本方案為3kV、6kV、10kV三相異步電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)技術(shù)方案，此技術(shù)方案可以完成5MW以下的異步電機(jī)的型式試驗(yàn)以及出廠試驗(yàn)，可以為由變頻器供電的三相異步電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)提供參考。

一三相異步電機(jī)技術(shù)方案設(shè)計(jì)依據(jù)

　　GB755-2008《旋轉(zhuǎn)電機(jī) 定額和性能》

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

　　GB/T 1032-2012《三相異步電動(dòng)機(jī) 試驗(yàn)方法》

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

二三相異步電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)原理圖

圖1.三相異步電機(jī)對(duì)拖試驗(yàn)原理圖

　　三相異步電動(dòng)機(jī)容量5000kW及以下采用直接負(fù)載法進(jìn)行負(fù)載溫升試驗(yàn)。采用同型號(hào)、同規(guī)格兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)對(duì)拖方式進(jìn)行。調(diào)節(jié)被試機(jī)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(diào)節(jié)拖動(dòng)電機(jī)供電變頻器1P輸出電壓為拖動(dòng)電機(jī)的額定電壓，調(diào)節(jié)拖動(dòng)電機(jī)供電變頻器1P輸出頻率，使拖動(dòng)電機(jī)處于異步發(fā)電狀態(tài)，通過變頻器1P將試驗(yàn)?zāi)芰炕仞佒?0kV電網(wǎng)。被試機(jī)和拖動(dòng)側(cè)經(jīng)SP變頻功率傳器檢測(cè)電壓、電流、功率等電參量。由于本臺(tái)位被、陪試機(jī)側(cè)均有SP變頻傳器檢測(cè)，因而試驗(yàn)可逆。無需改變?nèi)魏谓泳€，只改變調(diào)節(jié)方式即可將被試機(jī)變?yōu)榕阍嚈C(jī)，陪試機(jī)改為被試機(jī)。

圖2.三相異步電機(jī)疊頻試驗(yàn)原理圖

　　堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)及疊頻溫升試驗(yàn)可用單臺(tái)電源進(jìn)行試驗(yàn)。當(dāng)堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)、疊頻溫升試驗(yàn)電流超過單臺(tái)電源允許電流時(shí)，可采用兩個(gè)電源以并聯(lián)運(yùn)行方式進(jìn)行試驗(yàn)，擴(kuò)大試驗(yàn)電流，如圖2所示。并聯(lián)疊頻溫升試驗(yàn)時(shí)可擴(kuò)大試驗(yàn)容量至7MW。由于SP變頻功率傳感器在試驗(yàn)計(jì)算機(jī)控制下可進(jìn)行同步測(cè)量，并聯(lián)運(yùn)行試驗(yàn)時(shí)SP變頻功率傳感器可準(zhǔn)確測(cè)出兩支路的總電流及總功率。

三三相異步電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)變頻器參數(shù)

　　本試驗(yàn)臺(tái)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(xiàn)高壓輸出。輸出側(cè)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(dú)立的低壓串聯(lián)實(shí)現(xiàn)高壓輸出，在本試驗(yàn)系統(tǒng)中，采用三檔電壓輸出，三檔輸出電壓之間通過電壓分檔轉(zhuǎn)換完成切換。

　　整流為四象限整流器，容量5500kVA，逆變?nèi)萘繛?500kVA，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(jī)的能力。具備過電壓1.3倍長(zhǎng)期運(yùn)行的能力，具備過電流1.2倍長(zhǎng)期運(yùn)行的能力，在cosφ=0時(shí)能滿容量輸出?？刹⒙?lián)運(yùn)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(tǒng)的水泵、電機(jī)和供電采用一用一備的冗余設(shè)計(jì)，冷卻系統(tǒng)具備防凍功能、防污染功能。

四主電量測(cè)試設(shè)計(jì)

　　本三相異步電機(jī)技術(shù)方案中SP變頻功率傳感器用于測(cè)量各測(cè)點(diǎn)的三相電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率、諧波等參量，根據(jù)試驗(yàn)要求，電量測(cè)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(tái)，用于被試、陪試側(cè)三相電壓、電流、功率、功率因數(shù)、諧波等電參量的測(cè)試。被試、陪試側(cè)均有測(cè)量傳感器，便于被試與陪試機(jī)的轉(zhuǎn)換，提高試驗(yàn)效率。當(dāng)不做對(duì)拖試驗(yàn)時(shí)也可同時(shí)做兩臺(tái)電機(jī)的出廠試驗(yàn)之用。

五輔助參量測(cè)控設(shè)計(jì)

