10KV1000KW2300KW高压变频器技术协议1Word格式文档下载.docx
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C
✧运行环境湿度：
0°
C～40°
✧海拔高度：
海拔1000米以下〔1000米以上降额运行〕
✧地震等级：
7级
✧网电波动范围：
+10%~-10%
2.3工况概述
✧电压等级：
10KV
✧变频器容量：
1250KVA,2800KVA
✧负载：
风机类
✧电机参数：
1000KW,2240KW
2.4变频器性能参数
高压变频调速系统，以高可靠性、易操作、高性能为设计目的。
高压变频调速系统采用新IGBT功率器件，全数字化微机控制，技术要求如下：
序号
名称
保证值
备注
1
使用标准
Q/0800SFD001-2021企业标准
2
型式及型号
高-高方式
JD-BP38-2300F
3
供货商及产地
山东新风光电子科技开展·
山东
4
安装地点
室内
5
技术方案
多电平串联，交直交、电压源型、高高方式
6
对电动机要求
异步电动机
7
变频器输入侧有无熔断器
单元输入侧有两相熔断器
8
额定输入电压10
/允许变化范围〔kV〕
10/+10%~-10%
9
系统输入电压〔kV〕
10
系统输出电压〔kV〕
0～10
11
系统输出电流〔A〕
165
12
逆变侧最高输出电压〔kV〕
13
额定容量〔kVA〕
2800
14
额定输入频率/允许变化范围
45-55HZ
15
对电网电压波动的敏感性
+10%~-10%满载输出；
降低35%以内降额连续运行；
输入电压波动到额定电压65%以下或突然停电在3秒内恢复可立即再启动
16
变频器效率
>
97％（额定输出时，含变压器）
17
输入输出电流谐波
<
2％
18
可靠性指标（平均无故障工作时间）
40000小时
19
输入侧功率因数
0.96〔20％负载以上〕
20
控制方式
多级正弦PWM控制
21
控制电源/容量
单相AC220V±
10%，5KVA
现场提供
22
UPS型式、参数及容量
掉电维持运行>
30min，1KVA
23
整流形式
二极管全桥整流
24
逆变形式
IGBT单相逆变
25
传动象限
1、3
26
电隔离局部是否采用光纤电缆
是
27
噪声等级
不小于75db
28
冷却方式
强迫风冷
29
过载才能
105％连续，120％1min，150%立即保护
30
变频器损耗〔KW〕
46
31
系统总损耗〔KW〕
115
32
标准控制连接
开关量硬连接
33
模拟量信号（输入）规格及数量
工业标准信号：
4～20mA1路
最多2路
34
模拟量信号（输出）规格及数量
4～20mA2路
35
开关量信号（输入）规格及数量
继电器干式接点，24点
36
开关量信号（输出）规格及数量
继电器干式接点，220V/5A24点
37
防护等级
IP31
38
操作键盘
触摸式标准操作面板
39
界面语言
简体中文
40
变频装置外形尺寸〔含旁路柜〕
6800×
1400×
2220mm
2300KW
41
变频装置重量〔含变压器〕
8.4T
42
盘前或盘后维护
盘前盘后均可
43
是否需要输出滤波器
否
44
是否需要升压变压器
45
售后效劳的承诺
发生问题，12小时以内到达现场维修
JD-BP38-1000F
10/+15%~-20%
72,161.3
1250
+15%~-20%满载输出；
小于60db
110％连续，125％1min，150%3s
20,44.8
50,112
IP32
6000×
1000KW
5.8T
✧变频器为高－高构造，10KV直接输出，不需输出升压变压器，输出为单元串联————
✧变频装置能在以下环境湿度下正常工作:
最大湿度不超过95%（20°
C;
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°
C，海拔1000米以下〔1000米以上降额运行〕
✧系统一体化设计，包括输入干式隔离变压器，变频器等所有部件及内部连线，用户只须连接高压输入、高压输出、低压控制电源和控制信号线即可。
整套系统在出厂前进展整体测试；
✧在20～100%的负载变化情况内到达或超过0.95的功率因数，并且电流谐波少，无须功率因数补偿/谐波抑制装置；
✧无需滤波器变频器就可输出正弦输出电流和电压波形，对电机没有特殊的要求，可以使用普通异步电机，电机不必降额使用。
具有软起动功能，没有电机启动冲击引起的电网电压下跌，可确保电机平安、长期运行；
✧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%。
可防止风机喘振现象。
变频器有三组共振点频率跳跃功能；
✧变频装置对输出电缆无特殊要求，电机不会受到共模电压和dv/dt的影响；
✧变频器可在输出不带电机的情况下进展空载调试，也可在没有高压情况下用低压电进展空载调试；
✧变频系统具有故障定位及记录功能，对于一般故障,变频器在主界面实时发出报警信息，在系统重故障或功率单元故障时，自动弹出该画面，显示发生故障的种类及故障发生位置，便于使用者对故障点的排除。
✧变频系统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，可进展就地人工启动、停顿变频器，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；
在远方监控方式下，可通过变频器的外围端子进展远方人工启动、停顿变频器，可以调整转速、频率并监控运行频率和输出电流。
