高压大功率变频器旁路技术
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关于功率单元旁路的说明东芝-三菱的变频器功率单元为六级串联。
对于功率元件的器件耐压来说,六级串联的单元采用1700V的IGBT,因此每相六级单元串联后的器件总耐压为10200V。
而国内其他也采用1700V(或1200V)耐压的IGBT的厂家普遍采用五级(或八级)串联,五级(或八级)串联的单元每相串联后的器件总耐压为8500V(或9600V)。
器件总体耐压水平中,六级串联的变频器比五级串联的变频器高20%,比八级串联的高6%,因此六级串联且采用1700V的IGBT 的变频器具有更高的可靠性。
TMEIC(提迈克)的高压变频器在IGBT器件和电容耐压上具有更高的富裕量,可靠性更TMEIC变频器设计思路是保证整套系统(含功率单元、控制回路、变压器在内)不出现任何问题,尤其是功率单元可靠性极高,简单的说就是东芝-三菱变频装置变频器不需要复杂的功率单元旁路功能,东芝-三菱在整个产品的设计和生产中,是通过采取各种手段(包括设计、材料、器件选型等)和精湛的工艺以及长期丰富的经验来提高整套系统(包括功其实对于加上复杂的功率单元旁路功能的系统,其主要缺点如下:⏹使系统复杂,可靠性降低,而且还存在旁路的误动作的可能性,旁路的误动作会引起输出电压的不平衡,造成系统保护停机,还有扩大的故障可能性。
⏹单元旁路时由于变压器二次绕组电流的不均衡,被旁路的单元在变压器二次侧不能产生抵消谐波的电流,系统谐波肯定会增加,旁路的个数越多,一次侧电流畸变越厉害,⏹单元工作在不平衡状态,特别在轻载状态,有的单元处于回馈状态,有的处于输出状⏹单元被旁路,输入侧仍处于带电状态,如果故障原因恰好是IGBT或整流桥短路,输入侧对应的变压器二次侧绕组一直处于短路状态,不仅变压器会受损,单元也由于未及时断电而造成事故扩大甚至烧毁整套变频器。
⏹⏹⏹⏹东芝三菱在单元中采用的功率元件为三菱公司自己生产的相当于军品级的第五代因此单元包括功率元件和控制板的整体可靠性大大提高,与其他品牌相比不在一个档⏹由于东芝三菱变频器的整体可靠性非常高,一般不会过热,因此不需要采用所谓的单。
高压变频器操作规程一、变频器的几种状态1.待机状态:已合高压,未启动变频器,系统发出系统待机信号,可启动变频器2.运行状态:变频器已启动并运行,对应负载已经开始旋转,界面显示正在运行3.停机状态:变频处于非运行状态为系统停机状态。
4.故障状态:系统存在重故障,界面显示系统故障及重故障名称,此种状态下KM1,KM2无法合闸,KM3自动处于合闸状态,此时KM1,KM2,KM3远程是不允许操作的,如果此时需要停风机,就必须分段6KV真空断路器,KM3是无法分闸的,如果需要重新启动变频器,需要将重故障消除后,按复位按钮进行复位后确认没有故障后方可合闸5.本控/远控状态:1)本控状态:变频器柜门选择开关处于本控位置,只允许在变频器本机处进行操作2)远控状态:变频器柜门选择开关处于远控位置,只允许在DCS处进行操作6.变频/工频旁路状态:1)旁路柜真空接触器KM1,KM2及刀闸QS1,QS2合上,KM3断开时,选择用变频器运行,系统处于变频状态2)旁路柜真空接触器KM3合上,KM1及KM2断开时,选择用工频电网运行,界面将显示工频旁路运行状态二、控制电源的上电操作1.合控制柜内交流控制电源开关2.按下UPS电源按钮3秒左右,直至UPS打开3.合控制柜内直流控制电源开关,观察本机操作屏应自动进入变频器主界面,无任何故障后,显示“控制器就绪”。
三、高压上电,启动操作1.用本机界面启动1)将旁路柜柜门的选择开关拨到手动位置2)确定将运行的方式。
变频方式下合上旁路柜真空接触器KM1,KM2以及刀闸QS1,QS2;工频方式下仅合KM3。
旁路柜上相应指示灯应点亮。
在合上刀闸后,应通过旁路柜观察窗检查刀闸是否到位,然后合变频器上口真空断路器。
(一般情况下,隔离刀闸QS1 ,QS2是不分闸的,只需操作真空接触器)3)将控制柜柜门的选择开关拨到本控位置,进入功能界面,选为本机给定4)确认系统已处于待机状态5)确认风门在全开位置,电机在静止状态6)在开环状态下设定给定频率7)按下操作面板的启动按钮8)观察运行频率及电压、电流是否正常2.用远方启动1)将旁路柜柜门的选择开关拨到自动位置2)确定将运行的方式。
