【正文】 防護(hù)等級(jí) IP30 冷卻方式 強(qiáng)迫風(fēng)冷 運(yùn)行環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)溫度 0— 40℃ 標(biāo)準(zhǔn)控制連接 與 DCS 硬連接， RS48 Modbus RTU 協(xié)議 模擬量信號(hào) (輸入 )規(guī)格及數(shù)量 4～ 20mA或 0～ 10V， 2路 模擬量信號(hào) (輸出 )規(guī)格及數(shù)量 4～ 20mA或 0～ 10V， 2路 開關(guān)量信號(hào) (輸入 )規(guī)格及數(shù)量 繼電器干式接點(diǎn)， 12點(diǎn) 開關(guān)量信號(hào) (輸出 )規(guī)格及數(shù)量 繼電器干式接點(diǎn)， 9點(diǎn) 23 變頻器輸入側(cè)有無熔斷器 變頻器輸入側(cè)無熔斷器， 功率單元輸入側(cè)有熔斷器 操作鍵盤、 人機(jī)界面 工業(yè) LCD，全中文顯示 變頻裝置外形尺寸（ mm） 3900 寬 1200深 2100高 變頻裝置重量（ kg） 5775 盤前維護(hù)或盤后維護(hù) 盤前操作，前后維護(hù) 基本性能及說明 : 變頻器為高－高結(jié)構(gòu)， 6kV直接輸出，不需輸出升壓變壓器，輸出為單元串聯(lián)移相式 PWM方式； ? 系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)，包括輸入干式隔離變壓器。光纖是單元與主控系統(tǒng)的唯一連接，因而實(shí)現(xiàn)了單元與主控系統(tǒng)的完全電氣隔離。 控制系統(tǒng)由 220VAC 和高壓主電源雙路供電，以保證運(yùn)行過程中 220VAC電源出現(xiàn)故障時(shí)變頻器能繼續(xù)工作。 柜門外裝有過濾層，用于阻擋粉塵進(jìn)入單元 內(nèi)部。輸入電源接線在上部，直接進(jìn)入變壓器。 變壓器柜： 變壓器柜內(nèi)裝有為功率單元提供三相電源的移相變壓器。 如圖 所示， 1切換柜用于兩臺(tái)風(fēng)機(jī)之間的變頻切換，雙投隔離開關(guān) QS 置于位置 1 時(shí)， 1風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行，置于位置 2時(shí) 2風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行。通過主控板和 IOABC三相高壓輸入電源A/L1B/L2C /L3LLN N單相 2 20V 控制電源R E VFWD正轉(zhuǎn)/停止備用緊急停機(jī)ST OPSPE E D1速度1速度5SPE E D5SPE E D4速度4速度3速度2SPE E D2SPE E D3R E SET外部復(fù)位O FF HV485485+O FF HVO N HVRUNR E AD YER RORPEWVUDCM高壓分?jǐn)郔M 3~AC MAC IAVIF AVOF A COF A CM模擬電壓給定模擬電流給定模擬給定公共端三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)輸出頻率模擬電壓輸出輸出頻率模擬電流輸出輸出頻率公共端通訊+信號(hào)通訊信號(hào)高壓就緒故障報(bào)警運(yùn)行高壓合閘允許高壓分閘模擬反饋公共端模擬電流反饋模擬電壓反饋AVIAC IAC M輸出電流公共端輸出電流模擬電流輸出輸出電流模擬電壓輸出C A CMC A COC AVO頻工投切工頻投切F頻率到達(dá)鎖相成功S重故障輸出(N O)重故障輸出(N C) 15 接口板通訊來的數(shù)據(jù)，計(jì)算出電流、電壓、功率、運(yùn)行頻率等運(yùn)行參數(shù)，提供表計(jì)功能，并實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的過載、過流告警和保護(hù)。 光纖板通過光纖與功率單元傳遞數(shù)據(jù)信號(hào)，每塊光纖板控制一相的所有單元。