風機變頻器和機艙柜技術規(guī)范

變頻器/機艙柜技術規(guī)范批準:審核:編制:XXXX年XX月XX日項目標題 頁碼TOC\o"1-5"\h\z100綜述 3101說明 4102 一般要求 5元件的要求 5環(huán)境條件 5\o"CurrentDocument"103機械性能 6尺寸 6結(jié)構(gòu) 8冷卻系統(tǒng) 8防護等級 12\o"CurrentDocument"104變頻器：電氣特性 13概述 13特征電氣參數(shù) 13供貨范圍 14供電/TN系統(tǒng) 14供電質(zhì)量/要求 14安全特征 14操作 15PLC接口 15效率 17傳感器 17可選項 18軟件 18\o"CurrentDocument"105機艙：電氣特性 19文件 20標簽 21107檢查 25變頻器樣機試驗 25變頻器系列試驗 25變頻器/發(fā)電機系統(tǒng)樣機試驗 25\o"CurrentDocument"108參考標準 28本文規(guī)定了對額定功率為1500kW的PWE1570和PWE1577風機變頻器/機艙柜的要求。除非部件供貨合同另有規(guī)定，否則要無保留地適用此處的規(guī)定。如果本規(guī)格書的個別條款與合同不同，其它的內(nèi)容不受影響并且要無保留地繼續(xù)適用。執(zhí)行任何工作時必須采用有效版本的標準，規(guī)定和規(guī)范以及目前工藝水平。如果關于一個事項采用一個以上的標準，規(guī)定和規(guī)范，要遵照最嚴格的要求完成工作。本規(guī)格書必須由承包方審核。如果執(zhí)行的規(guī)范不充分或者不正確，承包方要書面通知用戶。這也適用于規(guī)格書和標準，規(guī)定和規(guī)范之間相互矛盾并且影響承包方工作的情況。如果承包方希望對部件進行本規(guī)格書要求以外的任何工作，必須事先獲得用戶的書面批準。如果承包方要求做任何改變，他必須在執(zhí)行前書面向用戶申請。申請表格（偏差報告）可以從用戶處獲得。由用戶全權負責評定此類請求并且要書面通知承包方（信函，傳真或者PDF文件）。如果承包方不是自己完成工作，他必須書面通知用戶他希望由哪家公司完成工作。這些資料必須給出工作類型和工作范圍，計劃日期和分包商地址等詳細的內(nèi)容。如果要更改部件，部件的部分，材料或者設計，必須在第一批裝運前將完整的文件發(fā)給用戶批準。只有當收到用戶的書面批準后才可以使用這些部件。如果是幾何圖表的情況，批準的圖紙要比尺寸描述優(yōu)先執(zhí)行。PWE1570和PWE1577風機的變頻器和機艙柜內(nèi)置于機艙內(nèi)的控制柜中。因此本文分為三部分，總體機械尺寸、變頻器部分的電氣特性和機艙柜部分的電氣特性。采用雙饋感應發(fā)電機(DFIG)的變頻器系統(tǒng)能連續(xù)發(fā)電，與轉(zhuǎn)子速度無關?？刂齐娮友b置可確保雙饋感應發(fā)電機根據(jù)風機的情況進行優(yōu)化調(diào)整。由于具備調(diào)速能力，該系統(tǒng)的主要的優(yōu)點是輸出功率均衡。也可以在恒定的轉(zhuǎn)矩或功率下工作。突變轉(zhuǎn)矩和作用在機械部件上的合力被有效地減到最小，因此使用壽命更長。其產(chǎn)生無功功率的特性可以實現(xiàn)無功功率控制和電壓控制。根據(jù)工作點的情況，70%?100%的電能通過發(fā)電機直接供給電網(wǎng)，剩余電能通過變頻器供給電網(wǎng)。優(yōu)點：顫動小效率高電能產(chǎn)量高，尤其是在部分荷載范圍內(nèi)無功功率控制和有功電壓控制浪涌電流低電源系統(tǒng)的現(xiàn)用監(jiān)控PLC確保安全、自動運行，控制所有輔助驅(qū)動器并且監(jiān)控風機運行。還能進行遠程維護和故障診斷。元件的要求所有系統(tǒng)元件必須按20年使用壽命設計。如果不能避免使用壽命較短的元件，其使用壽命不應少于4年。所有元件的維修和維護間隔時間不能少于2年。所有采購的元件必須永遠有至少兩個相當?shù)墓?。元件的故障或者裝配錯誤決不能造成風機和供電運行情況失控。環(huán)境條件環(huán)境條件可分為3級：a）存儲（根據(jù)EN60721-3-1）控制柜必須具有防風雨措施，儲存在塔筒、機艙或者倉庫中。b）運輸（根據(jù)EN60721-3-2）控制柜必須具有防風雨措施，通過公路、鐵路，航空或者海洋運輸。必須使用起重機、升降機或者叉車搬運。C）應用（根據(jù)EN60721-3-3）控制柜用在內(nèi)陸和沿海地區(qū)。系統(tǒng)的環(huán)境條件如下:溫度范圍-30℃to+55℃-25-30℃to+55℃-25℃to+45℃+45℃to+55℃5%到100%冷凝5%至IJ100%冷凝在額定功率下運行在低于額定功率下運行相對濕度儲存在額定功率下運行結(jié)冰有暴露在陽光下儲存<1200W/m2在額定功率下操作無現(xiàn)場〈海平面以上1000m振動0?80Hz時最大4mm/s化學活性物質(zhì)鹽年平均：0.1mg/m3物理活性物質(zhì)砂30mg/m3水（無雨）滴水103機械性能103.1尺寸本系統(tǒng)的尺寸必須符合以下要求:-□SLNOYioYrcoiwnow結(jié)構(gòu)控制柜的結(jié)構(gòu)要確保維修時所有須更換的部件都能從正面操作并且重量不超過50kg。電源電路應能夠以相位模塊的形式更換。另外結(jié)構(gòu)還要考慮到控制柜在運輸和運行過程中會受到強烈的振動，因此必須將其安裝在減震器上?？刂乒癖仨殲榭涉i式。電纜必須從底部進入并且要使用電纜護套。動力電纜的連接： 16x150mo?電源連接10x150mo?定子連接4x150mu?轉(zhuǎn)子連接動力電纜要使用M12螺栓固定。必須標出推薦扭矩。冷卻系統(tǒng)本系統(tǒng)必須有一個水冷卻系統(tǒng)，功率半導體和控制柜采用獨立的冷卻回路。功率變頻器內(nèi)部通過位于柜側(cè)的空氣一水換熱器進行冷卻。18921892。1注釋：Einspeiseteil 電源裝置Steuerung 控制器Leistungsumrichter 功率變頻器Leistungshalbleiter 功率半導體Wasser 水Luft——空氣電源裝置和控制器的內(nèi)部也使用相同型號的空氣一水換熱器冷卻，位于柜體的另一側(cè)。另外在功率變頻器內(nèi)的功率半導體上還有一個水一空氣換熱器用于冷卻功率半導體。

