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(jù)

　　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(wǎng)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(guī)格兩臺電動機對拖方式進行。調節(jié)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(jié)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(jié)拖動電機供電變頻器1P輸出頻率，使拖動電機處于異步發(fā)電狀態(tài)，通過變頻器1P將試驗能量回饋至10kV電網(wǎng)。被試機和拖動側經(jīng)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(jié)方式即可將被試機變?yōu)榕阍嚈C，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(lián)運行方式進行試驗，擴大試驗電流，如圖2所示。并聯(lián)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(lián)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(shù)

　　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(lián)實現(xiàn)高壓輸出。輸出側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獨立的低壓串聯(lián)實現(xiàn)高壓輸出，在本試驗系統(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?？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?？刹⒙?lián)運行，并聯(lián)操作和控制簡便、可靠。

　　變頻器采用水冷方式，冷卻系統(tǒng)的水泵、電機和供電采用一用一備的冗余設計，冷卻系統(tǒng)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(shù)、頻率、諧波等參量，根據(jù)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(shù)、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(xiàn)場電磁環(huán)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(tǒng)，DMC300分布式測控系統(tǒng)以其個性化的設計、數(shù)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(xiàn)場的開關量監(jiān)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(shù)據(jù)全部顯示與DCCS2012分布式測控系統(tǒng)軟件界面上，實現(xiàn)對系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行監(jiān)視與操作控制，極大的提高了用戶對整個測控系統(tǒng)的認知性及操控性。

　　分布式測控系統(tǒng)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(xiàn)開關的聯(lián)鎖、報警提示、保護等功能。

六試驗控制臺

　　試驗控制臺是實現(xiàn)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(shù)據(jù)進行采集、分析、管理，在線或者離線(需要數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)界面顯示于現(xiàn)場的47寸液晶顯示屏上，便于用戶進行試驗演示，數(shù)據(jù)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(xiàn)設備的組態(tài)，包含電源控制、并聯(lián)和解并控制、開關柜的控制等。

　　控制系統(tǒng)針對各項試驗項目的試驗要求，控制數(shù)字電源的輸出，并從寬帶功率測試系統(tǒng)及分布式測控系統(tǒng)獲得電機的電參量和各環(huán)境參量，在試驗項目規(guī)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(huán)或開環(huán)控制，完成技術要求中的試驗項目，使整個試驗系統(tǒng)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(tài)及數(shù)據(jù)、供運算分析使用，并根據(jù)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(shù)顯示、記錄、報警及實驗結果的統(tǒng)計分析。試驗過程中的任何參數(shù)除了儀表顯示外，還提供實時波形和趨勢曲線等展現(xiàn)方式，方便用戶直觀的了解、分析整個實驗過程。

　　系統(tǒng)自動實時記錄實驗過程中的所有試驗參數(shù)，通過數(shù)值報表、波形回放等功能可在試驗結束后再現(xiàn)試驗過程的任一時刻任一參數(shù)的狀態(tài)。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(shù)進行方便的選擇、比較和統(tǒng)計。

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