变频器技术规范.docx
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变频器技术规范
厦门新阳纸业配套供热工程
10kV高压及380V低压变频调速装置
技术规范书
二零一二年三月厦门
目录
1总则3
2技术要求3
3供货范围18
4技术服务19
5招标方的工作20
6工作安排20
7备品备件及专用工具23
8质量保证和试验24
9包装、运输和储存26
10差异表26
1总则
1.1本设备技术规范书仅适用于厦门新阳纸业配套供热工程中#3锅炉使用的引风机、一次风机10kV高压变频控制装置、二次风机380V低压变频调速装置本体及其辅助设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求相关要求。
1.2本技术规范书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，投标方应保证提供符合本规范书和最新工业标准的优质产品。
对国家有关安全、环保等强制性标准及规定，必须满足其要求。
1.3如投标人没有以书面形式对本技术规范书提出异议，招标方将认为投标人提供的设备完全符合技术规范和标准的要求。
偏差（无论多少）都必须清楚地表示在投标文件中的“差异表”中。
如果投标方没有以书面对本技术规范书的条文提出异议，那么招标方可以认为投标方提出的产品应完全符合本规范书的要求。
1.4在签订合同之后，招标方有权提出因规范标准和规程发生变化而产生的一些补充要求，具体项目由双方共同商定。
1.5本技术规范书所使用的标准如遇与供方所执行的标准发生矛盾时，按较高的标准执行。
1.6投标方应提供所投标设备的生产（制造）许可证及投标设备具有的国家授权部门发出的型式检验报告；旁路系统必须提供高压开关柜的认证资质或者相关检测报告。
设备生产（制造）单位应具有完善的质量保证体系，注册资本3000万元以上，有5年以上制造经验，且在厦门设有直辖的办事处及相应的技术人员，以便提供及时的售后服务，同时投标方应提供厂家的项目授权书及质量承诺函。
1.7本技术规范书及相关会议纪要和澄清文件，均与合同正文具有同等法律效力。
2技术要求
2.1规范和标准
投标方所提供的产品应满足下面所列规范和标准最新版本的要求，但不限于此。
IEC76PowerTransformer;
IEC529ProtectionClassesofCases（IPcode）;
IEC1131/111PLCCorrelativenorms;
IEC68Correlativetests;
IEC68-2-6抗振动标准
IEC68-2-27抗冲击标准
IEC1175 Designofsignalsandconnections;
IEC801 Electro-magneticradiationandanti-surge-interference;
IEC870 Communicationprotocol;
IEC1000-4-2EMC抗干扰标准
IEC1000-4-3EMC抗干扰标准
IEC1000-4-4EMC抗干扰标准
IEC1000-4-5EMC抗干扰标准
IEC1800-3EMC传导及辐射干扰标准
EN50082-2工业环境的一般标准
IEEE519电气和电子工程师学会
89/336ECCE标志
NFPA70StateElectricalApplianceCode;
NFPA77Recommendedanti-electrostaticmethods;
NFPA78Specificationstoprotectfromthunder;
NFPA496StandardofElectricEquipmentChargeandPositivePressureCaseBodyinDangerArea;
OCMANWGIREV2NoiseLevelNorms;
ISO/IEC11801Internationalelectricalwiring;
NEMAAmericanNationalElectricalManufacturerAssociation;
GB12326电能质量电压允许波动和闪变
GB/T14549电能质量公用电网谐波
GB1094.1~1094.5电力变压器
GB6450干式变压器
GB/T10228干式电力变压器技术参数和要求
GB17211干式电力变压器负载导则
GB311.1高压输变电设备的绝缘配合
DL/T620交流电气装置的过电压保护和绝缘配合
