西门子大功率变频调速同步电动机培训教材

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1、SIEMENS大功率同步电动机变频调速培训教材前言本培训教材初步介绍了电驱压缩机组西门子大功率同步电动机变频调速部分的系统构成及作用，重点解析了SIMOVERTS控制系统的工作原理及硬件的功能，分析了西门子电驱机组在调试中出现的问题，阐述了西门子电驱机组在运行中的注意事项。本培训教材摘录了《西门子变频调速电机系统运行规程》、《西门子变频调速电机系统维护规程》等资料的部分内容，同时借鉴了西门子电驱机组在西气东输管道应用的诸多经验。本培训教材在编撰中存在许多不足之处请各位读者谅解，并请有关专家提出宝贵意见。2008年9月18日目录1、西门子电驱压缩机组系统概述1．1系统构成1．1．1隔离变压

2、器1．1．2浪涌阻尼柜1．1．3电流源型变频器（CurrentSourceInverter简称CSI）技术简介1．1．4变频系统接口及控制系统1．1．5同步电机励磁及其控制系统1．1．6SIMOVERTS控制系统硬件功能1．1．7滤波系统单元1．1．8同步电动机检测单元1．1．9同步电动机防爆正压通风及控制系统1．1．10功率单元水冷系统1．2设备调试中出现的问题2、电驱机组运行前的准备和检查3、电驱机组投运时的逻辑控制4、电驱机组运行中的检查5、电驱机组停机时的逻辑控制6、备用电驱机组的注意事项1、西门子电驱压缩机组系统概述1．1系统构成西气东输电驱压缩机组驱动部分采用SIEMENS大

3、功率变频调速同步电机驱动系统，压缩机仍为ROLLS-ROYCE公司制造，电驱系统电气一次部分主要由10kV断路器、浪涌阻尼电阻、隔离变压器、功率变频部分和同步电机及滤波系统组成。其一次接线图如图所示：隔离变压器：10kV/5.57kV30MVA电流源负载换相变频器（LCI）：SIMOVERTS0–84Hz同步电动机：22MW,4800rpm谐波滤波器&功率因数补偿；浪涌阻尼电阻柜；同步机励磁系统；变频器水冷却系统电机正压防爆系统顶轴油泵控制系统辅助电源系统西门子高速电机及中压电流源变频器系统构成3333SIMOVERTSGMIn-rushDampingResistorHeating10k

4、VHFPFCMotori10kV主断路器111仅由SIMOVERTS的控制系统来控制，手动启动的命令被永远禁止，手动跳闸的命令被永远许可.断路器的保护继电器可以将断路器直接跳开，ESD系统也可将断路器直接跳开。1．1．2隔离变压器隔离变压器的基本参数：型号DOTG31500/20额定频率Hz50绝缘等级H.V.L.V.1L.V.2序列号102144冷却类型自然油冷自然空冷UmkV17.517.517.5额定功率[kVA]30000/15000/15000额定电流[A]1732/1544.8/1544.8L1kV959595额定电压[V]10000//5570/5570绝缘类别AACkV3

5、83838矢量组别Dy11d0短路持续时间（s）2sUk10%无负载损耗18000W总损耗设计保证值153000W无负载电流0.220%标准IEC76油温升温<1000m=K60总重量[t]47.0制造年份2006油温升温<2000m=K65油重量[t]9.9电驱系统的隔离变压器采用双绕组设计，无载调压，其额定电压10/5.57/5.57kV。在多脉二极管与SCR(可控硅)整流器中相移变压器（隔离变压器）是不可少的部件，其功能主要有（1）为了消除谐波提供初级与次级线电压的相移δ，电驱系统采用由隔离移相变压器供电的12脉整流器，相移变压器的每组二次绕组供给一组6脉整流器，12脉整流器δ=3

6、0º；（2）合适的二次侧电压值，和驱动压缩机的同步电机配合，电驱机组二次侧电压值为5.57kV；（3）使整流器与电源实现电隔离。如图所示为隔离变压器的现场安装图：1．1．3浪涌阻尼柜如图所示为电驱系统的阻尼柜，在变频控制系统发出指令使电驱系统10kV断路器器111接通变频变压器的初始瞬间，由于变压器的激磁涌流可以达到四倍的变压器额定电流，会产生短时的浪涌尖峰电流，导致10kV母线电压降低，可能会导致欠压报警以及对母线上其他用户产生影响，在任何运行情况下，都可能产生故障。为了避免这种巨大的浪涌效应，在接通变频变压器时，先串接一个起阻尼作用的浪涌电阻柜，三相电阻每相17Ω，减小冲击电流，接通

7、2秒之后，电阻被柜内的真空断路器旁路。这样的软接通使得10kV母线上的电压降小于5%。1．1．4功率单元整流部分：电驱系统的核心部分为功率柜内整流逆变部分。该部分采用交直交变频方式，即先将交流电通过整流器变成直流电，再经过逆变器将直流电变成频率可控的交流电，根据中间直流环节采用滤波器的不同，变频器分为电压源型变频器和电流源型变频器，西气东输电驱系统采用电流源型变频器，变频器采用大电感Ld作为中间直流滤波环节，使直流电流更平滑，该系统