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才能，平安性好；
✧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）；
✧变频器抗地震才能为7级，振动0.5G；
✧安装、设定、调试简便；
✧功率电路模块化设计，维护简单；
✧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。
✧内置PLC，易于改变控制逻辑关系，适应多变的现场需要；
✧可灵敏选择现场远程控制/本地控制；
✧可承受和输出4～20mA工业标准信号；
✧可根据用户需要内置PID调节器；
✧完好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，一般默认值为3秒；
✧飞车启动功能：
系统不装设转速传感器，在电机转动状态变频器可以接入，实现工频转变频〔只适用于风机类负载〕；
✧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，变频器降额运行。
变频器进线接线端子足够大，便于与进线电缆连接。
变频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。
变频装置还具有以下根本保护功能：
a、过电压保护：
检测每个功率模块的直流母线电压，假设超过额定电压的115%，那么变频器保护；
此保护实际上包括了对电网电压正向波动的保护。
b、过电流保护：
电机额定电流的150%，立即保护。
c、过载保护：
电机额定电流的120%，每10分钟允许1分钟，超过那么保护。
d、过热保护：
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℃〕，那么保护。
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构造，主体构造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IEEE519-1992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10KV输出，每个系统共有24个功率单元，每8个功率单元串连构成一相，其系统构造如以以下图，
说明：
本文件中所有与电压有关的地方，根据情况确定一个，单元数与电压相关联。
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互相绝缘，二次绕组采用星形折边接法，实现多重化，以到达降低输入谐波电流的目的。
每个功率单元构造上完全一致，可以互换。
系统为根本的单相逆变电路，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。
单元旁路功能：
当某个功率模块发生故障时，自动进展旁路，变频装置不停机。
确保维持消费要求，大大进步系统运行的可靠性。
柜内主要对功率单元进展组合，通过每个单元的U、V输出端子互相串接而成星型接法给电机供电，通过对每个单元的PWM波形进展重组，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。
主要包括为功率单元供电的移相变压器，输入侧的电压、电流检测器件，以及温度检测器件温控器。
风机
变频器功率柜顶部和变压器柜顶部所配冷却风机，在变频器运行后自动运行。
风机大小和个数根据功率大小进展配置，采用优质离心冷却风机。
干式变压器绕组底部也配有冷却风机，由温控仪检测变压器绕组温度进展控制，当绕组温度高于设定值〔一般80°
C，可设置〕那么起动冷却风机进展冷却，当低于设定温度〔一般60°
C，可设置〕那么停顿冷却风机。
控制器采用32位高速DSP芯片，设计的算法必须保证电机到达最优的运行性能。
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。
控制器包括一台内置的PLC，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。
控制器与功率单元之间采用光纤通讯技术，低压局部和高压局部完全可靠隔离，系统应具有极高的平安性，同时具有很好的抗电磁干扰性能。
自动旁路柜一次回路图
变频/工频自动切换:
旁路柜在变频器进、出线端增加了两个隔离刀闸，以便在变频器退出而电机运行于旁路时，能平安地进展变频器的故障处理或维护工作。
旁路柜主回路主要配置：
三个真空接触器〔KM1、KM3、KM4〕和两个刀闸隔分开关K1、K2。
KM3与KM4实现电气互锁，当KM1、KM3闭合，KM4断开时，电机变频运行；
当KM1、KM3断开，KM4闭合时，电机工频运行。
另外，KM1闭合时，K1操作手柄被锁死，不能操作；
KM3闭合时，K2操作手柄被锁死，不能操作。
电机工频运行时，假设需对变频器进展故障处理或维护，切记在KM1、KM3分闸状态下，将隔离刀闸K1和K2断开。
●合闸闭锁：
将变频器“合闸允许〞信号串联于用户高压送电柜的合闸回路上。
在变频器故障或不就绪时，不允许用户闭合现场高压。
切换为工频时〔KM4手动吸合〕此信号闭合。
●旁路投入：
将变频器“旁路投入〞信号直接引至控制柜外控端子。
变频运行状态下，假设变频器出现故障或者需要将电机从变频投入到工频状态运行〔按下“工频投切〞按钮〕，且此时切换转换方式为自动，系统将首先分断变频器高压输入、输出开关KM1和KM3，经过一定延时后，工频旁路开关KM4自动合闸，电机投入电网工频运行。
