浅析静止变频装置(SFC)在蓄能电厂的作用

抽水蓄能机组静止变频装置（SFC）安装调试施工工法一、前言抽水蓄能机组静止变频装置（Static Frequency Converter, SFC）是一种用于抽水蓄能机组的安装调试工法。

本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及相关工程实例，以帮助读者全面了解和应用该工法。

二、工法特点抽水蓄能机组静止变频装置是通过控制发电机的转子和变压器的绕组，实现对电网频率的调节。

其特点包括：高精度、高效率、低噪音、可靠性强、响应速度快等。

三、适应范围抽水蓄能机组静止变频装置适用于各类抽水蓄能机组的电气系统安装调试，包括但不限于地下水库抽水蓄能电站、山区水库抽水蓄能电站等。

四、工艺原理通过抽水蓄能机组静止变频装置，可以实现对频率的精确调节。

具体工艺原理是通过变频调速技术，通过改变发电机转速，实现对电网的频率调节，从而实现对电网负荷的平衡。

同时，通过控制变压器的绕组，可以实现对电压的调节。

五、施工工艺施工工法的各个施工阶段包括：设备准备、场地布置、设备安装、电气接线、调试和运行等。

在设备准备阶段，需要确保所需设备齐全，并进行检查和测试。

场地布置阶段需要根据设备及其工艺要求进行场地的平整、垫层、通风等工作。

设备安装阶段需要根据设备要求进行设备的组装和安装。

电气接线阶段需要进行设备的电气连接和接地。

调试和运行阶段需要进行设备的调试和运行测试。

六、劳动组织在劳动组织方面，需要合理分配各个工种的劳动力，确保施工过程的顺利进行。

同时，需要提供施工人员的培训和监督，确保施工人员具备相关技能和知识。

七、机具设备施工工法所需的机具设备包括：起重机械、挖掘机、输送机、测试仪器、电缆等。

这些机具设备在施工过程中起到关键的作用，能够帮助施工人员顺利完成各项任务。

八、质量控制为确保施工过程中的质量达到设计要求，需要采取一系列的质量控制方法和措施。

包括但不限于：进行设备检查和测试，进行电气接线的质量检验，进行设备调试和运行测试等。

抽水蓄能电站静止变频启动装置(SFC)的应用摘要：随着电力工业的迅速发展，缺水、干旱及偏运山区大量的抽水蓄能水电站应运而生。

而静止变频启动装置是抽水蓄能电站不可缺少的电气设备，机组抽水启动以静止变频启动为主要启动方式，同步启动(背靠背)作为备用启动方式。

机组同期及换相在主变压器低压侧进行。

因此，静止变频启动装置及技术被越来越多的抽水蓄能电站广泛运用。

关键词:静止变频装置;背靠背;谐波Abstract: with the rapid development of the electric power industry, water shortage, drought and partial shipment of pumped-storage hydropower station of the mountainous area arises at the historic moment. And static frequency conversion starter is pumped storage power plant indispensable electric equipment, start pumping unit in a static variable frequency start as the main start way, synchronous start (back) as a backup start way. The same period and it is in the low voltage side of the transformer. Therefore, the static frequency conversion start-up equipment and technology is more and more pumped storage power plant widely used.Keywords: static frequency conversion device; Back-to-back ; harmonic一、引言抽水蓄能电站静止变频器（SFC）变频启动是利用晶闸管变频器产生频率可变的交流电源对蓄能机组进行启动，是目前大中型抽水蓄能电站的首选启动方式，其技术特点为：(1) 静止变频器的调速范围可以从电机的静止状态到l10％额定转速，在此调速范围内静止变频器工作效率不会降低；(2) 静止变频器启动可使起启动电流维持在同步电机要求的额定电流以下运行，对电网无任何冲击，具有软启动性能；(3) 静止变频器满足抽水蓄能电站的发电电动机组在电网电力调峰过程中频繁启动的要求。

