СПЧН 250
Стабилизированный источник синусоидального напряжения с регулируемыми в широком диапазоне значениями частоты и уровня, разработан для применения в качестве источника питания при испытаниях силовых одно- и трехфазных трансформаторов.
Первый транзисторный преобразователь частоты мощностью 3000 кВт изготовлен «НПП ЛМ Инвертор» в 1999 году. Компания обладает опытом изготовления преобразователей частоты для испытательных станций силовых трансформаторов и реакторов большой мощности.
«НПП ЛМ Инвертор» предлагает индивидуальный подход к каждому заказчику и стремится к максимальной адаптации источника питания к технологическому процессу.
СПЧ может функционировать с указанными показателями качества выходного напряжения при изменении характера нагрузки от чисто активной до чисто индуктивной.
Для наилучшего согласования СПЧН с испытываемым трансформатором по мощности предусмотрена возможность дискретного переключения между пятью сочетаниями номинальных напряжений и токов путем изменения схем соединения вторичных обмоток согласующего трансформатора.
Переключение осуществляется автоматически по сигналам с пульта управления с помощью контакторов шкафа переключателей.
По командам управления выполняется плавное изменение выходного напряжения в пределах от 5 до 100 % от выбранного номинального значения. Шаг приращения и скорость изменения задания напряжения могут задаваться в настройках системы управления СПЧН.
1111|
Схема соединения |
Вых. напр |
Вых. ток |
Вид испытаний |
|
|
ном. |
макс. |
|||
|
ΔВО1 |
380 В |
280 А |
380 А |
Опыт КЗ тр-ров 6,3 кВ (UВН) |
|
YВО1 |
660 В |
165 А |
220 А |
Опыт КЗ тр-ров 10,5 кВ (UВН) |
|
ΔВО2 |
1240 В |
- |
116 А |
Опыт ХХ, испытания индукт. напр. тр-ров 0,4 кВ (UНН) |
|
YВО2 |
2150 В |
- |
67 А |
Опыт ХХ, испытания индукт. напр. тр-ров 0,69 кВ (UНН) |
|
Y(ВО1+ВО2) |
2800 В |
50 А |
52 А |
Опыт КЗ тр-ров 35кВ (UВН) |
Преимущества перед электромашинными агрегатами
Традиционно в качестве источника питания с регулируемым напряжением на испытательных станциях применяются электромашинные агрегаты, состоящие из приводного двигателя и синхронного генератора, причем при испытаниях напряжением частотой 50 Гц и напряжением повышенной частоты используются разные агрегаты.
Использование преобразователя частоты типа СПЧ в качестве регулируемого источника питания обеспечивает существенные технические и эксплуатационные преимущества:
- СПЧ обеспечивает практически синусоидальное напряжение при нелинейной нагрузке;
- Регулирование выходного напряжения СПЧ может осуществляться в широком диапазоне (от 2 % до 100 %) с любой задаваемой скоростью, как автоматически, так и вручную.
- Регулировка частоты выходного напряжения СПЧ в широком диапазоне (от 49 до 150 Гц) с малым шагом (доли герц) дает возможность подстройки частоты к резонансной частоте нагрузки.
- Точность поддержания напряжения и частоты, обеспечиваемая СПЧ, существенно выше, чем при применении электромашинного агрегата, что исключает необходимость приведения результатов измерений и испытаний к нормируемым условиям.
- Система регулирования напряжения СПЧ может обеспечивать заданный уровень напряжения с требуемой точностью не только на выходных клеммах преобразовательной установки, но и на любых шинах объекта испытаний, где измеряется напряжение.
- При пробое изоляции испытываемого объекта или любых КЗ в испытательной схеме сброс напряжения на выходе СПЧ до нуля осуществляется практически без перенапряжений за время, не превышающее половины периода напряжения.
- СПЧ при проведении испытаний может быть включен и отключен неограниченное число раз, обеспечивая высокую степень готовности испытательной станции.
- Уровень шума во время работы СПЧ существенно ниже, чем при работе электромашинного агрегата.
- Блочное исполнение СПЧ позволяет в минимальные сроки заменить вышедший из строя элемент аналогичным из комплекта ЗИП.
- Капитальные вложения при введении в эксплуатацию и эксплуатационные издержки, тесно связанные с временем восстановления и ремонтопригодностью, для СПЧ значительно меньше, чем для электромашинного агрегата.
Характеристики СПЧ удовлетворяют основным требованиям к источникам питания испытательных станций силовых трансформаторов
- Напряжение СПЧ практически синусоидально при любой нагрузке.
- Напряжение СПЧ при испытании трехфазных трансформаторов практически симметрично.
- СПЧ обеспечивает плавный подъем испытательного напряжения, начиная с 2–5 % от номинального.
- В случае пробоя изоляции испытываемого объекта в СПЧ осуществляется автоматическое ограничение тока или отключение с малым временем срабатывания.
СПЧ — статический преобразователь частоты, предназначенный для применения в качестве источника питания при испытаниях силовых трансформаторов. СПЧ может быть использован как универсальный стабилизированный источник переменного напряжения для объектов с высокими требованиями к качеству питающего напряжения.
СПЧ построен на основе мощных быстродействующих IGBT-транзисторов, позволяющих осуществлять высокочастотное широтно-импульсное регулирование выходного напряжения. За счет этого удается получить набор системных свойств, который объединяет в себе лучшие черты электромашинных преобразователей, регулируемых трансформаторов и тиристорных преобразователей энергии, а также имеет некоторые уникальные свойства, отсутствующие у перечисленных устройств:
- высококачественное отслеживание синусоидального напряжения или тока;
- глубокое регулирование уровня выходного напряжения;
- регулирование частоты выходного напряжения в широком диапазоне;
- возможность работы на нагрузку как с опережающим, так и отстающим углом импеданса;
- способность поддержания синусоидальной формы напряжения (тока) при работе на нелинейную нагрузку;
- высокая динамичность, обеспечивающая не только строгое поддержание качества основной гармоники при возмущениях, но и быстрое подавление переходных составляющих, включая и все переходные высокочастотные колебания;
- эффективное быстрое ограничение токов (напряжений) в аномальных и аварийных режимах;
- малое собственное потребление мощности (высокий коэффициент полезного действия).
