FRECON變流器簡介

1、FRECON變流器總體結(jié)構(gòu)圖各部分簡介變壓器支架620/400V自耦變壓器提供機(jī)組動力用電和控制用電。制動電阻箱消耗直流母線上過高的能量。塔頂風(fēng)機(jī)IGBT1冷卻風(fēng)扇、變壓器支架上的IGBT2冷卻風(fēng)扇、電容柜冷卻風(fēng)扇、塔底冷卻風(fēng)扇和變流柜背后的風(fēng)道構(gòu)成變流器的冷卻系統(tǒng)。變流柜變流柜由低壓配電柜、主控柜、IGBT柜1、IGBT柜2、電容柜5部分組成，由于變流器元器件相對比較分散，低壓配電柜、主控柜、變流柜并未有明確的界定。主控柜變流柜是一個有機(jī)的整體。變流柜模塊圖電抗器支架網(wǎng)側(cè)空開風(fēng)機(jī)的并網(wǎng)與脫網(wǎng)控制。電流互感器完成電流變送。3組（六個）交流電抗器與網(wǎng)側(cè)電容、變壓器構(gòu)成LCL濾波。3個直流電抗器直

2、流斬波升壓電抗器。FRECON變流器主電路FRECON變流器原理圖FREQCON變流器采用AC-DC-AC變換形式。整個電路可分為兩個部分：整流和逆變。通過整流將發(fā)電機(jī)發(fā)出的不穩(wěn)定的交流電（電機(jī)轉(zhuǎn)速017.3rpm，電機(jī)電壓0690Vac,電壓頻率012.7Hz）變換成相對穩(wěn)定的直流電；再通過逆變單元，把直流電逆變成與電網(wǎng)電壓、頻率、相位相匹配的交流電送入電網(wǎng)。下面分別簡單介紹主電路各部分的功能：1. 二極管整流FRECON采用兩套三相全橋不可控整流方式，將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓和頻率不穩(wěn)定的交流電變換成直流電，與全橋并聯(lián)的電容起到平波的作用。由于采用的是二極管整流，能量無法雙向流動，因此FRECO

3、N變流器不能實(shí)現(xiàn)電機(jī)的反向拖動。2. 斬波升壓整流后的電壓隨著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和直流電流的變化而變化，為了獲得網(wǎng)側(cè)逆變所需要的相對穩(wěn)定的直流電壓（1200Vdc左右），F(xiàn)RECON變流器采用了boost直流升壓斬波電路。斬波升壓輸出側(cè)直接與網(wǎng)側(cè)逆變直流側(cè)相連，并聯(lián)三重斬波(斬波相位相差120°)方式減小了發(fā)電機(jī)側(cè)和逆變側(cè)的電流波動。 并聯(lián)的支撐電容中點(diǎn)與“地”相連，將直流母線電壓分成+/-600Vdc降低了變流器的絕緣等級。斬波升壓三支IGBT模塊每只IGBT模塊包含一個半橋，半橋由串聯(lián)的兩個IGBT和與之反并聯(lián)的二極管組成，分別稱為上橋臂和下橋臂。（IGBT1IGBT3），只有下橋臂和上

4、橋臂反并聯(lián)的二極管起作用。3. 制動單元當(dāng)直流母線上的電壓過高（超過+/-650Vdc），制動單元工作，通過制動電阻（與IGBT4模塊上橋臂并聯(lián)，上橋臂不作用）、IGBT4模塊下橋臂，釋放直流母線上過多的能量，維持母線電壓。4. 放電回路放電回路是在變流器停機(jī)后將母線上殘留的能量通過放電電阻消耗掉，保護(hù)機(jī)械設(shè)備和人身安全。其本質(zhì)是給母線上的電容放電，放電回路在變流器運(yùn)行期間不起作用。5. 網(wǎng)側(cè)逆變逆變單元是三相全橋有源逆變。將斬波升壓得到的穩(wěn)定直流電，轉(zhuǎn)變成頻率為50Hz電壓為620V，相位與電網(wǎng)同相位的穩(wěn)定的交流電，再經(jīng)過變壓器與電網(wǎng)相連。網(wǎng)側(cè)六支IGBT模塊構(gòu)成三相，每相兩支通過網(wǎng)側(cè)電抗器

