【正文】 劉廣偉 15264717722 19 技 術(shù) 方 案 控制電源： 控制電源接受交流 220VAC177?？刂破髋c功率單元之間采用光纖通訊技術(shù)，低壓部分和高壓部分完全可靠隔離，系統(tǒng)具有極高的安全性，同時(shí)具有很好的抗電磁干擾性能?？刂破鬟€包括一臺(tái)內(nèi)置的 PLC，用于柜體內(nèi)開關(guān)信號(hào)的邏輯處理，以及與現(xiàn)場(chǎng)各種操作信號(hào)和狀態(tài)信號(hào) (包括 DCS/RS485//Modbus)的協(xié)調(diào)，并且可以根據(jù)用戶的需要擴(kuò)展控制開關(guān)量，增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性。 高壓 變頻裝置改造方案 山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司 劉廣偉 15264717722 18 技 術(shù) 方 案 控制柜 ： 控制器采用 32 位高速 DSP 芯片，精心設(shè)計(jì)的算法可以保證電機(jī)達(dá)到最優(yōu)的運(yùn)行性能。 功率柜根據(jù)功率大小配置，具有世界領(lǐng)先技術(shù)，德國(guó)進(jìn)口優(yōu)質(zhì)離心冷卻風(fēng)機(jī)。變壓器柜配置 6 臺(tái)冷卻風(fēng)機(jī)，放置在干式變壓器繞組底部，在變壓器送電后根據(jù)變壓器鐵芯的溫度有溫控儀設(shè)定后自動(dòng)運(yùn)行。詳細(xì)原理見(jiàn)下圖： 高壓 變頻裝置改造方案 山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司 劉廣偉 15264717722 17 技 術(shù) 方 案 功率柜 ： 柜內(nèi)主要對(duì)功率單元進(jìn)行組合，通過(guò)每個(gè)單元的 U、 V 輸出端子相互串接而成星型接法給電機(jī)供電，通過(guò)對(duì)每個(gè)單元的 PWM 波形進(jìn)行重組，得到非常好的 PWM 波形，dv/dt 小，可減少對(duì)電纜和電機(jī)的絕緣損壞，無(wú)須輸出濾波器就可以輸出電纜長(zhǎng)度很長(zhǎng)，電機(jī)不需要降額使用，可直接用于舊設(shè)備的改造；同時(shí)，電機(jī)的 諧波損耗大大減少，消除了由此引起的機(jī)械振動(dòng)，減小了軸承和葉輪的機(jī)械應(yīng)力。 單元旁路功能：當(dāng)某個(gè)功率模塊發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)旁路運(yùn)行，變頻裝置不停機(jī)，但需降額使用，即在每個(gè)功率單元輸出端之間并聯(lián)旁路電路，假如某一單元發(fā)生故障，該單元的輸出端能自動(dòng)通過(guò)軟件控制 IGBT旁路而整機(jī)可以降額工作，但不影響運(yùn)行，每 個(gè)功率單元完全一樣，可以互換，這不但調(diào)試、維修方便，而且備份也十分經(jīng)濟(jì)。每個(gè)功率單元結(jié)構(gòu)上完全一致，可以互換，其電路結(jié)構(gòu)圖如下，系統(tǒng)為基本的單相逆變電路，整流側(cè)為二極管三相全橋， IGBT 逆變橋的控制方式為 PWM控制，并且有自動(dòng)單元旁路功能。 ? 過(guò)熱保護(hù)：包括兩重保護(hù)：在變頻調(diào)速系統(tǒng)柜體內(nèi)設(shè)置溫度檢測(cè)，當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò) 預(yù)先設(shè)置的值時(shí)，發(fā)報(bào)警信號(hào)；另外，在主要的發(fā)熱元件，即整流變壓器和電力電子功率器件上放置溫度檢測(cè)，一旦超過(guò)極限溫度（變壓器 130℃、功率器件80℃），則保護(hù)。 ? 過(guò)載保護(hù)：電機(jī)額定電流的 120%，每 10 分鐘允許 1 分鐘，超過(guò)則保護(hù)。 ? 欠電壓保護(hù)：檢測(cè)每個(gè)功率模塊的直流母線電壓，如果低于設(shè)定的數(shù)值，則變頻器保護(hù)。 