基于磁粉制動(dòng)器的變頻器低電壓穿越能力的測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于磁粉制動(dòng)器的變頻器低電壓穿越能力的測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]所謂變頻器低電壓穿越能力，是指變頻器及供電對(duì)象設(shè)備外部故障或擾動(dòng)引起的暫態(tài)、動(dòng)態(tài)或長(zhǎng)時(shí)間電源進(jìn)線電壓降低到規(guī)定的低電壓穿越區(qū)內(nèi)時(shí)，能夠可靠供電，保障供電對(duì)象的安全運(yùn)行。目前，火力發(fā)電廠均配置大量輔機(jī)且常常處于低負(fù)荷和變負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)對(duì)輔機(jī)加裝變頻調(diào)速系統(tǒng)，可以有效提高節(jié)能效益。然而，低壓輔機(jī)如給煤機(jī)、給粉機(jī)等，由于負(fù)載較重，變頻調(diào)速系統(tǒng)“瞬?！惫δ懿贿m用，且不具備自動(dòng)工頻切換旁路，在發(fā)生電壓跌落時(shí)，變頻系統(tǒng)會(huì)閉鎖停機(jī)，導(dǎo)致給煤機(jī)、給粉機(jī)器等重要輔機(jī)停機(jī)，進(jìn)而引發(fā)電廠發(fā)生鍋爐停爐、機(jī)組停機(jī)事故。
[0003]通過(guò)國(guó)內(nèi)發(fā)生的幾起事故分析可發(fā)現(xiàn)，電網(wǎng)故障時(shí)主保護(hù)未動(dòng)靠后備保護(hù)切除故障或重合閘于永久性故障、啟動(dòng)大型廠用電設(shè)備或廠用電源異常低電壓都會(huì)造成變頻器動(dòng)力電源低電壓，此類(lèi)電廠廠用電電壓跌落引發(fā)的鍋爐停爐、機(jī)組停機(jī)事故，嚴(yán)重影響電廠、電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。2013年元月，國(guó)家電網(wǎng)公司下文要求排查火電廠輔機(jī)變頻器低電壓穿越能力，對(duì)于不滿足低電壓穿越能力要求的機(jī)組，應(yīng)進(jìn)行低電壓穿越能力改造，并在改造后完成低電壓穿越能力測(cè)試工作，確保機(jī)組具備一定的低電壓穿越能力，保障機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[0004]當(dāng)前各省采用的變頻器低電壓穿越能力測(cè)試方法均采用電壓暫降發(fā)生儀模擬變頻器輸入電壓跌落，并記錄變頻器交流輸入電壓、交流輸出電壓及直流母線電壓。該項(xiàng)測(cè)試工作可能引起變頻器閉鎖停機(jī)，一般選擇機(jī)組停機(jī)期間開(kāi)展，在停機(jī)期間，給煤機(jī)、給粉機(jī)電動(dòng)機(jī)難以帶實(shí)際負(fù)載運(yùn)行，目前的做法是讓給煤機(jī)、給粉機(jī)電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行，即電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)或僅帶皮帶運(yùn)行，其低電壓穿越能力測(cè)試結(jié)果僅反映空載運(yùn)行時(shí)的結(jié)果，無(wú)法反映機(jī)組實(shí)際運(yùn)行時(shí)的實(shí)際情況。特別是改造后進(jìn)行低電壓穿越能力測(cè)試，若僅采用空載運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)作為負(fù)載，其測(cè)試結(jié)果難以保證機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)的低電壓穿越能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于磁粉制動(dòng)器的變頻器低電壓穿越能力的測(cè)試方法。