СПЧ может быть применен в качестве стабилизированного по частоте и уровню напряжения источника синусоидального напряжения (с регулируемой уставкой частоты и уровня напряжения) при проведении следующих видов испытаний силовых трансформаторов:
- Измерение потерь и тока холостого хода (частота 50 Гц ± 0,1 %): здесь существенно используется свойство IGBT-преобразователя компенсировать высшие гармоники тока нелинейной нагрузки, сохраняя синусоидальное напряжение, т.е. имитировать сеть бесконечно большой мощности (ток холостого хода трансформатора, как правило, сильно искажен).
- Измерение потерь и напряжения короткого замыкания (частота 50 Гц ± 0,1 %): здесь существенно используется способность IGBT-преобразователя работать на индуктивную нагрузку (недокомпенсация) или емкостную (перекомпенсация) и эффективно подавлять при этом колебательные и апериодические переходные составляющие; СПЧ заменяет либо двухмашинный электромеханический преобразователь 50/50 Гц, либо индукционный регулятор напряжения, либо регулируемый трансформатор (автотрансформатор); компенсирующая конденсаторная батарея входит в состав выходного фильтра СПЧ.
- Испытания индуктированным напряжением повышенной частоты с возможностью измерения уровня частичных разрядов (частота до 225 Гц): СПЧ заменяет специальный двухмашинный электромеханический преобразователь с генератором повышенной частоты специальные виды испытаний на номинальной (50 Гц) или повышенной (до 225 Гц) частоте с трехфазной или однофазной нагрузкой (проверка коэффициента трансформации, испытания на нагрев и т.д.).
СПЧ позволяет работать как на трехфазную так и на однофазную нагрузку номинальной мощности (встроенный силовой переключатель фазности).Входящий в состав СПЧ LC-фильтр полностью устраняет ШИМ-пульсации выходного напряжения.Для фильтрации высокочастотных помех от быстрых фронтов переключений транзисторов на выходе СПЧ применен фильтр радиопомех.Возможность параллельной работы двух СПЧ позволяет удваивать выходную мощность (испытывать трансформаторы вдвое большей мощности).
Статические преобразователи частоты (СПЧ) спроектированы и используются для обеспечения электропитания при испытаниях мощных трансформаторов и реакторов энергосистем при частотах от 45 до 225 Гц.Преобразователи СПЧ относятся к числу наиболее мощных из эксплуатируемых в настоящее время транзисторных преобразователей.
Опционально панель местного управления может быть продублирована для размещения на дистанционном пульте.
Способы управления СПЧ
| С местной панели управления | С пульта дист. управления (поставляется опционально) | Из автоматической системы управления испытательной станции |
| RS-485, реле | RS-485, Ethernet, реле | |
| Управление режимами: включение, отключение, деблокировка защит и т.д. | ||
| Изменение параметров | ||
| Отображение среднего по трем фазам значения напряжения, тока, коэффициента формы, а также частоты и мощности | Отображение для каждой фазы значений напряжений, токов, коэффициентов формы, коэффициентов амплитуды, а также частоты, полной/активной/реактивной мощности. | |
| Получение диагностики о текущем состоянии системы управления | ||
| Получение текстовой диагностической информации при срабатывании защиты | Получение текстовой и графической информации при срабатывании защиты, включая описание последовательности событий, осциллограммы токов и напряжений перед и после отключения | |
| Выбор схемы соединения обмоток согласующего трансформатора. | ||
- ВИУ — выпрямительно-инверторное устройство;
- Ф — выходной фильтр;
- СУ — система управления;
- ПУ — панель управления;
- ТС — согласующий трансформатор;
- ШП — шкаф переключателей;
- ШИ — шкаф измерений;
- ПДУ — пульт дистанционного управления;
- АСУ — автоматическая система управления испытательной станции;
- ТИ — испытуемый трансформатор.
Переключение между однофазным и трехфазным режимом осуществляется внешним переключающим устройством (в комплект поставки не входит), а также командой на панели управления для переключения режима работы системы управления СПЧ-3600.
Наличие в СПЧ GPRS-модема позволяет в автоматическом режиме передавать данные о режимах работы или диагностическую информацию на сервер в сети Internet с доступом к ним в любое время с любого компьютера, подключенного к сети.Обеспечивается возможность оперативного дистанционного обслуживания оборудования СПЧ предприятием-изготовителем на основании полученных на сервер данных.
При комплектной поставке источника питания для испытаний трансформаторов габаритные размеры дополнительного оборудования (пульта дистанционного управления, шкафов переключателей и измерений) уточняются при подготовке индивидуального проекта.
Согласующий трансформатор (250 кВА)
- Климатическое исполнение: УХЛ категории 4 по ГОСТ 15150 69.
- Диапазон рабочих температур: от +1°С до +40°С.
- Относительная влажность: не более 80 % (при температуре +20°С).
Комплектность поставки обязательного оборудования
- шкаф статического преобразователя частоты СПЧН 250;
- согласующий трансформатор 250 кВА;
- руководство по эксплуатации;
- паспорт.
Опциональное оборудование может быть включено в комплект поставки в полном составе или частично в любом сочетании.
Изготовление опционального оборудования осуществляется по индивидуальному проекту с учетом особенностей эксплуатации.