高压给水泵变频改造技术协议1600KW.docx
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高压给水泵变频改造技术协议1600KW
6KV高压给水泵变频改造工程
技术协议书
二〇一〇年十二月
一、总 则
1、技术协议书仅适用于水电厂六期1600KW给水泵电动机的高压变频调速装置。
它提出了变频调速装置本体及附属设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求及供货范围。
2、技术协议书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，乙方应提供符合工业标准、国家标准和技术协议书的优质产品。
3、技术协议书所使用的标准如遇和乙方所执行的标准不一致时，按较高标准执行。
4、所有文件、图纸采用中文，相互间的通讯、谈判、合同及签约后的联络和服务等均应使用中文。
5、本技术规范书未尽事宜，由供、需双方协商确定。
二、技术要求
1、应遵循的主要标准
下列标准所包含的条文，通过在技术协议书中引用而构成技术协议书的基本条文。
在技术协议书出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用技术协议书的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB156-2003标准电压
GB/T1980-1996标准频率
GB/T2423.10-1995电工电子产品基本环境试验规程振动（正弦）试验导则
GB2681-81电工成套装置之中的导线颜色
GB2682-81电工成套装置之中的指示灯和按钮的颜色
GB3797-89电控设备第二部分：
装有电子器件的电控设备
GB3859.1-93半导体电力变流器基本要求的规定
GB3859.2-93半导体电力变流器使用导则
GB3859.3-93半导体电力变流器变压器和电抗器
GB4208-93外壳防护等级的分类
GB4588.1-1996无金属化孔单、双面印制板技术条件
GB4588.2-1996有金属化孔单、双面印制板技术条件
GB7678-87半导体自换相变流器
GB9969.1-8工业产品使用说明书总则
GB10233-88电气传动控制设备基本试验方法
GB12668-90交流电动机半导体变频调速装置总技术条件
GB/T14436-93工业产品保证文件总则
GB/T15139-94电工设备结构总技术条件
GB/T13422-92半导体电力变流器电气试验方法
GB/T14549-93电能质量公用电网谐波
IEEEstd519-1992电力系统谐波控制推荐实施
2、使用环境条件
该变频调速装置安装在水电厂六期厂房厂用电室,产品要能满足厂房环境要求.
·历年平均气温:
30℃
·历年极端最高气温:
45℃
·历年极端最低气温:
-20℃
·历年平均最高气温:
33℃
·历年平均最低气温:
-15℃
·多年平均相对湿度:
35%
·年平均气压值:
770.2hPa（585.65mmHg）
·厂址地震基本烈度为：
8度。
·电厂海拔高度：
2205m（相对黄海高程）。
·污秽等级：
IV级
3、改造前设备及运行概况
3.1给水泵设备参数
型号：
100SB－P
型式：
离心泵
流量：
247m3/h
扬程：
1581m
转速：
2960转/分
3.2配套电机技术参数
型号：
YKS5004-2
额定功率1600kW
额定电压6kV
额定电流188.4A
额定转速2980转/分
3.3给水泵溶滑油站设备参数
油泵技术参数：
型号：
XYZ－63G
流量：
63L／min扬程：
转速：
1420转/分
配套电机技术参数：
型号：
Y100L-4
额定功率：
2.2kW
额定电压：
380V
额定电流：
5.0A
额定转速：
1420r/min
3.2控制方式目前该水泵采用DCS控制方式,即水泵的启、停及备用自启等通过DCS控制来实现。
给水母管压力为不可调运行方式，锅炉汽包水位通过调节锅炉给水调节门开度来实现。
4、基本要求
总体要求
进线变压器
4.1应根据变频装置的型式选择和变频装置配套的进线变压器。
进线变压器应能承受系统过电压和变频装置产生的共模电压以及谐波的影响。
同时为保证系统的可靠性和安装方便，变压器和变频器必须为整体安装，采用一体化结构。
4.2进线变压器应为干式变压器，配金属壳体、冷却器，应具有就地和远方超温报警和相应的控制功能。