5、相連。同相兩支IGBT模塊控制信號有180°的相差，用以減少匯入電網(wǎng)的諧波電流。6. 預(yù)充電回路在閉合網(wǎng)側(cè)空開之前，需要給直流母排進(jìn)行預(yù)充電，因?yàn)橹绷髂概派蠋в写笕萘侩娙萜?，若不預(yù)充電，則在閉合網(wǎng)側(cè)空開時會對系統(tǒng)造成很大的電流沖擊。預(yù)充電時，預(yù)充電繼電器動作預(yù)充電回路閉合。網(wǎng)側(cè)620Vac通過限流電阻、網(wǎng)側(cè)電抗、網(wǎng)側(cè)逆變單元來給直流母線充電。在此過程中，與網(wǎng)側(cè)IGBT反并聯(lián)的二極管起到整流二極管的作用。在母線電壓達(dá)到+/-420Vac,網(wǎng)側(cè)主空開閉合預(yù)充電完成。變流控制板變流控制板使用模擬電路搭建而成，主要功能是實(shí)現(xiàn)變流器的控制與監(jiān)測。1. 控制方面：1) 預(yù)充電控制2) 斬波升壓I

6、GBT PWM控制3) 斬波制動IGBT PWM控制4) 網(wǎng)側(cè)逆變IGBT PWM控制2. 監(jiān)控方面：1) 電壓測量2) 電流測量3) 頻率測量4) 有功測量5) 無功測量6) 故障邏輯7) 顯示變流控制板前、后面板介紹變流前面板指示燈說明前面板撥碼開關(guān)說明后面板24V供電harting頭接口定義針腳號信號描述備注124V+最大電流6A224VGND3NC4NC針腳號信號描述連接到I/O（相對變流板）1模擬GND變流子站模塊30AI5.2O2變流器網(wǎng)側(cè)電壓UL2 1Vdc=50Vrms變流子站模塊30AI5.5O3變流器網(wǎng)側(cè)電流I1 1Vdc=187.5Arms變流子站模塊30AI5.7O4變

7、流器網(wǎng)側(cè)電流I3 1Vdc=187.5Arms變流子站模塊30AI6.5O5變流無功功率 1Vdc=175KVA 變流子站模塊30AI7.5O6變流器整流電壓U 1Vdc=70Vdc-650V,650V變流子站模塊30AI6.3O7變流器母線U_DC- 1Vdc=70Vdc變流子站模塊30AI7.7O8NC9變流器DC電流(斬波升壓電流) 1V=125Adc變流子站模塊30AI8.1O10NC11變流器斬波升壓IGBT1溫度 0,10V=20,120變流子站模塊30AI8.3O12變流器斬波升壓IGBT3溫度 0,10V=20,120變流子站模塊31AI2.1O13變流器網(wǎng)側(cè)L1a IGBT溫

8、度 0,10V=20,120變流子站模塊31AI2.3O14變流器網(wǎng)側(cè)L2a IGBT溫度 0,10V=20,120變流子站模塊31AI3.1O15變流器網(wǎng)側(cè)L2b IGBT溫度 0,10V=20,120變流子站模塊31AI3.5O16變流器網(wǎng)側(cè)L3b IGBT溫度 0,10V=20,120變流子站模塊31AI3.7O17變流器無功設(shè)置值 1V=59Aac變流子站模塊31AO4.5I18變流器測試直流設(shè)定值 1V=75A變流子站模塊31AO5.5I19NC20變流器網(wǎng)側(cè)電壓UL1 1Vdc=50Vrms變流子站模塊30AI5.1O21變流器網(wǎng)側(cè)電壓UL3 1Vdc=50Vrms變流子站模塊30

