本方案為3kV、6kV、10kV三相異步電機試驗臺技術(shù)方案，此技術(shù)方案可以完成5MW以下的異步電機的型式試驗以及出廠(chǎng)試驗，可以為由變頻器供電的三相異步電機試驗臺設計提供參考。

一三相異步電機技術(shù)方案設計依據

　　GB755-2008《旋轉電機 定額和性能》

　　GB/T 755.2-2003《旋轉電機(牽引電機除外)確定損耗和功率的試驗方法》

　　GB/T 1032-2012《三相異步電動(dòng)機 試驗方法》

　　GB14549-1993《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》

二三相異步電機試驗臺原理圖

圖1.三相異步電機對拖試驗原理圖

　　三相異步電動(dòng)機容量5000kW及以下采用直接負載法進(jìn)行負載溫升試驗。采用同型號、同規格兩臺電動(dòng)機對拖方式進(jìn)行。調節被試機供電變頻器2P輸出電壓及頻率，使其為額定電壓及額定頻率，調節拖動(dòng)電機供電變頻器1P輸出電壓為拖動(dòng)電機的額定電壓，調節拖動(dòng)電機供電變頻器1P輸出頻率，使拖動(dòng)電機處于異步發(fā)電狀態(tài)，通過(guò)變頻器1P將試驗能量回饋至10kV電網(wǎng)。被試機和拖動(dòng)側經(jīng)SP變頻功率傳器檢測電壓、電流、功率等電參量。由于本臺位被、陪試機側均有SP變頻傳器檢測，因而試驗可逆。無(wú)需改變任何接線(xiàn)，只改變調節方式即可將被試機變?yōu)榕阍嚈C，陪試機改為被試機。

圖2.三相異步電機疊頻試驗原理圖

　　堵轉試驗及疊頻溫升試驗可用單臺電源進(jìn)行試驗。當堵轉試驗、疊頻溫升試驗電流超過(guò)單臺電源允許電流時(shí)，可采用兩個(gè)電源以并聯(lián)運行方式進(jìn)行試驗，擴大試驗電流，如圖2所示。并聯(lián)疊頻溫升試驗時(shí)可擴大試驗容量至7MW。由于SP變頻功率傳感器在試驗計算機控制下可進(jìn)行同步測量，并聯(lián)運行試驗時(shí)SP變頻功率傳感器可準確測出兩支路的總電流及總功率。

三三相異步電機試驗臺變頻器參數

　　本試驗臺采用高壓四象限變頻電源，其核心是采用多個(gè)低壓的功率單元串聯(lián)實(shí)現高壓輸出。輸出側采用多電平移相正弦PWM 控制。串聯(lián)型多電平高壓變頻器采用多個(gè)獨立的低壓串聯(lián)實(shí)現高壓輸出，在本試驗系統中，采用三檔電壓輸出，三檔輸出電壓之間通過(guò)電壓分檔轉換完成切換。

　　整流為四象限整流器，容量5500kVA，逆變容量為5500kVA，輸出電壓3000V/6000V/10000V，輸出電流2200A/1100A/660A，輸出頻率0~120Hz?？刂品绞綖槭噶靠刂萍皦侯l比U/f控制，變頻器具備零頻率同步啟動(dòng)電機的能力。具備過(guò)電壓1.3倍長(cháng)期運行的能力，具備過(guò)電流1.2倍長(cháng)期運行的能力，在cosφ=0時(shí)能滿(mǎn)容量輸出?？刹⒙?lián)運行，并聯(lián)操作和控制簡(jiǎn)便、可靠。

　　變頻器采用水冷方式，冷卻系統的水泵、電機和供電采用一用一備的冗余設計，冷卻系統具備防凍功能、防污染功能。

四主電量測試設計

　　本三相異步電機技術(shù)方案中SP變頻功率傳感器用于測量各測點(diǎn)的三相電壓、電流、功率、功率因數、頻率、諧波等參量，根據試驗要求，電量測試點(diǎn)采用湖南銀河電氣有限公司生產(chǎn)的SP103102C型AnyWay寬帶功率傳感器6臺，用于被試、陪試側三相電壓、電流、功率、功率因數、諧波等電參量的測試。被試、陪試側均有測量傳感器，便于被試與陪試機的轉換，提高試驗效率。當不做對拖試驗時(shí)也可同時(shí)做兩臺電機的出廠(chǎng)試驗之用。

