关于双馈型风机电气传动系统的低压电器选型的探讨

关于双馈型风机电气传动系统的低压电器选型的探讨

刘禹

（中色科技股份有限公司河南洛阳471039）

【摘要】双馈型风机电气传动系统中一个非常重要的组成部分便是低压电器，因此需要我们增加对双馈型风机电气传动系统的低压电器选型相关知识的了解，从而有效的进行低压电器的选型工作，保证电气传动系统的有效运行。本文就双馈型风机电气传动系统的低压电器选型进行了探讨，从而给人们一些有关低压电器选型的建议。

【关键词】双馈型风机电气传动系统；低压电器选型；探讨

【中图分类号】TM92【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2017）10-0202-02

低压电器是双馈型风机电气传动系统中非常重要的一个组成部分，有效的做好双馈型风机电气传动系统的低压电器选型工作对保障双馈型风机电气传动系统的有效运行有非常重要的意义，因此需要我们增加对低压电器选型相关知识的了解。

1.双馈型风机电气传动传统中低压断路器的选型

双馈型风机电气传动系统主要是由气动回路，转子回路以及定子回路这三个部分组成，具体如图显示。

图1双馈型风机电气传动系统示意图

其中在变流柜中安装有接触器与转子回路断路器以及接触器与定子回路断路器。定子回路采用的是和电网直接连接的方式，而电子断路器则用来对电缆以及发电机进行保护，具体保护方式为向电缆以及发电机提供可靠并且快速的过载和短路保护，同时还可以在发电机进行维修时提供隔离功能。转子回路和电网的连接方式则采取的是中间通过变流器的方式，转子断路器可以对变流器起到安全隔离功能，同时转子断路器负责保护发电机和变流器相连区域的电缆。启动回路的电流一般比较低，通常情况下在5安以下，主要是由很小规格的接触器和电子元件共同构成，选型也非常简单。

1.1定子回路电路器的选型

①首先断路器需要可以满足频率以及工作电压的要求，系统很长时间内的运行电压为690伏，频率一般为50赫兹或者是60赫兹，因此断路器的选择应该为频率是50赫兹或者是60赫兹，工作电压是690伏。

②对断路器的额定电流进行选择，需要注意额定电流必须可以满足运行要求。其中定子回路设计一般情况下是通过2/3到3/4的额定发电机电流。可以得出定子回路的电流计算公式：

其中Ib代表的是回路中的计算电流，Png代表的是发电机的额定功率，Ung代表的是发电机的额定电压，一般情况下如果风机在3MW之下，那么电压值是690伏。K1代表的是回路功率所占总功率的实际比例。K2则代表的是风机的电压系数，一般情况下，取值为0.9[1]。

③对断路器分断能力进行确定，分断能力的最大值应该比安装点通过的最大的断流电流数值大。当定子回路出现三相短路现象时，安装断路器的地方出现最大短路电流的是1点，是回路断流电流值和电网短路的电流值的数值和。转子回路如果发生短路电流则会受到变流器的影响，实际电流是变压器电流的两倍。连接的变压器的参数决定电网侧的短路电流，在不考虑中也侧或者是电缆等条件的情况下，可以得出电流公式为：

其中，I代表的是短路电流的实际有效值，t代表的使短路电流在最高温度内的持续时间，K代表的是绝缘系数，绝缘系数和导体材料的热容量，导体的温度系数以及电阻率都有关系。S则代表的是绝缘导体的实际线芯截面。

1.2转子回路断路器的选型

转子回路断路器的选型和定子回路器的选型基本相同，知识在分断能力以及额定电流上的选择有些区别，因为定子回路是个电网直接相连，而转子回路是通过变流器来实现的和电网直接的连接。转子回路发生最大短路电流时是在图一中的2点，因此可以认为发电机的额定电流是定子回路的短路电流的三分之一，侧短路电流可以根据上面所示公式进行计算[2]。

2.双馈型风机电气传动传统中低压接触器的选型

一般情况下低压接触器的使用次数是两万次，风机在实际的运行过程中主要根据自然界中的风来进行切出以及切入的改变，在这种情况下主电路的切换就会变得非常频繁，一年可以达到2000次到5000次，这样断路器运行不到十年就会被淘汰。因此可以选择接触器和断路器相加的方案，因为接触器的使用次数一般情况下为50万次，采用接触器进行主回路切换工作，可以使整个双馈型风机电气传动传统的运行时间得到有效延长。应该遵循以下选型原则。

（1）首先接触器应该可以达到控制电压以及工作电压的要求，控制电压一般情况下是690伏。

（2）在对接触器进行选择工作时，需要接触器可以达到控制负载功率提出的要求。现阶段在市场中存在的接触器能够达到的最高额定电压数值是2650安，只需要一台接触器便可以满足电机组提出的要求，一般情况下由于接触器最大电压不够大，因此可以选用将两台电压数值为1650安的接触器进行并联的方式，使接触器可以满足功率控制提出的实际要求，在进行并联接触器的实际选型工作时，需要将降容考虑在内[3]。

（3）在进行操作次数的选择工作时，需要根据风机的操作次数结合使用寿命情况进行合理的选择。

（4）接触器和断路器共同使用时，需要将过电流的保护配合工作考虑在内，采用过电流保护的方式是为了当出现短路故障时，断路器可以有效的发挥出保护作用，从而避免接触器的损坏[4]。

（5）如果风机是并网的方式，则都存在有低电压的穿越要求，因此在进行接触器选择工作时，需要优先选择具有低电压穿越能力的，低电压穿越即在电力系统出现故障之时或者是风力发电机电压出现跌落现象时，风机可以保持在并网状态，还可以将无功功率提供个电网，一直持续到电网恢复到正常状态的穿越低电压时间。

3.结语

综上所述，双馈型风机电气传动系统中一个非常重要的组成部分便是低压电器，因此需要相关工作人员充分的了解风机机型的使用环境以及特殊要求，同时还需要了解电压电器的一些性能以及型号，从而在了解双馈型风机电气传动系统电压电器选型原则的基础上合理的进行低压电器的选型工作，从而保证双馈型风机电气传动系统的有效运行。

参考文献

[1]戴天鹰.关于双馈型风机电气传动系统的低压电器选型[J].电器与能效管理技术,2015,(3):71-74.

[2]袁野,艾利盛.双馈型风机低电压穿越改造中对变桨系统的改进[J].电力建设,2015,36(3):99-104.

[3]秦超,刘艳丽,余贻鑫等.含双馈风机电力系统的动态安全域[J].电工技术学报,2015,30(18):157-163.

[4]陈鉴庆.双馈风机低电压穿越励磁控制技术研究[D].华中科技大学,2014.