高壓變頻器教案

1、4.9對高壓變頻的要求海水淡化高壓泵電動機200kW,供電電源為6kV。海水淡化高壓泵要求設(shè)置一對一變頻控制柜，即每臺電動機配置一套變頻器。高壓泵電動機需要為專用變頻電動機。賣方需提供接線系統(tǒng)圖。變頻器設(shè)備選用合資及以上產(chǎn)品。4.9.1 高壓變頻一次原理圖及運行控制方式變頻器采用自動一拖一方式。一次原理圖如下：一次回路圖說明：QS1、QS2為刀閘隔離開關(guān)。KM1、KM2、KM3為固定式真空接觸器。PT為電壓互感器。QS1、QS2與KM1、KM2聯(lián)鎖，即QS1、QS2斷開時，KM1、KM2合不上。KM3和KM2互鎖，KM3和KM1不互鎖。KM3和KM2不能同時閉合。自動變頻切換工頻過程：電機變頻

2、運行時，變頻器接收到變頻切工頻”的信號后，斷KM1、KM2,然后合KM3,電機工頻運行。自動工頻切換變頻過程：電機工頻運行時，變頻器接收到工頻切變頻”的信號后，合KM1,再斷KM3,最后合KM2,電機變頻運行。檢修變頻器時斷隔離刀閘QS1、QS2。賣方變頻裝置以及其配套的電氣/電子設(shè)備須滿足在室內(nèi)環(huán)境溫度-5C40c條件下無空調(diào)長期安全可靠運行，且運行參數(shù)保持額定值。且要充分考慮防塵、防雨、散熱等措施。4.9.2 高壓變頻器基本技術(shù)要求高壓變頻器及附屬設(shè)備的壽命不低于20年；具元器件或部件等易損壞，賣方保證使用壽命不低于100000小時。,并能在第2節(jié)各條指明的環(huán)境下長期安全運行。>96

3、%滿足，以確保整套系統(tǒng)的可靠性。,減少變頻器內(nèi)元件數(shù)量，應(yīng)采用高壓大功率的功率半導(dǎo)體元器件，并且功率元器件采用不用不并的單管結(jié)構(gòu)。賣方應(yīng)提供最新型號的變頻裝置，并詳細(xì)說明結(jié)構(gòu)（包括元器件型號、隔離變結(jié)構(gòu)及絕緣）以及主要元器件的供應(yīng)商、產(chǎn)地。,變頻系統(tǒng)在不加任何功率因素補償?shù)那闆r下輸入側(cè)功率因素必須大于0.95。,變頻裝置必須保護電機不受共模電壓及dV/dt應(yīng)力的影響。,增加系統(tǒng)的高可靠性，變頻器內(nèi)部一次回路必須為無熔斷器設(shè)計；直流回路必須采用無需定期更換的長使用壽命的電容器。5191992及中國供電部門對電壓失真最嚴(yán)格的要求，高于國標(biāo)GB14549-93對諧波失真的要求。變頻裝置對電網(wǎng)反饋的諧

4、波要求也必須符合IEEE5191992及中國供電部門對電壓失真最嚴(yán)格的要求，高于國標(biāo)GB14549-93對諧波失真的要求。6kV電源的瞬間閃變應(yīng)不會導(dǎo)致變頻裝置的停機，凝泵應(yīng)能承受1秒鐘瞬時斷電不停機。賣方變頻器具有掉電3秒不停機的功能、掉電20秒內(nèi)來電自啟動功能和轉(zhuǎn)速跟蹤功能變頻裝置輸出波形不會引起電機的諧振，轉(zhuǎn)矩脈動小于0.01%,變頻器可自動跳過共振點。,變頻裝置整個系統(tǒng)的效率（包括輸入隔離變壓器等）必須達(dá)到96%以上。,所測得的變頻裝置噪聲不得超過65分貝（關(guān)閉冷卻風(fēng)機的情況下）。,此時變頻器不應(yīng)受損壞。,在-10%+10%電網(wǎng)電壓波動時必須滿載輸出；可以承受35%的電網(wǎng)電壓下降而降額