9、AI5.3O22變流器網(wǎng)側(cè)電流I2 1Vdc=187.5Arms變流子站模塊30AI6.1O23變流有功功率 1Vdc=175Kw變流子站模塊30AI7.1O24模擬GND變流子站模塊30AI6.4O25變流器母線U_DC+ 1Vdc=70Vdc變流子站模塊30AI7.3O26變流器網(wǎng)側(cè)頻率 1Vdc=10Hz變流子站模塊30AI6.7O27制動電流 1Vdc=166.6Aac變流子站模塊30AI8.5O28NC29NC30變流器斬波升壓IGBT2溫度 0,10V=20,120變流子站模塊30AI8.7O31制動IGBT溫度 0,10V=20,120°變流子站模塊31AI2.5O32

10、變流器網(wǎng)側(cè)L1b IGBT溫度 0,10V=20,120變流子站模塊31AI2.7O33模擬GND變流子站模塊31AI3.6O34變流器網(wǎng)側(cè)L3a IGBT溫度 0,10V=20,120變流子站模塊31AI3.3O35變流器直流電流設(shè)置 1V=75Vdc變流子站模塊31AO4.1I36變流器測試交流電流設(shè)定值 1V=176Aac變流子站模塊31AO5.1I37NC后面板37針模擬I/O接口定義后面板37針數(shù)字I/O接口定義針腳號信號描述連接到I/O（相對變流板）124V+端子排25X8.1I2NC3變流器測試電流AC 低電平=非測試變流子站模塊30DO3.8I4變流器運(yùn)行 低電平=變流器停止變

11、流子站模塊30DO3.1I5制動電阻測試 低電平=非測試變流子站模塊30DO3.4I6NC7NC8NC9電機(jī)側(cè)空開吸合 低電平=空開不吸合端子排25X8.4O10NC11NC12制動單元IGBT故障 低電平=無故障變流子站模塊29DI8.5O13變流器直流母線電壓過高變流子站模塊29DI7.9O14變流器網(wǎng)側(cè)過壓變流子站模塊29DI7.5O15變流器網(wǎng)側(cè)逆變IGBT過流變流子站模塊29DI7.1O16變流器斬波升壓IGBT過流變流子站模塊29DI6.4O17變流器準(zhǔn)備狀態(tài) 低電平=未準(zhǔn)備好變流子站模塊29DI6.1O18備用變流子站模塊29DI5.4O19變流器預(yù)充電接觸器反饋 低電平=未吸合

12、變流子站模塊29DI5.1O2024VGND端子排25X8.2O21NC22變流器測試電流DC 低電平=非測試變流子站模塊30DO4.4I23變流器使能 低電平=變流器不使能變流子站模塊30DO3.5I24機(jī)組安全鏈 24V+國產(chǎn)配置接24V+屏蔽端子排25X8.3I25NC26NC27NC28NC29NC30變流器網(wǎng)側(cè)IGBT故障 低電平=無故障變流子站模塊29DI8.4O31斬波升壓IGBT故障 低電平=無故障變流子站模塊29DI8.1O32變流器直流母線電壓過低變流子站模塊29DI7.4O33NC34變流器斬波制動IGBT過流變流子站模塊29DI6.8O35變流器觸發(fā)脈沖狀態(tài) 低電平=無

13、脈沖變流子站模塊29DI6.5O36變流器IGBT_OK 低電平=IGBT故障變流子站模塊29DI5.8O37變流器主空開反饋 低電平=空開未吸合變流子站模塊29DI5.5O后面板25針高壓I/O接口定義針腳號信號描述I/O（相對變流板）備注1模擬GND2模擬GND3模擬GND4模擬GND5NC6NC7相電流L3 1V=1000AacI8相電流L2 1V=1000AacI9NC10NC11預(yù)充電接觸器吸合O高壓I/O板，D8 LED點(diǎn)亮送出吸合信號12網(wǎng)側(cè)空開吸合反饋I高壓I/O板，D6 LED點(diǎn)亮收到反饋信號1324VGND14相電流L1 1V=1000AacI15相電壓L3 1V=70VacI16相電壓L2 1V=70VacI17相電壓L1 1V=70VacI18直流母線正電壓 1V=70VacI19直流母線負(fù)電壓 1V=70VacI20整流電壓 1V=70VacI21NC22NC23網(wǎng)側(cè)空開吸合O高壓I/O板，D9 LED點(diǎn)亮送出吸合信號24預(yù)充電接觸器吸合反饋I高壓I/O板