[發明專利]基于高壓變頻器的同步電機無序循環啟動方法

在審

• 申請號: 201710561919.1
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN107204723A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 張超;魏延東;楊益臣;秦茂宏
• 申請（專利權）人: 金沂蒙集團有限公司
• 主分類號: H02P1/58
• 分類號: H02P1/58;H02P1/52
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司37212
• 代理人: 董寶錁

技術領域

本發明屬于高壓變頻軟啟動技術領域，具體地說，尤其涉及一種基于高壓變頻器的同步電機無序循環啟動方法。

背景技術

目前，在孤網小電網運行系統中，由于電網負荷限制，大功率同步電動機啟動主要采用水阻式、固態軟啟動柜方式，電機啟動電流倍數、啟動時間無法精確控制，電機啟動過程時間較長，造成電網電壓、頻率波動。每次電機啟動前，電廠各臺都要提升發電機電壓、提高汽輪機轉速。電機啟動過程中，電網電壓降低至9KV，電機啟動完成瞬間轉全壓時,電壓最高升高壓到12.5kv，汽輪機轉速波動90多轉。電網電壓波動大，導致電氣設備的絕緣損壞，縮短電氣設備的使用壽命，如果降低電壓將造成電氣設備的出力不足和發熱。

發明內容

本發明的目的在于克服上述缺陷，提供一種基于高壓變頻器的同步電機無序循環啟動方法，其采用一臺同步高壓變頻器，實現兩臺或兩臺以上的同步電機的無序循環啟動，減少了小電網中大功率同步電機啟動時造成的沖擊電流。

所述的基于高壓變頻器的同步電機無序循環啟動方法，包括高壓變頻器和兩臺以上的同步電機；同步電機啟動過程包括如下步驟：

(1)、啟動任一同步電機M1：首先合上該同步電機開關QS41，再開啟總電源斷路器QF0，然后開啟相應的分機接觸器KM41，最后將分電源斷路器QF1搖到工作位置，此時，分電源斷路器QF1未開啟；

(2)、啟動高壓變頻器：高壓變頻器啟動后，人工給出同步電機M1切工頻請求，經高壓變頻器的PLC處理后，PLC給分電源斷路器QF1發出合閘指令，分電源斷路器QF1合閘、啟動，此時，變頻和工頻同時給同步電機M1供電；

(3)、斷開分機接觸器：經延時后，分機接觸器KM41自動斷開，同步電機M1同步投切完成，此時，只有工頻給同步電機M1供電；

(4)、啟動其他同步電機：選取其他任一同步電機，重復步驟(1)至(3)，待需要的同步電機全部啟動完成，斷開總電源斷路器QF0。

進一步的，所述步驟(2)高壓變頻器啟動時，從0.5Hz開始啟動運行，并逐步升速到50Hz時，對高壓變頻器發出切工頻請求。

進一步的，所述同步電機勵磁柜的選擇通過高壓變頻器的分機接觸器控制，且每次只能閉合一個分機接觸器。

進一步的，所述高壓變頻器與同步電機之間設有中間轉換操作箱，每臺同步電機的勵磁柜的狀態信號及控制命令均通過中間轉換操作箱中轉后進入高壓變頻器。

進一步的，所述步驟(2)高壓變頻器的PLC處理時，通過高速信號檢測，實時檢測、跟蹤電網電壓狀態，并根據檢測到的電網電壓參數，逐步調整高壓變頻器的輸出，待高壓變頻器的輸出參數與電網電壓參數完全一致，開始進入切換點搜索程序，并在合適的切換點上，輸出合閘信號。

進一步的，通過高速信號檢測、捕捉到的電網電壓實時狀態與高壓變頻器的實時輸出狀態信號，集中輸送到數字信號處理器處理，通過數字鎖相環技術，實時跟蹤電網電壓的相位、頻率與幅值，并根據檢測到的電網電壓參數，逐步調整高壓變頻器的輸出，使其參數逐步與電網電壓參數完全一致，再進入數字鎖相環控制軟件處理，實時鎖定電網電壓相位、頻率與幅值。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1、通過高壓變頻器與數字鎖相環技術配合，實現電流波形從變頻到工頻過渡非常平穩，沒有突變，從而保證在變頻到工頻的切換過程中，不會對電網及電動機造成影響；

2、通過多臺同步電機的勵磁柜與中間轉換操作箱并聯，實現勵磁柜的則一選擇，使每次只能選擇一個勵磁柜進入變頻工作狀態，而當同步電機轉換為工頻工作模式后，勵磁柜也同步轉換為工頻工作模式，勵磁柜轉換為工頻工作模式后，高壓變頻器的任何操作和故障都不會引起工頻模式工作的同步電機及勵磁柜停機；

3、本發明實現變頻到工頻同步切換時，電壓同期頻率精度為0.05Hz；電壓同期幅值精度為1％；電壓同期相位精度為1°；投切沖擊電流：≤20％額定電流；

4、本發明操作簡單方便，通過高壓變頻器PLC自行完成，不需要人員操作，安全、方便、可靠，防止了人員的誤操作，使孤網運行電網質量得到很大改善，延長電氣設備的使用壽命，減少電氣設備故障停機機率，實現一臺高壓變頻器啟動多臺同步電機的功能，大大降低了資金投入。

附圖說明

圖1為本發明的原理圖；

圖2為高壓變頻器內部結構原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明：