一種高壓變頻器轉(zhuǎn)速跟蹤再啟動方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高壓變頻器轉(zhuǎn)速跟蹤再啟動方法，屬于高壓變頻器控制技術領 域。
【背景技術】
[0002] 近年來，為了實現(xiàn)節(jié)能減排，火電機組輔機進行了大量的變頻改造。但是，目前大 多數(shù)火電機組的輔機高壓變頻器不具備低電壓穿越能力，當輸入電壓降至額定值的65%以 下時，便會自動停止輸出，退出運行，當電壓恢復至正常后，也不能自動重啟，只能靠運行人 員手動啟動。為減小損失，在發(fā)生暫態(tài)性電壓降落時，要提高高壓變頻器-輔機系統(tǒng)的低電 壓穿越能力，盡量保持輔機轉(zhuǎn)速平穩(wěn)或者盡可能快地使輔機轉(zhuǎn)速恢復到正常工作水平，保 障火電機組與輔機連續(xù)穩(wěn)定運行。因此，解決火電廠輔機系統(tǒng)低電壓穿越問題迫在眉睫。
[0003]若要從根本上解決高壓變頻器低電壓穿越的問題，必須要在失電源期間為變頻器 提供能量支撐。例如某公司研發(fā)的HVSP系統(tǒng)，該方案應用于高壓負載（6kV/10kV)的電壓 暫降保護，基本原理是在高低高型高壓變頻器直流母線上增加儲能，從而維持直流母線電 壓穩(wěn)定，確保高壓變頻器在發(fā)生電壓暫降或短時中斷時，負載正常運行。但目前大多數(shù)高壓 變頻器都采用級聯(lián)結(jié)構，并無統(tǒng)一的直流母線，同時，高壓變頻器的功率大多為兆瓦級，所 需要的蓄電池容量極大，成本非常高。
[0004] 高壓變頻器所帶輔機的轉(zhuǎn)動慣量很大，從旋轉(zhuǎn)狀態(tài)到靜止狀態(tài)的自由停車時間可 達幾十分鐘甚至幾小時。而電壓暫態(tài)性故障時間只持續(xù)幾秒時間，之后便能恢復正常電壓。 如果在電壓恢復時，能重新啟動旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的輔機，使輔機的運行狀態(tài)迅速恢復正常，進而能 夠使火電機組的出力快速恢復到正常值，避免大范圍停機，實現(xiàn)低電壓穿越。因此，轉(zhuǎn)速跟 蹤再啟動，即飛車啟動應運而生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 目的：提出一種轉(zhuǎn)速跟蹤再啟動方案，在異步電機因失電源而自由旋轉(zhuǎn)的情況下， 識別電機轉(zhuǎn)速，并以該轉(zhuǎn)速為起點，重新啟動電機，使轉(zhuǎn)速迅速恢復到目標值。
[0006]技術方案：為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為：
[0007] -種高壓變頻器轉(zhuǎn)速跟蹤再啟動方法，包括步驟如下：
[0008] 步驟一：實時監(jiān)控高壓變頻器低壓保護信號，變頻器失電停機后，計時器開始計算 失電時間t，并根據(jù)電機功率與失電時的電機轉(zhuǎn)速計算去磁時間tq。；
[0009] 步驟二：將失電時間t與失電允許時間相比較，若失電時間小于失電允許時間，則 進行步驟三；若失電時間t大于失電允許時間，則變頻器停機，等待輔機轉(zhuǎn)速降至零，查明 事故原因后人工重起變頻器和輔機；
[0010] 步驟三：當失電時間t小于tq。時，定子電壓通過過零比較，將正弦波轉(zhuǎn)化為方 波，計算方波的上升沿與下降沿之間的時間差At，得出方波的頻率
，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速
，式中I為測得的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，p 電機極對數(shù)；
[0011] 步驟四：當失電時間t大于tq。，小于失電允許時間時，在定子側(cè)施加測試電壓，以 定子電壓矢量定向，測量定子電流的轉(zhuǎn)矩分量，直至轉(zhuǎn)矩電流分量接近于零，此時，測試電 壓頻率對應的同步轉(zhuǎn)速即為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；
