ABB变流器调试手册.docx
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ABB变流器调试手册.docx
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ABB变流器调试手册
变流器调试
一、变流器的测试前检查
1、首先观察硬件的连接情况,主要是检查变流器的外部接线,包括发电机定子、转子、编码器、及电网侧电缆、220V供电电缆,接地电缆等的连接情况;接线的相序必须正确,否那么同步时会报故障,将不能正常进行同步。
2、检查网侧、定子侧和转子侧的电缆密封问题,多余的孔需要密封;
3、检查ABB拆卸下来的背板和侧板的安装情况,需要安装的螺母是否全部安装,如果确实安装不上的须考虑后续处理措施。
4、变流器上电之前进行绝缘检查,需要检查:
Ø变流器的网侧、定子侧、转子侧各相的对地电阻,
Ø两个直流母排分别的对地电阻,
Ø两个直流母排之间的的电阻。
一般的要求是这些值均大于1M欧姆。
注意1:
当转子没有旋转时,发电机是不能连接到电网上的。
转子必须工作在运行速度区通常是发电机额定速度的70—130%〕。
否那么传动运行程序不允许发电机连接到电网上。
注意2:
处于测试的目的,转子侧变流器能在零速下启动。
注意应用程序不能在零速下执行调试常规检查。
但是即使发电机没有运转,也能够测试网侧变流器。
在启动前,确保手边有发电机数据。
转子侧在零速下测试仅用于现场无风时的静态测试。
注意3:
并网柜上面的Q2做实验时必须闭合〔竖直位置〕,透明胶罩里面的钥匙上面的一个必须拧到水平位置,这样才允许主开关闭合。
注意4:
我们的profibus模块已到了塔底柜,冬天较冷注意开关控制柜时,连接NPBA-12的光纤易折断,注意编码器的电缆接线,我们采用的是双绞单屏蔽电缆,一对差分信号必须走同一对双绞线,屏蔽层只与编码器的外壳连接,不要与发电机外壳连接,因为编码器与发电机之间的连杆两个连接处是绝缘的。
注意5:
同步实验和isu充电实验和零速实验,21.02:
DISABLEMCBCLOSE,设为YES,也就是禁止主开关闭合。
二、上电,具体的软件设置步骤
1、上述检查完毕后,准备给ABB变流器通电:
首先闭合塔底柜内8F4开关将220V供电接入变流器,然后闭合变频器柜柜门上部的Q2开关,将电网接入变流器。
2、光纤与电脑连接后,运行DriveWindow程序。
注意接线的正确性,调试光纤只能接到INU主控板AMC-33的CH3口,每一个CH3接口有两个接口,一个浅黑色,一个浅蓝色,连接时与ABB电脑侧连接的调试工具的接口颜色深浅对应,深浅一直,如果在调试时开启软件识别不到设备,那么调换两个接口,另外注意插拔光纤接头要轻,否那么容易伤到光纤头。
识别不到所报的故障是:
nodrivefound,也就是在如Figure5图左上角没有显示到设备。
正常可识别时如图Figure6左上角显示两个设备,分别是inu和isu两个主控板的参数等显示。
Figure5:
nodrivefound
下列图为以前存储的workspace作为例子,图中还显示了别的参数和波形。
Figure6:
连接上调试设备
3、切换转子侧变流器到本地控制模式。
如Figure7中的绿色按钮,点后如出现Figure8,那么切换到本地控制,如果没有Figure8的显示那么是远程控制,可以通过profibus,can等远程总线控制。
Figure8中介绍了具体按钮的作用。
Figure7:
获得和释放本地控制
Figure8:
传动控制工具栏
三、输入启动数据
1、上传参数和信号列表。
2、通过设置参数16.03PASSCODE的值到1使能参数锁定功能。
当使能参数锁定时,可以看到参数组100至202。
如果是isu模块那么设置参数16.03PASSCODE的值为2303,可以看到100到211组参数。
3、按照客户提供的电机参数开始设置99组参数,电机目前的参数设置如下:
针对湘潭电机:
99.02:
MOTORNOMVOLTAGE[V]690
99.03:
MOTORNOMCURRENT[A]1120
99.04:
MOTORNOMFREQ[Hz]50
99.05:
MOTORNOMSPEED[rpm]1513;
99.06:
MOTORNOMPOWER[kW]1340.95
99.12:
MOTORNOMCOSFII0.968
99.14:
MOTORSYNCSPEED[rpm]1500
99.15:
MOTOROPENCKTV[V]1853
99.16:
MOTORNOMIM[A]426
99.21:
Rs[mohm]3.471
99.22:
X1S[mohm]17.46
99.23:
X2S[mohm]61.75
99.24:
XM[mohm]1730
99.25:
Rr[mohm]2.702
99.28:
MAXMEASIS[A]3292.69
针对VEM电机:
99.02:
MOTORNOMVOLTAGE[V]690
99.03:
MOTORNOMCURRENT[A]1118
99.04:
MOTORNOMFREQ[Hz]50
99.05:
MOTORNOMSPEED[rpm]1513
99.06:
MOTORNOMPOWER[kW]1340
99.12:
MOTORNOMCOSFII0.95
99.14:
MOTORSYNCSPEED[rpm]1500
99.15:
MOTOROPENCKTV[V]1872
99.16:
MOTORNOMIM[A]513
99.21:
Rs[mohm]2.648
99.22:
X1S[mohm]53
99.23:
X2S[mohm]42
99.24:
XM[mohm]1720
99.25:
Rr[mohm]2.63
99.28:
MAXMEASIS[A]3292.69
其中99.28的计算公式如下:
〔I=4.5V/2.73333〕*CT=?
其中:
CT为电流互感器变比〔取决于所使用的电流互感器〕
注意对参数99.05,99.06的理解,其中99.05MOTORNOMSPEED为发电机在电动模式下,给发电机定子通额定电压和额定电流时的转速〔带载情况下〕,99.06=99.05*(windturbinenom.power)/(windturbinenom.speed),其中windturbinenom.power为发电机的额定功率,windturbinenom.speed为发电机的额定转速。
注意:
一些发电机的厂家给出的等效电路数据采用的角接。
在那种情况下所给出的电感值必须要除以3。
4、输入编码器的脉冲数。
50.04:
PULSENR[p]:
2048〔取决于所使用的编码器〕
5、当输入发电机所有数据时,检查参数50.01SPEEDSCALING设定值是否是2000。
50.01:
SPEEDSCALING[rpm]:
2000
6、通过传动选择通讯配置。
16.11:
COMMPROFILE:
PROFILEB〔取决于所选用的外部通信设备〕
7、根据过程控制需要,在组20LIMITS中设定参数限幅值。
20.05:
USERPOSTORQLIM[%]:
10〔Definesthetorquelimitinmotoringmode.〕
20.06:
USERNEGTORQLIM[%]:
-110〔Definesthetorquelimitingeneratingmode.〕。
也就是发电机发电状态时的设置。
20.21:
SWITCHONSPEED[rpm]:
1050〔定义切入风速〕
20.22:
SWITCHOFFSPEED[rpm]:
950〔定义切出风速〕
与主控控制软件和变流器前期的故障有关,做了微调,如果不适宜还可以做变动。
8、选择无功功率的给定类型。
23.04:
REACTPOWREFSEL:
kvar〔aerodyn给我们的twincat软件中的设计是通过kvar给定的〕。
9、设定定子过流跳闸限幅值。
在调试期间,当传动运行在本地模式下没有采用转矩给定时,设定参数值大约500A。
在调试后并网时,设定参数值为0A。
〔取决于所使用的电机,一般在做同步试验时可以简单设定为500A,是对电机的一个保护〕。
30.04:
STATORCURRTRIP[A]
10、设定超速/欠速限幅值。
〔于具体所使用的电机有关,我们采购的变流器出厂设置值如下〕
30.09:
OVERSPEEDLIMIT[rpm]:
2050
30.10:
UNDERSPEEDLIMIT[rpm]:
750,〔与电机的最高转速有关,我们的变流器出厂设置为3000,但是VEM发电机的最高转速是2050〕
11、通过设定参数98.02COMMMODULE为FBADSET10来激活外部通讯。
98.02:
COMMMODULE:
FBADSET10
12、根据所使用的外部控制系统来设定现场总线适配器数据。
注意:
如果没有连接通讯模块或在应用程序中没有被激活,所配置的参数是看不见的。
51MASTERADAPTER
13、激活现场总线适配器监控触发位〔如果需要〕。
70.25:
TOGGLEBITSEL:
15
70.26:
TOGGLEADDRESSSEL:
701
14、定义定子和电网之间的连接的电流限幅值和断路器设备类型。
20.27:
CONTOPENCUR[A]:
0(仅有“空气断路器〞时的设置)
四、时间设定
〔可根据当时具体的时间设置〕,按照如下步骤设置数据和时间104OPSYSSUPERVISO:
设定参数104.17RTCMODE值为SET。
通过参数104.11。
。
。
。
104.16检查/调整数据和时间。
设定参数104.17RTCMODE值为SHOW。
104.11:
YEAR:
104.12:
MONTH:
104.13:
DAY:
104.14:
HOUR:
104.15:
MINUTE:
104.16:
SECOND:
104.17:
RTCMODE:
SHOW
五、数字输入:
检查所有数字输入连接是否正确。
01.15DISTATUS:
1301h
具体的数值在做调试时注意其中的变化,在充电和并网以后的变化。
六、参数锁定:
1、锁定参数:
调试时可主要观察这些参数的变化,切换界面时,这些参数都是优先显示的,可以实时观测到变流器的状态。
如下列图:
Figure8:
锁定监视参数
01.02:
GENERATORTORQUE[%]
01.05:
NETFREQUENCY[Hz]
01.06:
LINECURRENT[A]
01.07:
REACTPOWER[kVAr]
01.08:
POWER[kW]
01.10:
DCVOLTAGE[V]
01.11:
MAINSVOLTAGE[V]
01.15DISTATUS
02.01:
STATORIS(RMS)[A]
02.02:
STATORVOLTAGE[V]
02.06:
ROTORIR(RMS)[A]
02.07:
ROTORVOLTAGE[V]
05.10ISUSTATUSWORD
21.01:
ISULOCALCTRWORD
21.02:
DISABLEMCBCLOSE
23.04:
REACTPOWREFSEL
25.04:
TORQUEREFA[%]
30.04:
STATORCURRTRIP[A]
99.24:
XM[mohm]
99.26:
XMCALIBRATED[mohm]
113.06:
TORQUEREFA[%]
具体需锁定哪些参数可根据自己的理解决定,如果很熟悉那么仅需锁定很少的参数。
2、设定监视的参数Monitor:
01.01:
MOTORSPEED[rpm]
01.10:
DCVOLTAGE[V]
01.11:
MAINSVOLTAGE[V]
02.01:
STATORIS(RMS)[A]
02.02:
STATORVOLTAGE[V]
02.06:
ROTORIR(RMS)[A]
并且设置Xaxislength时间间隔Interval为100ms,
Yaxismaximum为2000,
Yaxisminimum为0。
3、设置Datalogger1:
160.05:
ROTORIU[%]
160.06:
ROTORIY[%]
160.14:
STATORUFLUX[%]
160.15:
GRIDUFLUX[%]
160.25:
STATORYFLUX[%]
160.26:
GRIDYFLUX[%]
设置触发条件TrigCondition:
fault
设置触发变量TrigVariable:
160.14:
STATORUFLUX[%]
设置XAxisLength:
0.02s
Yaxismaximum为125.5,
Yaxisminimum为-128。
4、设置Datalogger2:
160.01:
STATORIU[%]
160.02:
STATORIY[%]
160.05:
ROTORIU[%]
160.06:
ROTORIY[%]
160.14:
STATORUFLUX[%]
160.25:
STATORYFLUX[%]
设置触发条件TrigCondition:
fault
设置触发变量TrigVariable:
104.01:
FCDUTY[%]
设置XAxisLength:
1.023s
Yaxismaximum为800,
Yaxisminimum为-100。