浅析静止变频装置(SFC)在蓄能电厂的作用摘要：静止变频器(英文全称为“Static Frequency Convert-er”，简称SFC)，被广泛用于抽水蓄能电厂，主要是在机组抽水工况和抽水调相工况下启动。

静止变频器的优点是启动平稳，启动时间短，调整方便，维护工作量小，可靠性高，工作效率高。

总而言之，静止变频装置对蓄能电厂设备的运转是有很大的影响的。

关键词：静止变频装置（SFC）；蓄能电厂；作用前言：随着现代化大电网的不断发展，蓄能电厂内蓄能机组以其快速、有效、经济、可靠、无污染的特点，在电网的调峰、调频、填谷以及事故备用中扮演着越来越重要的角色。

蓄能电厂中的抽水蓄能机组所特有的可逆式同步电动发电机的启动则是其运行的关键技术之一。

而静止变频器SFC正是用于实现这一关键技术的理想设备。

本研究就将针对静止变频装置（SFC）在蓄能电场中的应用这一主题进行阐述，使读者对这方面的内容有一个更加深入的了解。

1.静止变频装置（SFC）结构静止变频器主要由功率单元、控制和保护单元以及辅助单元等组成。

1.1功率单元功率单元主要包括以下部分:(1)输入断路器。

在SFC发生故障或正常停运时，切断电源。

(2)输入变压器。

将高压侧与低压侧进行隔离。

(3)整流桥。

将交流电流整流为直流。

(4)逆变桥。

将直流电流逆变为交流。

(5)直流电抗器。

用于整流输出后的平波和去耦。

(6)输出断路器。

启动过程中启动回路发生故障时切断电流。

1.2 控制和保护单元控制单元包括测量单元、脉冲单元、PNC、PLC等。

(1)测量单元。

测量SFC 调节所需的各种变量的元件。

(2)脉冲单元。

可控硅触发信号的传送和变换元件。

(3)PNC(可编程数字控制器)。

用于SFC闭环调节和控制及可控硅元件的保护。

(4)PLC。

用于SFC和监控系统的输入输出联络和故障管理。

(5)保护单元。

用于SFC各种电气部件的保护(主要包含过流保护、过压保护、欠压保护、欠励保护、过励保护、差动保护、超速保护等)。

干式变压器在抽水蓄能电站静止变频系统的应用摘要：抽水蓄能电站变压器主要有三类：主变压器、厂用变压器及SFC输入、输出变压器。

除主变压器外，其他变压器均可采用干式变压器。

干式变压器以其免维护、安装简便、综合运行成本低、防潮性能好等优势，在抽水蓄能电站中得到广泛应用。

关键词：变压器；绝缘材料；耐热等级Dry type transformer in pumped storage power station application of static inverter systemLI Chengyu，GAO Dongxiang，QIAO Weili（Shandong Yimeng pumped storage Co., Ltd.，Shandong，Linyi，276000）Abstract：Pumped storage power station transformer has three main types: main transformer, transformer and SFC input and output transformer. In addition to the main transformer, the transformer can be used in other dry transformer. Transformer with its maintenance free, easy installation, integrated low operation cost, moisture-proof performance and other advantages, is widely used in Pumped Storage power station in.Keywords：transformer；insulation material；temperature classification0引言2017年5月，中国成为世界上抽水蓄能装机容量最大的国家，装机容量达到2773万千瓦，在建机组2095万千瓦，规模也是世界第一。

抽水蓄能电厂SFC谐波分析本文介绍了静止变频器装置产生谐波的原因及影响。

对惠州蓄能水电厂静止变频器起动过程中产生的谐波进行了分析，并提出了抑制谐波的措施和意见。

标签：蓄能水电厂；静止变频器（SFC）；谐波随着国民经济的发展以及经济结构的调整，电网用电结构也不断发生变化，生活用电和第三产业用电增长迅速，电网负荷率明显下降，峰谷差不断加大，同时用户对电力供应的安全和质量要求也越来越高。

