火电厂用高压变频器功率单元检验测试规程示例

功率单元检验测试规程示例

A．1 适用范围

该检验规程适用于级联式高压变频器功率单元，该功率单元基本通用电气参数如表A.1所示：表A.1 变频器功率单元基本通用电气参数

根据该检验规程，对功率进行结构组件测试、保护测试、电气性能测试及抗干扰测试等。其中，保护测试包括功率单元重故障及轻故障保护测试；电气性能测试包括空载测试、带载测试及单双脉冲测试等；抗干扰测试主要包括EMC等可靠性测试。

根据测试实际情况，结构组件测试可以与其它电气相关测试并行进行，但与电气相关的测试必须严格按照测试流程及步骤进行。

A．2 检验人员要求

a)检验组由 2-3 人组成。检验负责 1 人，检验员 1-2人。

b)检验负责人直接组织检验工作并负责检验安全工作。

c)检验员要做到任务明确，熟知工作内容，各司其职，认真负责。

A．3 安全要求

a)遵守各项安全规章制度和试验的安全规定。

b)检验员仅服从检验负责人的指令，指令不清晰时不允许执行操作。

c)功率单元检验时的场地为危险区域，应设立防护栏，并悬挂具有明显警示作用的标志牌或警告牌，无关人员禁止进入。区域内不得吵闹喧哗，尽量避免发出各类声响。

d)功率单元上电后，除检验人员外，任何人不得进入检验实验区。

e)检验员观察和操作检验试验用控制单元，观察是否有报警/故障产生，随时准备使用紧急停机按钮分断电压输入，负责人监控全过程。

f)使用调压器升压或降压调节电压时，应当平稳进行。

g)测试过程中必须有两人以上操作，互相监督。

h)接触功率单元前，需要验电及放电，确保人身安全。

i)检验人员必须带防护面罩进行测试或操作。

j)单个测试项目完成，需要重新连接仪表或触摸功率单元均需放电。

k)确认功率单元放电完毕后方可进行其它工作。

A．4 检验准备及注意事项

a)功率单元外观进行检查，外观应平整，无磕碰痕迹，无明显划痕，结构件安装、电气接线、面板型号及电路板型号，检查正确。

测试工具在测试前都要检查核对一遍，检查检测仪表是否在校验合格期内。b)．

c)单元检验试验用控制单元必须经隔离变压器供电，有后备电源回路。

d)将光纤的两端分别插入检验试验用控制单元和功率单元的单元控制板的光纤信号接收/发射

插座中。

e)在任何测试项目开始之前，需确认系统电气接线及测试仪器接线正确，电气接线及测试仪器接线后，需检验组另外一人确认无误后方可进行下一步工作。

f)做完某项测试，需要操作功率单元时，确保功率单元高压电断开，且确保母线电容放电完成。A．5 测试设备

测试设备如表A.2所示:

表A.2 测试设备

A．6 保护及放电测试

a)测试目的

测试功率单元各种故障保护是否正常。

b)测试接线图

380VAC/3P输

图A.1 保护及放电测试接线图

c)测试流程

1)检查系统接线正确无误，检验试验用控制单元电源通电，确认其工作正常；

2)闭合空开接触器，闭合网侧开关KM，通过调节调压器缓慢给功率单元上电，同时使用数字万用表量程1000V交流档检测功率单元整流侧输入电压数值；待数字万用表测得单元整流侧输入电压为380V±10V时，观察单元控制板电源指示灯及通讯指示灯工作是否正常（正常状态为电源灯常亮，通讯指示灯闪烁）；同时观测检验试验用控制单元母线电压采样显示是否正常，如果母线电压采样显示正常，继续测试，否则终止测试，分析问题原因；

3)按下检验试验用控制单元复位按键，对系统进行复位操作；

4)分别拔下检验试验用控制单元两根光纤，当拔下R光纤时，试验用控制单元报故障，故障码为1；按下试验用控制单元复位键，对系统进行复位操作，再拔下T光纤，试验用控制单元报故障，故障码为2。如果上述测试正常，继续下边测试，否则终止测试，分析问题原因；

5)继续调节调压器，在升压过程中，记录功率单元输入电压与试验用控制单元采样显示的直流母线电压对应值，如果母线电压值显示正常，继续升压，否则终止测试。直至数字万用表测得功率单元整流侧输入电压数字为700V±10V时，重复步骤4操作，且现象与步骤4相同。如果上述测试正常，继续下边测试，否则终止测试，分析问题原因；

6)恢复试验用控制单元光纤正常连接，复位检验试验用控制单元至无故障状态，断开空开接触器，检验试验用控制单元应该报出缺相故障，其故障码为9，闭合空开接触器，缺相故障自动恢复。如果上述测试正常，继续下边测试，否则终止测试，分析问题原因；