4.3进线变压器应满足下列技术参数
进线变压器一次侧额定电压/调压范围：
6.3kV±2×5%kV
进线变压器一次侧额定频率：
50±10%Hz
绝缘等级：
F级（按B级绝缘考核温升）
4.4应提供进线变压器过负载能力
变压器允许过负荷能力应符合IEC干式变压器过负荷导则及相应国标要求。
4.5变压器承受短路电流的能力
变压器在各分接头位置时，应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。
4.6噪音水平
≯80dB（在离外壳1m,高度为1.5m处测量）
4.7温升限值
部位
绝缘系统温度（℃）
最高温升（K）
线圈
180
125
铁心、金属部件和其相邻材料
在任何情况下不会出现使铁芯本身、其它部件和和其相邻的材料受到损害的温度
4.8乙方应提供变压器的测量、控制、信号等附件的名称、数量，并在产品说明书中说明变压器本体系统的测量和控制项目。
4.9进线变压器安装在户内，并和高压变频装置布置在一起。
乙方负责进线变压器同高压变频装置连接。
4.10变压器进线接线端子应足够大，以便和进线电缆连接。
变压器柜内高压引线导体应能满足发热的允许值。
（＜65℃）
4.11试验
变压器在出厂前应进行型式试验和出厂试验。
试验内容和方法应满足相应的国际标准和中国标准。
所有试验应提供试验报告。
变频装置
4.12变频装置为电压源型、高-高结构变频器，直接输出6kV电压，禁止采用任何输出升压形式。
4.13整套变频控制装置，包括移相变压器、变频器、隔离刀闸柜等所有部件及内部连线一体化设计，甲方只须连接高压输入，高压输出、控制电源和监控数据线即可。
4.14变频装置逆变主电路拓扑应采用多电平形式。
整流用移相变压器采用干式变压器，干式变压器要求铜线绕制，其应有柜体封闭。
4.15安装、投运变频器装置后原电机不加任何改动可直接使用。
变频器运行过程中不对电动机的绝缘是否造成影响，
4.16变频装置整个系统必须在出厂前进行整体模拟带额定负载试验，以确保整套系统的可靠性。
乙方提供出厂试验项目及标准。
4.17变频装置应能在下列环境湿度下正常工作：
最大湿度不超过95%（20℃；相对湿度变化率每小时不超过5%，且不结露；运行环境温度0℃～40℃，海拔2200米以上）。
要求鉴于产品使用的海拔高度，要求变频器按照1800KW以上电机使用配置，电子元器件爬电距离要按照2200米以上高度进行修正。
4.18变频装置系统输入为6.3kV、50Hz，允许电网电压波动范围不小于±20%，允许电网频率小于范围不小于±5%，用于对电机进行调速。
4.19在20～100%的调速范围内，变频系统在不加任何功率因素补偿的情况下输入端功率因素必须达到0.95。
4.20变频装置I/O可根据用户的要求进行参数化。
4.21变频装置对输出电缆的长度不应有特殊要求，变频装置必须保护电机不受共模电压及dV/dt应力的影响。
4.22变频装置的功率单元为模块化设计，方便从机架上抽出、移动和变换，所有单元可以互换。
具有单模块旁路功能，单个模块损坏不应有整组模块退出运行的现象。
应提供模块单元旁路后系统降额的数值。
4.23变频装置输出的谐波必须符合IEEE5191992及供电部门对电压失真最严格的要求，不得高于国标GB14549-93对谐波失真的要求，禁止采用输出电抗器。
4.24变频装置对电网反馈的电流谐波不大于4%，也必须符合IEEE5191992及供电部门对电压失真最严格的要求，高于国标GB14549-93对谐波失真的要求。
并且投标厂家需提供国家权威部门出具的检验报告。
若使用多脉冲整流器，整流桥脉冲数至少为36路脉冲以上。
4.25变频装置输出波形不会引起电机的谐振，转矩脉动小于0.1%，同时避免风机喘振现象。
变频器可自动跳过共振点。
4.26变压器效率应达到98%以上，变频装置整个系统的效率（包括输入隔离变压器等）在整个调速范围内必须达到96%以上。
4.27在距离变频装置1米的范围内任何一个方向进行测试，所测得的变频装置噪声不得超过80分贝。
4.28变频装置对电网电压的波动应有较强的适应能力，在-20%～+20%电网电压波动时必须满载输出；可以承受30%的电网电压下降而降额继续运行。
4.29变频装置能远距离操作，并可对其进行远程/本地控制的切换。
4.30系统不装设转速传感器，要求采用矢量转换控制技术。
4.31在整个频率调节范围内，被控电动机均能保持正常运行。
