1300kw空压机变频改造技术方案

1300kw空压机变频改造技术方案内容摘要：

模电压和 dv/dt 的影响；  变频器可在输出不带电机的情况下进行空载调试，也可在没有高压情况下用低压电进行空载调试；  控制系统采用全数字微机控制，有很强的自诊断功能，能对所发生的故障类型及故障位置提供中文指示，能在就地显示并远方报警，便于运行人员和检修人员能辨别和解决所出现 的问题；  具有就地监控方式和远方监控方式。 在就地监控方式下，通过变频器上的触摸屏显示，可进行就地人工启动、停止变频器，可以调整转速、频率；就地控制窗口采用中文操作界面，功能设定、参数设定等均采用中文。 卖方提供的变频装置支撑软件为汉化的最新的正版软件；  变频器高压主回路与控制器之间为光纤连接，具有很高的通信速率和抗干扰能力，安全性好；  转矩特性： 0～ 50Hz 恒转矩特性，额定转矩输出，转矩阶跃响应＜ 200ms。 50Hz以上恒功率特性，最大转矩与转速成反比下降；  输出频率 0～ 80Hz(根据电机情况可设定 )；  变频 器抗地震能力为 7 级，振动 ；  安装、设定、调试简便；  功率电路模块化设计，维护简单；  完整的故障监测电路、精确的故障报警保护；  自带冷却风机，风机电源与控制电源分开取电，电源取自输入侧变压器；  具有双路控制电 220VAC，一路为干式变压器的低压侧 220VAC,另一路为外部现场提供的控制电源 220VAC,在调试过程中，无需加高压电就可以检测输出波形正常与否，对现场安装调试人员及人员的培训很方便，且大大提高了系统的安全性。  内置 PLC，易于改变控制逻辑关系，适应多变的现场需要；  可灵活选择现场控制 /远程控 制；  可接受和输出 0～ 5V/4～ 20mA 工业标准信号； 高压 变频装置改造方案 山东新风光电子科技发展有限公司 刘广伟 15264717722 12 技 术 方 案  可根据用户需要内置 PID 调节器；  完整的通用变频器参数设定功能；  优异的性能 /价格比；  自备 UPS，可维持 30 分钟；  瞬时掉电再启动功能；  飞车启动功能：在电机转动状态变频器可以接入，实现工频转变频（适应于风机类负载）；  中性点漂移功能：某单元有故障时可利用此功能将故障单元自动旁路并调整输出，使三相平衡。 突出特点  采用高速 DSP 作为中央处理器，运算速度更快，让控制更精准。  飞车启动功能：能够识别电机的速度并在电机不停转的情况下直接起动。  完整的工频 /变频自动互切技术：现在的高压变频调速系统一般设置工频旁路切换柜，变频器发生故障时能使高压电机转至工频运行，旁路切换有手动旁路和自动旁路切换两种型式，手动旁路需人工操作，时间较长，适应于无备用装置或不重要的运行工况，自动旁路可在变频器发生故障后直接自动转换至工频运行。 我公司提供的自动旁路切换柜，不仅可实现变频故障情况下自动由变频转换至工频运行状态，还可实现在变频检修完毕后由工频瞬间转换至变频的功能，整个转换过程不会对用户设备的运行造成任何影响。  旋转中再启动功能：运行过程中高压瞬时掉电三十秒钟内恢复，高压变频 器不停机，高压恢复后变频自动运行到掉电前的频率。  线电压自动均衡技术（星点漂移技术）：变频器某相有单元故障后，为了使线电压平衡，传统的处理方法是将另外两相的电压也降至与故障相相同的电压，而线电压自动均衡技术通过调整相与相之间的夹角，在相电压输出最大且不相等的前提下保证最大的线电压均衡输出。  单元直流电压检测：实时显示检测系统直流电压，从而实现输出电压的优化控制，降低谐波含量，保证输出电压的精度，提升系统控制性能，并保证运行维护人员实现对功率单元运行状况的全面把握。  