5、繼續(xù)運行。且變頻器在輸出側(cè)6kV母線單相接地時變頻器須維持運行，采用IGBT作為主開關(guān)元件的PWM逆變器。變頻器采用無速度傳感器的矢量控制。，并可對其進行遠(yuǎn)程/本地控制的切換。，在整個頻率調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，被控電動機均能保持正常運行。在最低輸出頻率時，應(yīng)能持續(xù)地輸出額定電流。在最高輸出頻率時，應(yīng)能輸出額定電流或額定功率。，穩(wěn)定數(shù)值應(yīng)符合國際標(biāo)準(zhǔn)。，并能聯(lián)跳輸入側(cè)6kV開關(guān)。保護的性能應(yīng)符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。變頻裝置系統(tǒng)的控制方式必須符合6kV開關(guān)控制系統(tǒng)及機組DCS系統(tǒng)的要求。變頻器風(fēng)扇電源斷電時采用斷路器保護，當(dāng)發(fā)生短路，斷路器立刻跳閘，也可增設(shè)過載保護。欠壓保護設(shè)定的原則:針對生產(chǎn)企業(yè)負(fù)荷波動

6、大的這種工況，變頻器要進行特殊設(shè)計，大幅度提高其抗電網(wǎng)波動的能力，做到電壓波動在±10%以內(nèi)時，變頻器可以維持滿額輸出；電網(wǎng)電壓降落在-10%-35%以內(nèi)時，變頻器都短時降額運行，不進行欠壓保護，等電網(wǎng)電壓恢復(fù)正常后，20秒內(nèi)變頻器自動恢復(fù)到原來的工作狀態(tài)，大大減少電壓跌落造成的停機現(xiàn)象。在有些情況下，關(guān)鍵輔機設(shè)備有進行供電母線切換的需要，在母線切換過程中，被切換的輔機設(shè)備往往產(chǎn)生短暫的主電源完全失電現(xiàn)象。大部分變頻器在發(fā)生主電源失電時只能停機，個別變頻器雖然不會立即停機，但也只能堅持5個周波（僅20ms），實際上許多母線切換過程并不能在20ms的時間內(nèi)完成。，具體顯示數(shù)據(jù)可在界面上

7、進行設(shè)定。變頻器與現(xiàn)場外圍控制接口變頻器需要提供的開關(guān)量輸出6路：(1) 變頻器待機狀態(tài)指示：表示變頻器已待命，具備啟動條件。(2) 變頻器運行狀態(tài)指示：表示變頻器正在運行。(3) 變頻器控制狀態(tài)指示：節(jié)點閉合表示變頻器控制權(quán)為現(xiàn)場遠(yuǎn)程控制；節(jié)點斷開表示變頻器控制權(quán)為本地變頻器控制。(4) 變頻器輕故障指示：表示變頻器產(chǎn)生報警信號。(5) 變頻器重故障指示：表示變頻器發(fā)生重故障，立即關(guān)斷輸出切斷高壓。(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。除特別注明外，接點容量均為AC220V、3A/DC24V，1A。2) 變頻器需要提供的模擬

8、量2路：(1) 變頻器輸出轉(zhuǎn)速(2) 變頻器電機電流變頻器提供2路420mADC的電流源輸出(變頻器供電),帶負(fù)載能力均為250Qo3) 需要提供給變頻器的模擬量1路：變頻器轉(zhuǎn)速給定值現(xiàn)場提供1路420mADC二線制電流源輸出，帶載能力必須大于250Q,420mADC對應(yīng)轉(zhuǎn)速低高限，須呈線性關(guān)系。4) 需要提供給變頻器的開關(guān)量有2路：(1) 啟動指令：干接點，3秒脈沖閉合時有效，變頻器開始運行。(2) 停機指令：干接點，3秒脈沖閉合時有效，變頻器正常停機。變頻器與其他電氣設(shè)備接口1) 變頻器給高壓開關(guān)柜的有2路：(1)高壓緊急分?jǐn)啵鹤冾l器出現(xiàn)重故障時，自動分?jǐn)喔邏洪_關(guān)，閉點有效。(2)高壓合閘