在最低输出频率时，应能持续地输出额定电流。
在最高输出频率时，应能输出额定电流或额定功率。
4.32产品标准中应规定出具体条件（如温度、电压、负载或时间等）的变化范围并给出额定输出频率时频率的稳定度，稳定数值应符合国际标准。
4.33变频装置应设以下保护：
过电压、过电流、欠电压、缺相保护、短路保护、超频保护、失速保护、变频器过载、电机过载保护、半导体器件的过热保护、瞬时停电保护等，并能联跳输入侧6.3kV开关。
保护的性能应符合国家有关标准的规定。
4.34变频装置应设有交流输出电压、输出电流、输出频率等参数的数据显示。
其他有需要显示的参数乙方应给予明确。
4.35变频装置应至少包含以下几种开关量信号和模拟量信号：
开关量输入：
起动、停止、远程/就地切换、自动／手动等信号
开关量输出：
变频器高压就绪、变频器运行、变频器故障、变频器停止等信号
模拟量输入：
频率调节（转速给定）
模拟量输出：
输出频率、输出电流
4.36变频器和目前DCS控制接口
1）．变频器提供给DCS的开关量输出5路：
（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。
（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。
变频器提供给备用泵的开关量输出1路：
变频器重故障时发备用泵联启指令
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/DC24V，1A。
2）．变频器提供给DCS的模拟量2路：
（1）变频器输出转速
（2）变频器电机电流
3）．DCS和现场提供给变频器的模拟量3路：
（1）变频器转速给定值。
现场提供1路4～20mADC二线制电流源输出，带载能力必须大于250Ω。
4）．DCS提供给变频器的开关量有2路：
（1）启动指令：
干接点，3秒脉冲闭合时有效，变频器开始运行。
（2）停机指令：
干接点，3秒脉冲闭合时有效，变频器正常停机。
5）.现场提供DCS的模拟量3路：
4.37变频装置控制系统采用数字微处理器控制器，不使用对温度敏感的工控机。
具有就地监控方式和远方监控方式。
在就地监控方式下，通过变频器上嵌入式彩色人机界面控制，可进行就地人工启动、停止变频器，可以调整转速、频率；功能设定、参数设定等均采用中文。
要免费对软件进行升级。
4.38变频装置带故障自诊断功能，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。
变频装置需有对环境温度的监控，当温度超过变频器允许的环境温度时，变频器需提供报警。
4.39频率分辩率0.01HZ。
4.40变频器因应具有过载能力110%，1分钟，150%，3秒。
4.41变频装置应自身具有冷却装置，冷却系统要可靠，冷却系统平均无故障时间应≥变频装置本身。
报警信号应能远传到控制室。
每一套冷却装置应拆装方便，满足变频装置的安全可靠地运行。
4.42功率元件、电解电容及其它重要控制元件，应采用进口优质产品。
在功率单元内无单片机等易受温度影响的器件。
4.43控制电源应配置UPS，在控制电源掉电时，不影响系统运行维持30分钟。
4.44变频器应带有自诊断显示，运行中可观察输出电流、电压、频率、转速等参数。
4.45系统能在电子噪声,射频干扰及振动的环境中连续运行.且不降低系统的性能.距电子柜1.2m处以外发出的工作频率470Hz、功率输出达5W的电磁干扰和射频干扰,应不影响系统正常工作。
变频装置应满足国家标准对电磁兼容的规定，并出具权威机构的检验报告。
4.46乙方提供的电气柜内的接线端子应提供15%的余量，接线端子应采用弹簧压接端子，保证接线的可靠性。
4.47变频装置就地控制窗口必须采用全中文操作界面,功能设定,参数设定等均应采用中文。
变频装置应具有和机组DCS系统或其它控制系统的通讯接口，并反馈变频装置的主要状态信号和故障报警信号。
变频器具有和DCS进行数据通讯的能力，用户可根据需要在多种接口中作出选择RS232/485、Modbus、
5、系统旁路方案
一台变频装置带1台电机，设工频系统旁路，并且可在#2、#3给水泵电机间进行切换。
切换柜有正规高压柜生产厂家生产，必须有高压柜生产合格证和该型号柜体生产合格证。
柜体整体按10KV设计,除避雷器、电压互感器之外,其他元件按10KV标准选型,柜体额定电流630安以上，其他元器件按以上标准配置。