GB/T3859.1半导体变流器基本要求的规定
GB/T3859.2半导体变流器应用导则
GB/T3859.3半导体变流器变压器和电抗器
DL/T5153-2002火力发电厂厂用电设计技术规程
GB50217-2007电力工程电缆设计规范
DL/T620交流电气装置的过电压保护和绝缘配合
NDGJ8-89火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程
SDJ9－1999电测量及电能计量装置设计技术规程
2.2环境条件
年平均气温：
20.7℃
极端最高气温：
38.5℃
极端最低气温：
2.0℃
累年平均降水量：
1093.7mm
累年平均相对湿度：
77%
盐雾条件：
盐雾腐蚀严重
地震烈度：
7度
2.3工程条件
2.3.1系统概况
10KV系统最高电压11KV,额定频率50HZ，中性点不接地；380V系统最高电压420V，额定频率50HZ,中性点直接接地。
2.3.2安装地点：
海边
2.4电动机基本参数
2.4.1引风机
电动机型号：
_YKK5-6W
电动机型式:
__卧式__
额定功率：
500kW
额定电压：
10kV
额定频率：
50Hz
2.4.2一次风机
电动机型号：
_Y450-4___
电动机型式:
__卧式__
额定功率：
450kW
额定电压：
10kV
额定频率：
50Hz
2.4.3二次风机
电动机型号：
Y315-4
电动机型式:
__卧式__
额定功率：
185kW
额定电压：
380V
额定频率：
50Hz
2.5技术性能要求
2.5.1为保证设备运行安全可靠，变频装置采用自动旁路方案，在电机不停的情况下，系统可在工频与变频运行状态间可双向切换。
每台锅炉含1台引风机和1台一次风机，每台风机均配置10kV高压变频器装置；每台锅炉含1台二次风机，配置1台低压变频装置。
均采用单套变频装置供单台电机，即一拖一的方案。
1）一拖一自动旁路方案如下：
主回路的简图如下：
其中QF1为招标方开关柜内断路器，QS1~2和KM1~3为投标方供货隔离开关和接触器，并由投标方提出组柜方案及相应具体参数，供招标方进行选择确认。
M为1台电动机，电动机为招标方现场已有的设备。
图中投标方所供的变频装置内的所有电气设备线缆连接由均投标方完成。
10KV（380V）系统与变频装置线缆的连接及变频装置与M之间线缆的连接由招标方负责，投标方应预留接口。
基本原理：
（1）正常变频运行时，KM1,KM2,QS1,QS2闭合、KM3断开（接触器KM2同KM3电气互锁），由变频器驱动电动机转动。
（2）变频装置可进行就地/远程DCS的工/变频启停、控制、给定，要求做到就地/远程的无扰动切换。
（3）可根据运行实际要求，可选择是否投自动旁路功能，当选择投自动旁路功能时，变频器在运行过程中出现重故障后，将在3～5S内（可设定）自动切至工频运行，保证生产的连续性。
当禁止投旁路时，变频器在运行过程中出现重故障后，变频器保护停止输出，不进行工频切换。
同时在变频器故障维护时拉开刀闸形成明显断开点，保证人身安全。
（4）当根据生产需要由变频状态切换至工频状态运行时，亦可通过自动旁路柜操作按钮（或通过DCS操作）断开KM1,KM2，可设定延时自动闭合旁路开关KM3，使电机在工频电源下正常运行。
（5）电机在工频电源下运行，可对变频器进行检测检查，在确认无异常可投入变频运行时，变频器应能正常从工频切换至变频运行。
（6）高压变频装置的接触器采用一流品牌真空接触器。
低压变频装置中变频器采用ABB或FUJI产品。
其他低压元器件采用ABB、施耐德或富士产品。
2.5.2柜内设备布置应严格满足国家标准所要求的带电距离要求，不允许发生因为带电距离不够所造成的任何设备故障情况。
2.5.3本工程将变频调速系统纳入电厂DCS系统。
由DCS系统根据机组负荷情况，按设定程序实现对变频调速系统频率、电动机转速自动控制。
变频装置应具有与集散控制系统DCS或其它控制系统的通讯接口，通讯接口应支持以太网、MODBUS等通讯协议，具体协议将在技术协议或设计联络会阶段确定.投标方应配合集散控制系统DCS或其它控制系统承包商共同完成两系统间的通讯连接，并按照集散控制系统DCS或其它控制系统承包商的通讯格式要求提供通讯点清单。
2.5.4自诊断功能
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。
高压变频器的故障共分两种：
