豐泰發(fā)電引風(fēng)機(jī)電機(jī)變頻改造項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案

1、內(nèi)蒙古豐泰發(fā)電引風(fēng)機(jī)電機(jī)變頻改造項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案 北京天福力高科技發(fā)展中心2007年 3月目錄1. 概述 錯(cuò)誤!未指定書簽。2. 系統(tǒng)改造方案 錯(cuò)誤! 未指定書簽。.主回路方案 錯(cuò)誤! 未指定書簽。.變頻器運(yùn)行方案 錯(cuò)誤! 未指定書簽。變頻器正常工況 錯(cuò)誤! 未指定書簽。變頻器異常工況 錯(cuò)誤! 未指定書簽。變頻器基本性能簡(jiǎn)介 錯(cuò)誤! 未指定書簽。變頻器控制接口（ 可按用戶要求擴(kuò)展） . 錯(cuò)誤 ! 未指定書簽。變頻器結(jié)構(gòu) 錯(cuò)誤!未指定書簽。變頻器的保護(hù) 錯(cuò)誤! 未指定書簽。3. 施工方案 錯(cuò)誤! 未指定書簽。.變頻器的安放 錯(cuò)誤! 未定義書簽。.變頻器進(jìn)線方式 錯(cuò)誤! 未指定書簽。.暖通設(shè)計(jì)方案 錯(cuò)

2、誤! 未指定書簽。.變頻器內(nèi)部安裝接線及端子排出線圖 錯(cuò)誤! 未指定書簽。變頻器內(nèi)部的電氣接線 錯(cuò)誤! 未指定書簽。. 變頻器進(jìn)機(jī)組DCS1號(hào)（供參考）.錯(cuò)誤！未指定書簽. 變頻器輸入輸出接口說(shuō)明 錯(cuò)誤! 未指定書簽。高壓接口 錯(cuò)誤！未指定書簽。低壓控制接口 錯(cuò)誤！未指定書簽。. 電源要求、接地要求 錯(cuò)誤！ 未指定書簽。電源要求 錯(cuò)誤！未指定書簽。接地要求 變頻控制方案 施工方案計(jì)劃 施工材料表.錯(cuò)誤！未指定書簽 錯(cuò)誤！未指定書簽 錯(cuò)誤！未指定書簽 錯(cuò)誤！未指定書簽1. 概述利用變頻器驅(qū)動(dòng)異步電機(jī)所構(gòu)成的調(diào)速系統(tǒng)，對(duì)于節(jié)能越來(lái)越發(fā)揮著巨大的作用，利用變頻器實(shí)現(xiàn)調(diào)速運(yùn)行，是變頻器應(yīng)用的最重要的一

3、個(gè)領(lǐng)域，尤其是風(fēng)機(jī)、水泵等機(jī)械運(yùn)行的節(jié)能效果最為明顯。由于變頻器可以方便的實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)，因而可以有效地減少電動(dòng)機(jī)啟停時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，改善電源容量裕度。2. 系統(tǒng)改造方案對(duì)于內(nèi)蒙古豐泰發(fā)電有限公司引風(fēng)機(jī)電機(jī)變頻裝置，北京天福力高科技中心根據(jù)招標(biāo)書要求提供西門子羅賓康品牌完美無(wú)諧波系列(Perfect_Harmony)高壓變頻器。該系列變頻采用若干個(gè)低壓PW渡頻功率單元串聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)直接高壓輸出。該變頻器具有對(duì)電網(wǎng)諧波污染極小，輸入功率因數(shù)高，輸出波形質(zhì)量好，不存在諧波引起的電機(jī)附加發(fā)熱、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、噪音、dv/dt 及共模電壓等問(wèn)題的特性，不必加輸出濾波器，就可以使用普通的異步電機(jī)，包括國(guó)產(chǎn)電機(jī)。2