高壓 變頻裝置改造方案 山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司 劉廣偉 15264717722 15 技 術(shù) 方 案 變頻裝置還具有以下保護(hù)功能： ? 過(guò)電壓保護(hù)：檢測(cè)每個(gè)功率模塊的直流母線電壓，如果超過(guò)額定電壓的 115%，則變頻器保護(hù)。變壓器柜內(nèi)高壓引線導(dǎo)體能滿足發(fā)熱的允許值（＜ 65℃） 變壓器在各分接頭位置時(shí)，能承受線端突發(fā)短路的動(dòng)、熱穩(wěn)定而不產(chǎn)生任何損傷、變形及緊固件松動(dòng)。 整個(gè)變頻系統(tǒng)采用強(qiáng)迫風(fēng)冷，冷卻系統(tǒng)可靠，平均無(wú)故障時(shí)間≥變頻裝置本身，每一套冷卻裝置拆裝方便，滿足變頻裝置的安全可靠地運(yùn)行。 逆變器側(cè)采用高開關(guān)頻率的 IGBT 器件，保證良好的輸出波形。更換一個(gè)單元的時(shí)間只需 5 分鐘。 高壓 變頻裝置改造方案 山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司 劉廣偉 15264717722 14 技 術(shù) 方 案 結(jié)構(gòu) 變頻器的功率單元為模塊化設(shè)計(jì)，可以從機(jī)架上抽出，移動(dòng)和更換，所有功率單元是完全一致的，如果某一單元由于故障而不能正常工作，可以在允許設(shè)備退出的時(shí)間用備用單元將其替換。（報(bào)告編號(hào)： 2020 委檢 231） ? 限流功能：當(dāng)變頻器輸出電流超過(guò)設(shè)定值，變頻器將自動(dòng)限制電流輸出，避免變頻器在加減速 過(guò)程中或因負(fù)載突然變化而引起的過(guò)流保護(hù)，最大限度減少停機(jī)次數(shù)。 ? 采用移相變壓器及單元預(yù)充電技術(shù)，采用大功率電阻保護(hù)電路，保護(hù)電網(wǎng)及變壓器安全。 ? 具有雙路控制電，一路為干式變壓器變壓以后的電源，一路為外部控制電源，這樣在調(diào)試過(guò)程中，無(wú)需加入高壓主電，就可以檢測(cè)輸出波形的正常與否。 ? 散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，單元串聯(lián)多重化并聯(lián)結(jié)構(gòu)， 溫升不大于 15 度。 高壓 變頻裝置改造方案 山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司 劉廣偉 15264717722 13 技 術(shù) 方 案 ? 運(yùn)行過(guò)程中外部頻率給定信號(hào)出現(xiàn)故障（短路或開路），整機(jī)維持故障前的運(yùn)行頻率不變，給出報(bào)警信號(hào)。 ? 單元直流電壓檢測(cè)：實(shí)時(shí)顯示檢測(cè)系統(tǒng)直流電壓，從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓的優(yōu)化控制，降低諧波含量，保證輸出電壓的精度，提升系統(tǒng)控制性能，并保證運(yùn)行維護(hù)人員實(shí)現(xiàn)對(duì)功率單元運(yùn)行狀況的全面把握。 ? 旋轉(zhuǎn)中再啟動(dòng)功能：運(yùn)行過(guò)程中高壓瞬時(shí)掉電三十秒鐘內(nèi)恢復(fù)，高壓變頻 器不停機(jī)，高壓恢復(fù)后變頻自動(dòng)運(yùn)行到掉電前的頻率。 ? 完整的工頻 /變頻自動(dòng)互切技術(shù)：現(xiàn)在的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)一般設(shè)置工頻旁路切換柜，變頻器發(fā)生故障時(shí)能使高壓電機(jī)轉(zhuǎn)至工頻運(yùn)行，旁路切換有手動(dòng)旁路和自動(dòng)旁路切換兩種型式，手動(dòng)旁路需人工操作，時(shí)間較長(zhǎng)，適應(yīng)于無(wú)備用裝置或不重要的運(yùn)行工況，自動(dòng)旁路可在變頻器發(fā)生故障后直接自動(dòng)轉(zhuǎn)換至工頻運(yùn)行。 