高壓變頻器保護

 變壓器進線接線，端子足夠大，便于與進線電纜連接。變壓器柜內(nèi)高壓引線導(dǎo)，體能滿足發(fā)熱的允許值，變壓器在各分接頭位置時，能承受線端突發(fā)短路的動，熱穩(wěn)定而不產(chǎn)生任何損傷，變形及緊固件松動。每個功率單元帶，兩相輸入熔斷器保護。

變頻裝置還具有，以下保護功能。



a、 過電壓保護，檢測每個功率模塊的，直流母線電壓，如果超過額定電壓的115%，則變頻器保護。

b、 過電流保護，電機額定電流的150%，立即保護。

c、 欠電壓保護，檢測每個功率模塊，的直流母線電壓，如果低于設(shè)定的數(shù)值，則變頻器保護。此保護實際上包括了，對電網(wǎng)電壓負向波動的保護。

d、 過載保護，電機額定電流的120%，每10分鐘允許1分鐘，超過則保護。此保護實際上包括了，對電網(wǎng)電壓正向波動的保護。

e、 過熱保護，包括兩重保護，在變頻調(diào)速系統(tǒng)柜體內(nèi)，設(shè)置溫度檢測，當環(huán)境溫度超過，預(yù)先設(shè)置的值時，發(fā)報警信號。

另外，在主要的發(fā)熱元件，即整流變壓器和，電力電子功率器件上，放置溫度檢測，一旦超過極限溫度，則保護。

 2、高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)原理，源創(chuàng)電氣高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，采用直接變換形式，為單元串聯(lián)多電平拓撲結(jié)構(gòu)，主體結(jié)構(gòu)由多組功，率模塊串聯(lián)而成，從而由各組低壓疊加，而產(chǎn)生需要的高壓輸出，它對電網(wǎng)諧波污染小，輸入諧波畸變小于3%，直接滿足IEEE519-1992的，諧波抑制標準，輸入功率因數(shù)高，不必采用輸入諧波濾波器，和功率因數(shù)補償裝置。

輸出波形質(zhì)量好，輸出電壓諧波畸變小于2%，不存在諧波引起的電機，附加發(fā)熱和轉(zhuǎn)矩脈動，噪音、輸出dv/dt，共模電壓等問題，不必加輸出濾波器，就可以使用普通的異步電機，變頻裝置10kv輸出或者6KV輸出，每個系統(tǒng)共有24個功率單元，每8個功率單元串連構(gòu)成，一相.功率單元。每個功率單元分別由輸入，變壓器的一組副邊供電，功率單元之間及變壓器，二次繞組之間相互絕緣，二次繞組采用星形折邊接法，實現(xiàn)多重化，以達到降低輸入諧波電流的目的。



每個功率單元結(jié)構(gòu)上，完全一致，可以互換，其電路結(jié)構(gòu)圖如下，系統(tǒng)為基本的，單相逆變電路，整流側(cè)為二極管三相全橋，IGBT逆變橋的控制方式，為PWM控制，并且有自動單元旁路功能。功率單元內(nèi)器件承受的，最高電壓為單元內(nèi)直流，母線的電壓，可以直接使用低壓功率器件，器件不必串聯(lián)，不存在器件串聯(lián)引起的均壓問題，而且功率單元中采用的，低壓IGBT功率模塊，驅(qū)動電路簡單，技術(shù)成熟可靠，器件工作在低壓狀態(tài)，不易發(fā)生故障。單元旁路功能：當某個功率模塊發(fā)生，故障時自動旁路運行，變頻裝置不停機，但需降額使用，即在每個功率單元輸出，端之間并聯(lián)旁路電路，當功率單元故障時，封鎖該功率單元，IGBT的觸發(fā)信號，然后讓旁路SCR導(dǎo)通，保證電機電流能通過，仍形成通路。這樣能維持生產(chǎn)要求，大大提高了系統(tǒng)運行的可靠性。


變壓器柜，主要包括為功率單元，供電的移相變壓器，還有輸入側(cè)的電壓，電流檢測器件和電流互感器，以及溫度檢測器件溫控器。
詳細原理見下圖， 功率柜：柜內(nèi)主要對功率單元，進行組合，通過每個單元的U，V輸出端子相互串接而成，星型接法給電機供電，通過對每個單元的PWM，波形進行重組，得到非常好的PWM波形，dv/dt小，可減少對電纜和電機的絕緣損壞，無須輸出濾波器就可以，輸出電纜長度很長，電機不需要降額使用，可直接用于舊設(shè)備的改造。