4、.1. 主回路方案如圖一：K1、K2、K3組成旁路刀閘柜；K2與K3互鎖，K2閉合，K3斷開(kāi)，電機(jī)變頻運(yùn)行；K2斷開(kāi)，K3閉合，電機(jī)工頻運(yùn)行。2.2. 變頻器運(yùn)行方案2.2.1. 變頻器正常工況此時(shí)，變頻器滿足運(yùn)行條件，可以變頻運(yùn)行電機(jī)，操作如下：斷開(kāi)旁路柜的旁路刀閘 K3;閉合變頻器進(jìn)線刀閘 K1與曲線刀閘K2;閉合6KV高壓開(kāi)關(guān)；啟動(dòng)變頻器，此時(shí)變頻器輸由050Hz、06000V可調(diào)的電壓，實(shí)現(xiàn)變頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)以達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的。圖一主回路方案圖2.2.2. 變頻器異常工況此時(shí)，變頻器不滿足運(yùn)行條件，為確保系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行，應(yīng)工頻運(yùn)行電機(jī)。操作如下：斷開(kāi)變頻器進(jìn)線刀閘 K1與曲線刀閘K3 （使變

5、頻器退由系統(tǒng)）；閉合旁路柜的旁路刀閘 K2;閉合6KV高壓開(kāi)關(guān)；此時(shí)6KV電網(wǎng)直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)，電機(jī)工頻運(yùn)行。2.2.3. 變頻器基本性能簡(jiǎn)介變頻器為高-高結(jié)構(gòu)，6KV直接輸由，不需輸由升壓變壓器，輸由為單元串聯(lián)移相式 PW昉式，輸由相電壓至少為 13電平，線電壓至少為25電平；系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)，包括輸入干式隔離變壓器，變頻器等所有部件及內(nèi)部連線，用戶只須連接高壓輸入、高壓輸由、低壓控制電源和控 制信號(hào)線即可。整套系統(tǒng)在由廠前進(jìn)行整體測(cè)試。；36脈沖整流 輸入符合并優(yōu)于IEEE5191992及GB/T1451993標(biāo) 準(zhǔn)對(duì)電壓失真和電流失真最嚴(yán)格的要求；在20100%勺負(fù)載變化情況內(nèi)達(dá)到或 超過(guò)的功

6、率因數(shù)（無(wú)需功率因 數(shù)補(bǔ)償裝置）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，可以使用普通異步電機(jī)，電機(jī)不必降額使用。具有軟起動(dòng)功能，沒(méi)有電機(jī)啟動(dòng)沖擊引起的電網(wǎng)電壓下跌，可確保電機(jī)安全、長(zhǎng)期運(yùn)行；變頻裝置輸曲波形不會(huì)引起電機(jī)的諧振，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小于%可避免風(fēng)機(jī)喘振現(xiàn)象。變頻器有共振點(diǎn)頻率跳躍功能；變頻裝置對(duì)輸由電纜長(zhǎng)度無(wú)任何要求，電機(jī)不會(huì)受到共模電壓和dv/dt的影響；變頻器可在輸由不帶電機(jī)的情況下進(jìn)行空載調(diào)試，也可在沒(méi)有6KV高壓情況下用低壓電進(jìn)行空載調(diào)試；控制采用無(wú)速度傳感器矢抗捽制 ：起動(dòng)轉(zhuǎn)矩可達(dá) 150%變頻器對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)有極強(qiáng)的適應(yīng)能力；電壓下降45%仍可降額

7、運(yùn)行；變頻器效率為%控制系統(tǒng)采用全數(shù)字微機(jī)控制，有自診斷功能；電機(jī)參數(shù)自動(dòng)檢測(cè)、控制系統(tǒng)參數(shù)自動(dòng)優(yōu)化；變頻器功率單元和主控系統(tǒng)通訊采用光纖連接，具有很高的通信速率和抗干擾能力，安全性好；帶中心點(diǎn)漂移的功率單元旁路技術(shù)（選件），當(dāng)一個(gè)單元由現(xiàn)故障時(shí)，仍能保證正常輸生能力，不會(huì)影響系統(tǒng)運(yùn)行；控制系統(tǒng)具有在線檢測(cè)變頻器輸入電壓、電流、輸入有功功率、無(wú)功功率、輸入功率因素、累計(jì)用電量、輸由電壓、電流、功率、頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)速等；頻率精度：斫有因素下）；過(guò)載能力為120% 1min,滿足泵類和風(fēng)機(jī)類負(fù)荷要求；調(diào)速范圍：0-100%連續(xù)可調(diào)；力口/減速時(shí)間秒（根據(jù)負(fù)載情況可設(shè)定）；輸由頻率0-120HZ（根據(jù)

