【正文】 護實際上包括了對電網(wǎng)電壓正向波動的保護。 高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)原理 高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)采用直接“高 高”變換形式 ，為單元串聯(lián)多電平拓撲結(jié)構(gòu)，主體結(jié)構(gòu)由多組功率模塊串聯(lián)而成，從而由各組低壓疊加而產(chǎn)生需要的高壓輸出，它對電網(wǎng)諧波污染小，輸入諧波畸變小于 3%，直接滿足 IEEE5191992 的諧波抑制標準，輸入功率因數(shù)高，不必采用輸入諧波濾波器和功率因數(shù)補償裝置；輸出波形質(zhì)量好，輸出電壓諧波畸變小于 2%，不存在諧波引起的電機附加發(fā)熱和轉(zhuǎn)矩脈動、噪音、輸出 dv/dt、共模電壓等問題，不必加輸出濾波器，就可以使用普通的異步電機， 變頻裝置 10kv 輸出，每個系統(tǒng)共有 24 個功率單元，每 8 個功率單元串連構(gòu)成 變頻改造方案 9 節(jié) 能 分 析 一相， 其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖， 功率單元 ： 每個功率單元分別由輸入變壓器的一組副邊供電，功率單元之間及變壓器二次繞組之間相互絕緣，二次繞組采用星形折邊接法，實現(xiàn)多重化，以達到降低輸入諧波電流的目的。 功率單元內(nèi)器件承受的最高電壓為單元內(nèi)直流母線的電壓，可以直接使用低壓功率器件，器件不必串聯(lián)，不存在器件串聯(lián)引起的均壓問題，而且功率單元中采用的低壓 IGBT 功率模塊，驅(qū)動電 路簡單，技術(shù)成熟可靠，器件工作在低壓狀態(tài)，不易發(fā)生故障。這樣能維持生產(chǎn)要求，大大提高了系統(tǒng)運行的可靠性。詳細原理見下圖： 功率柜 ： 柜內(nèi)主要對功率單元進行組合，通過每個單元的 U、 V 輸出端子相互串接而成星型接法給電機供電，通過對每個單元的 PWM 波形進行重組，得到非常好的 PWM 波形，dv/dt 小，可減少對電纜和電機的絕緣損壞，無須輸出濾波器就可以輸出電纜長度很長，電機不需要降額使用，可直接用于舊設備的改造；同時，電機的諧波損耗大大減少，消除了由此引起的機械振動，減小了軸承和葉輪的機械應力。變壓器柜配置 6 臺冷卻風機，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定后自動運行。 功率柜根據(jù)功率大小配置，具有世界領先技術(shù)，德國進口優(yōu)質(zhì)離心冷卻風機。 變頻改造方案 11 節(jié) 能 分 析 控制柜 ： 控制器采用 32 位高速 DSP 芯片，精心設計的算法可以保證電機達到最優(yōu)的運行性能?？刂破鬟€包括一臺內(nèi)置的 PLC，用于柜體內(nèi)開關(guān)信號的邏輯處理，以及與現(xiàn)場各種操作信號和狀態(tài)信號 (包括 DCS/RS485//Modbus)的協(xié)調(diào)，并且可以根據(jù)用戶的需要擴展控制開關(guān)量，增強了系統(tǒng)的靈活性?？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，同時具有很好的抗電磁干擾性能?？刂破魍ㄓ嵲砣缦聢D： 控制電源： 控制電 源接受交流 220VAC177。 變頻改造方案 12 節(jié) 能 分 析 高壓變頻器對外接口的具體定義如下： 1） 變頻器提供的開關(guān)量： 變頻器采用西門子 S7－ 200 系列的 PLC，標準數(shù)字量配置為 24點入、 16 點出，并且可以根據(jù)用戶的不同需求進行 I/O 點的擴展及參數(shù)化設計。 (2) 變頻器運行狀態(tài)指示：表示變頻器正在運行。 (4) 變頻器輕故障指示：表示變頻器產(chǎn)生報警信號。包含過壓、過流、變壓器嚴重過熱 (6) 電機在工頻旁路：表示電動機處于工頻旁路狀態(tài)。以上所有數(shù)字量采用無源接點輸出，定義為接點閉合時有效。 3) 變頻器提供的模擬量： 變頻器可以提供 2路 4～ 20mA 的電流源輸出，帶負載能力均為 500Ω。 4) DCS 提供給變頻器的開關(guān)量： a) 啟動指令：干接點， 3 秒脈沖閉合時有效，變頻器開始運行。 c) 緊急停機指令：干接點，閉合保持有效，變頻器緊急停機。 