单元内电解电容因采取了公司专利技术（专利 号 ZL 2020 2 详见资质部分专利情况），可以将其使用寿命提高一倍。 高压 变频装置改造方案 山东新风光电子科技发展有限公司 刘广伟 15264717722 13 技 术 方 案  运行过程中外部频率给定信号出现故障（短路或开路），整机维持故障前的运行频率不变，给出报警信号。  通过控制器可实现对各单元直流滤波电容寿命的检测，实现在年检中对单元电解电容器进行检测，根据出厂时电解电容器的特性的比较与趋势，可得出对电解电容器寿命的猜测，提前预知电解电容器是否可继续运行，避免由于电容器运行出现非预期的系统故障，并实现运行维护人员对功率单元设备状况的及时把握。  散热结构设计合理，单元串联多重化并联结构， 温升不大于 15 度。 IGBT 承受电压较低，可以有较宽的过压范围（≥ ），设备可靠性更高。  具有双路控制电，一路为干式变压器变压以后的电源，一路为外部控制电源，这样在调试过程中，无需加入高压主电，就可以检测输出波形的正常与否。 对于在现场安装调试以及人员培训很方便，大大提高了安全性。  采用移相变压器及单元预充电技术，采用大功率电阻保护电路，保护电网及变压器安全。  具备突发相间短路保护功能。 （报告编号： 2020 委检 231）  限流功能：当变频器输出电流超过设定值，变频器将自动限制电流输出，避免变频器在加减速 过程中或因负载突然变化而引起的过流保护，最大限度减少停机次数。  故障自复位功能 :当变频器由于负载突变造成单元或是整机过电流保护 ,自动复位 ,继续运行 变频器外观。 高压 变频装置改造方案 山东新风光电子科技发展有限公司 刘广伟 15264717722 14 技 术 方 案 结构 变频器的功率单元为模块化设计，可以从机架上抽出，移动和更换，所有功率单元是完全一致的，如果某一单元由于故障而不能正常工作，可以在允许设备退出的时间用备用单元将其替换。 即：在变频停机高压切断的情况下，拔掉故障单元的四根光纤；用扳手卸下故障单元的 R、 S、 T、 U、 V 五根连线；拆下故障单元与轨道的固定螺丝；将故障单元轻轻拿下，按拆卸相反的顺序将备 用单元装上并接好即可。 更换一个单元的时间只需 5 分钟。 更换单元不须专用工具。 逆变器侧采用高开关频率的 IGBT 器件，保证良好的输出波形。 输入侧的隔离变压器能保护电机不受共模电压的影响。 整个变频系统采用强迫风冷，冷却系统可靠，平均无故障时间≥变频装置本身，每一套冷却装置拆装方便，满足变频装置的安全可靠地运行。 保护 变压器进线接线端子足够大，便于与进线电缆连接。 变压器柜内高压引线导体能满足发热的允许值（＜ 65℃） 变压器在各分接头位置时，能承受线端突发短路的动、热稳定而不产生任何损伤、变形及紧固件松动。 每个功率单元带两相输入熔断器保护。 高压 变频装置改造方案 山东新风光电子科技发展有限公司 刘广伟 15264717722 15 技 术 方 案 变频装置还具有以下保护功能：  过电压保护：检测每个功率模块的直流母线电压，如果超过额定电压的 115%，则变频器保护。  过电流保护：电机额定电流的 150%，立即保护。  欠电压保护：检测每个功率模块的直流母线电压，如果低于设定的数值，则变频器保护。 此保护实际上包括了对电网电压负向波动的保护。  过载保护：电机额定电流的 120%，每 10 分钟允许 1 分钟，超过则保护。 此保护实际上包括了对电网电压正向波动的保护。  