功率半導體冷卻系統(tǒng)屬于功率半導體廠家的供貨范圍。注入壓力：2.2bar冷卻類型固體一水換熱器需散熱量一PV7kW7kW散熱條件301/min;40℃進水最高溫度45℃最大壓力6bar流量15-301/min流動過程中壓降301/min時1bar；151/min時0.4bar冷卻變頻器內(nèi)部的水一空氣冷卻器安裝在變頻器側(cè)面。注入壓力：2.2[bar]冷卻類型空氣一水換熱器需散熱量一PV：-功率變頻器1.5kW需散熱量一PV：—電源裝置，控制器1.5kW1.5kW散熱條件121/min：40℃進水最高溫度45℃冷卻器型號PfannenbergPWS7402或同等型號流動過程中壓降151/min時0.65bar;101/min時0.3bar;7.51/min時0.15barPWS7402空氣一水換熱器的有關數(shù)值由Pfannenberg提供。防護等級本系統(tǒng)的防護等級至少為IP55,所有接入控制柜的電纜必須使用金屬護套和橡膠密封。104變頻器：電氣特性104.1概述變頻器是雙饋感應發(fā)電機（DF1G）系統(tǒng)的一部分，因此必須要與DFIG兼容，參見Wintec發(fā)電機規(guī)范008.0003.01。它應該是一個帶有IGBT和適合四象限運行的PWM調(diào)制的電壓連接變頻器。104.2特征電氣參數(shù)系統(tǒng)功率1500kW變頻器功率500kVA額定電壓690VAC,±10%電源頻率50Hz,±10%連接電壓1000-1150VDC轉(zhuǎn)子最高有效電壓700VAC操作頻率>2.2kHz功率因數(shù)k0.95-i0.9滑差范圍±30%電壓不對稱（電壓偏移）2%電流偏移10%相對相，峰值，最高轉(zhuǎn)子電壓2kV地對相，峰值，最高轉(zhuǎn)子電壓2kV與電源的連接次數(shù)>30,000利用率>98%以下的電流諧波極限值指的是在低壓側(cè)的中間變壓器之后的整個系統(tǒng)。諧波最大奇次電流諧波［以百分比表示］最大偶次電流諧波［以百分比表示1h<ll4.01.0ll<h<172.00.517<h<231.50.423<h<350.60.235<h<500.31.1THD<5.0104.3供貨范圍供貨范圍為變頻器整機，能夠按照Windtec規(guī)范0270001.01的要求與變壓器連接。必須安裝在底座上并與冷卻系統(tǒng)、外部用電設備和傳感器連接。必須包括標準要求的和安全運行所需的全部開關點和隔離點。雷電導體必須符合Windtec規(guī)范022.(X)01.01,022.0002.01和022.0003.01的要求。供電/TN系統(tǒng)采用TN系統(tǒng)供電。電源出口必須有接地故障斷路器保護。供電質(zhì)量/要求變頻器發(fā)電機系統(tǒng)必須符合供電審核要求，系統(tǒng)故障等級=50x系統(tǒng)功率或更高(顫動,諧波和浪涌電流)。安全特征控制柜有一個組合式緊急停止按鈕/安全繼電器。當按下緊急停止按鈕時，所有的接觸器和斷路器立即斷開。另外還可以順序地切換端子排上的附加緊急停止按鈕。安全繼電器可以通過一個只能手動操作的單獨的按鈕復位。變頻器控制器啟動一個超速繼電器，在超過可調(diào)節(jié)的超速參數(shù)時動作。該繼電器的浮動觸點位于控制系統(tǒng)的一個端子上。該變頻器控制器對執(zhí)行功能所需的全部熔斷器進行監(jiān)控，并將任何故障信息報告給控制系統(tǒng)。