高压变频器旁路一次系统设计方案高压变频器旁路一次系统设计方案在现代工业中,高压变频器逐渐成为很多机械系统中的重要组成部分。
它可以对电机的电压和电流进行精确的控制,实现电机的启停、转速调节和转向等功能。
由于高压变频器具有应用范围广、性能优异、节能减排等优点,因此被广泛应用于冶金、化工、电力、矿山等行业。
但是,高压变频器在正常工作时可能会发生故障,这将会给生产带来不良的影响。
为此,设计一套高效可靠的旁路一次系统,对于确保设备的正常运行和减少生产事故具有重要意义。
1. 旁路一次系统的原理旁路一次系统是指在高压变频器出现故障时,自动将变频器旁路,并使其绕过电机供电。
由于旁路一次系统采用的是电机正常启动电源,所以它可以保证电机继续运行,从而避免生产事故的发生。
在变频器恢复正常运行后,系统会自动将电机重新连接到高压变频器上,从而保持系统的连续性。
2. 旁路一次系统的设计旁路一次系统的设计应该满足以下几个基本要求:(1)可靠性高。
旁路一次系统需要具备很高的可靠性,以保证在变频器故障时能够及时而准确地进行旁路操作,而不会造成电机的损坏。
(2)操作简便。
操作人员可以通过简单的按键或开关将旁路一次系统启动或关闭。
同时,要求系统设计要充分考虑人机工程学,使操作人员可以方便且准确地进行操作。
(3)安全性高。
旁路一次系统的设计需要考虑到设备的安全性,确保操作过程中不会对设备和人员造成伤害。
根据上述要求,旁路一次系统的设计应该包含以下几个方面:(1)电源供应。
由于系统需要对电机进行供电,因此需要为旁路一次系统提供独立的电源控制。
(2)信号采集。
旁路一次系统需要接收变频器中的故障信号,并通过相应的处理,发送旁路信号发出旁路命令。
(3)旁路控制。
当接收到故障信号后,旁路一次系统需要启动旁路控制程序,并向电机提供正常电源供应,完成旁路操作。
(4)旁路恢复。
当变频器恢复正常运行时,旁路一次系统需要自动向电机提供变频器的供电,并恢复工作状态。
技术部分、GVF10kV 高压变频器1.1系统组成GVF 10kV变频调速系统由旁路柜(可选)、移相变压器柜(必选)、逆变器柜(必选)、控制柜(必选)组成。
GVF变频器为高—高电压源,交—直—交, SPW型变频器。
全套系统见图1-1。
图1-1 GVF 10kV高压变频器组成旁路柜:旁路柜采用手动一拖一方案(根据用户需要可定做自动旁路方案)。
手动旁路柜主要功能是当变频器需要检修维护时,通过倒闸操作,使得变频器退出运行,实现电机的工频启动运行。
旁路方案如图1-2,旁路柜主要由三个刀闸组成,包括输入刀闸QS1、输出刀闸QS2、旁路刀闸QS3。
QS1、QS2、QS3三个刀闸换成真空接触,可以实现自动转换。
当系统工频运行时,QS3闭合,QS1和QS2打开。
当系统变频运行时,QS1 和QS2闭合,QS3打开。
QS1与QS3有机械互锁。
各隔离开关都预留辅助接点。
旁路柜内置防浪涌吸收装置,对系统进行浪涌保护。
图1-2手动旁路柜方案移相变压器柜:由输入变压器、温控仪和风冷系统组成。
输入变压器为54脉冲移相干式变压器(以下简称移相变压器),由其为逆变器的各个功率单元提供整流用电源。
逆变器柜:内置27个结构相同的单相逆变功率单元(以下简称功率单元),这些功率单元按每相9个的结构放置在柜体内,由高压电缆和高压铜排连接。
逆变器柜内布置有风冷系统。
控制柜:内置有主控板、人机界面、UPS、低压电器等控制及操作器件。
1.2系统技术方案变频器工作原理如图1-3,采用多个低压的功率单元串联实现高压输出,输出侧采用多电平移相正弦PWMI制,输入降压变压器采用移相方式,可有效消除装置对电网的谐波污染。
串联型多电平高压变频器采用多个独立的低压串联实现高压输出,包含移相变压器和功率单元两大部分。