开关柜、真空接触器切换要由可靠的“五防”闭锁机构，不得造成误操作
变频器电源进线柜柜按KYN－28柜体设计，电流互感器选用大连第一互感器厂产品，柜体配置南自公司保护，具体要求如下：
柜体型式：
KYN28C－12型移开式金属铠装封闭式（柜车为中置移开式）
柜体底部尺寸：
宽800mm×深1500mm（不含盖板）,主接线按下图设计
柜体颜色：
浅驼色色标Z44
柜内设备型式：
断路器：
ZN65A-12真空断路器
断路器操动机构：
弹簧储能机构（直流操作220V）
电流互感器：
10千伏电流互感器（柜内安装）大连第一互感器厂生产
过电压吸收器：
TBP-A-7.6F/131或TBP-B-7.6F/131合肥凯立科技股份有限公司产品（柜内安装）
4.48参数：
4.49整柜参数
4.50名称
4.51真空开关
4.52额定电压：
4.53最高工作电压：
4.54额定电流：
4.55频率：
4.56绝缘水平：
4.57动稳定电流：
4.58热稳定电流/持续时间：
4.5910kV
4.6012kV
4.61630A～1600A
4.6250HZ
4.6332kV/1min
4.64130kA
4.6531.5kA/4S
柜内主要设备其它参数
（1）真空断路器：
额定开断电流：
31.5千安
短路关合电流：
100千安
操作循环：
分—180s—合分—180s—合分；
机械荷载：
静荷载≤1000公斤、动荷载（向下）≤1500公斤
合/跳闸时间：
合闸时间：
≤80 跳闸时间：
≤50毫秒
机械寿命：
20000次
（2）真空断路器操作机构的主要技术参数：
机构型式：
弹簧操动
操作电源电压：
直流220伏
操作电源电压变动范围：
+10%～-15%
辅助开关接点数量：
8常开、8常闭；
（4）电流互感器：
额定电流比：
400/5A
准确度等级：
计量0.2级（厂用电源进线柜、备用电源进线柜用，其余不用。
）；
测量0.5级；
保护5P级；
热稳定电流：
45千安（1秒）
动稳定电流：
130千安
2.4保护装置主要技术参数
（1）直流电源：
额定电压：
220V
范围：
-20％～+15％
纹波系数：
<5％
功耗：
<15W
（2）交流参数
交流电压：
100V
交流电流：
5A
频率：
50HZ
交流电流功耗：
<0.5VA/相
交流电压功耗：
<0.1VA/相
交流电流过载能力：
2倍额定电流连续工作
20倍额定电流连续工作10秒
40倍额定电流连续工作1秒
交流电压过载能力：
1.2倍额定电压连续工作
（3）保护参数
电流元件
动作电流：
0.1～20In
级差：
0.01A
误差：
<3%
电压元件
动作电压：
0.5～120V
级差：
0.1V
误差：
<3%
零序电流
动作电流：
0.1～20In（或0.01～1.2In）
级差：
0.01A
误差：
<3%
整组动作时间
1.2倍整定值：
30ms
测量精度
电流、电压：
0.2级
有功、无功：
0.5级
根据需要开关柜装设微机型综合保护装置，微机综合保护装置选用南自公司产品，具有和计算机的通讯接口。
真空接触器：
参数见下表
名称
单位
数值
主电路
额定工作电压（Ue）
KV
12
额定工作电流（Ie）
A
630
额定频率（fr）
HZ
50
额定关合能力
A
10Ie（AC-4）
额定开断能力
A
8Ie（AC-4）
额定短时耐受电流
A
10Ie
额定峰值耐受电流
A
25Ie
额定短路持续时间
s
4
工频耐受电流
进线端相对地
KV
42
真空断口
KV
42
雷电耐受冲击电压
KV
75
控制电路
额定电压（Us）
V
DC220
额定功率（Ps）电保持
VA
≤1000/100（吸合/保持）
辅助电路
形式
3a+3b
额定值
AC380V/5A
控制电路、辅助电路对地工频耐受电压
KV
2
额定操作频率
长期
次/h
300
短期
次/h
600
机械寿命
万次
100
电寿命
万次
25（AC-3）,10（AC-4）
机械特性
合闸时间
ms
≤200
固有分闸时间
ms
≤160
合闸弹跳
ms
≤10
柜体尺寸：
800*1500*2300（宽×深×高）
控制部分
4.48改造内容及要求：
4.48.1.将现在投运的#2给水泵变频装置迁装到#1给水泵上,和#1给水泵电动机配套使用
4.48.2.#3给水泵新加装一组带工频旁路的变频装置；且此变频装置可在#2、#3给水泵电动机间进行切换