即轻故障和重故障，对于轻故障，变频器在界面显示故障点并发出报警，且此时变频器不停机，可带载继续运行，等到生产完毕停机时，由工程人员将故障排除，即可重新投产；对于重故障，变频器在界面显示故障点并发出报警，且此时变频器立即跳机，保护设备，由工程人员将故障排除后即可重新投产。
对于高压变频器，能够导致停机的保护功能和重故障有：
过压、过流、光纤故障、变压器严重过热等，其它均为轻故障。
要求变频器能快速切除重故障，并提供完善的综合保护措施以保证变频器系统不受损坏（提供变频器设置的保护值）。
3.5.5在运行环境温度下，变频器精度应满足模拟量输入,输出信号误差为±0.25%
2.5.6I/O类型
1）模拟量输入：
4-20mA（接地或不接地）,最大输入阻抗为250Ω。
2）模拟量输出：
4~20mA,具有驱动回路阻抗大于500Ω负载能力。
3）开关量输入：
开关量输入回路在硬件上采取光电隔离措施,在软件上采取消除接点抖动措施.并作好接地,屏蔽等抗干扰措施。
4）开关量输出：
开关量输出模件应具有电隔离输出,隔离电压≥250V,能直接启动任何中间继电器,投标方应提供中间继电器及柜体,并提供可靠的工作电源。
2.5.7投标方应提供对传感器,输入输出信号的屏蔽要求和建议,以满足系统设计的要求。
2.5.8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。
距控制柜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。
2.5.9投标方提供的电气柜内的接线端子应采用菲尼克斯或魏德米勒产品，并提供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。
2.5.10变频装置应具有与机组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。
2.5.11投标方应说明：
1）当10kV母线上电动机成组起动时,对变频器的影响。
2）当10kV母线上最大一台电动机起动时,对变频器的影响。
2.610KV变频装置设计与结构要求
2.6.1变频装置为直接高-高结构，能直接输出10kV，禁止采用输出升压形式。
要求变频装置在不另外配置输入、输出滤波器的情况下满足相关标准对谐波水平的要求。
投标方应明确说明整流脉冲数。
2.6.2变频装置采用电压源型，必须有制动电阻用以吸收电动机再生能量，如网侧电压波形畸变不满足要求，则必须加装交流电抗器。
2.6.3变频装置逆变主电路拓扑应采用多电平形式，至少八级单元串联。
变频装置所需变压器应采用可靠性极高、绝缘等级为H级、免维护设计的变压器。
变压器要求铜线绕制。
整流用移相变压器应采用干式变压器，其应有柜体封闭。
移相变压器的容量必须保证在变频器额定容量的125%或以上。
2.6.4变频装置整个系统必须在出厂前进行整体测试并带负载24小时运转，以确保整套系统的可靠性，随机提供整套系统的联机负载测试报告。
变频装置制造商必须已通过IS09001质量保证体系认证。
2.6.5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℃～45℃，海拔1000米以下。
2.6.6投标方应提供最新型号的变频装置（要求满足2.3条），并在投标书中详细说明结构（包括元器件型号、隔离变结构及绝缘）以及主要元器件的供应商、产地分别注明。
2.6.7变频装置系统输入为10kV、50Hz，用于对电机进行调速。
2.6.8在20-100%的调速范围内，变频系统的不加任何功率因数补偿的情况下输入端功率因数必须达到0.95以上。
2.6.9变频装置I/O可根据用户的要求进行参数化。
2.6.10安装、投运变频器装置后原电动机不加任何改动可直接应用，变频装置对输出电缆的长度不应有任何要求，变频装置必须保护电机及电缆不受共模电压及dV/dt应力的影响，运行过程中对电动机和电缆的绝缘不造成任何影响。
2.6.11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。
2.6.12单元与主控系统必须采用光纤通讯。
投标方应详细论述实现通讯的方案。
2.6.13变频装置输出必须符合IEEE519-1992及中国供电部门对电压失真最严格的要求，高于国标GB14549-93《电能质量公用电网谐波》对谐波失真的要求。
