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本文介紹了靜止變頻器（SFC）采用矢量控制技術的工作原理，以及其硬件配置、軟件組態(tài)、系統(tǒng)功能和特點，分析SFC的電流斷續(xù)換相運行和負載換相運行。全數字大功率電流源型交直交變頻啟動裝置在廣州蓄能水電廠二期機組中的應用實踐表明，SFC故障率僅0.96%，提高了設備的控制性能和運行可靠性；實際電機從靜止拖動到并網僅需240?s，保證了機組抽水工況的快速起動。
廣州蓄能水電廠裝機2400MW，其可逆式機組水泵工況涉及大型同步電動機的起動，設計以靜止變頻器(SFC)起動為主，機組背靠背起動為輔。廣州蓄能水電廠二期工程安裝4臺300MW可逆式機組， SFC采用Siemens公司的全數字大功率SIMOVERT S電流源型交直交變頻調速裝置，恒磁調壓/調頻啟動，可連續(xù)逐臺起動4臺機組。SFC和機組勵磁系統(tǒng)采用數字式Simadyn-D控制系統(tǒng)。
1、同步電動機變頻起動原理
電機變頻起動時，轉子繞組通入勵磁電流，定子由SFC供電，由定子頻率控制轉子轉速。SFC輸出的頻率在起動開始時調得很低，然后逐步上升至額定值，利用同步轉矩的作用，使電機的轉速隨變頻器輸出頻率同步地升至額定值。Siemens公司結合雙反應理論和矢量控制理論，忽略凸極式同步電動機d，q軸磁路不對稱、轉子阻尼繞組和磁化曲線的非線性等次要因素的影響，將三相電機等效為直流電機進行控制。SFC整套裝置由功率單元、控制單元組成，電機勵磁單元為自并勵可控硅靜態(tài)勵磁，由機組勵磁系統(tǒng)控制，SFC的軟、硬件配置及控制框圖見圖1。SFC主要技術參數為：額定電壓18kV，額定功率18MW， 額定轉速500r／min，過載系數1.3， 輸出頻率0～52Hz，整流器額定觸發(fā)角26.3°，逆變器額定觸發(fā)角141°。
圖1 廣州蓄能水電廠二期工程SFC軟、硬件配置及控制框圖
2、SFC的功率單元
SFC的功率單元包括輸入變壓器、直流耦合電路、整流器和逆變器三部分。輸入變壓器容量16。8kVA，利用其二次側三角形繞組隔離濾波，減少整流器產生的諧波電壓對電網的影響，降低電網諧波含量。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號