过热保护：包括两重保护：在变频调速系统柜体内设置温度检测，当环境温度超过 预先设置的值时，发报警信号；另外，在主要的发热元件，即整流变压器和电力电子功率器件上放置温度检测，一旦超过极限温度（变压器 130℃、功率器件80℃），则保护。 高压变频调速系统原理 风光高压变频调速系统采用直接“高 高”变换形式，为单元串联多电平拓扑结构，主体结构由多组功率模块串联而成，从而由各组低压叠加而产生需要的高压输出，它对电网谐波污染小，输入谐波畸变小于 3%，直接满足 IEEE5191992 的谐波抑制标准，输入功率因数高，不必采用输入谐波滤波器和功率因数补偿装置；输出波形质量好，输出电压谐波畸变 小于 2%，不存在谐波引起的电机附加发热和转矩脉动、噪音、输出 dv/dt、共模电压等问题，不必加输出滤波器，就可以使用普通的异步电机， 变频装置 6KV 输出，每个系统共有 15 个功率单元，每 5 个功率单元串连构成一相， 其系统结构如下图， 高压 变频装置改造方案 山东新风光电子科技发展有限公司 刘广伟 15264717722 16 技 术 方 案 功率单元 ： 每个功率单元分别由输入变压器的一组副边供电，功率单元之间及变压器二次绕组之间相互绝缘，二次绕组采用星形折边接法，实现多重化，以达到降低输入谐波电流的目的。 每个功率单元结构上完全一致，可以互换，其电路结构图如下，系统为基本的单相逆变电路，整流侧为二极管三相全桥， IGBT 逆变桥的控制方式为 PWM控制，并且有自动单元旁路功能。 功率单元内器件承受的最高电压为单元内直流母线的电压，可以直接使用低压功率器件，器件不必串联，不存在器件串联引起的均压问题，而且功率单元中采用的低压 IGBT 功率模块，驱动电路简单，技术成熟可靠，器件工作在低压状态，不易发生故障。 单元旁路功能：当某个功率模块发生故障时自动旁路运行，变频装置不停机，但需降额使用，即在每个功率单元输出端之间并联旁路电路，假如某一单元发生故障，该单元的输出端能自动通过软件控制 IGBT旁路而整机可以降额工作，但不影响运行，每 个功率单元完全一样，可以互换，这不但调试、维修方便，而且备份也十分经济。 变压器柜 ： 主要包括为功率单元供电的移相变压器，还有输入侧的电压、电流检测器件和电流互感器，以及温度检测器件温控器。 详细原理见下图： 高压 变频装置改造方案 山东新风光电子科技发展有限公司 刘广伟 15264717722 17 技 术 方 案 功率柜 ： 柜内主要对功率单元进行组合，通过每个单元的 U、 V 输出端子相互串接而成星型接法给电机供电，通过对每个单元的 PWM 波形进行重组，得到非常好的 PWM 波形，dv/dt 小，可减少对电缆和电机的绝缘损坏，无须输出滤波器就可以输出电缆长度很长，电机不需要降额使用，可直接用于旧设备的改造；同时，电机的 谐波损耗大大减少，消除了由此引起的机械振动，减小了轴承和叶轮的机械应力。 风机 ： 变频器功率柜顶上和变压器柜顶上配有冷却风机，数量根据功率等级确定。 变压器柜配置 6 台冷却风机，放置在干式变压器绕组底部，在变压器送电后根据变压器铁芯的温度有温控仪设定后自动运行。 柜体上还设置了温度显示系统。 功率柜根据功率大小配置，具有世界领先技术，德国进口优质离心冷却风机。 如需将热量直接排至室外，可增设风道。 高压 变频装置改造方案 山东新风光电子科技发展有限公司 刘广伟 15264717722 18 技 术 方 案 控制柜 ： 控制器采用 32 位高速 DSP 芯片，精心设计的算法可以保证电机达到最优的运行性能。 彩色嵌入式人机界面提供友 好的全中文监控和操作界面，同时可以实现远程监控和网络化控制。 控制器还包括一台内置的 PLC，用于。