蓄能水电厂（PSPS）作为一种特殊的电源，具有调峰填谷、调频、调相、紧急事故备用和黑启动等[1]多种功能，在电网安全、经济运行方面发挥了重要的作用。

但是由于抽水蓄能机组采用了静止变频装置（static frequency converter，SFC）起动，SFC工作时在电网中产生的谐波对电网将会造成污染，目前国内对SFC的谐波影响和解决对策还缺乏深入研究。

本文在分析了谐波产生原因的基础上，对惠州蓄能水电厂SFC 产生的谐波进行了分析并提出了抑制谐波的建议。

1 蓄能水电厂SFC系统介绍蓄能水电厂的泵工况有五种起动方式：（1）异步起动方式；（2）同步起动方式；（3）半同步起动方式；（4）同轴小电机起动方式；（5）SFC起动方式。

SFC 具有起动容量大、起动速度快、工作可靠性高、维护工作量小、对系统影响少等优越性[2]。

因此，蓄能水电厂大多都采取这种方式为主要泵工况起动方式。

静止变频器的起动原理接线如图1。

电机变频起动时，转子绕组通入励磁电流，定子由SFC供电，由定子电压频率控制转子转速。

SFC输出的频率在起动开始时调得很低，然后逐步上升至额定值，利用同步转矩的作用，使电机的转速随变频器输出频率同步地升至额定值。

2谐波分析在SFC起动过程中产生的谐波会对电网造成污染，如何采取措施，有效的抑制谐波对电气设备的影响意义重大。

2.1谐波的产生SFC的核心部分由相控变流整流器和逆变器组成的一个晶闸管无换向电机调速系统，通过对具有非线性特性的半导体功率器件的开关控制，实现功率或频率的控制。

抽水蓄能电站静止变频启动装置(SFC)系统分析金世鑫;高嘉赓;凌伟平【摘要】静止变频启动装置(SFC)是可逆式抽水蓄能电站重要的设备之一,能够在短时间(一般约240s)内将被拖动机组的转速从零平滑拖动到额定值,介绍了蒲石河抽水蓄能电站SFC的组成、工作原理及流程,在机组泵工况启动下录制并分析了被拖动机组各电气参数随转速变化的曲线.【期刊名称】《东北电力技术》【年(卷),期】2012(033)007【总页数】4页(P46-49)【关键词】静止变频启动装置;晶闸管;转子初始位置;触发角【作者】金世鑫;高嘉赓;凌伟平【作者单位】辽宁省电力有限公司电力科学研究院,辽宁沈阳 110006;东北电力大学,吉林吉林132012;辽宁电力勘测设计院,辽宁沈阳110179【正文语种】中文【中图分类】TV7431 SFC的组成及结构1.1 SFC组成蒲石河抽水蓄能电站由4台300 MW机组组成，总装机容量1 200 MW，配置1台SFC，按照一供一备的方式通过2号、4号主变低压侧给SFC供电，具有较高可靠性。

如图1所示，SFC系统由输入变压器 (TR1)、输出变压器 (TR2)、输入开关柜、输入变综保/测控柜、电网侧整流桥 (网桥)、机组侧逆变桥 (机桥)、平波电抗器、输出开关柜、控制器、限流电抗器、冷却系统组成。

1.2 SFC各组成部分的结构及意义图1 SFC一次结构图输入变采用三绕组变压器，变比为18 000/2 400/2 400，接线组别为Dd0，Dy1，低压侧的2组桥臂串接在一起，这种接法的好处是可以有效去除系统中的3次谐波和由于整流产生的5次和7次谐波，另外，直流侧安装的直流电抗器可以有效提高直流侧波形的平滑度，抑制晶闸管整流后产生的谐波。