同時，電機的諧波損耗大大減少，消除了由此引起的機械振動，減小了軸承和葉輪的機械應(yīng)力。

 風機，變頻器功率柜頂上和變壓器柜，頂上配有冷卻風機，數(shù)量根據(jù)功率等級確定。變壓器柜配置6臺冷卻風機，放置在干式變壓器繞組底部，在變壓器送電后根據(jù)變壓器，鐵芯的溫度有溫控儀設(shè)定后自動運行。柜體上還設(shè)置了溫度顯示系統(tǒng)。功率柜根據(jù)功率大小配置，具有世界領(lǐng)先技術(shù)，德國進口優(yōu)質(zhì)離心冷卻風機。如需將熱量直接排至室外，可增設(shè)風道。

控制柜，控制器采用32位高速DSP芯片，精心設(shè)計的算法可以保證電機，達到最優(yōu)的運行性能。彩色嵌入式人機界面提供友好，的全中文監(jiān)控和操作界面，同時可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控，和網(wǎng)絡(luò)化控制。控制器還包括一臺內(nèi)置的PLC，用于柜體內(nèi)開關(guān)信號的邏輯處理，以及與現(xiàn)場各種操作信號和，狀態(tài)信號(包括DCS/RS485//Modbus)的協(xié)調(diào)，并且可以根據(jù)用戶的需要，擴展控制開關(guān)量，增強了系統(tǒng)的靈活性。控制器結(jié)構(gòu)上采用箱體結(jié)構(gòu)，各控制單元板采用FPGA，CPLD等大規(guī)模集成電路和表面焊接技術(shù)，系統(tǒng)具有極高的可靠性。控制器與功率單元之間，采用光纖通訊技術(shù)，低壓部分和高壓部分完全，可靠隔離，系統(tǒng)具有極高的安全性，同時具有很好的抗電磁干擾性能。采用溫度控制模塊可以隨時，監(jiān)控高壓變頻器各個功率單元的溫度。



控制器通訊原理如下圖，控制電源：控制電源接受交流輸入，控制電源由用戶提供單相，220V交流操作電源，對外標準接口，整套變頻控制裝置，包括移相變壓器，變頻器、旁路柜等所有部件，及內(nèi)部連線一體化設(shè)計，需方只須連接高壓輸入，高壓輸出、控制電源和控制線即可。


高壓變頻器對外接口，的具體定義如下。

1） 變頻器提供的開關(guān)量，變頻器采用西門子S7，200系列的PLC，標準數(shù)字量配置為24點入，16點出，并且可以根據(jù)用戶的，不同需求進行I/O點的擴展，及參數(shù)化設(shè)計。

其部分輸出定義為。

(1) 變頻器待機狀態(tài)指示，表示變頻器已待命，具備啟動條件。

(2) 變頻器運行狀態(tài)指示，表示變頻器正在運行。

(3) 變頻器控制狀態(tài)指示，節(jié)點閉合表示變頻器控制，權(quán)為現(xiàn)場遠程控制，節(jié)點斷開表示變頻器，控制權(quán)為本地變頻器控制。

(4) 變頻器輕故障指示，表示變頻器產(chǎn)生報警信號。包含柜門非法打開，變壓器超溫，控制電源掉電，給定信號斷線，單元旁路(過熱，欠壓等信息。

(5) 變頻器重故障指示，表示變頻器發(fā)生重故障，立即關(guān)斷輸出切斷高壓。包含過壓、過流，變壓器嚴重過熱。

(6) 電機在工頻旁路，表示電動機處于工頻旁路狀態(tài)。

2）．變頻器提供給高壓開關(guān)柜。

高壓開關(guān)緊急分斷，變頻器出現(xiàn)重故障時，自動分斷高壓開關(guān)，閉點有效。以上所有數(shù)字量采用無源接點輸出，定義為接點閉合時有效。除特別注明外，接點容量均為AC220V，3A。3) 。

變頻器提供的模擬量，變頻器可以提供2路4～20mA的，電流源輸出，帶負載能力均為500。模擬量信號和物理量實際，大小的對應(yīng)關(guān)系可由用戶，在調(diào)速裝置上設(shè)定，每路模擬輸出對應(yīng)的物理量，可以由需方從以下參量中選擇，輸出頻率、給定頻率，輸入電流、輸出電流，輸入電壓、輸出電壓，閉環(huán)給定值、實際反饋值。

4) DCS提供給變頻器的開關(guān)量。

a) 啟動指令，干接點，3秒脈沖閉合時有效，變頻器開始運行。

b) 停機指令，干接點，3秒脈沖閉合時有效，變頻器正常停機。

c) 緊急停機指令，干接點，閉合保持有效，變頻器緊急停機。

5) DCS提供給的變頻器模擬量，變頻器采用西門子S7-200系列的，PLC模擬量擴展模塊，EM235滿足上述要求，此模塊可提供4路4～20mA電流源，或0～5V電壓源的輸入，其輸入可根據(jù)用戶不同的，要求進行定義，滿足用戶多方面的需求，可定義為給定頻率，給定轉(zhuǎn)速、壓力反饋等。

注：詳細接口設(shè)計需要在簽訂，技術(shù)協(xié)議階段由雙方商定。本方案提供的接口僅供參考。