●保护：
保持原有对电机的保护及其整定值不变。
整套变频控制装置，包括控制柜、功率柜、变压器柜、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详细定义如下：
1）变频器提供的开关量
变频器采用内置PLC，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展I/O点的扩展及参数化设计。
其局部输出定义为：
（1）变频器就绪状态指示：
表示变频器已待命，具备启动条件，1路，常开点，闭合有效。
（2）变频器运行/停机状态指示：
表示变频器正在运行，各1路。
变频运行状态指示为常开点，节点闭合时表示为变频器处于运行状态；
变频停顿状态为常闭点，节点闭合时表示变频器处于停顿状态。
（3）变频器控制状态指示：
外控控制状态为常开点，节点闭合表示变频器控制权为现场远程控制；
本地控制状态为常闭点，节点闭合时表示变频器控制权为本地变频器控制，各1路。
（4）变频器报警指示：
表示变频器产生报警信号。
包含柜门非法翻开、变压器超温、控制电源掉电、给定信号断线、单元故障等信息，1路，常开点，闭合有效。
（5）变频器故障指示：
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、过载、短路等信息，1路，常开点，闭合有效。
（6）电机在工频旁路：
表示电动机处于工频旁路状态，常开点，闭合有效。
以上为变频器的根本输出状态点。
2〕变频器提供应高压开关柜
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，1路常开点，闭合有效。
高压合闸允许：
允许将高压开关合闸，1路常开点，闭合有效。
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〕高压开关柜提供应变频器
高压就绪：
高压准备就绪，为高压开关提供的1路常开点，闭合有效。
4）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，带负载才能均为250Ω。
分别为输出频率、输出电流信号。
5）DCS提供应变频器的开关量
a）启动指令：
干接点，3秒脉冲闭合时有效，变频器开场运行。
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。
6）DCS提供应的变频器模拟量
变频器可提供1路4～20mA电流源输入，其输入可根据用户不同的要求进展定义，满足用户多方面的需求，可定义为给定频率、给定转速、压力反响等。
7）通讯协议
默认通讯协议为MODBUS通讯协议，通讯接口为RS485接口。
假设需要其他通讯协议，请注明。
2.4.6控制系统设计方案
6.1就地控制方案：
操作面板控制：
就是说用户可以通过变频器设备上的人机交互视窗对变频器进展启动、停顿、加减频率等控制，同时可以对设备的各种运行参数加以设定，并且可以查询系统的各种运行状态及故障报警等信息。
2.2远程控制方案：
2.6.2PLC控制系统：
用户可以通过PLC控制系统对变频器实现远程控制。
▲系统输出到变频器的开关量控制信号〔3个干接点〕：
⑴变频器启动指令信号
⑵变频器停顿指令信号
⑶变频器紧急停顿指令信号
▲变频器输出给PLC的开关量状态信号〔6个干接点〕：
⑴变频器高压合闸允许指示：
该信号表示变频器已经在高压上电前准备就绪，可以高压合闸。
现场PLC系统需要该点，提供应上一级开关柜。
⑵变频器准备就绪：
该信号表示变频器已经带高压电准备就绪，可以对变频器实行启动命令。
⑶变频器运行/待机状态：
该信号反响变频器是否在运行，还是在停机待命状态。
⑷变频器报警状态：
该信号反响变频器是否有报警信息现象。
⑸变频器故障状态：
该信号反响变频器是否有故障信息现象。
⑹变频/工频运行状态：
该信号反响电机是在变频调速运行状态还是工频运行状态。
▲变频器输出给控制系统的模拟量信号：
变频器运行电流、频率。
▲控制系统输出给变频器的模拟量信号：
给定频率
根据以上的变频器与PLC控制系统之间的连接信号初步确定为：
9路开关量信号和3模拟量控制信号，为变频器的标准远程控制状态信号，也可以根据现场PLC自身的容量考虑增加或减少信号数量。
机旁远程操作箱控制:
通过机旁远程操作箱对变频器实现远程控制。
远程操作箱控制非常方便，用户可以在远程操作箱上启动、停顿变频器、调节电机转速，另外操作箱上可以显示电机运行电流、运行状态、故障状态指示。
3、供货范围
供货范围详见如下的设备供货清单〔表一〕和随机备品配件清单（表二）主要器件指定制造厂〔表三〕
3.12240KW电机配变频器设备供货清单（表一）
名称
型号规格
数量/套
制造厂家
旁路控制方式
高压变频器
山东新风光电子
一拖一自动
远程操作箱
3.22800KVA变频器随机备品备件及专用工具清单（表二）
数量
制造厂
备用单元
1套
防尘滤网
过滤棉
天津泰达
熔断器芯
随机配套
10只
浙江茗熔
光纤
AX-C22
25米
东莞爱鑫
专用工具
03710
世达工具
3.3主要元器件清单
一、10KV高压变频器新构造器件选型参考
10KV2240KW
规格及型号
产地
消费厂家
IGBT
FF300R17KE3
48只
德国
德国英飞凌
电解电容
10000UF-400V
216只
日本
尼吉康
整流桥
160A1600V
72只
德国西门康
UP
升级会员 