整流桥和逆变桥按照N+1冗余设置，网桥侧每组桥臂由3个晶闸管组成，机桥侧每组桥臂由4个晶闸管组成，共60个晶闸管，增强了系统的可靠性和网桥机桥的耐受电压。

SFC拖动时，控制器通过光纤向晶闸管的脉冲控制板上发送光信号，脉冲控制板将光信号转化为电信号并将该信号作用于晶闸管的门极，实现晶闸管导通的控制。

抽水蓄能电站SFC系统研制及应用闫伟[1]，石祥建[1]，龚翔峰[2]，牟伟[1]，施一峰[1]，吴龙[1]，刘为群[1]（[1] 南京南瑞继保电气有限公司，江苏省南京市 211102；[2] 江苏沙河抽水蓄能发电有限公司，江苏省溧阳市 213333 ）Development and application of SFC system in pumped storage plantYAN Wei, SHI Xiang-jian, GONG Xiang-feng, MU Wei, SHI Yi-feng, WU Long, LIU Wei-qun ([1] NR Electric Co., Ltd., Nanjing 211102, Jiangsu Province, China[2] Jiangsu Shahe Pumped Storage Generation Co., Ltd. Liyang 213333, Jiangsu Province, China)摘要：本文介绍了大型抽水蓄能机组SFC（静止变频器）系统的组成、控制原理、不同工作阶段的控制特点及静止变频系统的保护配置，以及在此基础上研制的PCS-9575型静止变频系统各组成部分的特点、功能及应用。

关键词：抽水蓄能电站；SFC(静止变频器)；脉冲换相；负载换相Key words: pumped storage plant; SFC(static frequency converter); pulse commutation; load commutation1 前言可逆式抽水蓄能电站机组经常运行在，该工况下机组处于电动机运行方式。

抽水工况机组启动过程实质上是大型电动机的启动过程。

目前，电站大都采用以变频启动为主，以背靠背启动为备用的启动方式[1, 2]。

SFC：静止变频器（Static Frequency Converter)，是大型抽水蓄能电站机组作为抽水电动机运行时的主要启动设备，其安全稳定运行对整个抽水蓄能电站的正常生产至关重要[3]。

大型抽蓄电站SFC启动原理分析及仿真研究摘要：静止变频器（SFC）是大型抽水蓄能电站的关键电气设备，变频启动是抽水蓄能电站的关键技术之一。

SFC带动可逆式机组作为同步电动机运行启动平稳、迅速可靠不存在失步问题，具有优异的调速性能且成功率高、维护量小、自诊断能力强。

本文主要针对交直交结构的SFC控制系统进行了研究，主要包括转速电流双闭环控制、逆变器晶闸管换流控制及转子位置和转速的检测三个部分，并使用软件对整个控制系统进行了仿真，结果证明了所设计的控制策略的有效性，为静止变频器的研究及工程应用提供了重要参考。

关键词：抽水蓄能；静止变频器；双闭环控制；转子初始位置检测Research on static frequency converter start-up principle analysis and simulation control system for large pumped storage power stationXXXX(XXX Co., Ltd, XXX 4300XX, XXX Province, China)Abstract：Static frequency converter (SFC) is the key electrical equipment of large pumped storage power station, and frequency conversion start-up is one of the key technologies of pumped storage power station. SFC drives the reversible unit as a synchronous motorto start smoothly, quickly and reliably without out-of-step problems.It has excellent speed regulation performance, high success rate,small maintenance and strong self-diagnosis ability. This paper mainly studies the SFC control system of AC-DC-AC structure, which mainly includes three parts: speed and current double closed-loop control, inverter thyristor commutation control and rotor position and speeddetection. The whole control system is simulated by software platform. The results prove the effectiveness of the designed control strategy, which provides an important reference for the research and engineering application of static frequency converter.Keywords：pumped storage; static frequency converter; dual-closed-loop control; initial position detection of rotor1 引言抽水蓄能机组启停灵活、反应迅速、调节性能强，具有调峰填谷、调频调相、紧急事故备用和黑启动等多种功能，在增强电网稳定性和提高电网的经济性方面发挥着重要作用。