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   本文介紹了靜止變頻器（SFC）采用矢量控制技術(shù)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(diǎn)，分析SFC的電流斷續(xù)換相運(yùn)行和負(fù)載換相運(yùn)行。全數(shù)字大功率電流源型交直交變頻啟動(dòng)裝置在廣州蓄能水電廠二期機(jī)組中的應(yīng)用實(shí)踐表明，SFC故障率僅0.96%，提高了設(shè)備的控制性能和運(yùn)行可靠性；實(shí)際電機(jī)從靜止拖動(dòng)到并網(wǎng)僅需240?s，保證了機(jī)組抽水工況的快速起動(dòng)。

    廣州蓄能水電廠裝機(jī)2400MW，其可逆式機(jī)組水泵工況涉及大型同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，設(shè)計(jì)以靜止變頻器(SFC)起動(dòng)為主，機(jī)組背靠背起動(dòng)為輔。廣州蓄能水電廠二期工程安裝4臺(tái)300MW可逆式機(jī)組， SFC采用Siemens公司的全數(shù)字大功率SIMOVERT S電流源型交直交變頻調(diào)速裝置，恒磁調(diào)壓/調(diào)頻啟動(dòng)，可連續(xù)逐臺(tái)起動(dòng)4臺(tái)機(jī)組。SFC和機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)采用數(shù)字式Simadyn-D控制系統(tǒng)。

    1、同步電動(dòng)機(jī)變頻起動(dòng)原理

    電機(jī)變頻起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組通入勵(lì)磁電流，定子由SFC供電，由定子頻率控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。SFC輸出的頻率在起動(dòng)開始時(shí)調(diào)得很低，然后逐步上升至額定值，利用同步轉(zhuǎn)矩的作用，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速隨變頻器輸出頻率同步地升至額定值。Siemens公司結(jié)合雙反應(yīng)理論和矢量控制理論，忽略凸極式同步電動(dòng)機(jī)d，q軸磁路不對(duì)稱、轉(zhuǎn)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(jī)等效為直流電機(jī)進(jìn)行控制。SFC整套裝置由功率單元、控制單元組成，電機(jī)勵(lì)磁單元為自并勵(lì)可控硅靜態(tài)勵(lì)磁，由機(jī)組勵(lì)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(shù)參數(shù)為：額定電壓18kV，額定功率18MW， 額定轉(zhuǎn)速500r／min，過載系數(shù)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(cè)三角形繞組隔離濾波，減少整流器產(chǎn)生的諧波電壓對(duì)電網(wǎng)的影響，降低電網(wǎng)諧波含量。