9、允許：變頻器自檢通過或系統(tǒng)處于工頻狀態(tài)，具備上高壓條件，閉點有效。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。除特別注明外，接點容量均為DC220V，3A。2) 高壓開關(guān)柜給變頻器的狀態(tài)信號1路：高壓開關(guān)分閘信號：高壓開關(guān)處于分?jǐn)鄷r，輔助節(jié)點閉合；1個。，開關(guān)量輸出的內(nèi)部接點全部為無源接點；模擬量信號全部為420mA轉(zhuǎn)速跟蹤。，兩種控制功能應(yīng)具有轉(zhuǎn)換開關(guān)或轉(zhuǎn)換鍵。本柜操作盤應(yīng)能進行各種控制操作和參數(shù)設(shè)置。顯示面板應(yīng)具有電流、電壓、頻率、功率、開、停、故障顯示及故障追憶等功能。，能根據(jù)負(fù)荷的變化及時有效地實現(xiàn)調(diào)節(jié)，在負(fù)荷從100%調(diào)節(jié)到40%的響應(yīng)時問宜小于1min(現(xiàn)場1s3600s

10、可調(diào))。當(dāng)沒有轉(zhuǎn)速反饋時，變頻器速度調(diào)節(jié)精度應(yīng)為額定轉(zhuǎn)速的±0.1%。頻率分辯率0.01Hz。，1分鐘。，雙方在設(shè)計聯(lián)絡(luò)會商定。，應(yīng)進行滿負(fù)載3小時的連續(xù)運行試驗，并提供試驗報告。，應(yīng)能使變頻器退出運行，并切換到原來的調(diào)節(jié)狀態(tài)。，變頻器設(shè)備均能承受并保持結(jié)構(gòu)上的完整性。，其內(nèi)容應(yīng)包括名稱、型號、技術(shù)數(shù)據(jù)，效率、制造廠、出廠編號、出廠年月等。，原理圖），并在圖中詳細(xì)表示其與DCS的接口IO點（包才SIO點名,IO名稱,IO形式,報警和保護動作值）.；買方負(fù)責(zé)提供變頻器與DCS接口的連接。14549及IEEE519標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。變頻器應(yīng)考慮將對電網(wǎng)諧波影響減至最小的措施，并在賣書中說明。變

11、頻器應(yīng)對本體控制系統(tǒng)和就地控制柜無諧波影響。變頻器應(yīng)配置電能質(zhì)量表計，以連續(xù)監(jiān)測和顯示輸入和輸出電能質(zhì)量。賣方應(yīng)在賣書中提供諧波分析報告，包括電壓和電流諧波的計算。，而不造成電動機絕緣提高、降容和壽命縮短。4.9.3高壓變頻器設(shè)備技術(shù)要求 額定電壓 額定頻率 額定電流 相數(shù) 額定 4s 熱穩(wěn)定電流 額定動穩(wěn)定電流 額定絕緣水平：a. 1 min 工頻耐受電壓（有效值）34kVb. 雷電沖擊耐受電壓（峰值） 操作結(jié)構(gòu)7.2V50Hz400A3相25kA50kA對地和相間：30kV；斷口間：60kV 操作型式：就地操作，操作回路與上級高壓開關(guān)電氣聯(lián)鎖。 應(yīng)提供可靠的關(guān)合位置指示器，有開合位置信號送

