控制网

   本文介绍了静止变频器（SFC）采用矢量控制技术的工作原理，以及其硬件配置、软件组态、系统功能和特点，分析SFC的电流断续换相运行和负载换相运行。全数字大功率电流源型交直交变频启动装置在广州蓄能水电厂二期机组中的应用实践表明，SFC故障率仅0.96%，提高了设备的控制性能和运行可靠性；实际电机从静止拖动到并网仅需240?s，保证了机组抽水工况的快速起动。

    广州蓄能水电厂装机2400MW，其可逆式机组水泵工况涉及大型同步电动机的起动，设计以静止变频器(SFC)起动为主，机组背靠背起动为辅。广州蓄能水电厂二期工程安装4台300MW可逆式机组， SFC采用Siemens公司的全数字大功率SIMOVERT S电流源型交直交变频调速装置，恒磁调压/调频启动，可连续逐台起动4台机组。SFC和机组励磁系统采用数字式Simadyn-D控制系统。

    1、同步电动机变频起动原理

    电机变频起动时，转子绕组通入励磁电流，定子由SFC供电，由定子频率控制转子转速。SFC输出的频率在起动开始时调得很低，然后逐步上升至额定值，利用同步转矩的作用，使电机的转速随变频器输出频率同步地升至额定值。Siemens公司结合双反应理论和矢量控制理论，忽略凸极式同步电动机d，q轴磁路不对称、转子阻尼绕组和磁化曲线的非线性等次要因素的影响，将三相电机等效为直流电机进行控制。SFC整套装置由功率单元、控制单元组成，电机励磁单元为自并励可控硅静态励磁，由机组励磁系统控制，SFC的软、硬件配置及控制框图见图1。SFC主要技术参数为：额定电压18kV，额定功率18MW， 额定转速500r／min，过载系数1.3， 输出频率0～52Hz，整流器额定触发角26.3°，逆变器额定触发角141°。

图1 广州蓄能水电厂二期工程SFC软、硬件配置及控制框图

    2、SFC的功率单元

    SFC的功率单元包括输入变压器、直流耦合电路、整流器和逆变器三部分。输入变压器容量16。8kVA，利用其二次侧三角形绕组隔离滤波，减少整流器产生的谐波电压对电网的影响，降低电网谐波含量。