2.6.14变频装置对电网反馈的谐波要求也必须符合IEEE519-1992及中国供电部门对谐波失真最严格的要求，高于国标GB14549-93对谐波失真的要求。
必须采用48脉冲以上输入整流，确保不对电网产生谐波污染。
2.6.15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%，同时避免应用过程中可能产生的共振现象措施。
变频器可设置至少3个不同的共振点自动跳过。
2.6.16额定负荷下，变频器效率应达到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。
2.6.17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65分贝。
2.6.18变频器应对外界电网电压波动具有很强的适应能力。
电网电压在+15%和-20%范围内波动时变频器应能额定输出，保证长期正常运行，并无需降额运行。
电压降低20－35％降额连续运行，电压低于65％提供瞬停再启动功能。
2.6.19变频装置可以承受35%的电网电压下降而降额继续运行，当电源恢复后，变频器能继续正常运行；变频器能在电源10s瞬时失电不停机（电源开关不跳闸），且在恢复供电后能自动恢复至失电前的运行工况。
并详细论述实现方案。
2.6.20变频器应适用于普通异步电机。
2.6.21变频调速装置应满足现场的各种运行工况要求，包括软启动、控制变速或定速带载运行，正常停机以及紧急停机，可以远方和就地操作，并可对其进行远方/本地控制的切换，要求做到无扰动切换。
2.6.22系统不装设转速传感器。
2.6.23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。
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。
2.6.24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10kV开关。
保护的性能应符合国家有关标准的规定。
2.6.25变频装置应设有交流输出电压、输出电流、输出频率、输出功率、功率因数等参数的数据显示。
其他有需要显示的参数投标方应给予明确。
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：
变频器远程启动、变频器远程停止、急停、复位、手动/自动转换、供电电源开关信号等信号
开关量输出：
变频器高压待机状态、变频器运行状态、变频器轻故障、变频器重故障、变频器远程控制、供电电源开关信号等信号
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、输出电压
开关量的外部接点全部为无源接点，开关量输出的内部接点全部为无源接点，开关容量为直流220V/5A，模拟量信号全部为4~20mA。
具体开关量信号和模拟量信号数量在设联会由招标方确定，投标方应满足招标方需要，并且无任何商务问题。
2.6.26变频装置控制系统采用数字微处理器控制器，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；功能设定、参数设定等均采用中文。
供应方提供的变频装置支撑软件为汉化的最新的正版软件。
投标方应提供终身的软件升级服务。
2.6.27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。
2.6.28变频器输出频率分辨率不应低于0.01HZ。
2.6.29变频器使用时，电机绕组Y型接法不得改为三角型接法。
2.6.30本工程的变频器室的冷却方式为通风冷却。
根据招标方提供的变频控制室布置图及使用工程环境条件，投标方在投标期间必须提供上述各变频控制室的详细冷却方案及计算书：
通风冷却，应提供风道布置图、风机的配置等相关内容。
并针对通风冷却方式，在商务标书价格表内对提供风道及风机的价格，并计入总价，要求所提供的风机为国外知名品牌，所有设备均要采取防盐雾措施。
2.6.31投标方提供的各刀闸之间、刀闸与变频器之间应有可靠的机械与电气闭锁，确保不发生误操作的可能，投标方在投标期间需对系统操作、接触器闭锁、刀闸闭锁及防误措施进行详细描述，并需经招标方认可。
招标方有权对防误措施提出要求，投标方需无条件满足。
2.6.32变频器的额定输出功率和电流应满足本招标文件提供的负载电机额定功率和额定电流的要求，并具有一定的过载能力和超载保护措施。
