450kw10kv风机高压变频改造技术方案(编辑修改稿)

450kw10kv风机高压变频改造技术方案(编辑修改稿)内容摘要：

用于柜体内开关信号的逻辑处理，以及与现场各种操作信号和状态信号 (包括 DCS/RS485//Modbus)的协调，并且可以根据用户的需要扩展控制 开关量，增强了系统的灵活性。 控制器结构上采用箱体结构，各控制单元板采用 FPGA、 CPLD等大规模集成电路和表面焊接技术，系统具有极高的可靠性。 控制器与功率单元之间采用光纤通讯技术，低压部分和高压部分完全可靠隔离，系统具有极高的安全性，同时具有很好的抗电磁干扰性能。 采用温度控制模块可以随时监控高压变频器各个功率单元的温度。 控制器通讯原理如下图： 控制电源： 控制电源接受交流 220VAC177。 10% 5KVA输入，控制电源由用户提供单相 220V交流操作电源， 对外标准接口： 高压变频调速系统方案 XXXX电子科技发展有限公司 10 节 能 分 析 整套变频控制装置，包括移相变 压器、变频器、旁路柜等所有部件及内部连线一体化设计，需方只须连接高压输入，高压输出、控制电源和控制线即可。 高压变频器对外接口的具体定义如下： 1） 变频器提供的开关量： 变频器采用西门子 S7－ 200 系列的 PLC，标准数字量配置为 24点入、 16 点出，并且可以根据用户的不同需求进行 I/O点的扩展及参数化设计。 其部分输出定义为： (1) 变频器待机状态指示：表示变频器已待命，具备启动条件。 (2) 变频器运行状态指示：表示变频器正在运行。 (3) 变频器控制状态指示：节点闭合表示变频器控制权为现场远程控制；节点断开表示变频器控制权为本地变 频器控制。 (4) 变频器轻故障指示：表示变频器产生报警信号。 包含柜门非法打开、变压器超温、控制电源掉电、给定信号断线、单元旁路 (过热、欠压等信息 (5) 变频器重故障指示：表示变频器发生重故障，立即关断输出切断高压。 包含过压、过流、变压器严重过热 (6) 电机在工频旁路：表示电动机处于工频旁路状态。 2）．变频器提供给高压开关柜： 高压开关紧急分断：变频器出现重故障时，自动分断高压开关，闭点有效。 以上所有数字量采用无源接点输出，定义为接点闭合时有效。 除特别注明外，接点容量均为AC220V， 3A。 3) 变频器提供的模拟量： 变频器可 以提供 2路 4～ 20mA的电流源输出，带负载能力均为 500Ω。 模拟量信号和物理量实际大小的对应关系可由用户在调速装置上设定，每路模拟输出对应的物理量可以由需方从以下参量中选择： 输出频率、给定频率、输入电流、输出电流、输入电压、输出电压、闭环给定值、实际反馈值。 4) DCS提供给变频器的开关量： a) 启动指令：干接点， 3秒脉冲闭合时有效，变频器开始运行。 b) 停机指令：干接点， 3秒脉冲闭合时有效，变频器正常停机。 c) 紧急停机指令：干接点，闭合保持有效，变频器紧急停机。 5) DCS提供给的变频器模拟量： 变频器采用西门子 S7200系列的 PLC 模拟量扩展模块 EM235满足上述要求，此模块可提供4路 4～ 20mA电流源或 0～ 5V电压源的输入，其输入可根据用户不同的要求进行定义，满足用户多方面的需求，可定义为给定频率、给定转速、压力反馈等。 注：详细接口设计需要在签订技术协议阶段由双方商定。 本方案提供的接口仅供参考。 高压变频调速系统方案 XXXX电子科技发展有限公司 11 节 能 分 析 主回路控制 一拖一手动旁路柜 手动旁路柜一次回路图 旁路柜中，共有 3 个高压隔离开关，为了确保不向变频器输出端反送电， K2 与K3 采用电磁互锁操动机构，实现电磁互锁。 当 K K3 闭合， K2 断开时，电机变频运行；当 K K3断开， K2 闭合时，电机工频运行，此时变频器从高压中隔离出来，便于检修、维护和调试。 旁路柜必须与上级高压断路器 DL 连锁， DL 合闸时，绝对不允许操作旁路隔离开关与变频输出隔离开关，以防止出现拉弧现象，确保操作人员和设备的安全。 故障分闸：将变频器“高压分断”信号与旁路柜“变频投入”信号串联后，并联于高压开关分闸回路。 在变频投入状态下，当变频器出现故障时，分断变频器高压输入；旁路投入状态下，变频器故障分闸无效。 保护：保持原有对电机的保护及其整定值不变。 监控界面： 彩色嵌入式人机界面，它的操作权限分级 且能保证设备的可靠运行，它提供友好的全中文操作界面。 