gvf高压变频有关技术

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1、技术部分一、GVF10kV高压变频器1.1系统组成GVF10kV变频调速系统由旁路柜（可选）、移相变压器柜（必选）、逆变器柜（必选）、控制柜（必选）组成。GVF变频器为高－高电压源，交－直－交，SPWM型变频器。全套系统见图1-1。图1-1GVF10kV高压变频器组成旁路柜：旁路柜采用手动一拖一方案（根据用户需要可定做自动旁路方案）。手动旁路柜主要功能是当变频器需要检修维护时，通过倒闸操作，使得变频器退出运行，实现电机的工频启动运行。旁路方案如图1-2，旁路柜主要由三个刀闸组成，包括输入刀闸QS1、输出刀闸QS2、旁路刀闸QS3。QS1、QS2、QS3三个刀闸换成真空接触

2、，可以实现自动转换。当系统工频运行时，QS3闭合，QS1和QS2打开。当系统变频运行时，QS1和QS2闭合，QS3打开。QS1与QS3有机械互锁。各隔离开关都预留辅助接点。旁路柜内置防浪涌吸收装置，对系统进行浪涌保护。图1-2手动旁路柜方案移相变压器柜：由输入变压器、温控仪和风冷系统组成。输入变压器为54脉冲移相干式变压器（以下简称移相变压器），由其为逆变器的各个功率单元提供整流用电源。逆变器柜：内置27个结构相同的单相逆变功率单元（以下简称功率单元），这些功率单元按每相9个的结构放置在柜体内，由高压电缆和高压铜排连接。逆变器柜内布置有风冷系统。控制柜：内置有主控板、人机

3、界面、UPS、低压电器等控制及操作器件。1.2系统技术方案变频器工作原理如图1-3，采用多个低压的功率单元串联实现高压输出，输出侧采用多电平移相正弦PWM控制，输入降压变压器采用移相方式，可有效消除装置对电网的谐波污染。串联型多电平高压变频器采用多个独立的低压串联实现高压输出，包含移相变压器和功率单元两大部分。图1-3变频器工作原理图移相变压器采用多重化设计，将网侧的高压变换成二次侧的多组低电压（本项目为27组），二次侧绕组在绕制时采用延边三角形接法，相互之间形成固定相位差，产生多脉冲整流方式，使得变压器二次侧各绕组（功率单元的输入）的谐波电流相互抵消，不反映到高压侧，从

4、而有效改善电网的电流波形，基本上消除了变频器对电网的谐波污染。变压器各二次绕组相互独立，并单独为一个功率单元供电，每个功率单元的主回路相对对立，并且工作在低电压状态。各功率单元之间的相对电压由变压器二次绕组的绝缘承担，功率单元之间不存在串联均压问题。控制系统对外提供DCS接口，标准通讯接口为带隔离保护的RS485，也可根据用户要求提供PROFIBUS-DP从站接口或以太网接口。功率单元是整台变频器实现变压变频输出的基本单元，整台变频器的变压变频功能是通过单个功率单元实现的，每个功率单元相当一台交-直-交电压型单相低压变频器，功率单元整流侧用二极管三相全桥不可控全波整流，中

5、间采用大容量电容滤波和储能，输出侧为4只IGBT组成的H桥，提供单相等幅的交流PWM波形输出电压。功率单元电路结构如图1-4，输出的PWM波形如图1-5。图1-4功率单元电路图1-5功率单元输出的PWM电压波形单个功率单元输出额定电压为为640V。每相由9个相同功率单元串联可以得到5774V的单相电压，三相星型连接对应的线电压为10kV。三相共有27个功率单元，连接图如图1-6。图1-6功率单元串联输出电压示意图改变每相串联功率单元数目就可以得到不同输出电压。变频器的总输出电压由各功率单元的输出电压串联叠加而得到，虽然每个单元输出的都是等幅PWM电压波形，但各单元输出相互

6、之间有确定的相位偏移，串联叠加以后，在变频器输出侧得到的是正弦阶梯状PWM波形。图1-7为株洲变流技术国家工程研究中心有限公司（以下简称NERCC）生产的1.6MVAGVF高压变频器，无输出滤波器实测输出相电压及输出电流波形。图1-7GVF高压变频器输出电压、电流波形从以上波形图可以看出，串联型多电平高压变频器的输出电压正弦度很好。每个功率单元的开关频率可以较小（以减小器件损耗和发热），但变频器输出电压的等效开关频率却很高，仅含少量的极高次谐波，无输出滤波器就可以直接用于普通异步电动机，并且电动机不需要降额使用。1.3标准依据系统的设计、制造、检查、试验等方面必须遵守下列

7、最新标准，且不限于下列标准。当下列规范和标准之间不一致或与买方及业主所执行的标准不相同时，双方按较高标准执行。1.3.1高压变频装置执行标准(1)GB156-1993【标准电压】(2)GB/T1980-1996【标准电压】(3)GB/T24230.10-1995【电工电子产品基本环境试验规程振动（正弦）试验导则】(4)GB2681-81【电子成套装置之中的导线颜色】(5)GB2682-81【电工成套装置之中的指示灯和按钮的颜色】(6)GB3797-89【电控设备第二部分：装有电子器件的电控设备】(7)GB3859.1-93【半