突出特點(diǎn) ? 采用高速 DSP 作為中央處理器，運(yùn)算速度更快，讓控制更精準(zhǔn)。 50Hz以上恒功率特性，最大轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比下降； ? 輸出頻率 0～ 80Hz(根據(jù)電機(jī)情況可設(shè)定 )； ? 變頻 器抗地震能力為 7 級(jí)，振動(dòng) ； ? 安裝、設(shè)定、調(diào)試簡(jiǎn)便； ? 功率電路模塊化設(shè)計(jì)，維護(hù)簡(jiǎn)單； ? 完整的故障監(jiān)測(cè)電路、精確的故障報(bào)警保護(hù)； ? 自帶冷卻風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)電源與控制電源分開取電，電源取自輸入側(cè)變壓器； ? 具有雙路控制電 220VAC，一路為干式變壓器的低壓側(cè) 220VAC,另一路為外部現(xiàn)場(chǎng)提供的控制電源 220VAC,在調(diào)試過(guò)程中，無(wú)需加高壓電就可以檢測(cè)輸出波形正常與否，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試人員及人員的培訓(xùn)很方便，且大大提高了系統(tǒng)的安全性。在就地監(jiān)控方式下，通過(guò)變頻器上的觸摸屏顯示，可進(jìn)行就地人工啟動(dòng)、停止變頻器，可以調(diào)整轉(zhuǎn)速、頻率；就地控制窗口采用中文操作界面，功能設(shè)定、參數(shù)設(shè)定等均采用中文?？杀苊怙L(fēng)機(jī)喘振現(xiàn)象。整套系統(tǒng)在出廠前進(jìn)行整體測(cè)試； ? 30 脈沖輸入符合并優(yōu)于 IEEE519～ 1992 及 GB/T14549～ 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)達(dá)到或超過(guò) 的功率因數(shù)，并且電流諧波少，無(wú)須功率因數(shù)補(bǔ)償 /諧波抑制裝置； ? 無(wú)需濾波器變頻器就可輸出正弦輸出電流和電壓波形，對(duì)電機(jī)沒(méi)有特殊的要求， 高壓 變頻裝置改造方案 山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司 劉廣偉 15264717722 11 技 術(shù) 方 案 可以使用普通異步電機(jī)，電機(jī)不必降 額使用。具有以下特點(diǎn)： 規(guī) 范 參 數(shù) 備 注 1 使用標(biāo)準(zhǔn) Q/SFD0012020 2 型式及型號(hào) 高 高形式， JDBP371600 3 供貨商及產(chǎn)地 山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司 4 安裝地點(diǎn) 室內(nèi) 5 技術(shù)方案 多級(jí)模塊串聯(lián)，交直交、高高方式 6 對(duì)電動(dòng)機(jī)要求 普通鼠籠式異步電機(jī) 7 額定輸入電壓 /允許變化范圍 6KV 20%~+15% 8 系統(tǒng)輸入電壓 6KV 9 系統(tǒng)輸出電壓 0～ 6KV/6KV 10 逆變側(cè)最高輸出電壓 6KV 11 額定輸入頻率 /允許變化范圍 50Hz177。 高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)及特點(diǎn) 新風(fēng)光電子 JDBP 系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，以高可靠性、易操作、高 性能為設(shè)計(jì)目標(biāo)，滿足用戶對(duì)于風(fēng)機(jī)、泵類機(jī)械調(diào)速節(jié)能、改善生產(chǎn)工藝的迫切需要。 風(fēng)光高壓變頻 器介紹 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況，選用山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)的，適合驅(qū)動(dòng)高壓異步電動(dòng)機(jī)的 變頻器 JDBP371600，采用一拖一控制方式 ， 完全滿足現(xiàn)場(chǎng)要求。 ★ 功率因數(shù)大大提高并節(jié)能 變頻器可以大大提高設(shè)備的功率因數(shù)，達(dá)到 以上，大大減少?zèng)]必要的損耗 。變頻控制壓縮機(jī)的輸出氣量隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的改變而改變。此外，變頻控制能夠減少機(jī)組起動(dòng)時(shí)的電流波動(dòng)，這一波動(dòng)電流會(huì)影響電網(wǎng)和其它設(shè)備的用電，變頻器能夠有效的將起動(dòng)電流的峰值減少到最低程度。 按生產(chǎn)工藝要求，變頻改造后，適當(dāng)降低壓縮氣供氣系統(tǒng)的供氣壓力，將原來(lái)的高壓變流量供氣改變?yōu)樽冾l恒壓變流量供氣方式。還應(yīng)該保留空壓機(jī)原來(lái)的壓力停機(jī)保護(hù)開關(guān)。但要根據(jù)實(shí)際情況具體來(lái)考慮設(shè)定下限頻率值，因?yàn)椴煌目諌簷C(jī)其機(jī)械配合磨損和效率不盡相同，其不漏油的下限頻率也不一定相同。 變頻器的啟動(dòng)信號(hào)由原來(lái)的空壓機(jī)電源合閘信號(hào)控制，增加一時(shí)間繼電器 JS 來(lái)控制壓縮機(jī)的加載運(yùn)行，時(shí)間繼電器 JS 的整定時(shí)間要大于等于變頻器的啟動(dòng)時(shí)間，這保證變頻器空載變頻啟動(dòng)，有 效避免變頻器低頻啟動(dòng)時(shí)過(guò)負(fù)荷跳閘。 四、 螺桿式空氣壓縮機(jī)變頻改造 在進(jìn)行變頻改造時(shí)應(yīng)該注意 ，盡量保持原有設(shè)備主電路和控制電路的完整性，對(duì)其電路的改動(dòng)越少越好；這有利于在變頻器發(fā)生故障或是檢修時(shí)，空壓機(jī)可以很方便 高壓 變頻裝置改造方案 山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司 劉廣偉 15264717722 8 技 術(shù) 方 案 地改動(dòng)回到原有的控制方式上去，這保證了空壓機(jī)在變頻和工頻狀態(tài)下都可以運(yùn)行，也使得改造時(shí)可以不用重新編寫 PLC 程序。 ，調(diào)節(jié)速度慢，波動(dòng)大，不穩(wěn)定，精度低，也造成大量能量浪費(fèi) ，噪音大 。 高壓 變頻裝置改造方案 山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司 劉廣偉 15264717722 7 技 術(shù) 方 案 三、 空壓機(jī)改造前的缺點(diǎn)： 空壓機(jī)是工廠的耗能大戶之一， 占大型工業(yè)設(shè)備 (風(fēng)機(jī)、水泵、鍋爐、空壓機(jī)等 )耗電量的 15%，經(jīng)過(guò)我公司多年的 實(shí)戰(zhàn)調(diào)研改造，目前很多企業(yè)空壓機(jī)存在以下缺點(diǎn)： 7 倍，對(duì)電網(wǎng)沖擊大，電機(jī)軸承磨損大，設(shè)備維護(hù)量大，成本過(guò)高。如果后端用氣設(shè)備停止用氣，后端管路和儲(chǔ) 氣罐中壓縮氣壓力漸漸升高，當(dāng)達(dá)到壓力上限設(shè)定值時(shí)，壓力控制器發(fā)出卸載信號(hào)，加載閥停止工作，進(jìn)氣口關(guān)閉，電機(jī)空載運(yùn)行?？諌簷C(jī)啟動(dòng)時(shí)，加載閥處于不工作態(tài)，加載氣缸不動(dòng)作，空壓機(jī)頭進(jìn)氣口關(guān)閉，電機(jī)空載啟動(dòng)。如圖 2所示為壓縮氣供氣系統(tǒng)組成示意圖。當(dāng)螺桿在殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺桿與殼體的齒溝相互嚙合，空氣由進(jìn)氣口吸入， 同時(shí)也吸入機(jī)油，由于齒溝嚙合面轉(zhuǎn)動(dòng)將吸入的油氣密封并向排氣口輸送；在輸送過(guò)程中齒溝嚙合間隙逐漸變小，油氣受到