СПЧ 3600

Описание

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.

Назначение и область применения

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.

Эффективность применения

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).

Виды испытаний трансформаторов при питании от СПЧ

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.).

Синусоидальная форма выходного напряжения сохраняется при работе на нелинейную нагрузку.

Синусоидальная форма выходного напряжения.

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).

Основные технические характеристики

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.

Их специфические особенности

• Превышающие обычные требования показатели качества выходного напряжения (пульсации менее 1%, несимметрия фазных напряжений менее 1%)
• Возможность работы как на трехфазную, так и на однофазную нагрузку полной мощности

При проведении основного перечня испытаний мощных трансформаторов и реакторов СПЧ используется вместе с емкостно-индуктивным устройством, компенсирующим реактивную мощность нагрузки (КУ).

Структурная схема комплекса СПЧ

• ТС — согласующий трансформатор сетевой;
• ВИУ — выпрямительно-инверторное устройство;
• Ф — выходной фильтр;
• СУ — система управления;
• ПМУ — панель местного управления;
• Т1...Т3 — согласующий трансформатор выходной;
• ФРП — фильтр радиопомех.

По командам управления выполняется плавное изменение выходного напряжения в пределах от 1 до 100 % от номинального значения. Шаг приращения и скорость изменения задания напряжения могут задаваться в настройках системы управления СПЧ.

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. 

Показатели качества выходного напряжения

СПЧ может функционировать с указанными показателями качества выходного напряжения при изменении характера нагрузки от чисто активной до чисто индуктивной.

Удаленный мониторинг

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.