+Q2Q1Q4RLQ3++RTS1 5 85 1 1 2 5 1 2 51251253 11M熔斷器 二極管全橋整流 濾波電容 H橋逆變IGBT 單元旁路XS115V+V高壓控制電源+15VVCCGND過壓檢測(cè)(1150V)(直流電壓輸入)XS285 缺相檢測(cè)(交流電 壓輸入690VDC)1XS4(接收)2521XS3(發(fā)送)1521故障編碼邏輯接收解碼LR/INHBBYP ASS電源故障 光纖故障XS8(常閉)GND單元過熱檢測(cè)XS616123456789101112131415GNDVCC+15VRL/INHB/DRCPLD隔離驅(qū)動(dòng)13KUP+KUPXS70:禁止12 11 單元可選單元旁路功能，當(dāng)某個(gè)單元發(fā)生缺相故障、過熱和 IGBT 故障而不能繼續(xù)工作時(shí)，該單元及其另外兩相相應(yīng)位置上的單元將自動(dòng)旁路，此時(shí)旁路開關(guān) K 導(dǎo)通，以保證變頻器連續(xù)工作，并發(fā)出旁路告警。 8 圖 6kV 電壓疊加圖 圖 為 5個(gè) 690VAC功率單元串聯(lián)時(shí)，每個(gè)功率單元輸出的電壓波形及其串聯(lián)后輸出的相電壓波形示意圖，可以得到 5～ 0～ 5 共 11 個(gè)不同的電壓等級(jí)。變壓器原邊為 Y型接法，直接與高壓相接。 ⑻ 當(dāng)變頻器故障時(shí)，可手動(dòng)切換到工頻運(yùn)行。 技術(shù)要求： ⑴ 要求選用一套變頻器直接拖動(dòng)一臺(tái)風(fēng)機(jī)的 310kW， 6kV 電機(jī)。 (2)采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行過程控制，安全可靠，維護(hù)量小。 高壓交流變頻調(diào)速技術(shù)是 90 年代迅速發(fā)展起來的一種新型大容量電力傳動(dòng)調(diào)速技術(shù)，應(yīng)用了先進(jìn)的電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)和高壓電氣、電機(jī)拖動(dòng)等綜合性領(lǐng)域的學(xué)科技術(shù)，其技術(shù)和性能勝過其它任何一種調(diào)速方式 ,變頻調(diào)速以其節(jié)能效益顯著，調(diào)速精度高，調(diào)速范圍寬，保護(hù)功能完善，易于實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)通信功能，運(yùn)行安全可靠 ,安裝使用、維修維護(hù)方便，使之成為企業(yè)采用大容量電機(jī)節(jié)能方式的首選。為安全起見，設(shè)計(jì)階段風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的規(guī)格都留有一定的裕量以適應(yīng)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)阻力的變化。 礦井主扇風(fēng)機(jī)高壓變頻調(diào)速裝置 研究報(bào)告 朔 里 煤 礦 二○○ 八 年 元 月 十 八 日 1 目 錄 概述 ........................................2 主要問題研究、目標(biāo)及關(guān)鍵技術(shù) ................3 系統(tǒng)技術(shù)要求及工作原理 ......................4 產(chǎn)品構(gòu)成及特征 ..............................16 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試情況 ................................26 經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析 ................................34 結(jié)論 ........................................36 2 概述 礦井主扇風(fēng)機(jī)用于向井下提供新鮮風(fēng)流、排除污濁空氣和有害氣體，對(duì)煤礦的安全生產(chǎn)影響重大。因此通風(fēng)設(shè)備調(diào)節(jié)方式的選擇，決定了整個(gè)礦井的噸煤電耗及風(fēng)機(jī)的使用壽命，以及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。 如果采用 高壓交流變 頻調(diào)速 技術(shù)，由于兩個(gè)電機(jī)的參數(shù)一樣，可以由一臺(tái) 315kW 容量的高壓變頻器控制兩臺(tái)電機(jī)，開環(huán)定速運(yùn)行，風(fēng)量風(fēng)壓控制在滿足礦井的需要，能大大降低能耗，減少維修工作量。 