操作變頻器可以通過控制柜上的按鈕，一個備選的手持端子，一臺PC或者控制系統(tǒng)來操作。當發(fā)出啟動信號時，變頻器控制器可以在設定的速度范圍內(nèi)自動運行或者集成在控制系統(tǒng)中。PLC接口接口為一個CS31總線（ABB現(xiàn)場總線）。

接收數(shù)據(jù)[1]-32767到32767設置功率kWIkW/bit接收數(shù)據(jù)⑵-32767到32767設置相位角0.01/bit接收數(shù)據(jù)[3]設置速度rpm0.1rpm/bit接收數(shù)據(jù)[4]特征比例0.003%/bit接收數(shù)據(jù)[5]設置錯誤（請求）發(fā)送數(shù)據(jù)[0]來自變頻器的狀態(tài)位Bit（位）0Connect（連接）Bit（位）1Ready（就緒）Bit（位）2Reserve（預留）Bit（位）3Handshake（握手）Bit（位）4連續(xù)設置功率的狀態(tài)信號（1）或者內(nèi)部信號（0）Bit（位）5Reserve（預留）Bit（位）6Reserve（預留）Bit（位）7Reserve（預留）Bit（位）8變頻器狀態(tài)Bit（位）9變頻器狀態(tài)Bit（位）10變頻器狀態(tài)Bit（位）11變頻器狀態(tài)Bit（位）12變頻器狀態(tài)Bit（位）13變頻器狀態(tài)Bit（位）14變頻器狀態(tài)Bit（位）15變頻器狀態(tài)發(fā)送數(shù)據(jù)[1]

0-7供電電壓 V -128 至U 128, 0V=690V 1V/Bit（位）偏差 V -128 至IJ 128 1V/Bit（位）8-15Ude發(fā)送數(shù)據(jù)[2]0-7供電電流A0到2552A/Bit（位）8-15轉(zhuǎn)子電流A0到2552A/Bit（位）發(fā)送數(shù)據(jù)[3]實際有功功率kW-32767到327671kW/Bit（位）發(fā)送數(shù)據(jù)[4]發(fā)電機速度rpm-32767至IJ327670.1rpm/Bit（位）發(fā)送數(shù)據(jù)[5]0-10實際無功功率kVA-512到512,正值=電容性1kVA/Bit（位）11-15實際故障0到。1bit/V發(fā)送數(shù)據(jù)[6]0-7最高NWR溫度℃0至1255,0=30℃1℃/Bit（位）8-15最高GWR溫度℃0至U255,0=30℃1℃/Bit（位）發(fā)送數(shù)據(jù)[7]根據(jù)接收數(shù)據(jù)的錯誤[5]-32767到32767效率變頻器必須至少具有以下效率:整個系統(tǒng)的功率[%]50 75100變頻器效率[%]96.997.397.3104.10傳感器變頻器具有內(nèi)部傳感器，確保安全運行。