12、至遠(yuǎn)動位置。輸入隔離變壓器性能參數(shù)及技術(shù)要求隔離變壓器容量應(yīng)能適應(yīng)變頻器和電動機的滿容量連續(xù)運行，且溫升不超過IEC規(guī)定的溫升限值要求。隔離變壓器應(yīng)采用整流型變壓器，應(yīng)能承受過電壓和變頻器產(chǎn)生的共模電壓以及諧波的影響，并滿足換流裝置連接的要求。隔離變壓器應(yīng)為干式變壓器，配套金屬防護外殼，并具有就地和遠(yuǎn)方超溫報警和相應(yīng)的控制功能。隔離變壓器技術(shù)參數(shù)(1) 一次側(cè)額定電壓：6.32X5%kV(2) 一次側(cè)額定頻率：50±0%Hz(3)二次側(cè)額定電壓：710kV(4)阻抗電壓：7-9%(5)絕緣等級：H級(按F級絕緣考核溫升)(6)接線組別：D,延邊絕緣水平(1)高壓繞組a.最高電壓7.2

13、kVb.額定雷電沖擊耐壓(峰值)60kVc.額定短時工頻耐壓(有效值)25kV(2)低壓繞組a.額定雷電沖擊耐壓(峰值)60kVb.額定短時工頻耐壓(有效值)20kV隔離變壓器應(yīng)選擇適當(dāng)阻抗，以限制故障電流，保證換流裝置的安全，并限制換流裝置向6kV系統(tǒng)提供諧波電流滿足IEEE的要求。應(yīng)提供進線變壓器過負(fù)載能力變壓器允許過負(fù)荷能力應(yīng)符合IEC干式變壓器過負(fù)荷導(dǎo)則及相應(yīng)國標(biāo)要求。變壓器在1.4倍過電壓下允許運行時間為5分鐘；過載能力為120%,1小時。變壓器承受短路電流的能力變壓器在各分接頭位置時，應(yīng)能承受線端突發(fā)短路的動、熱穩(wěn)定而不產(chǎn)生任何損傷、變形及緊固件松動。噪音水平在離外殼1m,高度為1

14、.5m處測量，噪音水平不大于70dB（A）溫升限值（正常運行時變壓器的溫升不大于90K）部位絕緣系統(tǒng)溫度（C）最高溫升（K）線圈180125鐵心、金屬部件和其相鄰的材料在任何情況卜不會出現(xiàn)使鐵芯本身、其它部件和與其相鄰的材料受到損害的溫度進線變壓器安裝在戶內(nèi)，并與高壓變頻裝置布置在一起，也可單獨布置。賣方負(fù)責(zé)進線變壓器同高壓變頻裝置之間的連接。變壓器進線接線端子應(yīng)足夠大，以便與進線電纜連接。變壓器柜內(nèi)高壓引線導(dǎo)體應(yīng)能滿足發(fā)熱的允許值。（65）采用進口電解電容器。,運行中可選擇觀察輸出電流、電壓、頻率、轉(zhuǎn)速等參數(shù)。,變頻器精度應(yīng)滿足模擬量輸入，輸出信號W.25%I/O類型1）模擬量輸入：4-20

15、MA（接地或不接地），最大輸入阻抗為256Q。2）模擬量輸出：420MA,具有驅(qū)動回路阻抗大于600。負(fù)載能力。3）開關(guān)量輸入：開關(guān)量輸入回路在硬件上采取光電隔離措施，在軟件上采取消除接點抖動措施.并作好接地，屏蔽等抗干擾措施。4）開關(guān)量輸出：開關(guān)量輸出模件應(yīng)具有電隔離輸出，隔離電壓250V直接啟動任何中間繼電器,賣方應(yīng)提供對傳感器，輸入輸出信號的屏蔽要求和建議，以滿足系統(tǒng)設(shè)計的要求。,射頻干擾及振動的環(huán)境中連續(xù)運行.且不降低系統(tǒng)的性能.距電子柜1.2m處以外發(fā)出的工作頻率470Hz、功率輸出達(dá)5W的電磁干擾和射頻干擾,應(yīng)不影響系統(tǒng)正常工作。賣方提供的電氣柜內(nèi)的接線端子應(yīng)提供15%的余量。,參

