ABB FS450R12KE3/AGDR-71C

 

 

核工业西南物理研究院建于20世纪60年代中期，隶属中国核工业集团公司，是我国最早从事核聚变能源开发的专业研究院。中国环流器二号A（HL－2A）是核工业西南物理研究院与德国马克斯•普朗克等离子体物理研究所(IPP)科技合作建设而成的磁约束核聚变实验装置，是我国第一个具有先进偏滤器位形的非圆截面的托卡马克核聚变实验研究装置。

 

中国环流器二号M（HL－2M）是HL-2A的改造升级装置。HL-2M装置的建造目的是研究未来聚变堆相关物理及其关键技术。为保证环流器二号装置（HL-2M）能量的充足供应，采用脉冲发电机作为供电电源，机组采取机械储能、脉冲放电工作方式。运用合康提供的HIVERT-Y6/1200（6kV/10000kW）高压风水冷变频调速系统拖动8500kW电机进行变频调速，以满足不同工况下脉冲发电机组的启动、放电跟踪和再加速要求，并根据中央控制系统指令进行自动控制。

 

核工业脉冲发电机组工艺简介及要求

脉冲发电机是一种惯性储能技术，惯性储能是依靠物体运动来存储能量的方式，存储在高速旋转的飞轮或机械中的能量为旋转机械能。一般使用较小功率的拖动机构，以相对长的时间把一定质量的转子或飞轮慢慢地加速使其转动起来从而存储足够的动能，根据需要利用其转动惯性脉冲地驱动负载设备，把机械能转变为电磁能。

300MVA脉冲发电机组由8500kW绕线异步电动机及300MVA脉冲发电机组成为一同轴系联轴器连接，机组飞轮力矩为7300t.m2。 8500kW电动机作为机组的拖动电机，基本参数为6000V、991A，转子开路电压2498V、转子额定电流2062A。

 

图1  脉冲发电机

 

风水冷高压变频器技术总体方案

根据电机参数，选用HIVERT-Y6/1200（6kV/10000kW）高压变频装置，额定输出电流为1200A，适配电机功率为10000kW。由手车断路器式自动旁路柜、启动柜、主变压器柜、功率单元柜、控制柜、水循环系统、接线柜等几部分组成。该项目结合脉冲发电机组的工况特性，融入了全数字矢量控制、IGBT并联设计、叠层母排技术、单元制动功能、水冷散热方式等多项高端技术。

 

1.变频装置主电路图

1.1 一次回路及保护

HIVERT系列高压水冷变频器采用交-直-交直接高压（高-高）方式，主电路开关元件为IGBT，功率单元采用串联，叠波升压，充分利用高压变频器的成熟技术，具有很高的可靠性。

 

隔离变压器为三相干式整流变压器，风水冷。变压器原边输入可为任意电压，Y接；副边绕组数量依变频器电压等级及结构而定，6kV系列为18个，延边三角形接法，为每个功率单元提供三相电源输入。为了最大限度抑制输入侧谐波含量，同一相的副边绕组通过延边三角形接法移相，绕组间的相位差由下式计算：

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------