[0006]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
[0007]—種基于磁粉制動(dòng)器的變頻器低電壓穿越能力的測(cè)試方法，步驟包括:
[0008](1)設(shè)置電壓暫降發(fā)生儀串接于廠用母線與被試輔機(jī)變頻器之間，被試輔機(jī)變頻器交流輸出至被試輔機(jī)電動(dòng)機(jī)，設(shè)置磁粉制動(dòng)器連接被試電動(dòng)機(jī)的輸出軸，廠用母線與電壓暫降發(fā)生儀之間設(shè)置斷路器Q0、斷路器Q1，電壓暫降發(fā)生儀與被試輔機(jī)變頻器之間設(shè)置斷路器Q2,設(shè)置數(shù)字存儲(chǔ)錄波器，分別連接被試輔機(jī)變頻器的交流輸入電壓端、交流輸出電壓端、DC+、DC-;
[0009](2)啟動(dòng)數(shù)字存儲(chǔ)錄波器，選擇數(shù)字存儲(chǔ)錄波器通道并設(shè)置耦合方式、電壓上下限參數(shù)；
[0010](3)閉合廠用母線的斷路器Q0、斷路器Q1，使電壓暫降發(fā)生儀得電，電壓暫降發(fā)生儀輸入電壓、三相指示燈顯示正常，根據(jù)電壓暫降模擬工況，設(shè)置電壓暫降時(shí)間，暫降次數(shù)，并根據(jù)暫降電壓值選擇相應(yīng)的斷路器出口；
[0011](4)閉合斷路器Q2,檢查數(shù)字存儲(chǔ)錄波器交流輸入電壓、變頻器直流母線電壓顯示正常；
[0012](5)根據(jù)被試輔機(jī)變頻器就地或遠(yuǎn)方控制方式，設(shè)置變頻器啟動(dòng)頻率，并啟動(dòng)變頻器，檢查數(shù)字存儲(chǔ)錄波器直流母線電壓、交流輸出電壓顯示正常；
[0013](6)逐步增大磁粉制動(dòng)器激磁電流，并用卡鉗表監(jiān)視變頻器交流輸入電流，直到輸入電流增加至變頻器正常運(yùn)行時(shí)輸入電流；
[0014](7)啟動(dòng)存儲(chǔ)錄波模式，點(diǎn)擊電壓暫降發(fā)生儀面板上得暫降按鈕，根據(jù)(3)中設(shè)置的電壓暫降次數(shù)、暫降時(shí)間和暫降深度模擬電壓暫降，在暫降結(jié)束并恢復(fù)正常電壓后，結(jié)束存儲(chǔ)錄波模式；
[0015](8)通過(guò)存儲(chǔ)錄波記錄的電壓暫降期間被試輔機(jī)變頻器直流母線電壓、交流輸出電壓的變化情況即可判斷被試輔機(jī)變頻器是否具備指標(biāo)要求的低電壓穿越能力。
[0016]進(jìn)一步地，電壓暫降發(fā)生儀至少應(yīng)能模擬以下三種工況:1)穩(wěn)態(tài)低電壓穿越區(qū):變頻器電源進(jìn)線電壓幅值暫降至額定電壓90%，持續(xù)時(shí)間60s ;2)動(dòng)態(tài)低電壓穿越區(qū):變頻器電源進(jìn)線電壓幅值暫降至額定電壓60%，持續(xù)時(shí)間5s ;3)暫態(tài)低電壓穿越區(qū):變頻器電源進(jìn)線電壓幅值暫降至額定電壓20%，持續(xù)時(shí)間0.5s。
[0017]進(jìn)一步地，輔機(jī)電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩通過(guò)下式計(jì)算:
[0018]TM= 9500*P M/nM；
[0019]其中PM為電動(dòng)機(jī)額定輸出功率，η M為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速，電動(dòng)機(jī)與磁粉制動(dòng)器轉(zhuǎn)速比為nM/nz= k，其中η z為磁粉制動(dòng)器轉(zhuǎn)速，k值可根據(jù)磁粉制動(dòng)器轉(zhuǎn)速高于最低轉(zhuǎn)速并保證其長(zhǎng)期可靠運(yùn)行進(jìn)行調(diào)整。