[0012] 步驟五：再啟動階段，當轉(zhuǎn)矩電流達到閾值時，所述閾值設置為空載電流的10%， 逐級提高電機壓頻比，直至額定壓頻比，最后保持額定壓頻比升壓至額定電壓。
[0013] 步驟一中，去磁時間tq。設置為從失電到剩磁電壓衰減到1%UN的時間，UN為電動
，式中k為系數(shù)，PN為電機額定功率，為變頻器失 電瞬間的輸出電壓頻率。
[0014] 步驟四測量轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速方法如下：
[0015] 4a.在定子側(cè)施加頻率由50Hz向0Hz均勻變化的測試電壓，頻率變化時間設置為 1-3秒，測試電壓的幅值U~10%UN，UN為電動機額定電壓；
[0016] 4b.計算轉(zhuǎn)矩電流時，以定子電壓矢量定向，令t軸與定子電壓矢量重合；忽略定 子阻抗和定子漏抗的作用，令試=-爲:，則it=iacosΘ+ipSinΘ，式中Θ為電壓矢量設1:的定
[0017] 4c.將轉(zhuǎn)矩電流與轉(zhuǎn)矩電流閾值相比較，小于閾值時即可認為搜索到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，此 時測試電壓頻率所對應的空載轉(zhuǎn)速即為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。
[0018] 步驟五中采用漸進壓頻比升壓法具體如下：在搜索到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速后，壓頻比由搜索 時的10%，在升壓過程中逐步上升至50%、80%、90%進行磁化，最終到達額定壓頻比。
[0019] 有益效果：本發(fā)明提供的一種高壓變頻器轉(zhuǎn)速跟蹤再啟動方法，闡述了在線識別 電機轉(zhuǎn)速，啟動旋轉(zhuǎn)中的輔機的方法。當火電廠廠用電電壓出現(xiàn)暫降或短時停電時，輔機高 壓變頻器會因輸入電壓過低而觸發(fā)低電壓保護，閉鎖輸出，導致輔機失去動力電源，轉(zhuǎn)速自 由下降，若等待輔機轉(zhuǎn)速降到零，勘察事故原因后再手動重起輔機，則會觸發(fā)系統(tǒng)RB，導致 火電機組出力大幅波動、甚至停機，損失巨大。本發(fā)明能使輔機在電源恢復時即可重新啟 動，保證定子電流平穩(wěn)且不過流，從而使輔機轉(zhuǎn)速基本保持不變，輔機輸出穩(wěn)定，維持火電 機組出力平滑，減少因電壓暫降或短時斷電而導致火電機組停機的故障次數(shù)。
【附圖說明】
[0020] 圖1為轉(zhuǎn)速跟蹤再啟動方法流程圖；
[0021] 圖2為轉(zhuǎn)速跟蹤再啟動過程中轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速及定子電壓電流的典型波形圖；
[0022] 圖3為以定子電壓定向的定子電流矢量分解示意圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。
[0024]如圖1所示，本發(fā)明提供的一種高壓變頻器轉(zhuǎn)速跟蹤再啟動方法，全過程中轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)速及定子電壓電流的典型波形如圖2所示。包括如下步驟：
[0025] 步驟一：實時監(jiān)控高壓變頻器低壓保護信號，變頻器閉鎖輸出后計時器開始計時， 并根據(jù)停電時電機轉(zhuǎn)速與電機功率計算去磁時間tq。。tq。為從斷電到剩磁電壓衰減到接近 于零（根據(jù)測量設備的精度，可設置為1%UN，UN為電動機額定電壓）的這段時間。去磁時 間主要與運行頻率和電機功率有關，運行頻率越高去磁時間越短，電機功率越大去磁時間
，式中系數(shù)k要通過實驗測量數(shù)據(jù)擬合得出。
[0026] 步