23、24、25三组的设定都是根据经验和具体的情况,可以在出现故障时,自己判断要看那个波形,作相应的调整,包括触发条件等,如果连接的调试设备不止一个,monitor只能监视六个波形,这6个波形可以来自不同的设备,因为它是软件自带的功能,然而每一个设备的两个datalogger都可以监视12个波形,因为他们监控的波形存储在各自的主控板上。
触发条件和触发变量,包括X、Y轴的参数均是可以设置的,但是启动monitor以后就不行了,如果要重设需要停止monitor的波形监视。
七、网侧变流器测试〔isu的直流充电测试〕和Crowbar测试
在无风情况,发电机不转时,可以通过isu模块的充电试验检测变流器的状态。
1、isu的充电试验,主要是检测isu模块的状态,如果直流侧的电压可以顺利充到1070V左右说明isu可以稳定工作,但是该模块的工作性能还需要并网测试。
2、取得变流器的本地控制权以后,设参数21.01:
ISULOCALCTRWORD为9,进线侧开始为直流电容充电,闭合主接触器,接着启动传动单元。
3、检查直流环节是否充电:
01.10DCVOLTAGE顺利充到1070V左右,说明isu可以稳定工作,但该模块的工作性能还需要并网测试。
Figure1、DC充电
4、检查电压和电流测量单元NUIM-6x功能,例如,电网的频率和电压。
01.05NETFREQUENCY50Hz
01.11MAINSVOLTAGE690V
5、检查网侧变流器状态
05.10ISUSTATUSWORD
注意:
只有三个最低位是跟网侧变流器的状态相关的。
231H(1000110001bin),在网侧变流器启动前
238H(1000111000bin),当网侧变流器故障跳闸时
6、设参数21.01:
ISULOCALCTRWORD为0,停止网测变流器。
7、通过启动和停止网侧变流器,检查Crowbar的功能。
(参数21.01ISULOCALCTRWORD设定为9(十六进制)=启动,设定为0(十六进制)=停止)
当直流电压为0V时,参数1.15DISTATUS位4值必须为0(例如,Crowbar无效时)。
当直流电压超过100V,参数1.15DISTATUS位4值必须为1(i例如,Crowbar激活时)。
八、转子侧变流器测试
1、设置参数21.02DISABLEMCBCLOSE为YES,禁止主断路器功能〔转子侧变流器与电网同步,但是不会闭合主断路器〕。
注意:
如果控制地是远程控制,或检测到故障,那么参数21.02的值自动被去除。
21.02:
DISABLEMCBCLOSE:
YES
2、inu模块的的静态试验
如果没有风,可以静态检验inu主控制板的状态,波形如下列图。
具体做法就是在禁止并网的条件下,按Drivewindows的绿色按钮。
Figure2、零速试验
注意1:
当转子没有旋转时,发电机是不能连接到电网上的。
转子必须工作在运行速度区通常是发电机额定速度的70—130%。
否那么传动运行程序不允许发电机连接到电网上。
注意2:
处于测试的目的,转子侧变流器能在零速下启动。
注意应用程序不能在零速下执行调试常规检查。
但是即使发电机没有运转,也能够测试网侧变流器。
在启动前,确保手边有发电机数据。
转子侧在零速下测试仅用于现场无风时的静态测试。
注意3:
并网柜上面的Q2做实验时必须闭合〔竖直位置〕,并网开关Q1钥匙上面的一个必须拧到水平位置,这样才允许主开关闭合。
注意4:
我们的profibus模块已到了塔底柜,冬天较冷注意开关控制柜时,连接NPBA-12的光纤易折断,注意编码器的电缆接线,我们采用的是双绞单屏蔽电缆,一对差分信号必须走同一对双绞线,屏蔽层只与编码器的外壳连接,不要与发电机外壳连接,因为编码器与发电机之间的连杆两个连接处是绝缘的。
注意5:
同步实验和isu充电实验和零速实验,21.02:
DISABLEMCBCLOSE,设为YES,也就是禁止主开关闭合。
3、同步试验
同步实验必须是有风的情况下进行,且变桨已经调完,两个叶轮机械锁均已翻开。
3.1设置参数21.02DISABLEMCBCLOSE为YES,禁止主断路器功能〔转子侧变流器与电网同步,但是不会闭合主断路器〕。
注意:
如果控制地是远程控制,或检测到故障,那么参数21.02的值自动被去除。
21.02:
DISABLEMCBCLOSE:
YES
3.2启动风机,速度设置在1300rpm.可以设定为别的转速,主要考虑参数20.21:
SWITCHONSPEED[rpm]——切入风速,ABB的出厂默认值是950rpm,理论上只要大于950rpm就可以做同步或并网,但是现场要考虑切入风速对应的发电机转速,并作相应的调整。
目前我们定的数值是1050rpm。
3.3检查一些根本参数是否正确:
MOTORSPEED:
1300rpm
NETFREQUENCY:
50Hz
MAINVOLTAGE:
690V
05.10ISUSTATUSWORD:
通过INU控制板能观测到时证明inu和isu控制板之间的通讯是否正常。
通过上面的数据就可以说明编码器的接线是正确的,因为电机转速ok;电网侧接线正确,因为电网频率ok,电网电压690V也没有问题,通讯等。
3.4
3.5确保一切正常并平安的前提下,按Start键启动转子侧变流器,开始同步.监视同步波形曲线,并观察DI及DO状态值.然后保存同步图形.〔特别是观察datalogger波形,观察定子和电网波形是否同步,波形根本重合,参考固件手册〕。
3.6应用程序自动检查硬件连接。
在故障时,故障信息显示如下:
WRONGENCODERDIR〔编码器方向错误〕
WRONGGRIDDIR〔电网相序错误〕
GRIDSYNCFAILED〔电网同步失败〕
WRONGROTORPHASING〔转子相位错误〕
如果一切正常,那么绕线发电机控制程序继续辨识发电机励磁电阻。
3.7检查参数99.24XM和参数99.26XMCALIBRATED值。
如果参数值偏差超过±20%,那么停止传动并且按照校正值改变参数99.24XM的值。
重新启动,检查断路器闭合时的发电机参数和定子电流。
99.24:
XM[mohm]:
99.26:
XMCALIBRATED[mohm]:
Figure3:
变流器做同步波形〔monitor〕
Figure4:
变流器同步ok的波形〔datalogger1〕
更加具体可参考?
固件手册?
。
4、并网试验
4.1在同步正常的情况下,设定参数21.02DisableMCBClose的值为NO,允许主断路器功能。
检查断路器工作是否正常。
进行并网.
21.02:
DISABLEMCBCLOSE:
NO
4.2并网正常后,给一个小转矩给定〔25.04TorqueRefA[%]〕,比方2%,再检查定子电流测量值。
如果实际转矩值01.02GENERATORTORQUE跟随给定值,那么电流测量值是正确的。
注意:
必须按2%进行小幅给定.(在初始调试时稳妥一点,后期调试可以加快给定的设置),在给定功率25.04以后,观测01.02是否跟的上25.04,如果跟不上检查变流器设置。
01.02:
GENERATORTORQUE[%]:
0
25.04:
TORQUEREFA[%]:
0
4.3监视并网波形曲线,并观察DI及DO状态值.然后保存同步图形.
4.5逐渐减小给定转矩至零,然后按Stop键停机,之后停止监控,并保存Workspace、Parameters、Graph,注意:
只有释放控制权后才能进行参数的保存.
4.6设定参数16.03PASSCODE为358或564,使参数锁定无效。
16.03:
PASSCODE:
0
4.7设定定子电流故障跳闸限幅值为0A。
30.04:
STATORCURRTRIP[A]:
0
4.8设定参数102.01PARAMLOCK为ON,锁定参数设置。
102.01:
PARAMLOCK:
ON
4.9创立一个备份包,然后存储它。
4.10以文字格式.txt存储参数。
4.11将转子侧变流器切回到远程控制模式。
下面介绍具体的接线:
Figure6:
ABB编码器模块的外接线
Figure7:
发电机局部的局部外接线
Figure8:
变流器上到发电机的定、转子出线
发电机的定子上标注的是U、V、W于图7对应与L2、L1、L3,分别接到变流器定子出线铜排的U1、V1、W1,实际上变流器也是标注的U、V、W,这里变一下名,便于区分,具体的连接是U——V1,V——U1、W——W1,转子接线是发电机的K、L、M分别接变流器上的U2、V2、W2,具体的对应是
K——V1,L——U1、M——W1。
Figure9:
变流器网侧出线〔侧板的左上方〕
变流器的内部接线铜排上标注的是L1、L2、L3,分别接电网的A、B、C。
Figure10:
编码器的出线连接〔对于推挽式编码器,包括正转和反转两种〕
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