16、數(shù)設(shè)定等功能。，并反饋變頻裝置的主要狀態(tài)信號和故障報警信號。；(2)濾網(wǎng)2套；(3)快熔5個。4.9.4 機柜和接線要求，必要時應(yīng)加裝防護設(shè)施)。,以提高抗射頻干擾(RFI)的能力。機柜設(shè)計應(yīng)滿足電纜由柜底引入的要求。,應(yīng)提供通風(fēng)設(shè)施。,端子排應(yīng)有15%的余量。,電纜夾頭,電纜走線槽及接線槽應(yīng)為阻燃型材料。,使買方能方便地接線,匯線和布線。，電纜屏蔽接地端子(柜門與柜體有接地連接。,銅母線的最小截面為160mm2.接地母線與外殼絕緣，外殼應(yīng)有接地螺栓，屏內(nèi)元件須可靠接地。，應(yīng)考慮散熱要求及與相鄰元件之間的間隔距離，并應(yīng)充分考慮電纜的引接方便。,以提高通訊速率和抗干擾能力變頻器柜內(nèi)強信號電和弱電

17、信號應(yīng)分開布置,以避免干擾。,平均無故障時間應(yīng)注頻裝置本身。否則應(yīng)考慮冗余配置，并自動切換。報警信號應(yīng)能遠(yuǎn)傳到控制室。每一套冷卻裝置應(yīng)拆裝方便，應(yīng)滿足變頻裝置的安全可靠地運行。4.9.5 性能保證變頻器平均無故障時間不少于2萬小時變頻器可用率99%.變頻器設(shè)備整體壽命不小于20年外殼防護等級為IP31（必要時應(yīng)加裝防護設(shè)施）.在20-100%的調(diào)速范圍內(nèi)，變頻系統(tǒng)在不加任何功率因素補償?shù)那闆r下輸入側(cè)功率因素必須大于0.95.4.9.6 變頻器的質(zhì)量保證變頻器的主要零部件，如功率單元、控制系統(tǒng)、變壓器、旁路柜等均應(yīng)按圖紙及技術(shù)文件要求進行功能檢查和試驗，以保證變頻器設(shè)備滿足基本的性能要求。賣方應(yīng)

18、提供有關(guān)質(zhì)量保證的各項文件。這些文件至少包括：（ 1） 原產(chǎn)地證書；（ 2） 第8條規(guī)定的各項試驗結(jié)果；（ 3） ISO9000質(zhì)量認(rèn)證書。變頻器從第一次啟動運行開始，在一年內(nèi)，因制造質(zhì)量問題而發(fā)生損壞，或不能進行正常工作時，賣方應(yīng)免費為買方修理或更換零部件。4.9.7 變頻器試驗，并提出試驗報告.試驗前，應(yīng)將試驗內(nèi)容、試驗方法和試驗儀器設(shè)備通告買方；必要時；買方可派員參加。（ 1） 各部件的功能性試驗；（ 2） 各部件的安全性試驗；（ 3） 變頻器各種故障保護試驗；（ 4） 變頻器各種故障診斷、顯示和報警試驗；（ 5） 變頻器與旁路運行切換試驗；（ 6） 柜門連鎖試驗；（ 7） 功率單元柜風(fēng)

