摘要：主泵变频器VFD是AP1000核电站重要设备之一，给主泵提供电源。由于我国电源工频是50Hz，主泵额定频率是60Hz，因此需要通过变频器来调节电压和频率，而且要求变频器一直运行来给主泵供电，如果变频器存在任何问题都可能导致主泵停运而停堆。本文主要介绍如何对主泵变频器进行调试来验证 VFD 的功能，包括功率单元旁路接触器试验，驱动器在开环试验模式下按预期运行，自整定等。为反应堆冷却剂系统预运行试验时操作反应堆冷却剂泵提供保障。
关键词：主泵变频器、供电、调试
引言：AP1000核电站是美国西屋电器的三代核电技术，非能动压水堆。由国家核电有限公司消化、吸收、引进。每台机组有4台主泵变频器，由变压器、功率单元、FPC控制柜、冷却单元系统组成，西门子美国工厂生产。四列 10.5kV中压母线分别给4台变频器供电，变频器将10.5kV交流电整流、逆变输出随频率变化的电流电压。AP1000主泵变频器主要有4个频率转速段，输出功率可达到10500KVA。变频器为水冷，冷却系统将去离子水送至变压器、整流单元、冷却风扇进行冷却，回流到换热器进行热量交换。对流量、温度、压力、电导率进行检测与控制。
1. 柜门钥匙连锁检查
1.1 确认在所有K3钥匙放入钥匙箱中时，全部 K1和 K2钥匙才能释放。其中一个 K3 钥匙取出，任一K1和 K2 都不能取出。即确保变频器9个柜门关闭后才能操作上下游断路器及对变频器充电。
1.2 确认当 K1和 K2钥匙中的任何一个从钥匙箱中取出后，所有 K3钥匙不能取出。当所有 K1 和 K2 钥匙插入钥匙箱时，所有的 K3 钥匙都可以取出。即任一个上下游断路器处于合闸状态，都不能打开变频器任何柜门。
K1钥匙：2把。变频器上游电源开关柜钥匙和下游开关柜钥匙。只有当断路器分闸时钥匙才能拔出，插上时断路器才能摇进/摇出、合闸。
K2钥匙：1把。预充电开关钥匙。钥匙插入才能进行预充电。
K3钥匙：9把。变频器进线柜、控制柜、六台功率单元、电源输出柜钥匙。
2. 旁路接触器试验
每台变频器有18台旁路接触器，根据控制需求用来接入或断开功率单元。
对接触器线圈施加直流电压，直到接触器闭合。记录每个接触器的吸合电压，应不小于55V直流。降低直流电源电压直到接触器打开，开断电压不大于10V直流。
3. 启动冷却水系统
3.1设备冷却水系统用来冷却变压器、功率单元。
3.2 检查确认冷却剂进水阀门处于全开位置，变频器内部冷却系统水压试验合格，没有泄露。
3.3 确认 VFD 可以送电，将变频器所对应MCC及直流断路器就地合闸。用万用表测量并记录电压。
3.4 检查变压器和功率单元柜内风扇的转动方向。
3.5 从 HMI主屏幕，记录功率单元出口温度和变压器出口温度。
功率单元出口温度： _,变压器出口温度： _
3.6 将 VFD 冷却剂系统机柜上的左泵控制开关置于Auto位置，启动 VFD 冷却剂系统。冷却系统下列参数符合设计要求：
A．通过观察孔，检查冷却剂液位是否在 0-6 之间（最好为3）。
B．冷却剂泵出口压力在 85-90psi。
C. 冷却剂泵吸入口压力在 0-5 psi。
D. 冷却剂温度在 22-47℃范围。
E. 冷却剂系统电导率<3mS，最好小于1mS。
4. 参数设定
4.1 确保驱动器参数菜单与驱动器的额定值匹配。
4.2 将控制环类型设置为开环试验模式（OLTM）。
4.3 确认输入电流和输入电压脉冲计数器（稳定→输入处理）都设置为默认值 1.0。
4.4 通过装置保护→输入保护→变压器抽头设置，设定变压器抽头值为+5%
5. 变频器预充电
警告：第一次在驱动器上加载中压时，人员应离开驱动器所在的房间。
5.1 在 HMI上选择就地控制模式，合预充电开关CB_PC。在 HMI上，点击开始预充电。
5.2 当预充电完成后，确认预充电事件记录满足要求并显示 Precharge exit status - NO_ERRORS。
5.3 在 HMI上选择远程控制模式。
A.合预充电开关 CB_PC，确认预充电使能信号已传输至主控室。
