国家能源集团湖州南浔天然气热电有限公司 313009
摘要：本文简单的叙述了SFC静态变频器的工作原理，并结合在6F燃气发电机组的实际使用中对SFC静态变频器的控制和使用做了简单的研究和改善，注重对于发电机的保护工作，从而为提高6F燃气发电机组的工作效率做出合理性的建议。
关键词：静态变频器；6F燃气发电机组；负载换流
引言：近年来，随着我国对于天然气等清洁能源的大力使用及电力调峰的需要，燃气-蒸汽联合循环发电机组使用得到了大力的推广。在6F燃气发电机组的使用中，静态变频器的配套作业必不可少，静态变频装置（SFC）系统可将燃机在启动初期控制燃气轮机启动至自保持速度，在此转速燃机燃烧产生的能量能够带动转子持续加速运行。本文以南浔公司两台6F燃机为例进行分析。
1.SFC静态变频器的工作原理
当6F燃气发动机组启动时，发电机是作为同步的电动机运作，发电机的定子绕组由静态变频器供电，然后通过厂用电源降压之后为发电机转子绕组进行供电。其工作原理见图1。在定子和转子的电流共同作用下产生电磁力矩，从而保证发电机能够持续的旋转并加速。SFC静态变频器通过对转子位置的检测，能够推断出相应的发电机返电势波形的输出状况，通过采用逆变器换向方法，做到对晶闸管的连接和断止，从而维持相应的电磁转矩，驱动转子不断旋转[1]。
2.6F燃气发动机组启动时SFC的运行工程
SFC静态变频器的启动运行可以分为以下步骤。第一步，启动盘车，该阶段无励磁控制，盘车速度为12rpm。第二步进入冷托阶段，速度提升到28%，SFC的控制强调V/f恒定，并做逆变器点火角的控制，励磁控制强调电流提升，并在持续提升50s后维持稳定，一般要求达到额定限度的45%。第三步进入清吹阶段，速度参数与第二阶段相同，SFC控制强调V/f、逆变器点火角的控制恒定，稳定励磁电流。第四步，着手降速到点火钻速，速度参数由28%下降到14%，SFC的控制强调V/f恒定，做逆变器点火角的控制，励磁电流依然保持稳定。第五步着手重新加速，第一阶段速度参数由14%上升至80%，SFC的控制要求保持转速在833rpm以下，V/f恒定，持续至电压达到最大额定参数。励磁控制与之匹配，转速在833rpm以下，恒定工作。第二阶段，SFC的控制要求保持转速在833rpm以上，输出电压恒定，电流持续增加。励磁控制上，rpm也在833以上，励磁电流持续增加，并在达到最大值时维持稳定，持续工作模式下则小幅上升。最后一步为并行逐步退出，速度参数进一步上升至84%，SFC的控制要求为保持输出力矩，速度参数达到83%左右时，快速进行力矩调整，将至“0”的水平。励磁控制上，保持电流恒定，速度参数达到83%左右时，快速进行励磁调整，将至“0”的水平[2]。
3.SFC静态变频器的实际运用和控制
3.1整流器的工作运行
调节整流器的直流电压，保证其稍稍大于逆变器的直流电压。让直流电流值等于电压差除以直流的回路电阻，保证电流能够流过直流的回路。在SFC静态变频器逆变器处于脉冲换向的工作模式时，为了确保逆变器的换向工作，需要整流输出的电流是直流的脉冲波，也就是每隔60度的电角就需要整流输出的电流值为零。此刻的整流器需把触发角调整到大于90度来截断整流器的电流，也就是通常所说的逆变截止。
3.2逆变器的脉冲换向运行
在6F燃气发电机组的燃机启动初期转速会很低，不能保证有足够的电压来实现逆变器的换向，此时就需要使用脉冲换向的方法来实现。这一方法的关键是保证SFC静态变频器的输出电流每隔有60度的电角就把电流减小到零，完成逆变器的控制关断，在有足够的时间来实现逆变器的可控硅恢复闭锁的能力之后，进行下一轮的触发。因每个逆变的换向点都是零电流，所以可以把SFC静态变频器的逆变角设为0.
3.3发动机的加速原理运用
SFC静态变频器的输出是和发电机的定子线圈进行连接的。再根据位置传感器来对发电机转子的位置进行精准的定位，从而触发逆变器的信号。逆变器的换向控制为60度，让每一个可控硅的导通周期为其二倍，即120度。每一个换向点的定子，都能够生成磁旋产场转60度，实现发电机通过SFC的驱动进行旋转加速。
3.4 SFC静态变频器退出运行阶段的研究
SFC静态变频器通过对于转子位置的检测，分析位置传感器反馈回来的转子转速信息，在6F发动燃气机组达到SFC静态变频器所设定的预定转速时，进行退出运行工作。通过控制盘CPU来发出停止运行的信号，传递给逻辑切换柜，再经由逻辑切换柜预设下的顺序逐一的断开相对应的刀闸和开关，从而把SFC静态变频器从运行状态中进行停机处理。之后的驱动完全交由燃气机组的燃气动能来完成。
结论：静态变频器在6F燃气发电机组当中的应用越来越广泛，它能够提高机组的运行效率并使其产能得到大幅度的提高。因此机组的工作技术人员要不断的提高自己对静态变频器运用的技术水平，对其运行参数信息了如指掌，为燃气发电机组工作提供更好的保障。
参考文献：
[1]黄林.大型静态变频器在燃气轮机中的运用[J].电子世界,2015(18):163.
[2]魏恒.6F燃气发电机组SFC静态变频器的应用[J].云南电力技术,2016,41(05):57-60.
论文作者:樊明
论文发表刊物:《中国电业》2019年第09期
论文发表时间:2019/9/5
标签：变频器论文; 静态论文; 逆变器论文; 机组论文; 电流论文; 燃气论文; 转子论文; 《中国电业》2019年第09期论文;