同步電機LCI變頻啟動研究與應用

彭彤勇，周艷，孫鑫

（1.中航長沙設計研究院有限公司，湖南 長沙 410014；2.中國航發上海商用航空發動機制造有限責任公司，上海 201306）

在國內某大型航空發動機制造企業的試驗臺氣源系統中，選用了2臺大型空壓機，其拖動電機為14680kW的同步電動機。該型電機運行過程不需要調速，啟動方式的選擇成了電氣技術焦點。目前國內常用的大型電機啟動方式為變頻器軟啟動和固態降壓軟啟動，變頻器軟啟動又分為VSI電壓疊加型變頻器和LCI晶閘管負載換流型變頻器2種主要形式。經過前期方案分析比選，考慮到電網容量、電機勵磁方式等因素，最后為這2臺大型同步電機選擇了LCI晶閘管負載換流型變頻器一拖二的變頻啟動方式。電機生產廠商為ABB公司，變頻器的供應商也選擇了ABB公司。

1 系統介紹

1.1 電源電網情況

該企業的園區建有一處主變電站，共2臺220kV/10kV、63MW的主變壓器，出線電壓等級為10kV。220kV接線采用一線帶兩變接線形式，1回電纜進線。10kV接線采用單母線4分段，220/10kV主變每臺主變帶2段母線，共4段母線。

1.2 電機的參數

電機類型：同步電動機。

工作制：S1；定子方式：星形；相數：3相。

額定功率：14680kW；額定電壓：10000±5%V。

定子電流：861A；定子極數：4極；額定頻率：50Hz；額定轉速：1500rpm；額定效率：98.46%。

2 變頻啟動系統設計

2.1 系統設計

在前期設備論證階段，首先考察了10kV固態軟啟動裝置。考慮到受到220/10kV主變容量限制，固態軟啟動3.5倍左右的啟動電流對10kV母線的沖擊較大；國產固態軟啟動裝置超過10MW的應用案例較少，可靠性無法驗證；國外的固態軟啟動也無法獲得有效技術支持和成熟案例；……