B.操作员选择变频器为逐个启动方式，在操作员站点击预充电按钮。
C.确认开始预充电信号已送至主控室。
D.确认变频器在预充电信号传送至主控室。
5.4 确认常规岛中压断路器已合闸，变频器HMI显示大约10500电压值。
6. 开环试验
6.1 确认VFD 冷却剂系统在其正常工作的区间内。
6.2 将控制环类型设置为开环试验模式（OLTM）。
6.3 确认输入电流和输入电压脉冲计数器（稳定→输入处理）都设置为默认值 1.0。
6.4 通过驱动器（2）→旋转负载→旋转负载模式禁用旋转负载。
6.5 确认快速旁路已禁用。可通过驱动器→单元→快速旁路存取此参数。
6.6 配置键盘以显示输入电压（VDIN）、输入频率（FRIN）和电机电压（VLTS）。
6.7 通过电机→电机参数，确定校前驱动器额定输出电压和电机频率整定值，然后将其记录在下面：
额定输出电压整定值： _ 额定频率整定值： _
6.8 设定电机额定电压参数（通过电机→电机参数存取）等于6900V，电机频率等于60Hz。
6.9 将 NXIG A 控制器的 VIA、VIB 和 VIC 测试点与示波器相连接，然后将 NXIG B 控制器的 VIA、VIB 和 VIC 试验点与另外一台示波器相连接。
6.10 在远程控制模式下给变频器预充电。确认常规岛中压柜断路器已合闸及MCR 出现变频器可以启动信号。
6.11 在额定一次电压下，在 VIA、VIB 和 VIC 测试点上反馈的 AC 输入电压大概为5.13-5.67V。
6.12 将 NXIG A 控制器的VMA、VMB 和 VMC 测试点与示波器相连接，然后将 NXIG B 控制器的VMA、VMB 和 VMC 测试点与另外示波器相连接。
6.13 输入23.6%转速（425rpm），验证测试点上的 AC 输出电压大概为 1-1.54Vpp。
6.15 输入50%转速（900rpm），验证 VMA、VMB 和 VMC AC 输出电压大概为 2.43-2.97Vpp。
6.16 增加速率到 88%（1584rpm），VMA、VMB和VMC 测试点的 AC 输出电压大概为4.47-5.01Vpp 。
6.17 进一步增加速率需量到 100%（1800rpm）。在 VMA、VMB 和 VMC 试验点上的AC 输出电压大概为 5.13-5.67Vpp。
6.18 一步一步降低速度值至0。
7. 变频器自整定
7.1 自整定前需要满足下列条件：
A. 8台主泵断路器的单体试验已全部完成，主泵变频器至下游主泵断路器电缆、主泵断路器到贯穿件再到主泵的电缆已端接。
B. 4台速度传感器和四台流量传感器可在主控室监视。
C. 一回路处于水实体状态，反应堆下泄压力应大于1.86Mpa并且能够保持大于1.86Mpa。
D. 在主控室操作员站上确认点CVS-PT040-CTRP值为0，ECS-EV31(52-1)-EMG1值为0，ECS-EV-31-UCS值为0
7.2 通过在Toolsuite 上操作以下步骤选择自整定模式1：点击 Calibration→Auto Tune→Stage 1→OK进行自整定。自整定时间持续约2分钟。
7.3 自整定结束后从HMI里导出系统运行程序文件，记录参数：电机漏感、电机定子电阻、电流调节器比例增益、电流调节器积分增益的自整定数值，对变频器参数进行设置。
8. 系统恢复
变频器调试完毕,将下列参数改回原值。
A. 启用旋转负荷。通过变频器（2）→选择负荷→选择负荷模式，进入菜单进行设定。
B. 启用快速旁路，变频器→模块→快速旁路进行设定。
C. 把参数控制环类型修改为原值 OLVC(开环矢量控制)。
D. 把通量参数修改为原值 1。
E. 仪控工程师将UCS取消强制命令。
结束语：
西门子的变频器技术在世界上处于领先地位。但是在海阳、三门核电的变频器，从开始调试到运行，都存在一些问题。在CAP1400核电站，也将采用国产变频器启动主泵，功率更高。制造大型变频器，中国还有许多需要学习的地方。CAP1400的变频器由长沙远大集团生产，这对远大集团还有调试运营的国家核电都是很大的挑战，要有心理准备。