8、電機(jī)情況可設(shè)定）；環(huán)境溫度為-15+40?C, 95咐目對(duì)濕度，海拔1000米以下；變頻器抗地震能力為 7級(jí)，振動(dòng)0.5G;臨界速度可跳過(guò)（共3組，可任意設(shè)定）；用戶可調(diào)的數(shù)字表，可顯示速度，電流，電壓，功率，用電度數(shù)等;2.2.4. 變頻器控制接口（可按用戶要求擴(kuò)展）2路420mA< 010V模擬量輸入4路420mA莫擬量率U由或010V用以輸由電機(jī)電壓，電流和頻 率等指示信號(hào)（可程序修改）；5點(diǎn)開(kāi)關(guān)量無(wú)源輸入：自動(dòng)起動(dòng) /停止，手動(dòng)起動(dòng)/停止，緊停，復(fù) 位等；7點(diǎn)開(kāi)關(guān)量無(wú)源輸由：變頻器就緒，運(yùn)行，故障等 （容量220VAC/5A);變頻器帶有MODBUS485訊接口和以太網(wǎng)接口，可以

9、將功率因素、輸由頻率、輸由電壓等參數(shù)通過(guò)通訊接口傳送至PLC或DCS2.2.5. 變頻器結(jié)構(gòu)變頻器的功率單元為模塊化設(shè)計(jì)， 可以從機(jī)架上抽由，移動(dòng)和更換, 所有單元可以互換， 更換單元不須專用工具， 更換一個(gè)單元的時(shí)間 一般小于10分鐘；逆變器側(cè)采用高開(kāi)關(guān)頻率的IGBT器件，保證良好的輸曲波形；輸入側(cè)的隔離變壓器能保護(hù)電機(jī)不受共模電壓的影響；整個(gè)變頻系統(tǒng)采用空冷；變頻系統(tǒng)正面開(kāi)門，可靠墻布置；2.2.6. 變頻器的保護(hù)變頻裝置有過(guò)電壓，過(guò)電流，欠電壓，缺相，變頻器過(guò)載，變頻器過(guò)熱，電機(jī)過(guò)載，輸由接地，輸由短路等保護(hù)功能；變頻裝置有隔離變壓器的各種保護(hù)；變頻器帶轉(zhuǎn)速跟蹤再起動(dòng)功能；3. 施工方案

10、3.1. 變頻器的安放由于風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)空間開(kāi)擴(kuò)，環(huán)境相對(duì)較好，為了減少投資，經(jīng)過(guò) 現(xiàn)場(chǎng)勘察，在不妨礙風(fēng)機(jī)電機(jī)的檢修空間的情況下，將變頻器安放在 風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)的風(fēng)機(jī)旁邊為最佳方案，無(wú)需單獨(dú)建設(shè)變頻器室，變頻器擺 放的位置參見(jiàn)圖二。變頻器可以放置在預(yù)先做好的基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)應(yīng)預(yù)留電纜溝（參 見(jiàn)圖三）或預(yù)埋電纜管，柜體基礎(chǔ)應(yīng)平整，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)可以選用100 X 48 X規(guī)格（腰高100mm寬48mm厚5.3mm）的槽鋼焊接成一個(gè) 整體（柜體基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖四），將基礎(chǔ)型鋼預(yù)埋在基礎(chǔ)里，其頂部平 面可與地坪面相平或稍高一點(diǎn)，基礎(chǔ)型鋼應(yīng)可靠接地，柜體應(yīng)安裝或 點(diǎn)焊接在基礎(chǔ)型鋼上，保證基礎(chǔ)鋼和變頻器柜體可靠連接。圖二變頻器在

11、風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)的安放位置示意圖變頻器結(jié)構(gòu)參數(shù)：1）、1800KW變頻器柜體尺寸為4877 X 1219X 2915 （寬*深*高，mrm ,參見(jiàn)圖一（單位：英 寸/毫米）；2）、1800K頻頻器柜體總重量約為5500kg;a前視圖b頂視圖圖三1800KW變頻器外形圖圖四1800KW變頻器基礎(chǔ)示意圖3.5.變頻器進(jìn)機(jī)組DCS言號(hào)（供參考）由于羅賓康高壓變頻器的動(dòng)力和控制電纜的開(kāi)口都在變壓器柜的前頂部或底部， 因此變頻器 可靠墻安裝以節(jié)省空間，如果電纜從底部進(jìn)入，則應(yīng)在座基下預(yù)留電纜溝。圖五是一種可行的安 裝實(shí)例。也可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在變頻器柜底部預(yù)埋電纜保護(hù)管，施工完成后，將地面回復(fù)原貌， 可以大大