[0020]進(jìn)一步地，可近似磁粉制動(dòng)器應(yīng)產(chǎn)生的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩為:
[0021]Tz=k*TM。
[0022]磁粉制動(dòng)器轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速選擇選擇后進(jìn)行激磁電流選取:
[0023]通過(guò)實(shí)際測(cè)量并記錄給煤機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)變頻器輸入三相交流電流，并在開(kāi)展低電壓穿越能力測(cè)試時(shí)，啟動(dòng)被試變頻器使變頻器帶磁粉制動(dòng)器正常運(yùn)行后，逐步增大磁粉制動(dòng)器激磁電流，同時(shí)監(jiān)視變頻器輸入三相交流電流，在達(dá)到實(shí)際運(yùn)行值時(shí)保持激磁電流不變。在此激磁電流下磁粉制動(dòng)器產(chǎn)生的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩與實(shí)際運(yùn)行時(shí)相同。
[0024]本發(fā)明的有益效果:
[0025]采用磁粉制動(dòng)器作為給煤機(jī)、給粉機(jī)電動(dòng)機(jī)的模擬負(fù)載，由于給煤機(jī)、給粉機(jī)電動(dòng)機(jī)所帶負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，而磁粉制動(dòng)器的輸出制動(dòng)轉(zhuǎn)矩與勵(lì)磁電流呈良好線性關(guān)系而與轉(zhuǎn)速或滑差無(wú)關(guān)，在特定勵(lì)磁電流下呈恒轉(zhuǎn)矩特性。采用磁粉制動(dòng)器作為給煤機(jī)、給粉機(jī)電動(dòng)機(jī)的模擬負(fù)載，可以測(cè)試出接近實(shí)際運(yùn)行情況下的變頻器低電壓穿越能力。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本發(fā)明的測(cè)試接線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0028]系統(tǒng)測(cè)試接線圖如圖1所示，電壓暫降發(fā)生儀串接于廠用母線與被試變頻器之間，被試變頻器交流輸出至被試輔機(jī)電動(dòng)機(jī)，磁粉制動(dòng)器連接被試電動(dòng)機(jī)的輸出軸。由于磁粉制動(dòng)器最大允許轉(zhuǎn)速一般低于被試輔機(jī)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，可在電動(dòng)機(jī)及磁粉制動(dòng)器上安裝皮帶輪，并通過(guò)皮帶將轉(zhuǎn)速不同的電動(dòng)機(jī)與磁粉制動(dòng)器相連接。
[0029]因測(cè)試需要，本測(cè)試技術(shù)需要電壓暫降發(fā)生儀模擬廠用母線電壓跌落，根據(jù)《大型汽輪發(fā)電機(jī)組一類(lèi)輔機(jī)變頻器高、低電壓穿越技術(shù)規(guī)范》，電壓暫降發(fā)生儀至少應(yīng)能模擬以下三種工況:1)穩(wěn)態(tài)低電壓穿越區(qū):變頻器電源進(jìn)線電壓幅值暫降至額定電壓90 %，持續(xù)時(shí)間60s ;2)動(dòng)態(tài)低電壓穿越區(qū):變頻器電源進(jìn)線電壓幅值暫降至額定電壓60%，持續(xù)時(shí)間5s ;3)暫態(tài)低電壓穿越區(qū):變頻器電源進(jìn)線電壓幅值暫降至額定電壓20%，持續(xù)時(shí)間0.5s。電壓暫降發(fā)生儀正常輸出為額定廠用母線電壓，暫降時(shí)輸出低電壓，經(jīng)過(guò)設(shè)定時(shí)間后恢復(fù)額定廠用電壓。
[0030]數(shù)字存儲(chǔ)錄波器通過(guò)并接變頻器交流輸入電壓、交流輸出電壓和直流母線電壓測(cè)試并記錄被試