[发明专利]一种大型冲击发电机组变频启动装置

说明书

技术领域

本发明属于机械设备领域，尤其涉及一种大型冲击发电机组变频启动装置。

背景技术

冲击发电机又叫短路发电机，是为高压开关和变压器等做型式试验提供大短路电流的设备；其运行是由10 kV高压异步电动机拖动至额定转速，然后利用转动能量做短路试验；而高压异步电动机的软起动是该项目的难点，以往运行工况是通过电动机转子回路串接多路电阻，在启动过程中逐步短接每一路电阻来实现软起动的，该方案设备投入多，运行效率低，运行维护量大，控制精度不高，且不能提供60 Hz运行工况。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种大型冲击发电机组变频启动装置，解决了现有技术设备投入多、运行效率低、运行维护量大、控制精度不高，且不能提供60 Hz运行工况的问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种大型冲击发电机组变频启动装置，采用的是功率单元串联的H桥方案，装置的组成部分包括开关柜、变压器柜、功率柜、及控制柜。

一种大型冲击发电机组变频启动装置，在串联H桥式高压变频启动装置中，其输入电源电压为10 kV，每相有9 个功率单元；10 kV 电网电压直接给移相变压器供电，移相变压器二次侧有27个独立的三相低压绕组；每一个三相低压绕组给一个低压单相变频器供电；输出到电机的每一相由9 个功率单元串联，三相共27 个功率单元，即可输出三相对称的电压、频率都可调的变压、变频电源；最输出电压为10 kV，频率60 Hz，可直接驱动10 kV 的三相异步电动机。

一种大型冲击发电机组变频启动装置，开关柜主要由高压真空断路器、隔离开关、电压互感器、移向变压器和变频器组成；真空断路器和隔离开关的一个作用是在高压变频装置检修时提供隔离保护，另一个作用是故障状态下紧急切断高压电源以保护变频装置和高压

电动机；电压互感器可对输入的高电压进行检测，判断输入、输出电压的质量是否出现故障，为进行高性能的控制提供依据。

一种大型冲击发电机组变频启动装置，变压器柜内主要为高压隔离移相变压器；10 kV高压变频启动装置采用1 700 V 级的IGBT 功率元件，功率柜中每相由9 个功率单元组成；这些单元皆由隔离移相变压器二次侧供电，且二次侧依次相差一个相位差，可实现多重化串联整流；在移相变压器的一次侧中，各折算的二次侧电流叠加后，其电流波形非常逼近正弦波，因此对电网的谐波干扰非常小，改善了系统的功率因数；变压器柜中同时包括温度监测控制器的测温点，它实时循环监测各相绕组的温度，当温度高于预定设置值时，会启动变压器柜下部的6 个冷却风扇，同时，变压器温度监测控制器会及时在变压器故障时，把信息立即反馈给控制柜，保证了变压器的可靠运行。

一种大型冲击发电机组变频启动装置，功率柜是变频装置功率主电路核心的部分，它由多个完全相同的功率单元组成，各功率单元的输出电压串联叠加后组成输出到电机的三相电压；功率单元中的主功率器件为IGBT，耐压等级为1 700 V 级；10 kV 的高压变频装置采用1 700 V 的I G B T 时，每相中包含9 个功率单元，而每个功率单元的输出电压为交流641.5 V，则变频器相电压为9×641.5 V，即5 774 V，相应的其线电压为10 kV；通过采用优化的PWM 控制技术，使得输出到电机的电压波形非常接近正弦波，谐波含量小，dv /dt 小，无须额外增加滤波器，可以直接输出到普通异步电动机。

一种大型冲击发电机组变频启动装置，控制柜是整个高压变频启动装置的核心，根据用户在本地或远程的操作和设置，采集系统中电压、电流模拟量及各开关量，进行逻辑处理和计算后，决定并控制各功率单元，进一步驱动电机，满足输出要求，控制柜中包括不间断电源UPS、断路器、可编程逻辑控制器PLC、DSP 控制板、IO 板、光纤板、液晶操作人机界面及控制按钮、开关。

本发明一种大型冲击发电机组变频启动装置的有益效果是：大大简化了启动过程，减少了设备投入与运行维护工作量，还能够提供高精度即0 ～ 60 H z 的变频电源，大大提高了运行效率，为以后其它冲击发电机的启动方式提供参考。

附图说明

图1是一种大型冲击发电机组变频启动装置串联H桥式高压变频启动装置功率电路图示意图。

图2是一种大型冲击发电机组变频启动装置H桥单个功率单元内部电路原理图。

图3是一种大型冲击发电机组变频启动装置手动方式的开关柜构成示意图。