技術(shù)關(guān)鍵 （ 1） 國產(chǎn)高壓變頻調(diào)速技術(shù)在礦井大功率通風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用，具有其應(yīng)用的特殊性，通風(fēng)機(jī)停機(jī) 10 分鐘即為重大事故，因此對(duì)變頻器的可靠性及系統(tǒng)的安全性設(shè)計(jì) 要求很高。起動(dòng)為低速大轉(zhuǎn)矩起動(dòng)。 ⑼ 系統(tǒng)功率因數(shù)不低于 。 副邊組數(shù)量依變頻器電壓等級(jí)而定， 6kV 系列為 15 個(gè)，為每個(gè)功率單元提供三相電源輸入，采用延邊三角形接法，繞組間的相位差由下式計(jì)算： 60176。 增加電壓等級(jí)的同時(shí)，每個(gè)等級(jí)的電壓值大為降低，從而減小了 dv/dt 對(duì)電機(jī)絕緣的破壞，并大大削弱了輸出電壓的諧波含量，圖 為 6kV 系列每相五單元串聯(lián)輸出的 Uab 線電壓波形實(shí)錄圖，峰值電壓為。單元旁路時(shí)，變頻器因運(yùn)行單元數(shù)量減少，額定輸出電壓能力將降低，但當(dāng)變頻器本身運(yùn)行頻率較低，如 6kV系列運(yùn)行頻率低于 40Hz 時(shí)，變頻器將自動(dòng)提高工作單元的輸出電壓， 圖 單元控制板原理圖 而保證變頻器輸出性能不變，實(shí)現(xiàn)無擾動(dòng)自動(dòng)旁路。光纖板周期性向單元發(fā)出脈寬調(diào)制（ PWM）信號(hào)或工作模式。通過 RS232 通訊口與主控板連接，通過 RS485通訊口與 IO 接口板連接，實(shí)時(shí)監(jiān)控變頻器系統(tǒng)的狀態(tài)。 2切換柜內(nèi)有兩個(gè)雙投隔離開關(guān) 1QS 和 2QS，用于 1風(fēng)機(jī)的變頻和工頻切換，隔離開關(guān)置于位置 1 時(shí)，風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行，置于位置 2 時(shí)，風(fēng)機(jī)工頻運(yùn)行。柜門上還裝設(shè)有干式變壓器溫度控制儀，為變壓器提供溫度告警和過熱保護(hù)。輸出在下部，從功率單元來，為電機(jī)提供變頻電源，要根據(jù)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向調(diào)整相序關(guān)系。柜門內(nèi)側(cè)裝有行程開關(guān)，用于柜門連鎖，柜門打開時(shí)將發(fā)出告警。光纖板連接與單元通訊的光纜，一塊光纖板對(duì)應(yīng)其中一相的單元。 卸下單元與導(dǎo)軌的固定螺釘，輸入電纜，輸出銅排和光纖接頭后，就完全將單元與單元柜分離了，并可以將其從導(dǎo)軌上取下。整套系統(tǒng)在出廠前進(jìn)行整體測(cè)試及 72 小時(shí)連續(xù)負(fù)載試驗(yàn)； ? 30 脈沖輸入，優(yōu)于 IEEE519～ 1992 及 GB/T14519～ 93 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電壓失真和電流失真最嚴(yán)格的要求； ? 在 20～ 100%的負(fù)載變化情況內(nèi)功率因數(shù)不小于 ，并且電流諧波少，無須功率因數(shù)補(bǔ)償 /諧波抑制裝置； ? 每相 5 單元疊波輸出，輸出諧波分量小，對(duì)電機(jī)沒有特殊的要求，可以使用普通異步電機(jī)，電機(jī)不必降額使用。 保護(hù) ? 浪涌吸收保護(hù) :每個(gè)功率單元均帶有浪涌吸收保護(hù)。 ? 單元柜溫度保護(hù)：?jiǎn)卧駜?nèi)設(shè)置有測(cè)溫裝置，當(dāng)柜內(nèi)溫度超過 55℃時(shí)報(bào)警，超過 60℃時(shí)立即保護(hù)停機(jī)。 __√ 斷路器分?jǐn)酄顟B(tài) ? 確認(rèn)程序鎖工作正常； _√ _ ? 確認(rèn)無法完成變頻合閘； _√ _ 高壓上電 上級(jí)斷路器處于正常位置，帶電檢查變頻器的合閘和高壓分?jǐn)嗫刂苹芈贰? 10月 16日 將單元柜和變頻器柜間連線連接完成。 異常情況及其