静止变频器SFC 是抽水蓄能电站特有的电气装置,主要作用是将水泵水轮机组,从静止状态拖动到额定转速(水泵方向),即当电机转子加上励磁电压建立磁场后,SFC能够通过逐步改变加在定子绕组上的电流频率,使发电机在电磁力矩的作用下,逐步提高转速,直至并网运行。
抽水蓄能静止变频起动装置主要包括:
(1)一套可控硅静止变频起动装置(SFC)。包括:输入电抗器、输入变压器、输出变压器、电流互感器、电压互感器、输出电抗器、输入侧暂态过电压保护装置、晶闸管整流器和逆变器、直流平波电抗器、隔离开关、输入/输出断路器、输出侧暂态过电压保护装置、冷却系统、控制系统、保护和监测系统。
平波电抗器
正常工况,抑制回路电流波动;异常工况,限制故障电流
SFC开关柜
一般用ABB、西门子或国产成套开关柜,ICB切断进线侧故障电流
(2)用于输入变压器和输出变压器的火灾报警控制装置及其附属设备(包括电线、电缆等)
(3)静止变频起动装置内部的连接电缆、母线。SFC输入电抗器至 SFC 输入断路器柜,SFC 输入TPY柜至SFC输入变压器,SFC输入变压器至SFC功率柜,SFC功率柜至SFC 输出变压器,SFC输出变压器至SFC输出断路器柜,SFC输出断路器柜至 SFC输出电抗器之间的全绝缘浇注式母线槽。
(4)其它附属设备。
1. 安装流程
SFC输入变压器
SFC全绝缘浇注式母线
2. 静止变频启动设备(SFC)安装注意事项
(1)输入变压器、输出变压器需精准就位,变压器高低压侧套管应与相连接设备中心一致。
(2)变压器搬运时,注意保护瓷瓶,用布、纸、胶皮等将高低压瓷瓶罩住,使其不受损伤。
(3)SFC设备功率柜和电抗器吊装之前,需对预埋吊钩进行承载力负荷试验。
(4)电抗器安装前进行外观检查,电抗器支柱无损伤和裂纹,绕组清洁、无破损和变形。
(5)SFC输入变压器至SFC功率柜,SFC功率柜至SFC输出变压器之间的连接使用全绝缘浇注式母线槽。母线槽供货需设备就位后,母线槽厂家根据母线走向进行实测后制作、发货,对工期影响较大;为此,SFC输入变压器、SFC功率柜、SFC输出变压器施工计划要相应提前,并做好各相关单位之间的协调和沟通。
3. 抽水蓄能机组整个SFC启动控制过程中为三个阶段:
(1)初始触发控制:该阶段是要实现正确的电机初始转动。首先给电机转子加励磁电流阶跃,根据电磁感应原理,电机定子将感应出三相电压,SFC 控制装置根据该电压信号计算出转子的初始位置,从而得到首次应该被触发的机桥阀组编号。启动网桥,同时,触发机桥相应阀组,这样有励磁的转子就在定子磁场的牵引下开始转动。
(2) 脉冲换相控制: 在电机转动频率比较低时(比如小于 5H),机端感应的电压值比较低,不足以使机桥的阀组在需要换相时自然关断,需人为控制来实现机桥的换相,即脉冲换相。当根据机端电压判断出机桥需要换相时,首先使网桥逆变,当回路中电流降为零时,则机桥相应阀组由于无法续流而被关断,再给机桥下一对需要开通的阀组发送触发信号,同时恢复网桥整流输出。这样就完成了机桥的换相控制。
(3)负载换相控制:当电机频率比较高时(比如大于 5HZ),机端感应出的电压足够高,能够使机桥需要被关断的阀组自然关断,控制进入负载换相控制阶段。在这个阶段,网桥一直处于整流工作状态,机桥则一直处于逆变工作状态,这样就可以为电机定子提供持续的转动力矩,使电机转速不断上升,以达到需要的转速。
4. SFC发展方向