12、節(jié)省工作量，加快施工進(jìn)度。圖五電纜從底部進(jìn)入時(shí)的安裝實(shí)例3.3. 暖通設(shè)計(jì)方案為了解決變頻器通風(fēng)散熱，一般情況下建議變頻器加裝通風(fēng)散熱風(fēng)道或加裝空調(diào)，但在豐泰1#、2#機(jī)組風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)，空間開(kāi)擴(kuò)，通風(fēng)情況較好，可以不用加裝空調(diào)。如果在夏天室內(nèi)溫度過(guò)高，可以加裝通風(fēng)散熱風(fēng)道。變頻器變壓器柜和功率單元柜頂上各有 風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)運(yùn)輸過(guò)程中和變頻器柜是分開(kāi)運(yùn)輸?shù)?，變頻器安裝就位以后再把風(fēng)機(jī)裝上即可。 如果要在風(fēng)機(jī)上加裝風(fēng)機(jī)罩將變頻器風(fēng)機(jī)抽出的熱風(fēng)排到室外去，對(duì)該風(fēng)機(jī)罩的設(shè)計(jì)要求如下：要求不因風(fēng)機(jī)加裝風(fēng)機(jī)罩而使風(fēng)機(jī)通風(fēng)量減少；變壓器柜頂風(fēng)機(jī)和功率單元柜頂風(fēng)機(jī)必須分別加裝風(fēng)罩，不能合二為一；風(fēng)機(jī)罩在扣到風(fēng)機(jī)上以

13、后，風(fēng)機(jī)罩四周與風(fēng)機(jī)四周的距離都不得小于3公分；如果高壓進(jìn)線和控制電源進(jìn)線從柜頂進(jìn)入，則風(fēng)機(jī)罩不能將這些線覆蓋；風(fēng)道出口應(yīng)向下傾斜（防雨）；風(fēng)道出口應(yīng)加鐵絲網(wǎng)（防鼠）。3.4. 變頻器內(nèi)部安裝接線及端子排出線圖3.4.1. 變頻器內(nèi)部的電氣接線1、高壓輸入、輸出接線參見(jiàn)圖六；2、低壓部分端子排出線參見(jiàn)圖七；圖六變頻器系統(tǒng)示意圖 圖七端子排出線圖 注：圖七接口數(shù)目及定義僅供相關(guān)設(shè)計(jì)參考，實(shí)際接口及接線以正式圖紙為準(zhǔn)。TB2端子變頻器類型機(jī)組DCS功能說(shuō)明3-4REMOTESTART：DIDO遠(yuǎn)方起動(dòng)用戶提供干干點(diǎn)（常開(kāi)），容量24Vdc/1A;端子4為變頻器提供的電源線。5-6REMOTESTO

14、P：DIDO遠(yuǎn)方停止用戶提供干干點(diǎn)（常閉），容量24Vdc/1A;端子6為變頻器提供的電源線。7-8REMOTERESET：DIDO遠(yuǎn)方復(fù)位用戶提供干干點(diǎn)（常開(kāi)），容量24Vdc/1A;端子8為變頻器提供的電源線。9-10REMOTEE_STOP：DIDO現(xiàn)場(chǎng)急停用戶提供干干點(diǎn)（常開(kāi)），容量24Vdc/1A;端子10為變頻器提供的電源線。33-34AUTO/HANDDIDO遠(yuǎn)方自 動(dòng)/手 動(dòng)用戶提供干干點(diǎn)（常開(kāi)），容量24Vdc/1A;端子34為變頻器提供的電源線。11-12VFDFAULTDODI變頻器故障變頻器提供干節(jié)點(diǎn)輸出（常開(kāi)）；容量 220Vac/5A。13-14VFDALARMDO

15、DI變頻器報(bào)警變頻器提供干節(jié)點(diǎn)輸出（常開(kāi)）；容量 220Vac/5A。15-16VFDREADYDODI變頻器就緒變頻器提供干節(jié)點(diǎn)輸出（常開(kāi)）；容量 220Vac/5A。17-18SPAREDODI備用變頻器提供干節(jié)點(diǎn)輸出（常開(kāi)）；容量 220Vac/5A。19-20VFDRUNNINGDODI變頻器運(yùn)行變頻器提供干節(jié)點(diǎn)輸出（常開(kāi)）；容量 220Vac/5A。21-22VFDSTOPDODI變頻器停止變頻器提供干節(jié)點(diǎn)輸出（常開(kāi)）；容量 220Vac/5A。23-24SPAREDIDI備用變頻器提供干節(jié)點(diǎn)輸出（常開(kāi)）；容量 220Vac/5A。25-26SPAREDIDI備用變頻器提供干節(jié)點(diǎn)輸出

