2MW双馈风冷变流器-原理与结构.ppt

2 0MW双馈风冷变流器介绍 原理与结构 2 双馈风力发电系统结构 2MW双馈风冷变流器介绍 3 佩特变流器的功能特点 2MW双馈风冷变流器介绍 接受主控并网指令实现自动并网 有功功率和无功功率能独立控制 输出电压符合电网要求 满足双馈发电机组变速恒频控制 实现快速柔性并网 具有电网故障 雷击 过电流保护功能 能满足不同的现场总线通讯协议 具有低电压穿越功能 4 内部配电系统 2MW双馈风冷变流器介绍 拓扑结构图 防雷单元 总进线电流互感器 主断路器 并网接触器 定子侧电流互感器 软启单元 双馈发电机 网侧滤波单元 网侧功率模块 机侧功率模块 Chopper模块 输出DU DT滤波单元 Crowbar模块 风机冷却系统 加热除湿系统 配电原理图 5 网侧防雷单元 6 网侧防雷单元 对变流器提供防雷保护 I级防雷 In 150kA 7 总进线电流互感器 8 并网柜加热器 控制柜加热器 返回 9 网侧功率模块冷却风机 机侧功率模块冷却风机 10 机侧功率模块冷却风机 11 主断路器 变流器网侧输入保护及电机定子侧保护 Un 690V In 2500A 长延时 短延时和瞬时脱扣保护功能 12 并网接触器 用于变流器的并网 Un 1000VIn 2100A 13 电流互感器 用于电机定子侧电流检测 14 软启单元 用于在变流器启动时直流母线的软启动 使直流母线电压平稳上升 防止冲击电流损坏母线电容 15 变流器交流侧输入滤波电抗器 16 LC滤波器放电电阻 变流器交流侧输入滤波电容 原理图 17 网侧功率模块 实现正常运行状态下交流侧输入单位功率因数的控制和各种状态下保持直流环节电压稳定 确保转子侧变流器乃至整个双馈电机的励磁系统可靠工作 模块组成介绍 18 网侧电容模组介绍 19 返回 20 机侧功率模块 通过对双馈电机转子电压的控制 实现双馈电机输出解耦的有功功率和无功功率 模块组成介绍 21 机侧电容模组介绍 22 返回 23 Chopper单元 调节直流母线电压 防止电网跌落时能量回灌母线导致母线电压升高 用于应对不太严重的低电压穿越 模块组成介绍 24 返回 25 输出DU DT滤波电感 可以有效降低输出电压的变化率 改善转子承受尖峰电压 延长发电机转子的绝缘寿命 输出DU DT滤波单元 26 Crowbar单元 实现变流器的低电压穿越功能 CROWBAR电路采用晶闸管作为功率器件 晶闸管的耐冲击电流能力较高 可以适应严重的低压穿越工况 模块组成介绍 低电压穿越概念 27 返回 28 低电压穿越 LVRT 当电力系统故障或扰动引起并网点电压跌落时 在一定的电压跌落范围和时间间隔内 风电机组能够保证不脱网连续运行 大型风电场并网设计技术规范 返回 29 2 0MW双馈风冷变流器配电原理图 2MW双馈风冷变流器介绍 配电原理图讲解 30 结构 整体外观并网柜控制柜功率柜 2MW双馈风冷变流器介绍 31 实现变流器的算法和逻辑控制 信号转接的功能 控制柜 功率柜 将电网的三项输入交流电整流成直流电 并将整流得到的直流电逆变成发电机转子励磁所需要的交流电 主电源指示灯 告警指示灯 故障指示灯 整体外观 结构 32 主断路器 02Q1 用于变流器网侧输入和电机定子侧保护 刀熔开关 02Q2 变流器内部配电开关 刀熔开关 01Q2 电网输入侧防雷器保护开关 防雷单元 01F2 电网输入侧防雷 接线端子排 X4 X8 X9 X10 用于用户配电 信号端子 并网柜加热器 电流互感器 03T1 03T2 03T3 电机定子侧电流检测 并网柜 结构 33 DSP板 P0 DSP系统逻辑控制 内部通信及算法实现 配电板 P3 内部接触器及开关的控制 通信板 P8 用于变流器与主控通信 用户接口板 P2 对用户信号 模拟信号和数字信号 及电机转速编码器信号的控制和管理 防雷板 P7 对进入变流器控制单板的外部热线信号进行防雷保护 控制柜 结构 34 模拟信号调理板 P1 对三相电流和电压及温湿度模拟信号进行调理 将强电信号 直流母线电压 定子及机侧电流 转换成弱电信号 0 3v 送至DSP板 有DSP板进行相应算法处理及保护操作 控制加热主回路接触器 24V电源模块提供变流器内部控制电源 加热器控制柜空间加热 控制柜 结构 功率柜机侧模块风机保护开关 功率柜网侧模块风机保护开关 三相变压器前保护开关 单相变压器前保护开关 柜体温度检测继电器 功率柜机侧模块风机启停接触器 功率柜网侧模块风机启停接触器 控制UPS前供电接触器 模块风机控制线转接排 电源指示灯保护开关 加热除湿控制回路保护开关 加热主回路保护开关 15V电源模块 湿度继电器 35 结构 控制柜 网侧输入交流滤波电容 系统除湿风扇 软启接触器 软启电阻 4个 主接触器 内部配电三相AC690V 380V供电变压器 内部配电单相AC690V220V供电变压器 36 Chopper功率模块 06A 控制chopper电路动作 Chopper放电电阻 06R0 霍尔模块电流检测 直流母线电容 机侧功率模块 网侧功率模块 电抗器 04L2 电网输入侧滤波电抗器 Crowbar电路控制crowbar动作 功率柜 结构 DU DT输出滤波器电抗器 37 单板接口 2MW双馈风冷变流器介绍 38 DSP板 P0板 DSP板的主要功能是利用DSP和FPGA实现对整个变流器系统的功能控制 包括算法实现 故障保护 信号类型 特指模拟和数字类 转换及内部通讯 返回 39 模拟信号调理板 P1板 模拟信号调理板的主要功能是对三相电流和电压以及温湿度等模拟信号进行调理 将强电信号转换为弱点信号 0 3V 送至DSP板 由DSP板进行相应算法处理和保护操作 返回 40 用户接口板 P2板 用户接口板的主要功能是实现对用户信号 模拟和数字信号 以及电机转速编码器信号的控制和管理 返回 41 配电板 P3板 配电板的主要功能是对变流器系统内部信号进行控制和管理 包括对各接触器和开关动作与否的控制 以及该动作相应的动作反馈 返回 42 IGBT驱动板 P4板 IGBT驱动板的主要功能是对输入的PWM驱动信号进行隔离和放大以控制IGBT的导通和关断 当IGBT发生过载或短路故障时提供硬件保护 并输出一个故障信号给DSP 保证系统能够及时执行保护动作 返回 43 IGBT驱动适配板 P5板 IGBT驱动适配板的主要功能是实现对IGBT导通或关断速度及门极电压的控制 并阻断IGBT集电极的高压流入IGBT驱动板 返回 44 SCR驱动板 P6板 SCR驱动板的主要功能是以脉冲形式驱动晶闸管 返回 45 单板接口 防雷板 P7板 防雷板的主要功能是对进入变流器控制单板的外部