4.48.3对DCS控制程序进行修改，满足以下控制要求
①变频器启动,联开相应给水泵出口门;变频器停止,联关相应给水泵出口门
当变频器跳闸后，联跳相应给水泵开关,实现变频器跳闸并且备用投入时其它给水泵的连锁启动。
②变频泵运行,其他给水泵投备用时,当给水母管压力低时，备用泵不自启动。
③.锅炉给水主调节阀（在单元机组内）
改造前：
给水泵跳闸不和锅炉给水主调节阀（在单元机组内）联动
改造后：
给水泵变频跳闸，并且运行人员手动选择为泵机组单元制，主给水调节阀将自动打开开度30%30秒后,可以有运行人员手工调节。
4.66.目前六期给水泵运行方式为：
两台锅炉并列运行时，（起#2给水泵和#1、#3给水泵中的一台，另一台作备）锅炉给水母管压力通过调整给水泵转速实现给水压力自动调节；单台机、炉运行时，（起#2给水泵，#1、#3给水泵作备）投入给水压力自动调节、锅炉水位自动调节和锅炉水位协调控制调节，锅炉汽包水位通过调整给水泵转速来实现。
4.67改造后的运行方式：
两台锅炉并列运行时，（两台给水泵一台定频运行，一台变频运行，另一台工频给水泵作备）锅炉给水母管压力通过调整给水泵转速实现给水压力自动调节；单台机、炉运行时，#1给水泵对应#1炉实行单元制运行投入给水压力自动调节、锅炉水位自动调节和锅炉水位协调控制调节，锅炉汽包水位通过调整给水泵转速来实现。
#3给水泵对应#2炉实行单元制运行投入给水压力自动调节、锅炉水位自动调节和锅炉水位协调控制调节，锅炉汽包水位通过调整给水泵转速来实现。
4.68进行变频改造后，供货方变频器提供输出／输入接点要实现以下功能：
手动启、停泵；电气故障或低水压启动泵；
4.69给水泵连锁回路必须完整，连锁要求为
①当变频泵故障时，联跳故障给水泵开关,并且备用泵投入时，备用泵需能自启动，
②变频器启动,联开相应给水泵出口门;变频器停止,联关相应给水泵出口门
③变频器运行,给水泵投备用时,当给水母管压力低时，备用泵不自启动。
锅炉给水主调节阀（在单元机组内）
改造前：
给水泵跳闸不和锅炉给水主调节阀（在单元机组内）联动
改造后：
给水泵变频跳闸，并且运行人员手动选择为泵机组单元制，主给水调节阀将自动打开开度30%30秒后,可以有运行人员手工调节。
5、现场安装
该变频调速装置安装在水电厂六期厂房厂用电室,不设专门的变频器室和变压器室，安装现场不装设空调，采用把变频器产生的热风直接排到锅炉厂房的方式。
产品要能满足厂房环境要求，要求厂用电室温度不应安装变频而显著上升，变频器和变压器排风的风箱由乙方配套供应。
三、设备规范
设备供货清单（表一）
序号
名称
型号规格
数量
制造厂
产地
1
西门子罗宾康高压变频器
6SR-3502-6GF42-4BF0
1套
西门子
上海
2
变频器电源柜
KYN28-12
1面
科达公司
河北
3
变频器切换柜
KYN28-12
1面
科达公司
河北
4
DCS变频调速系统改造
实现技术协议要求的功能
1套
国电智深
北京
5
DCS卡件
EDPF-NTACT4
1个
国电智深
北京
6
DCS卡件
EDPF-NTDIO32
1个
国电智深
北京
7
配套电缆
YJV-3×95-10KV
100米
小猫
天津
8
配套风道
1
随机备品配件清单（表二）
序号
名称
型号规格
数量
制造厂
产地
1
Fuse690V
200A/690V
6
Gould
美国
2
滤网
1套
西门子
上海
四、包装、运输和贮存
6、设备制造完成并通过试验后应及时包装，否则应得到切实的保护，确保其不受污损。
运输方式由供方选用，甲方负责现场到货后卸车。
7、所有部件经妥善包装或装箱后，在运输过程中尚应采取其它防护措施，以免散失损坏或被盗。
8、在包装箱外应标明招标方的订货号、发货号。
9、各种包装应能确保各零部件在运输过程中不致遭到损坏、丢失、变形、受潮和腐蚀。
10、包装箱上应有明显的包装储运图示标志（按GB191）。
11、整体产品或分别运输的部件都要适合运输和装载的要求。
12、随产品提供的技术资料应完整无缺，提供份额符合GB11032的要求。
五、高压变频调速装置规范表
其内容和形式按表5-1。
序号
名称
单位
产品保证值
备注
1
使用标准
NEMA，ANSI，IEEE,IEC等
2
型式及型号
6SR3502-6GF42-5BF0
3
供货商及产地
西门子罗宾康中国上海
4
安装地点
室内
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