內(nèi)部傳感器說明范圍精度供電電壓2x相對相0至183OVrms0.5V定子電壓2x相對相0到830Vrms0.5V連接電壓0到1300Vdc0.5V系統(tǒng)電流2x總電流-1500A到1500A0.5ANWR電流3x輸出電流0到±500A0.5AGWR電流3x輸出電流0到±500A0.5AIGBT溫度在IGBT處測量30到12(FC0.5℃控制柜溫度在功率段測量-25至ij7(rc0.5℃外部傳感器說明范圍精度速度IGR,3道(A,B,N)供電5Vdc,2,500脈沖-2500到2500rpm0.5rpm發(fā)電機軸承溫度2xPT1002-線-25到17(TC0.5℃發(fā)電機繞組溫度3xPT1002-線-25到170%：0.5℃變壓器溫度1XPT1002-線-25到170%：0.5℃104.11可選項如果用戶要求，可提供以下選項。-ASM電機操作-ASM發(fā)電機操作隔離操作104.12軟件變頻器控制器軟件能夠由PLC設置以下模式和功能:DFIG在設定的扭矩或設定的功率下運行-移相位操作-有源濾波器驅(qū)動列濾波器ASM電機操作（例如安裝，葉片平衡或者維護）并行和獨立操作可以利用內(nèi)部特性或者PLC輸入一個設置點，以控制扭矩或功率。上升時間最高可以設置到15mso變頻器控制器對其測量的溫度，電壓，電流，功率及供電系統(tǒng)（例如斷相，不對稱，電壓誤差，頻率誤差）進行自動監(jiān)控。數(shù)據(jù)可以記錄在變頻器控制器中。記錄由系統(tǒng)事件啟動（例如故障），數(shù)據(jù)能夠讀取并以圖形顯示。變頻器有一個診斷系統(tǒng)，可以更方便地查明故障。軟件可以在現(xiàn)場修改?？梢砸晕募鬟f的方式加載參數(shù)集并備份。修改參數(shù)有口令保護?？梢酝ㄟ^版本號清楚得知軟件/用戶版本和日期。105機艙：電氣特性PLC必須對應當前版本的Windtec圖紙017.0004.01。使用的部件必須符合有關SAP清單的規(guī)定或者為等同的部件。如果使用的部件不符合SAP清單的要求，必須逐個由Windtec批準。106文件記錄106.1文件文件必須為英德對照。必須提供以下文件供內(nèi)部使用和用戶使用:名稱說明內(nèi)部用戶布線圖X位置圖表X X接線表 X零件表X備件表X X主要裝置規(guī)范 X冷卻系統(tǒng)說明 X X軟件說明X操作說明書 功能說明 XX接口說明故障說明參數(shù)說明TOC\o"1-5"\h\z啟動說明書 要求的資源 XX要求的時間維護說明書 X X驗收報告 X隨機檢查報告 X質(zhì)量啊 X XCE證明 X X必須由獨立的機構(gòu)提供以下文件:名稱說明機構(gòu)電網(wǎng)兼容性

沖擊/振動試驗106.2標簽常規(guī)的序號組成為：AA.BB.CC.DDDDAA...控制柜制造廠家：00...WINDTEC/PFLEIDERER01...SAM02...KAVALIREK03...IPPARTNERBB...型號：00...總體06...600kW08...NORDEX(N50P)15...1500kW(PWE1570)16...1500kW(PWE1577)50...5000kWCC...控制柜組：01...變頻器柜02...機艙柜03...HC400輪轂柜13...HC410輪轂柜23...HC420輪轂柜04...BAT400蓄電池柜14...BAT410蓄電池柜24...BAT420蓄電池柜05...PC柜DDDD?...序號000()...PROTOTYPE(樣機)0001...柜10002...柜20003...柜3例：制造廠家：SAM-600kW輪轂柜(HC410),序號1則序號為：01.06.13.0001銘牌和標志必須按照以下圖紙制作。圖紙說明：SchildSchaltschrankIzeilig一控制柜銘牌，1排XXXYYYistvariabeljenachSchaltschrankbezeichnung-XXXYYY根據(jù)控制柜名稱可修改，Schrift：ARIALFett,Zentriert-字體：ARIAL粗體對中ZusammensetzungderSeriennr.AA.BB.CC.DDDDlautSpezifikation-完整的序號：AA.BB.CC.DDDD符合規(guī)格書。107檢查107.1變頻器樣機試驗試驗說明1外觀檢查按照規(guī)格書和有關標準檢查2連接檢查檢查電纜接入，端子和電纜連接3防護等級檢查根據(jù)防護等級的要求檢查4防護措施檢查測量接觸電阻并進行絕緣強度試驗5耐熱性試驗在額定電流和額定頻率下測試變頻器變頻器系列試驗供貨廠家必須確定抽查的范圍，以確保無故障運行。變頻器/發(fā)電機系統(tǒng)樣機試驗