19、機故障試驗；（ 8） 變頻器過載試驗；（ 9） 變頻器3小時滿負(fù)載連續(xù)試驗；（ 10） 行頻率調(diào)整試驗。,由買方組織進行試驗，賣方派員參加并指導(dǎo)。(1)變頻器帶電機時，變頻起停試驗；(2)變頻器帶電機時，變頻器與旁路運行切換試驗；(3)變頻器帶電機時，72小時滿負(fù)載連續(xù)運行試驗;(4)變頻器帶電機時，變頻器與DCS聯(lián)動試驗；(5)買賣雙方協(xié)商的其他試驗。變頻器主要技術(shù)經(jīng)濟數(shù)據(jù)輸入頻率額定輸入電壓功率因數(shù)輸出頻率范圍過載能力輔助電源模擬量輸入模擬量輸出開關(guān)量信號冷卻方式環(huán)境濕度變頻裝置效率防護等級50i5%Hz6土0%kV>0.950120Hz120%1min150%3秒200%立即保護3

20、80V±10%AC50土Hz(三相四線)010V420mA任意設(shè)定010V420mA可選繼電器干接點信號空氣冷卻或強制空氣冷卻<55%,無凝結(jié)額定負(fù)載下>96%IP31進線變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)進線變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)規(guī)范單位參數(shù)備注1使用標(biāo)準(zhǔn)2型式、型號干式3變壓器供貨商及產(chǎn)地規(guī)范單位參數(shù)備注4安裝地點室內(nèi)（柜內(nèi)）5系統(tǒng)取同電壓kV6額定容量kVA7額定電壓kV8額定電流A9額定枷率Hz10相數(shù)3相11接線組別12繞組數(shù)13總損耗其中：空載損耗偏差按國標(biāo)出損耗偏差按國標(biāo)14阻抗電壓允許偏差15調(diào)壓方式調(diào)壓范圍16絕緣等級17中性點接地方式18冷卻方式冷卻風(fēng)機安裝在變壓器外殼內(nèi)還是外1

21、9高壓側(cè)絕緣水平設(shè)備最高電壓（肩效值）kV額定短時工頻耐受電壓（肩效值）kV額定需電沖擊電壓（全波峰值）kV20設(shè)備最高電壓（肩效值）kV21泄漏比距差.5cm/kV22局部放電（1.5倍最高相小于10pC規(guī)范單位參數(shù)備注電壓卜，）23過激磁能力（額定電壓、額定頻率卜）空載，1.1/1.2/1.3倍過電壓卜，允許運行時間連續(xù)/滿載，1.05/1.1/1.4倍過電壓卜，允許運行時間連續(xù)/24過載能力25噪音水平26變壓器可靠性指標(biāo)（平均無故障工作時間）h27變壓器外形尺寸28變壓器重量29變壓器繞組材料30變壓器鐵心材料及供貨商31變壓器絕緣材料32變壓器外殼表面防腐處理方式33變壓器防護等級3

22、4變壓器進線方式35變壓器盤前維護還是盤后維護序號規(guī)范單位參數(shù)備注1使用標(biāo)準(zhǔn)2型式及型號3供貨商及產(chǎn)地4安裝地點室內(nèi)5技術(shù)方案序號規(guī)范單位參數(shù)備注6對電動機要求7變頻器輸入側(cè)有無熔斷器8額定輸入電壓/允許父化范圍kV9系統(tǒng)輸入電壓kV10系統(tǒng)輸出電壓kV11系統(tǒng)輸出電流A12逆發(fā)側(cè)最局輸出電壓kV13額定容量kVA14額定輸入頻率/允許變化范圍15對電網(wǎng)電壓波動的敏感性16變頻器效率17諧波18可靠性指標(biāo)（平均無故障工作時間）H19輸入側(cè)功率因數(shù)20控制E21控制電源22UPS型式、參數(shù)及容量23變換器型式及元件24逆變器型式及元件25傳動象限26電隔離部分是含采用光纖電纜27噪聲等級28冷卻方式29冷卻系統(tǒng)故障對變頻器的影響序號規(guī)范單位參數(shù)備注30過載能力31變壓器損耗（按/、同標(biāo)號分別填寫）kW32系統(tǒng)總損耗（按/、同標(biāo)號分別填寫）kW33標(biāo)準(zhǔn)控制連接34模擬量信號