16、（常開(kāi)）；容量 220Vac/5A。44-45-46TRIPINPUTMVDODI跳用戶 局壓開(kāi)關(guān)變頻器提供干中點(diǎn)輸出（1常開(kāi)/1常閉）；容量 220Vde/5A。TB2ELV 子巧功能說(shuō)明53-54-554-20mAMOTORPOWERAOAI電機(jī)輸出功率用戶米用屏蔽雙絞線，其中端子 55為屏敝接地點(diǎn)56-57-584-20mAMOTORVOLTAGEAOAI電機(jī)轉(zhuǎn)速用戶米用屏蔽雙絞線，其中端子 58為屏敝接地點(diǎn)59-60-614-20mAMOTORSPEEDAOAI電機(jī) 轉(zhuǎn)速用戶米用屏蔽雙絞線，其中端子 61為 屏敝接地點(diǎn)62-63-644-20mASPAREAOAI備用用戶米用屏蔽雙絞線

17、，其中端子 64為 屏敝接地點(diǎn)65-66-674-20mAROMOTESPEEDAIAO電機(jī)轉(zhuǎn)速給定用戶米用屏蔽雙絞線，其中端子 67為屏敝接地點(diǎn)DEMAND68-69-70SPAREINPUTAIAO備用用戶米用屏蔽雙絞線，其中端子 70為屏敝接地點(diǎn)注：接口可擴(kuò)展；僅供設(shè)計(jì)用，實(shí)際接線位置以正式圖紙為準(zhǔn)3.6. 變頻器輸入輸由接口說(shuō)明以下內(nèi)容請(qǐng)對(duì)照?qǐng)D六、圖七。3.6.1. 高壓接口高壓三相輸入 L1、L2、L3接用戶輸入三相交流電源6kV, 50Hz;高壓三相輸由 T1、T2、T3接用戶三相 6KV異步電動(dòng)機(jī)；3.6.2. 低壓控制接口2路420mA莫擬量輸入信號(hào)，1路可用于PLC或DCS轉(zhuǎn)

18、速給定，1 路備用或用于遠(yuǎn)端手動(dòng)速度給定。4路420mA莫擬量輸由信號(hào)，用于輸由電機(jī)電流和轉(zhuǎn)速等指示信號(hào) （可編程配置）。8點(diǎn)開(kāi)關(guān)量無(wú)源輸入（使用 VFD內(nèi)部電源220VAC用戶不需要外加電 源），用于起/停、遠(yuǎn)方/就地控制。接點(diǎn)功能可以編程重新定義。8點(diǎn)開(kāi)關(guān)量無(wú)源輸由（干接點(diǎn)，容量為220VAC/5A）,用于狀態(tài)/故障指示。接點(diǎn)功能可以編程重新定義。變頻器具有跳6KV高壓干接點(diǎn)輸由（1常開(kāi)/1常閉，容量為220VDC/5Q ,用于高壓開(kāi)關(guān)柜連鎖。配置MODBU通信接口和以太網(wǎng)接口。3.7. 電源要求、接地要求3.7.1. 電源要求高壓輸入電源：6 10%KV三相，50 10%Hz低壓控制電源：380 10%V三相，50 10%Hz , 20A, 2路；3.7.2. 接地要求變頻器的總接地點(diǎn)應(yīng)與接地網(wǎng)可靠相接，接地線徑至少為#1AWG(mm2), 接地電阻小于4歐姆。輸入輸由電纜的屏蔽層(或鎧裝層)接變頻器的總接地點(diǎn)。3.8. 變頻控制方案#2爐A、B引風(fēng)機(jī)電機(jī)全變頻運(yùn)行方式為：兩臺(tái)高壓變頻器帶兩臺(tái) 引風(fēng)機(jī)運(yùn)行，全變頻運(yùn)行方式下兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)擋板全開(kāi)，每臺(tái)引風(fēng)機(jī)的運(yùn) 行轉(zhuǎn)速分別由DCS發(fā)生控制指令，通過(guò)高壓變頻器逆變輸由，控