彩色嵌入式人机界面可以实现远程监控和网络化控制，并且用户可以现场设定现实参数及控制逻辑，它的控制界面见下： 高压变频调速系统方案 XXXX电子科技发展有限公司 12 节 能 分 析 参数设置界面： 主要器件清单 ： JDBP38710F主要元器件清单 序号 名 称 规格及型号 数量 产地 生产厂家 备注 1 IGBT BSM100GB170DLC 48只 德国 德国英飞凌 三家分包 SKM145GB176D 德国 西门康 GD100HFT170C2S 中国 斯达 高压变频调速系统方案 XXXX电子科技发展有限公司 13 节 能 分 析 2 电解电容 400V/10000UF 72只 德国 EPCOS 3 整流桥 SKD82/16 24只 德国 德国西门康 4 PLC 2162AD230XB8 1只 德国 德国西门子 5 数字量扩展模块 2231PH22OXA8 1只 德国 德国西门子 6 UPS C1K 1只 美国 美国山特 两家分包 EA901S 美国 易斯特 7 风机 R4D400 3只 德国 德国 Ebm 两家分包 DKHR400 德国 德国洛森 8 人机界面 TPC7062KS 1只 北京 nTouch 9 干式变压器 ZTSFG900KVA/10KV 1台 北京 北京新华都 两家分包 ZSG900KVA/10KV 山东 山东金乡 备品备件清单 序号 名 称 型号规格 数量 制造厂 产地 备注 1 防尘滤网 G4过滤棉 1套 天津泰达 天津 2 熔断器芯 RT1600 10个 浙江茗熔集团 浙江 3 光纤 EDLPOF 3根 美国安捷伦 美国 4 专用工具 03710 1套 世达工具 上海 四、施工安装方案 机械安装 1）环境要求 为了变频器能长期稳 定和可靠地运行，对变频器的安装环境作如下要求： 最低环境温度 0℃，最高环境温度 40℃，工作环境的温度变化不大于 5℃ /h。 如果环境温度超过允许值，考虑配备相应的空调设备； 高压变频调速系统方案 XXXX电子科技发展有限公司 14 节 能 分 析 本变频器的标准产品安装高度要小于海拔 1000米。 一般 1000米以下可以不考虑这些因素，但在此高度以上时，每升高 1000米，变频器需要降容 10%。 针对高海拔的特殊条件，风光高压变频器在设计时即考虑变频器的裕量问题，并且加强变频器自身的通风散热。 尤其需要提出的是，针对高海拔，对高压变频器内置的移相整流变压器也需要提出特殊的设计要求，以保证整 个系统的可靠性。 环境湿度要求小于 95%（ 20℃），相对湿度的变化率每小时不超过 5%，避免凝露； 不要将变频器安装在有较大灰尘、腐蚀或爆炸性气体、导电粉尘等空气污染的环境里。 2）设备外形尺寸及柜体安装 高压变频调速系统的总体外形尺寸详见下图：变频器远程控制预留接口 JDBP384500F 总尺寸为 5100 2220 1600 mm 含旁路柜 外形示意图 高压变频调速系统方案 XXXX电子科技发展有限公司 15 节 能 分 析 基础示意图 基础图侧面 高压变频调速系统方案 XXXX电子科技发展有限公司 16 节 能 分 析 高压变频调速系统方案 XXXX电子科技发展有限公司 17 节 能 分 析 变频器安装在 12槽钢焊接的底座上，通过点焊方式将其固定在安装槽钢上，槽钢需可靠接地，接地电阻不得大于 4Ω。 为了保证操作、维护的方便性和通风散热效果，变频器正面距墙距离不小于 ，背面和顶部距墙距离不小于 1米。 室内冷却方式：空调制冷，变频器发热根据运行工况而定，最大发热量为变频器额定功率的4％，如果长期运行频率低于 40Hz,则发热量可按照变频器额定 功率的 2％进行估算；墙上安装排风扇；柜顶加风罩集中通风。 所有柜体牢固安装于基座之上，并和厂房大地可靠连接。 变压器接地端子 PE 也接至厂房大地。 各柜体之间相互连接成为一个整体。 安装过程中要防止变频器受到撞击和震动 ,所有柜体不得倒置 ,倾斜角度不得超过 30176。 变压器与变频器功率柜分室放置，这样对于房间致冷量的要求会降低，对于变频器的可靠性有很大的好处。 也可以根据用户要求并排安装，放在一个房间里，这样致冷量的要求会大一些。 电气安装 电气安装主要包括柜体到现场的输入输出高压电缆、柜体之间的连接线、柜体和现场 的控制及信号线的配线。 1)电源及电机线的连接 输入电源线连接到三相输入端子 R、 S、 T； 电机线连接到 U、 V、 W，并注意相序关系； 确保输入电压满足要求； 确保电源线的线径及耐压满足要求； 确保输入侧高压开关已经采用了有效的防雷措施； 2）控制线的连接 控制柜连线主要包括控制电源进线、远程控制接线、检测信号线、模拟量输入线、模拟量输出线、现场状态接线、开关量输出接线。 如果用户有特殊要求，可。