WP4000變頻功率分析儀在永磁風(fēng)力發(fā)電機組試驗臺中的應用

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• 發(fā)布時(shí)間：2013/10/26 20:22:03
• 作者：銀河電氣

一概述

　　本文分析了直驅永磁風(fēng)力發(fā)電機組試驗臺的變頻電量特點(diǎn)，并依據這些特點(diǎn)對主電量測試系統進(jìn)行選型，在此基礎上，簡(jiǎn)要介紹了直驅永磁風(fēng)力發(fā)電機組試驗臺的試驗原理。本直驅永磁風(fēng)力發(fā)電機組試驗臺的原理也可應用于各種低速永磁同步發(fā)電機試驗臺、永磁同步發(fā)電機組試驗臺、永磁風(fēng)力發(fā)電機試驗臺、永磁永磁風(fēng)力發(fā)電機組變流器試驗臺等。

二直驅永磁風(fēng)力發(fā)電機組試驗臺變頻電量特點(diǎn)分析

1、直驅永磁風(fēng)力發(fā)電機組試驗臺基波頻率范圍要求

　　國標GB_T 25389.2-2010 《風(fēng)力發(fā)電機組 低速永磁同步發(fā)電機 第2部分 試驗方法》中指出，“電參數測量應采用寬頻數字式測量?jì)x，電壓測定量為基波有效值，電流測定量為全有效值電流，功率測定量為全有效值功率”。標準中所述的全有效值，就是真有效值，相比基波有效值，有時(shí)也稱(chēng)全波有效值；標準中所述的全有效值功率，是指包含基波和諧波在內的所有頻率分量的有功功率之和，就是常說(shuō)的有功功率，這樣描述的目的是便于區分基波有功功率。

　　以某直驅永磁風(fēng)力發(fā)電機試驗臺被試電機指標為例：電機額定頻率為：10Hz~60Hz；

　　按照空載過(guò)速度130%的試驗要求，測試設備上限頻率不得低于：80Hz；

　　按照GB_T 25389.2-2010要求，型式試驗時(shí)，應在額定頻率40%～110%范圍內做空載曲線(xiàn)，即測試設備下限頻率不得高于：4Hz；

　　穩態(tài)短路試驗要求最低頻率為0.125Hz（參照某電機廠(chǎng)3.6M直驅永磁風(fēng)力發(fā)電機試驗參數），即測試設備下限頻率不得高于：0.125Hz；

　　拖動(dòng)電機及被試電機側基波頻率測試范圍定為0.1~80Hz。

　　兼顧60Hz電機試驗需要，網(wǎng)側基波頻率定為：45~66Hz。

2、直驅永磁風(fēng)力發(fā)電機組試驗臺電壓幅值范圍要求

　　從某電機廠(chǎng)直驅永磁風(fēng)力發(fā)電機試驗臺出具的690V永磁風(fēng)力發(fā)電機型式試驗報告看，最低測試電壓達：260V

　　最高測試電壓達：780V。

　　本直驅永磁風(fēng)力發(fā)電機試驗臺要求兼容3.3kV和690V機組試驗。

　　3.3kV電機按比例計算，最高電壓為3730V。

　　電機側電壓測試范圍至少覆蓋260V~4300V。

3、直驅永磁風(fēng)力發(fā)電機組試驗臺電流幅值范圍要求

　　永磁風(fēng)力發(fā)電機試驗臺的電流幅值范圍較一般電機試驗寬，從某電機廠(chǎng)690V/2MW（額定電流1833.4A）永磁風(fēng)力發(fā)電機型式試驗報告看，同一臺電機，最小電流為10.5A，而最大電流達：2750A。即最大電流是最小電流的262倍。最大電流是額定電流的150%，最小電流是額定電流的0.6%。

　　以690V/1.5MW為基準，對于690V電壓等級，兼容6MW和1.5MW，要求最大額定電流擴大4倍。相對而言，要求最小電流縮小4倍，最小電流為額定電流的0.15%。

　　3.6MW/3.3kV的額定電流約為690V/1.5MW的0.5倍。即最小電流測試范圍減小為1/2倍。即要求最小電流縮小2倍。最小電流為額定電流的0.075%。

　　綜合考慮，電機側電流的測試范圍要求覆蓋0.15%~150%。

4、多相同步測量

　　直驅永磁風(fēng)力發(fā)電機組采用全功率變流器驅動(dòng)，對于690V電壓等級的大容量機組，目前普遍采用6相輸出。

三直驅永磁風(fēng)力發(fā)電機組試驗臺變頻電量測量?jì)x器選型

　　本永磁風(fēng)力發(fā)電機試驗臺主電量測量系統采用WP4000變頻功率分析儀。

WP4000變頻功率分析儀的功率單元——SP系列變頻功率傳感器，具有100kHz的電壓帶寬和30kHz的電流帶寬，也是目前變頻電量電壓傳感器中帶寬最寬的產(chǎn)品。滿(mǎn)足目前所有電機試驗國家標準對測量?jì)x器的帶寬要求。

WP4000變頻功率分析儀采用高性能的雙核嵌入式CPU模塊，內存容量不低于2GByte，強大的運算能力和大容量存儲能力為高采樣頻率和超長(cháng)傅里葉時(shí)間窗提供了強有力的保障，可滿(mǎn)足基波頻率為0.1Hz的寬頻帶PWM信號的基波測量及諧波分析儀需要。

　　WP4000變頻功率分析儀的功率單元的電壓、電流測量均設置了8個(gè)檔位，每個(gè)檔位只測量在本檔位量程的50%~100%范圍內的信號，實(shí)現了200倍動(dòng)態(tài)范圍內的高準確度測量。采用無(wú)縫量程轉換技術(shù)，檔位切換時(shí)，數據不丟失的特點(diǎn)可滿(mǎn)足寬范圍內的動(dòng)態(tài)測量，全面記錄被測信息，不放過(guò)每一個(gè)細節變化。AnyWay稱(chēng)為2的N次方量程轉換方案，N每增加1，可有效拓寬一倍的高精度測量范圍?？蓾M(mǎn)足直驅永磁風(fēng)力發(fā)電機試驗臺的寬電壓范圍和超寬電流測試范圍的需要，并且節約了大量的電流傳感器及換檔開(kāi)關(guān)柜，減小了占地面積，增強了系統可靠性，降低了設備成本。

　　WP4000變頻功率分析儀每臺可連接六個(gè)功率單元，正好滿(mǎn)足一臺六相永磁直驅風(fēng)力發(fā)電機組的電參量測量，還可通過(guò)同步光纖實(shí)現多臺分析儀之間的嚴格同步測量。

　　此外，WP4000變頻功率分析儀具有示波器、諧波分析儀、無(wú)紙記錄儀、電能質(zhì)量分析儀等功能，一臺儀器即可滿(mǎn)足試驗中的各種測量需要。

四直驅永磁風(fēng)力發(fā)電機組試驗臺原理框圖

圖1 直驅永磁風(fēng)力發(fā)電機組試驗臺原理框圖

五直驅永磁風(fēng)力發(fā)電機組試驗臺測試界面截圖

圖2 直驅永磁風(fēng)力發(fā)電機組試驗臺測試界面截圖