没有直接限幅控制作用,若励磁电流操作不当,会引起电枢电流的剧烈振荡,系统容易跳闸。
     随着技术的进步与工程应用的经验成熟,出现了全数字直流调速装置和交流变频器,扩大了拖动电源的选择范围,增加了方案的选择性。此时有三种方案可供选择。    (1) 采用全数字直流励磁装置对原有的同步电机组+直流电动机(或交流电动机)系统进行改造,实现闭环调节。成本比较低,但控制特性较差。
    (2) 采用大功率多脉波全数字直流调速装置, 实现全闭环稳速调节, 特性硬、启动力矩大、谐波干扰小等点。也是汽轮发电机试验站最佳选择方案。实践证明采用两台4000千瓦的直流电机同轴联接拖动可满足180万千瓦转子动平衡超速试验。

 (3)采用高压交流变频器,其特点是10000千瓦以上的拖动系统母排电流比较小,拖动功率容易做得更大,由于变频器低速特性软,启动性能差,相应要比直流传动容量要选择大一些。另外,由于大功率器件问题,采用多管(多柜)串、并联,目前造价还很昂贵,且长期运行可靠性有待于考虑。特别在大功率转子静态拖动须慎重。
二:电动机试验站
      电机的种类繁多,各电机试验站针对不同的电机采用不同的拖动方案。在大功率的电机中,常采用同步机组、交流变频器拖动二种方案。    
      电机的出厂试验与型式试验中某些试验内容,特别是电机的迭频试验、变频试验等要求电源有特殊应用。在拖动方案上,采用同步机组拖动方式可满足要求。而交流变频器拖动方案,在实际的使用中, 变频器除对迭频试验不能满足外, 其余的功能也可满足要求。它们的优缺点如下:
      1.噪音 变频电源噪音较小; 而同步发电机组噪音较大;
      2.电源质量 变频电源在试验中可以方便地起动和停止。但其电源质量有一定成分的谐波含量,直接作用在被试电机上,对试验结果有影响,并对电网干扰大,需进行谐波治理。但对变频器供电的电机发热、绝缘试验也有实用意义。同步发电机组相比变频电源的能耗较大,但电源质量好,是纯正的交流电或直流电,作用在被试电机上无谐波含量,不影响试验结果。所以两种方案可根据生产的电机来选择, 若生产变频电机为主, 以选择变频电源方案较合适。

三:风力发电机试验站随着对绿色能源的开发,加上国家政策的大力支持,风力发电在中国呈急剧增加的态势。国内的风力发电机的类型,目前分为三大类:

(1)异步风力发电机
   国内已运行风电场中有一部分机组是异步风力发电机。异步风力发电机又分为单速异步风力发电机、双速异步风力发电机。这种发电机组为定速恒频机组,机组运行时在风能转换最佳状态下的利用率较小,为了充分利用低风速时的风能,近年广泛应用双速异步发电机,改变极对数,有大、小电机 2种运行方式。因异步风力发电机在运行时需        要从电力系统中吸收无功功率,并满足电网对风电场功率因数的要求,多采用在机端并联补偿电容器的方法。
(2)双馈异步风力发电机
    同时风电场也选用双馈异步风力发电机,采用变速恒频发电系统。其风力机可以变速运行,运行速度能在一个较宽的范围内调节,使风机风能利用系数得到优化, 获得高的效率。发电机本身不需要另外附加无功补偿设
备,可实现功率因数在一定范围内的调节。
(3)交流永磁同步发电机
    因前两种风力发电机均要采用齿轮箱匹配转速,而齿轮箱又是故障较高的部件。采用无齿轮箱结构能大大提高风电机组的可靠性,降低故障率,提高风电机组的寿命。目前国内风电场引进开发半直驱式和直驱式交
流永磁同步发电机,运行时全部功率经A-D-A变换,接入电力系统并网运行。
    针对风力发电机试验站,其拖动电源有两种方案:机组励磁控制方案与变频器方案。除上面的两种比较外,两种方案又有明显的特点,而在风力发电机的堵转试验时,为避免变频器在短时间出大电流,在方案上要配
备调压器来满足要求。作负载试验或带产品变频器的负载试验,在加载或卸载时对变频器的要求较高,若控制不好,会造成发电机的电压不稳,影响到负载试验。而采用机组励磁控制的方案,对上述完全可以满足要求,
效率也高。
 

 

 





 

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