本方案為3kV、6kV、10kV三相異步電機試驗臺技術方案，此技術方案可以完成5MW以下的異步電機的型式試驗以及出廠試驗，可以為由變頻器供電的三相異步電機試驗臺設計提供參考。

一三相異步電機技術方案設計依據

　　GB755-2008《旋轉電機 定額和性能》

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

　　GB/T 1032-2012《三相異步電動機 試驗方法》

　　GB14549-1993《電能質量 公用電網諧波》

二三相異步電機試驗臺原理圖

圖1.三相異步電機對拖試驗原理圖

　　三相異步電動機容量5000kW及以下采用直接負載法進行負載溫升試驗。采用同型號、同規格兩臺電動機對拖方式進行。調節被試機供電變頻器2P輸出電壓及頻率，使其為額定電壓及額定頻率，調節拖動電機供電變頻器1P輸出電壓為拖動電機的額定電壓，調節拖動電機供電變頻器1P輸出頻率，使拖動電機處于異步發電狀態，通過變頻器1P將試驗能量回饋至10kV電網。被試機和拖動側經SP變頻功率傳器檢測電壓、電流、功率等電參量。由于本臺位被、陪試機側均有SP變頻傳器檢測，因而試驗可逆。無需改變任何接線，只改變調節方式即可將被試機變為陪試機，陪試機改為被試機。

圖2.三相異步電機疊頻試驗原理圖

　　堵轉試驗及疊頻溫升試驗可用單臺電源進行試驗。當堵轉試驗、疊頻溫升試驗電流超過單臺電源允許電流時，可采用兩個電源以并聯運行方式進行試驗，擴大試驗電流，如圖2所示。并聯疊頻溫升試驗時可擴大試驗容量至7MW。由于SP變頻功率傳感器在試驗計算機控制下可進行同步測量，并聯運行試驗時SP變頻功率傳感器可準確測出兩支路的總電流及總功率。

三三相異步電機試驗臺變頻器參數

　　本試驗臺采用高壓四象限變頻電源，其核心是采用多個低壓的功率單元串聯實現高壓輸出。輸出側采用多電平移相正弦PWM 控制。串聯型多電平高壓變頻器采用多個獨立的低壓串聯實現高壓輸出，在本試驗系統中，采用三檔電壓輸出，三檔輸出電壓之間通過電壓分檔轉換完成切換。

　　整流為四象限整流器，容量5500kVA，逆變容量為5500kVA，輸出電壓3000V/6000V/10000V，輸出電流2200A/1100A/660A，輸出頻率0~120Hz。控制方式為矢量控制及壓頻比U/f控制，變頻器具備零頻率同步啟動電機的能力。具備過電壓1.3倍長期運行的能力，具備過電流1.2倍長期運行的能力，在cosφ=0時能滿容量輸出。可并聯運行，并聯操作和控制簡便、可靠。

　　變頻器采用水冷方式，冷卻系統的水泵、電機和供電采用一用一備的冗余設計，冷卻系統具備防凍功能、防污染功能。

四主電量測試設計

　　本三相異步電機技術方案中SP變頻功率傳感器用于測量各測點的三相電壓、電流、功率、功率因數、頻率、諧波等參量，根據試驗要求，電量測試點采用湖南銀河電氣有限公司生產的SP103102C型AnyWay寬帶功率傳感器6臺，用于被試、陪試側三相電壓、電流、功率、功率因數、諧波等電參量的測試。被試、陪試側均有測量傳感器，便于被試與陪試機的轉換，提高試驗效率。當不做對拖試驗時也可同時做兩臺電機的出廠試驗之用。

五輔助參量測控設計

　　輔助參量的測量部分主要包括溫度、濕度、轉速、扭矩、油壓、水壓、流量等參量的測試。控制部分主要包括高低壓開關柜中開關的控制、信號回檢，風扇、加熱器等所有控制開關的控制。鑒于測控參量種類繁多，測控點比較分散，現場電磁環境復雜等因素。輔助參量的測控采用湖南銀河電氣有限公司生產的DMC300分布式測控系統，DMC300分布式測控系統以其個性化的設計、數字前端、獨立式子站、總線傳輸、集中式管理等特點，被廣泛應用于工程現場的開關量監測與控制、各輔助參量的測量。

　　各分布式子站采用就近式安裝方式，直接靠近被測信號，避免傳輸干擾，子站通過RS-485或者光纖總線與主站進行通訊，由主站對子站進行集中管理。主站與上位機之間通過RS-232接口進行通訊，所有測試數據全部顯示與DCCS2012分布式測控系統軟件界面上，實現對系統的運行狀態進行監視與操作控制，極大的提高了用戶對整個測控系統的認知性及操控性。

　　分布式測控系統可以通過上位機設置相關互鎖關系、報警上下限閥值、安全鏈控制等，實現開關的聯鎖、報警提示、保護等功能。

六試驗控制臺

　　試驗控制臺是實現電機試驗的操作和控制平臺，它由上位機、試驗軟件、打印機、WP4000變頻功率分析儀等設備組成。完成對試驗數據進行采集、分析、管理，在線或者離線(需要數據庫服務器)生成試驗報表，為用戶提供友好的人機界面。

　　試驗臺面上除配備緊急停止按鈕、相關急停/復位按鈕(按用戶需求)外，基本不配備其他手動操作按鈕，試驗操作由用戶通過主控制軟件完成。

　　試驗控制臺的所有上位機配備VGA分配器，寬帶功率分析儀自帶VGA擴展，可以將試驗控制臺位上任意2臺上位機的顯示界面或者2臺寬帶功率分析儀的數據界面顯示于現場的47寸液晶顯示屏上，便于用戶進行試驗演示，數據觀看等操作。

七試驗過程控制及試驗軟件

01試驗過程控制

　　試驗過程控制由分布式開關量測控子站及上位機軟件組成，用戶可以通過計算機操作界面快捷靈活的實現設備的組態，包含電源控制、并聯和解并控制、開關柜的控制等。

　　控制系統針對各項試驗項目的試驗要求，控制數字電源的輸出，并從寬帶功率測試系統及分布式測控系統獲得電機的電參量和各環境參量，在試驗項目規定的時間內對被試電機的端電壓、電流、轉速、功率、轉矩等參量形成閉環或開環控制，完成技術要求中的試驗項目，使整個試驗系統達到用戶配置需要。

02試驗報表軟件

　　試驗報表軟件的目的是記錄試驗過程中的各種狀態及數據、供運算分析使用，并根據試驗目的生成相關的曲線、報表等。

　　試驗報表軟件貫穿整個試驗過程的各種參數顯示、記錄、報警及實驗結果的統計分析。試驗過程中的任何參數除了儀表顯示外，還提供實時波形和趨勢曲線等展現方式，方便用戶直觀的了解、分析整個實驗過程。

　　系統自動實時記錄實驗過程中的所有試驗參數，通過數值報表、波形回放等功能可在試驗結束后再現試驗過程的任一時刻任一參數的狀態。避免記錄不全造成的重復實驗。試驗報表采用自主靈活的二維表格，可對單次及多次的實驗結果參數進行方便的選擇、比較和統計。

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