7)如果上述测试现象均正常，上调调压器输出电压，待万用表测得功率单元输入电压为900V±10V时，检验试验用控制单元报功率单元过压故障，其故障码为4。如果过压故障测试正常，下调调压器输出电压，通过万用表检测单元输入电压为870V±10V时，复位检验试验用控制单元，检验试验用控制单元不应再报过压故障。如果上述测试正常，继续下边测试，否则终止测试，分析问题原因；

8)下调调压器输出电压，待万用表检测功率单元输入电压为480V±10V时，功率单元应该报缺相故障，其故障码为10；上调调压器输出电压，待万用表检测功率单元输入电压为500V±10V 时，其欠压故障应该自动恢复。如果上述测试正常，继续下边测试，否则终止测试，分析问题原因；

时，断开功率单元10V上调调压器输出电压，待万用表测得功率单元输入电压为700V±9) 接触器，记录检验试验用控制单元母线电压采样值与时间；驱动故障在单双脉冲测试中体现；过热故障可以在控制板温控接口处进行测试。10)

电气性能测试A．7

空载测试7．1 A． a)测试目的测试功率单元输出是否正常。 b)测试接线图万用表调压回路上电工装调开压被测功率单元关回控路制RDC+U三隔S离相380VAC/3P变调输入V压压T器器DC-空开接KM触器220VAC试验用控UPS光纤收发输入制单元

图A.2 电气性能测试接线图

c)测试流程

1)检查并确认所有线路接线正确无误，检验试验用控制单元上电工作正常，闭合网侧接触器KM；

2)调节调压器，至万用表测得功率单元输入电压为690V±10V，检验试验用控制单元处于正常无故障状态；

3)通过检验试验用控制单元启动功率单元，使其处于运行状态，调节输出频率和幅值至额定状态，通过示波器观测其UV输出波形应与图E.3基本一致；

输出波形图UV功率单元A.3 图

4)如果波形输出正常，空载运行15分钟，运行期间，使用温度成像仪观测单元内部温度是否有异常点；如果输出波形或温度有异常现象，立即封锁输出，断电检查并分析问题；

5)测试结束后，功率单元断电并放电。

A．7．2 无功满载测试

a)测试目的

测试功率单元IGBT回路带载输出及温升指标。

b)测试接线图

试验380VAC/3电抗器输器

图A.4 无功满载测试接线图

c)测试流程

1)检查并确认所有线路接线正确无误，检验试验用控制单元上电工作正常，闭合网侧接触器KM；

2)调节调压器，至万用表测得功率单元输入电压为690V±10V，检验试验用控制单元处于正常无故障状态；

3)通过试验用控制单元启动单元，使其处于运行状态，同时观测示波器电压波形及电流波形，通过试验用控制单元调节输出电压幅值，使输出电流有效值达到额定电流；

4)确认输出无误后，记录测试点温度与室温值。连续运行并记录8小时；

5)测试完成后，断电并放电。

A．7．3 有功满载测试

a)测试目的

测试功率单元系统带载输出及温升指标。

b)测试接线

380VAC/3电子负载输器

图A.5 有功满载测试接线图

c)测试流程

1)检查并确认所有线路接线正确无误，检验试验用控制单元上电工作正常，闭合网侧接触器KM；

2)调节调压器，至万用表测得功率单元输入电压为690V±10V，检验试验用控制单元处于正常无故障状态；

3)电子负载加电，启动回馈功能，使电子负载处于零功率运行状态；

4)通过试验用控制单元启动单元，使其处于运行状态，同时观测示波器电压波形及电流波形，通过试验用控制单元调节输出电压幅值，使输出电压有效值达到额定；

5)能过调节电子负载，使功率单元输出电流稳定增大，使功率单元的运行负荷电流达到额定；

6)确认输出无误后，记录测试点温度与室温值。连续运行并记录72小时；

7)测试完成后，断电并放电。

A．7．4 单双脉冲测试

a)测试目的

进一步测试单元主回路的吸收电容、母排特性；测试驱动组件的保护特性；测试IGBT实际工作特性；测试门极驱动电阻选型是否合理。

b)测试接线图

单元系统接线图与空载试验一致。功率单元内部接线见图A.6（分别为上管及下管的单双脉冲）。

c)测试流程

1)上管单脉冲测试

根据接线图接线，对上管发单驱动脉冲，通过高压电压探头检测上管Vce电压波形，同时用罗氏线圈检测IGBT短路电流；

2)上管双脉冲测试

在一定时间内，对上管通过双脉冲进行两次驱动，通过第二个脉冲导通时刻观测波形，考验门极驱动电阻选型；

3)下管脉冲测试

同上管。．

正母排正母排

负母排负母排正母排正母排

双脉冲++双脉冲负母排负母排

图A.6 单双脉冲测试示意图