应具有过载能力120%1分钟。
2.6.33变频器要能够满足工艺过程的控制要求，频率调节精度和稳定精度符合相关标准要求，能保证生产过程的稳定运行。
装置应有避免应用过程中可能产生的共振现象的措施，至少可设置3个不同的共振点。
2.6.34变频器的设计和制造工艺要体现先进性、可靠性，元器件的选型和筛选要高标准、严要求，以保证整体设备的各项高性能指标。
2.6.35变频器加、减速时间可调，当参数设定不正确或工艺状况发生变化导致加减速时间需要变化时，变频装置能自适应整定，确保正常持续运行。
2.6.36由于考虑到运行环境问题，要求变频器功率单元电解电容采用高可靠、高性能、长寿命的进口器件，满足85度，≥5000小时超长寿命电解电容或者无极性自愈电容，投标方应在投标文件中对功能实现进行详细分析。
2.6.37由于海边的特殊工况要求，要求功率单元采用全封闭式单元模块（不应有控制板或驱动板等PCB外露）；由于存在冲击电流，要求变频器能够承受1.5倍电流2分钟，2倍电流30秒钟。
2.6.38投标方根据要求，提供投标产品的功率模块旁路方案：
单一模块旁路功能还是同一级模块旁路功能，提供详细说明方案。
如果没有旁路功能，请做说明，如何保证可靠性。
2.6.39要求变频器启动无需考虑电机是否处在静止状态，可即时启停装置。
具备飞车启动功能和无冲击软启动技术。
并在投标文件中对功能实现进行专题分析。
2.6.40变频器配备变频/工频互相自动（手动）切换的旁路装置，在变频设备出现严重故障或例行检修时，可通过旁路进线及接触器或开关使电机切入工频电网运行，在故障排除或检修完毕后可投入变频运行。
变频和工频应具有可靠的电气和机械连锁，在就地和远程有明显的指示标志。
投标书中应提供工频旁路方案。
2.6.41变频器本身具备在线监测运行状态和运行参数的功能，并具有显示功能，具备就地操作及紧急故障处理功能。
对于设备本身出现的小故障具有临时处理能力，同时发出报警信号，但不影响设备的连续运行，提高设备的可靠性。
2.6.42变频器即使发生严重故障时，变频器能够可靠地关断，不会发生设备损坏，也不能对电网和负载设备造成冲击和损坏。
如果在运行过程中电机发生单相接地或有变频高压输出两相短路时，变频器能快速判断并可靠停机，避免事故扩大，单相接地或两相短路过程中装置本体不得有任何损坏。
2.6.43变压器应采用温度监视装置，变压器室风机的启停控制由温控器自动控制，变压器过温应能联跳进线开关。
装置运抵现场时应随附变压器的出厂检验报告。
2.6.44变频调速装置应具备模拟输入0～5V或4～20mA电流接口，可方便接入现场传感器，装置应具备若干输出干接点和跳闸接点输出。
2.6.45变频器装置内部不应采用任何需要定期更换的元器件，如电解电容器。
由于变频器发热及电流冲击等影响请投标方提供变频器内部电力电解电容器的实际使用寿命。
变频器设备内的高压功率器件、冷却风机及其它重要控制元件，应采用进口优质产品。
主要元器件应采用下列厂家品牌。
序号
名称
制造厂家
产地
备注
1
IGBT
德国西门康semikron
德国英飞凌infineon
西门子
2
整流桥
德国西门康
德国英飞凌infineon
IXYS
3
可控硅
德国西门康
德国英飞凌infineon
IXYS
4
电解电容
德国EPCOS
美国CDE
日本NCC
NICHICON
5
PLC
西门子
OMRON
施耐德
6
人机界面
OMRON
NTOUCH
7
冷却风机
德国EBM
德国施乐百
8
光纤插头/插座
美国安捷伦
9
光纤
美国安捷伦
10
微控制器
美国TI
11
电平转换芯片
美国TI
12
仪用放大器
美国AD
13
FPGA
美国ALTERA
14
CPLD
美国ALTERA
15
SRAM芯片
美国CYPRESS
16
EEPROM
美国ALTERA
17
驱动芯片
日本三菱
18
干式变
北京新华都、北变、特变
2.6.46变频装置动力电源和控制电源分开供电，动力电源一路来自移相变的独立绕组，另一路来自外接交流380V电源，保证冷却风机控制电源应配置在线式UPS，在控制电源掉电时，不影响系统运行维持30分钟。
2.6.47变频调速器成套装置配套技术要求：
变频调速装置的类型为高－高方式的高压变频调速装置。
2.6.48变频器高压主回路与控制器之间应采用进口光纤连接
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