試驗說明6外觀檢查根據(jù)規(guī)格書和有關標準檢查結(jié)構(gòu)7接通和斷開將系統(tǒng)與電源連接。8負載等級采集以下讀數(shù)：-浪涌電流-要求的時間在10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,90%,100%9振動10噪聲和110%的額定功率下運行系統(tǒng)并讀數(shù)。在規(guī)定范圍內(nèi)改變功率因數(shù)。采集以下讀數(shù)：發(fā)電機效率變頻器效率速度定子電壓定子電流定子頻率定子功率因數(shù)供電電壓系統(tǒng)電流供電頻率系統(tǒng)功率因數(shù)轉(zhuǎn)子電壓轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子頻率轉(zhuǎn)子功率因數(shù)根據(jù)IEC60034的要求在無負載和額定負載時測量發(fā)電機的振動。根據(jù)ISO9614-1的要求在無負載和額定負載時測量發(fā)電機和變頻器的噪聲。11諧波測量部件在第1個到第50個諧波的電流和電壓。12峰值電壓12峰值電壓測量相對相和相對地的轉(zhuǎn)子處最高電壓，以及上升率。13Crowbartest（短路器在以下情況下試驗短路器的功能測試）-最高速度/額定功率-額定速度/額定功率-最低速度采集以下讀數(shù)：-供電電壓-供電電流-定子電壓-定子電流-轉(zhuǎn)子電壓-轉(zhuǎn)子電流14發(fā)熱試驗在額定速度和額定功率下測量溫升。15功率故障a在以下情況下，1個功率斷相-最高速度/額定功率-額定速度/額定功率-最低速度采集以下讀數(shù)：-供電電壓-供電電流-定子電壓-定子電流-轉(zhuǎn)子電壓-轉(zhuǎn)子電流16功率故障b在以下情況下，3個功率斷相-最高速度/額定功率-額定速度/額定功率-最低速度采集以下讀數(shù)：-供電電壓-供電電流-定子電壓-定子電流-轉(zhuǎn)子電壓-轉(zhuǎn)子電流變頻器/發(fā)電機系統(tǒng)抽查供貨廠家必須確定抽查的范圍，以確保無故障運行。PLC樣機試驗試驗說明17布線檢查布線和功能18通訊測試PLC和變頻器之間的通訊，接通/斷開，設定點，故障讀數(shù)19安全回路安全回路中所有元件的啟動測試PLC抽查供貨廠家必須確定抽查的范圍，以確保無故障運行。108參考標準適用以下參考標準。標準說明VDEW中壓系統(tǒng)中的內(nèi)部發(fā)電系統(tǒng)，中壓系統(tǒng)中內(nèi)部發(fā)電系統(tǒng)的連接和并行操作的指導要求。ISO7919-1非擺動設備的機械振動-旋轉(zhuǎn)軸的測量值和評定?第1部分：總體指導要求(ISO7919-1：1996)ISO7919-3非擺動設備的機械振動-旋轉(zhuǎn)軸的測量值和評定-第3部分：連接的工業(yè)設備(ISO7919-3：1996)ISO9614-1/DS/INSTA121聲學-利用聲音強度確定噪聲源的聲功率級-第1部分：在任意點測量ISO10816-1機械振動■通過測量非旋轉(zhuǎn)部件評定設備的振動?第1部分：總體指導要求(ISO10816-1：1995)ISO10816-3機械振動-通過測量非旋轉(zhuǎn)部件評定設備的振動-第3部分：標稱功率高于15kW,標稱運行速度在原位測量時在120rpm和15000rpm之間的工業(yè)設備(ISO10816-3：1998)

標準說明IEC1800-3調(diào)速電力傳動系統(tǒng)-第3部分：EMC產(chǎn)品標準包括