СПЧН 250

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

СПЧН — статический преобразователь частоты, предназначенный для применения в качестве источника питания при испытаниях силовых трансформаторов.

СПЧН может быть использован как универсальный стабилизированный источник переменного напряжения для объектов с высокими требованиями к качеству питающего напряжения.

Эффективность применения

СПЧН 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 СПЧН

СПЧН 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; СПЧН заменяет либо двухмашинный электромеханический преобразователь 50/50 Гц, либо индукционный регулятор напряжения, либо регулируемый трансформатор (автотрансформатор); компенсирующая конденсаторная батарея входит в состав выходного фильтра СПЧН.
  • Испытания индуктированным напряжением повышенной частоты с возможностью измерения уровня частичных разрядов (частота 100-120 Гц ± 0,1 %): СПЧН заменяет специальный двухмашинный электромеханический преобразователь с генератором повышенной частоты специальные виды испытаний на номинальной (50 Гц) или повышенной (до 120 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

  • СПЧН позволяет работать как на трехфазную так и на однофазную нагрузку (через согласующий трансформатор).
  • Входящий в состав СПЧН LC-фильтр полностью устраняет ШИМ-пульсации выходного напряжения.
  • Для фильтрации высокочастотных помех от быстрых фронтов переключений транзисторов на выходе СПЧН применен фильтр радиопомех.
  • Различные схемы включения обмоток согласующего трансформатора позволяют изменять номинальное выходное напряжение, обеспечивая оптимальное согласование по мощности источника с нагрузкой.
  • Возможность параллельной работы двух СПЧН позволяет удваивать выходную мощность (испытывать трансформаторы вдвое большей мощности).

Основные технические характеристики

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 СПЧН в качестве регулируемого источника питания обеспечивает существенные технические и эксплуатационные преимущества:

  • СПЧН обеспечивает практически синусоидальное напряжение при нелинейной нагрузке;
  • регулирование выходного напряжения СПЧН может осуществляться в широком диапазоне (от 5 % до 100 %) с любой задаваемой скоростью, как автоматически, так и вручную;
  • регулировка частоты выходного напряжения СПЧН в широком диапазоне (от 49 до 120 Гц) с малым шагом (доли герц) дает возможность подстройки частоты к резонансной частоте нагрузки;
  • точность поддержания напряжения и частоты, обеспечиваемая СПЧН, существенно выше, чем при применении электромашинного агрегата, что исключает необходимость приведения результатов измерений и испытаний к нормируемым условиям;
  • система регулирования напряжения СПЧН 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 СПЧН до нуля осуществляется практически без перенапряжений за время, не превышающее половины периода напряжения;
  • СПЧН при проведении испытаний может быть включен и отключен неограниченное число раз, обеспечивая высокую степень готовности испытательной станции;
  • уровень шума во время работы СПЧН ниже, чем при работе электромашинного агрегата;
  • блочное исполнение СПЧН 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 СПЧН значительно меньше, чем для электромашинного агрегата.

Характеристики СПЧН удовлетворяют основным требованиям к источникам питания испытательных станций силовых трансформаторов

  • напряжение СПЧН практически синусоидально при любой нагрузке;
  • напряжение СПЧН при испытании трехфазных трансформаторов практически симметрично;
  • СПЧН обеспечивает плавный подъем испытательного напряжения, начиная с 5 % от номинального;
  • в случае пробоя изоляции испытываемого объекта в СПЧН осуществляется автоматическое ограничение тока или отключение с малым временем срабатывания.

Цифровая система управления позволяет автоматически исполнять график изменения уровня и частоты выходного напряжения СПЧН.

Управление СПЧН в составе испытательной станции

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.

Структурная схема испытаний трансформатора с применением СПЧН

  • 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.

Номинальные выходные напряжения и токи

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.

Вариант соединения

Схема соединения

Вых. напр

Вых. ток

Вид испытаний

ном.

макс.

1

ΔВО1

380 В

280 А

380 А

Опыт КЗ тр-ров 6,3 кВ (UВН)

2

YВО1

660 В

165 А

220 А

Опыт КЗ тр-ров 10,5 кВ (UВН)

3

ΔВО2

1240 В

-

116 А

Опыт ХХ, испытания индукт. напр. тр-ров 0,4 кВ (UНН)

4

YВО2

2150 В

-

67 А

Опыт ХХ, испытания индукт. напр. тр-ров 0,69 кВ (UНН)

5

Y(ВО1+ВО2)

2800 В

50 А

52 А

Опыт КЗ тр-ров 35кВ (UВН)

Показатели качества выходного напряжения

Наименование параметра Значение

Точность поддержания заданного значения напряжения, не хуже ( в соотв. с ГОСТ 3484.1-88 п. 6.1.1)

±0,5 %
Отклонение каждого линейного напряжения от среднего арифметического, не более (в соотв. с ГОСТ 3484.1-88 п. 6.1.2) ±3 %

Отклонение коэффициента формы (отношения действующего напряжения к среднему) от 1,11, не более (в соотв. с ГОСТ 3484.1-88 п. 6.1.4)

±2 %
Отношение амплитудного значения напряжения к действующему (в соотв. с ГОСТ 1516.2 97 п. 7.2.2) √2±0,07

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

Номинальное напряжение питающей сети, В 380
Род тока питающей сети AC
Число фаз питающей сети 3
Частота напряжения питающей сети, Гц 50
Номинальное выходное напряжение, В 2800
Род тока выходного напряжения AC
Число фаз выходного напряжения 3
Частота выходного напряжения, Гц 49-120
Номинальная выходная мощность для переменного тока, ВА/Вт 250к/50к
Перегрузочная способность, % 5
КПД, % 97
Способ охлаждения принуд. возд.
Режим работы длит.

Габаритные размеры

Шкаф преобразователя СПЧН 250

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.

© ООО «НПП ЛМ Инвертор», 2017

Популярные разделы: Каталог | Публикации

WebCanape - быстрое создание сайтов и продвижение

Яндекс.Метрика

Главная | Карта сайта | Обратная связь

г. Москва, ул. Красноказарменная, д. 12
Телефоны: +7 (495) 517-31-63
+7 (495) 361-92-93
Факс: +7 (495) 361-93-98
E-mail: info@lm-inverter.ru