注：詳細接口設計需要在簽訂技術(shù)協(xié)議階段由雙方商定！本方案提供的接口僅供參考。當 K K3 閉合， K2 斷開時，電機變頻運行；當 K K3 斷開， K2 閉合時，電機工頻運行，此時變頻器從高壓中隔離出來，便于檢修、維護和調(diào)試。 故障分閘：將變頻器“高壓分斷”信號與旁路柜“變頻投入”信號串聯(lián)后，并聯(lián)于高壓開關(guān)分閘回路。 保護：保持原有對電機的保護及其整定值不變。 彩色嵌入式人機界面可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控和網(wǎng)絡化控制，并且用戶可以現(xiàn)場設定現(xiàn)實參數(shù)及控制邏輯，它的控制界面見下： 參數(shù)設置界面： 變頻改造方案 15 節(jié) 能 分 析 主要器件清單 ： 序號 名 稱 產(chǎn)地 生產(chǎn)廠家 備注 1 IGBT 德國 德國英飛凌 三家分包 德國 西門康 中國 斯達 2 電解電容 德國 EPCOS 四家分包 日本 尼吉康 中國 江海 中國 深圳金元 3 整流橋 德國 德國西門康 兩家分包 中國 無錫飛航 4 PLC 德國 德國西門子 5 數(shù)字量擴展模塊 德國 德國西門子 6 UPS 中國 易事特 7 風機 德國 德國 Ebm 8 人機界面 北京 nTouch 9 干式變壓器 北京 北京新華都 兩家分包 山東 山東金鄉(xiāng) 備品備件清單 序號 名 稱 型號規(guī)格 數(shù)量 制造廠 產(chǎn)地 備注 1 防塵濾網(wǎng) G4過濾棉 1套 天津泰達 天津 2 熔斷器芯 RS95A125A/660V 10個 浙江茗熔 浙江 3 光纖 CD10001 25米 天津榮光 天津 4 專用工具 03710 1套 上海 世達 上海 變頻改造方案 16 節(jié) 能 分 析 三 、施工安裝方案 機械安裝 1）環(huán)境要求 為了變頻器能長期穩(wěn)定和可靠地運行，對變頻器的安裝環(huán)境作如下要求： 最低環(huán)境溫度 0℃，最高環(huán)境溫度 40℃，工作環(huán)境的溫度變化不大于 5℃ /h。 一般 1000 米以下可以不考慮這些因素，但在此高度 以上時，每升高 1000 米，變頻器需要降容 10%。尤其需要提出的是，針對高海拔，對高壓變頻器內(nèi)置的移相整流變壓器也需要提出特殊的設計要求，以保證整個系統(tǒng)的可靠性。 2）設備外形尺寸及柜體安裝 高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的總體外形尺寸詳見下圖：變頻器遠程控制預 留接口 JDBP381600F 總尺寸 為 長寬高 6400 1400 2520mm 含旁路柜 圖 1變頻器安裝圖（正面） 變頻改造方案 17 節(jié) 能 分 析 基礎示意圖 變頻改造方案 18 節(jié) 能 分 析 變頻器安裝在 12槽鋼焊接的底座上，通過點焊方式將其固定在安裝槽鋼上，槽鋼需可靠接地，接地電阻不得大于 4Ω。 室內(nèi)冷卻方式：空調(diào)制冷，變頻器發(fā)熱根據(jù)運行工況而定，最大發(fā)熱量為變頻器額定功率的 4％，如果長期運行頻率低于 40Hz,則發(fā)熱量可按照變頻器額定功率的2％進行估算；墻上安裝排風扇；柜頂加風罩集中通風。變壓器接地端子 PE 也接至廠房大地。 安裝過程中要防止變頻器受到撞擊和震動 ,所有柜體不得倒置 ,傾斜角度不得超過 30176。也可以根據(jù)用戶要求并排安裝，放在一個房間里，這樣致冷量的要求會大一些。 1)電源及電機線的連接 輸入電源線連接到三相輸入端子 R、 S、 T； 電機線連接到 U、 V、 W，并注意相序關(guān)系； 確保輸入電壓滿足要求； 確保電源線的線徑及耐壓滿足要求； 確保輸入側(cè)高壓開關(guān)已經(jīng)采用了有效的防雷措施； 2）控制線的連接 控制柜連線主要包括控制電源進線、遠程控制接線、檢測信號線、模擬量輸入線、模擬量輸出線、現(xiàn)場狀態(tài)接線、開關(guān)量輸出接線。 3）電氣安裝注意事項 輸入和輸出的高壓電纜必須經(jīng)過嚴格的耐壓測試； 輸入和輸出電纜必須分開配線，防止絕緣損壞造成危險； 現(xiàn)場到變頻器的信號線，與強電電線分開布線，信號線必須采用絞線的方式，最好采用屏蔽線，屏蔽線的一端可靠接地； 要一直保證變頻器柜體和 廠房大地的可靠連接，保證人員安全。 測量變壓器的絕緣電阻及進行工頻耐壓試驗之前，必須斷開變壓器和功率單元。盡量選用高