高压变频器方案.doc

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1、一、概述高压变频器调速系统是将变频调速技术应用于大功率高压电机调速的一种电力换流装置，是国家大型设备节能技术改造及建设推广项目，应用范围广泛，应用高压变频调速器能大幅度降低电机的电耗，其节能效果一般在30%以上，具有明显的节能与环保效益，对提高企业的能源利用率，延长设备的使用寿命，减少设备运行费用与设备维护费用，确保用户的用电质量与用电可靠性，能起到极大的促进作用。在社会积极倡导各行业节能、减排的今天，甲方同时也做出积极地响应。甲方对现场控制对象（高惯量风机）提出的高性能控制装置高压变频器无疑就是其中的

2、一例。根据现场使用情况、工艺要求，利用选用优良的大功率、高电压变频控制装置，不但可以调节电机的转速、转矩充分发挥其电气机械特性，而且可以更大程度上为钢厂、社会节能同时能够获得的更大的经济效益。本系统方案就是给现场高惯量风机选择一款综合性能较好的高压变频器。二、被控设备基本参数、工作环境、电网情况1、风机：型号：Y5-2*48N026.5F流量：m3/h转速：965r/min转动惯量：23000kg/m32、驱动电机：型号：YBPK710-6额定功率：2240KW额定电压：6KV额定电流：261A变频运行

3、：电动机Y型接法效率：96.0%功率因素：0.86绝缘等级：F3、设备现场环境情况：温度：0-40℃湿度：≤95%，不凝露4、10KV电网情况额定电压：10KV正常电压波动范围：+/-10%额定频率：50HZ频率变化范围：+/-10%三、高压变频器控制方案及选择交流变频调速技术是现代化电气传动的主要发展方向之一，它不仅调速性能优越，而且节能效果良好。实践证明，驱动风机、水泵的大、中型笼型感应电动机，采用交流变频调速技术，节能效果显著，控制水平也大为提高。目前，变频调速技术已广泛应用于低压（380V）电动

4、机，但在中压（3000V以上）电动机上却一直没有得到广泛应用，造成这种情况的主要原因是目前在低压变频器中广泛应用的功率电子器件均为电压型器件，耐压值基本都在1200-1800V，研制高压变频器难度较大，为了攻克这一技术难题，国内外许多科研机构及大公司都倾注大量人力物力进行研究，工业发达国家高压变频器技术已趋于成熟，国外几家著名电器公司都有高压大容量变频器产品，典型的如美国A-B（罗克韦尔自动化公司所属品牌）、欧洲的西门子公司、ABB公司等。这些公司产品的电压一般为3-10kv，容量从250-4000kw

5、，所采用的控制方式、变流方式及其他方面的关键技术也有很大差别。A-B从1990年研制成功并开始投入商业运行的变频器主要采CSI-PWM技术，即电流源逆变-脉宽调制型变频器，采用电流开关器件，无需升降压变压器即可以直接输出6KV电压，分强制风冷和水冷型，功率从300到18000马力，至今已经应用于多个行业上千台应用记录。是最有影响力，最为广泛接受的中压变频技术。美国罗宾康公司采用大量低压电压型开关器件，配合特殊设计的多脉冲多次级抽头输出隔离整流变压器，同样能够实现输出端直接6千伏输出，由于是大量低压元件串

6、接，故被称之为多极化电压性解决方案。西门子公司和ABB公司分别采用中压IGBT和IGCT器件，是典型的电压型变频器。器件耐压等级为4160/3300V，直接输出电压最高达3300V。所以国内也有将此种方案称为高中方案，对应的将6KV-6KV（如A-B方案）称为高高方案。中压变频器的发展和广泛应用是最近十几年的事情，相比之下低压变频器的应用却已经有超过二十年的时间。在中压变频器大面积推广应用之前，也出现了另外一种方案。即采用升降压变压器的“高-低-高”式变频器，亦称间接中压变频器。“高-低-高”式高压变频

7、器，即间接高压变频器装置由输入、输出变压器及低压变频器组成。输入变压器为降压变压器，它将高压电源电压降至变频器所允许的范围，经低压变频器后，再经输出变压器升压，供给高压电动机。由于这种系统技术难度相对小，投资相对低，所以在国内一度应用较为活跃。但是此方案由于两次电压变换增加了损耗，影响了节能效果，并且占地面积大，还产生大量的高次谐波，有较明显的缺陷，在技术上有明显的过渡性。所以一般认为适用于功率小于200kw的中压电动机。相比之下，“高-高”式高压变频器，即直接高压变频调速系统，一般由输入侧隔离变压器和

8、多个功率单元串联组成，由于省掉了输出变压器，因而减少了损耗，提高了功率，减少了占地面积，另外随着开发、制造、应用和维护的日臻成熟，高高式中压变频器的产品日趋标准化，成本不断下降，所以今天已经成为中压变频应用的首选方案。总之，不同于低压变频产品厂商众多，技术雷同的情况，中压产品主要供应厂商的解决方案各不相同。其中核心差别在于所选用的器件类型不同。相应地系统配备（变压器、电抗器、滤波装置等）都会有所差别，系统的可靠性、效率、谐波抑制效果（电力电