　　輔助參量的測(cè)量部分主要包括溫度、濕度、轉(zhuǎn)速、扭矩、油壓、水壓、流量等參量的測(cè)試。控制部分主要包括高低壓開關(guān)柜中開關(guān)的控制、信號(hào)回檢，風(fēng)扇、加熱器等所有控制開關(guān)的控制。鑒于測(cè)控參量種類繁多，測(cè)控點(diǎn)比較分散，現(xiàn)場(chǎng)電磁環(huán)境復(fù)雜等因素。輔助參量的測(cè)控采用湖南銀河電氣有限公司生產(chǎn)的DMC300分布式測(cè)控系統(tǒng)，DMC300分布式測(cè)控系統(tǒng)以其個(gè)性化的設(shè)計(jì)、數(shù)字前端、獨(dú)立式子站、總線傳輸、集中式管理等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工程現(xiàn)場(chǎng)的開關(guān)量監(jiān)測(cè)與控制、各輔助參量的測(cè)量。

　　各分布式子站采用就近式安裝方式，直接靠近被測(cè)信號(hào)，避免傳輸干擾，子站通過RS-485或者光纖總線與主站進(jìn)行通訊，由主站對(duì)子站進(jìn)行集中管理。主站與上位機(jī)之間通過RS-232接口進(jìn)行通訊，所有測(cè)試數(shù)據(jù)全部顯示與DCCS2012分布式測(cè)控系統(tǒng)軟件界面上，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視與操作控制，極大的提高了用戶對(duì)整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)的認(rèn)知性及操控性。

　　分布式測(cè)控系統(tǒng)可以通過上位機(jī)設(shè)置相關(guān)互鎖關(guān)系、報(bào)警上下限閥值、安全鏈控制等，實(shí)現(xiàn)開關(guān)的聯(lián)鎖、報(bào)警提示、保護(hù)等功能。

六試驗(yàn)控制臺(tái)

　　試驗(yàn)控制臺(tái)是實(shí)現(xiàn)電機(jī)試驗(yàn)的操作和控制平臺(tái)，它由上位機(jī)、試驗(yàn)軟件、打印機(jī)、WP4000變頻功率分析儀等設(shè)備組成。完成對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析、管理，在線或者離線(需要數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器)生成試驗(yàn)報(bào)表，為用戶提供友好的人機(jī)界面。

　　試驗(yàn)臺(tái)面上除配備緊急停止按鈕、相關(guān)急停/復(fù)位按鈕(按用戶需求)外，基本不配備其他手動(dòng)操作按鈕，試驗(yàn)操作由用戶通過主控制軟件完成。

　　試驗(yàn)控制臺(tái)的所有上位機(jī)配備VGA分配器，寬帶功率分析儀自帶VGA擴(kuò)展，可以將試驗(yàn)控制臺(tái)位上任意2臺(tái)上位機(jī)的顯示界面或者2臺(tái)寬帶功率分析儀的數(shù)據(jù)界面顯示于現(xiàn)場(chǎng)的47寸液晶顯示屏上，便于用戶進(jìn)行試驗(yàn)演示，數(shù)據(jù)觀看等操作。

七試驗(yàn)過程控制及試驗(yàn)軟件

01試驗(yàn)過程控制

　　試驗(yàn)過程控制由分布式開關(guān)量測(cè)控子站及上位機(jī)軟件組成，用戶可以通過計(jì)算機(jī)操作界面快捷靈活的實(shí)現(xiàn)設(shè)備的組態(tài)，包含電源控制、并聯(lián)和解并控制、開關(guān)柜的控制等。

　　控制系統(tǒng)針對(duì)各項(xiàng)試驗(yàn)項(xiàng)目的試驗(yàn)要求，控制數(shù)字電源的輸出，并從寬帶功率測(cè)試系統(tǒng)及分布式測(cè)控系統(tǒng)獲得電機(jī)的電參量和各環(huán)境參量，在試驗(yàn)項(xiàng)目規(guī)定的時(shí)間內(nèi)對(duì)被試電機(jī)的端電壓、電流、轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩等參量形成閉環(huán)或開環(huán)控制，完成技術(shù)要求中的試驗(yàn)項(xiàng)目，使整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)達(dá)到用戶配置需要。

02試驗(yàn)報(bào)表軟件

　　試驗(yàn)報(bào)表軟件的目的是記錄試驗(yàn)過程中的各種狀態(tài)及數(shù)據(jù)、供運(yùn)算分析使用，并根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康纳上嚓P(guān)的曲線、報(bào)表等。

　　試驗(yàn)報(bào)表軟件貫穿整個(gè)試驗(yàn)過程的各種參數(shù)顯示、記錄、報(bào)警及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析。試驗(yàn)過程中的任何參數(shù)除了儀表顯示外，還提供實(shí)時(shí)波形和趨勢(shì)曲線等展現(xiàn)方式，方便用戶直觀的了解、分析整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程。

　　系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)過程中的所有試驗(yàn)參數(shù)，通過數(shù)值報(bào)表、波形回放等功能可在試驗(yàn)結(jié)束后再現(xiàn)試驗(yàn)過程的任一時(shí)刻任一參數(shù)的狀態(tài)。避免記錄不全造成的重復(fù)實(shí)驗(yàn)。試驗(yàn)報(bào)表采用自主靈活的二維表格，可對(duì)單次及多次的實(shí)驗(yàn)結(jié)果參數(shù)進(jìn)行方便的選擇、比較和統(tǒng)計(jì)。

---