五輔助參量測控設計

　　輔助參量的測量部分主要包括溫度、濕度、轉速、扭矩、油壓、水壓、流量等參量的測試?？刂撇糠种饕ǜ叩蛪洪_(kāi)關(guān)柜中開(kāi)關(guān)的控制、信號回檢，風(fēng)扇、加熱器等所有控制開(kāi)關(guān)的控制。鑒于測控參量種類(lèi)繁多，測控點(diǎn)比較分散，現場(chǎng)電磁環(huán)境復雜等因素。輔助參量的測控采用湖南銀河電氣有限公司生產(chǎn)的DMC300分布式測控系統，DMC300分布式測控系統以其個(gè)性化的設計、數字前端、獨立式子站、總線(xiàn)傳輸、集中式管理等特點(diǎn)，被廣泛應用于工程現場(chǎng)的開(kāi)關(guān)量監測與控制、各輔助參量的測量。

　　各分布式子站采用就近式安裝方式，直接靠近被測信號，避免傳輸干擾，子站通過(guò)RS-485或者光纖總線(xiàn)與主站進(jìn)行通訊，由主站對子站進(jìn)行集中管理。主站與上位機之間通過(guò)RS-232接口進(jìn)行通訊，所有測試數據全部顯示與DCCS2012分布式測控系統軟件界面上，實(shí)現對系統的運行狀態(tài)進(jìn)行監視與操作控制，極大的提高了用戶(hù)對整個(gè)測控系統的認知性及操控性。

　　分布式測控系統可以通過(guò)上位機設置相關(guān)互鎖關(guān)系、報警上下限閥值、安全鏈控制等，實(shí)現開(kāi)關(guān)的聯(lián)鎖、報警提示、保護等功能。

六試驗控制臺

　　試驗控制臺是實(shí)現電機試驗的操作和控制平臺，它由上位機、試驗軟件、打印機、WP4000變頻功率分析儀等設備組成。完成對試驗數據進(jìn)行采集、分析、管理，在線(xiàn)或者離線(xiàn)(需要數據庫服務(wù)器)生成試驗報表，為用戶(hù)提供友好的人機界面。

　　試驗臺面上除配備緊急停止按鈕、相關(guān)急停/復位按鈕(按用戶(hù)需求)外，基本不配備其他手動(dòng)操作按鈕，試驗操作由用戶(hù)通過(guò)主控制軟件完成。

　　試驗控制臺的所有上位機配備VGA分配器，寬帶功率分析儀自帶VGA擴展，可以將試驗控制臺位上任意2臺上位機的顯示界面或者2臺寬帶功率分析儀的數據界面顯示于現場(chǎng)的47寸液晶顯示屏上，便于用戶(hù)進(jìn)行試驗演示，數據觀(guān)看等操作。

七試驗過(guò)程控制及試驗軟件

01試驗過(guò)程控制

　　試驗過(guò)程控制由分布式開(kāi)關(guān)量測控子站及上位機軟件組成，用戶(hù)可以通過(guò)計算機操作界面快捷靈活的實(shí)現設備的組態(tài)，包含電源控制、并聯(lián)和解并控制、開(kāi)關(guān)柜的控制等。

　　控制系統針對各項試驗項目的試驗要求，控制數字電源的輸出，并從寬帶功率測試系統及分布式測控系統獲得電機的電參量和各環(huán)境參量，在試驗項目規定的時(shí)間內對被試電機的端電壓、電流、轉速、功率、轉矩等參量形成閉環(huán)或開(kāi)環(huán)控制，完成技術(shù)要求中的試驗項目，使整個(gè)試驗系統達到用戶(hù)配置需要。

02試驗報表軟件

　　試驗報表軟件的目的是記錄試驗過(guò)程中的各種狀態(tài)及數據、供運算分析使用，并根據試驗目的生成相關(guān)的曲線(xiàn)、報表等。

　　試驗報表軟件貫穿整個(gè)試驗過(guò)程的各種參數顯示、記錄、報警及實(shí)驗結果的統計分析。試驗過(guò)程中的任何參數除了儀表顯示外，還提供實(shí)時(shí)波形和趨勢曲線(xiàn)等展現方式，方便用戶(hù)直觀(guān)的了解、分析整個(gè)實(shí)驗過(guò)程。

　　系統自動(dòng)實(shí)時(shí)記錄實(shí)驗過(guò)程中的所有試驗參數，通過(guò)數值報表、波形回放等功能可在試驗結束后再現試驗過(guò)程的任一時(shí)刻任一參數的狀態(tài)。避免記錄不全造成的重復實(shí)驗。試驗報表采用自主靈活的二維表格，可對單次及多次的實(shí)驗結果參數進(jìn)行方便的選擇、比較和統計。

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