图1-3变频器工作原理图移相变压器采用多重化设计,将网侧的高压变换成二次侧的多组低电压(本工程为27组),二次侧绕组在绕制时采用延边三角形接法,相互之间形成固定相位差,产生多脉冲整流方式,使得变压器二次侧各绕组(功率单元的输入)的谐波电流相互抵消,不反映到高压侧,从而有效改善电网的电流波形,基本上消除了变频器对电网的谐波污染。
高加大旁路讲解一、概述1.高加大旁路为CCI公司生产,产地为瑞典。
高加大旁路由一个进口三通阀(型号为VHB-200T3)和一个出口三通阀(型号为VHBS-200T3)组成。
每套阀门配备了一套气动控制系统,同时控制旁路进口阀和出口阀的动作。
2.旁路阀为液压操作,液压执行机构与阀门为一体式。
进口三通阀的液压执行机构的型号为WSMH100VC,出口三通阀的液压执行机构型号为WSMH75VC。
3.阀门的通流量按1913t/h进行设计,阀门全开和全关的时间小于5s。
4.高加大旁路的流程如图1所示。
二、单阀的结构说明及动作原理•如下面几张图所示:图2至图5为高加旁路进口三通阀的正视图、侧视图、剖面图1和2;图6至图8为高加旁路出口三通阀的正视图、侧视图和剖视图。
•以下将结合图分别对两个阀门的结构及动作原理进行讲解。
(一)进口三通阀结构说明1.如图2所示,正常通路为给水泵出口母管来的水从进口三通阀的左侧水平进口进入,从三通阀下部出来进入#3高加的进口,依次通过#2高加和#1高加后,接至出口三通阀的正常通路进口(下进口)。
当走旁路时,给水泵出口母管的水从左侧水平进口进入后,从右侧水平出口出,接至出口三通阀旁路进口(左侧水平进口)。
2.阀体上连接有两个管路,其中一个管路由阀体上的进口短管引出,接至阀体的正常出口短管,此路为旁路进口三通阀的注水管,管路上有两个注水阀;另一路由阀门的水平进口与下出口中心线交点处引出,接至液压执行机构活塞上方(如图4所示),此路称为液压执行机构控制液流量调节管路,管路上有一手动阀。
调试时,调节此阀门的开度,调节进入液压执行机构活塞上方的注入水流量,以达到调节阀门关闭时间的目的。
调节好后,则可锁住,以防止别人误动。
如照片3所示。
3.阀门背面在液压执行机构活塞下部有一接口接至快速动作阀,用于泄去活塞下部的控制液。
(二)进口三通阀的动作原理启动前状态:启动前,系统未通水,阀塞及执行机构的上下方都没有作用力,阀塞在自重的作用下处于向下关闭的位置,正常出口(即下出口)被堵住。
高压变频器手动一拖二旁路
变频改造方案为一拖二的方案,主要由两台刀闸柜、一台
变压器柜、一台功率单元柜和一台控制柜所组成。
高压变频器接入电气系统的方式如下图所示。
其中:QF1、QF2为高压开关,QS1、QS4为入口刀闸,QS2、QS5为出口刀闸,QS3、QS6为旁路刀闸。
高压母线段高压母线段
变频装置
电动机电动机
正常运行时:电机一运行于变频状态,电机二处于工频备用状态,此时QS1、QS3、QS5处于合闸状态,QS2、QS4、QS6处于分闸状态;同理如果电机二运行于变频状态,电机一处于工频状态,此时QS2、QS4、QS6处于合闸状态,QS1、QS3、QS5处于分闸状态。
正常切换时:如果电机一运行于变频状态,电机二处于工频备用状态,需要切换到电机二运行于变频状态,电机一处于工频备用状态,为了保证煤矿坑道的风量,第一步将电机二工频启动,同时将电机一变频停止,第二步将电机一工频启动,同时将电机二工频停止,第三步将电机二变频启动,同时将电机一工频停止备用,完成切换过程;同理也可完成反相切换。
电机除具备变频运行功能外,同时也具有工频旁路运行方式,以防止变频器发生故障退出后,还可以保证整个系统运行的可靠性。
QS2与QS3、QS5与QS6之间有机械互锁,以免工频、变频同时输出短路。
QS1与QS4之间有逻辑机械锁,以免KV两段电源有回流。
QS3和QS4,QS1和QS6之间有逻辑互锁,保证开关柜输入、输出对应的一致性。
QS3和QS6之间有逻辑互锁,确保变频器输出不同时驱动两电机。
如果检修高压变频器,两组风机都可以工频运行。
高压变频器技术协议甲方:xxx乙方:xxx1、总则1.1 本规范书适用于高压变频器变频装置。
它提出了该设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。
1.2 本设备技术规范书提出的技术要求满足甲方的运行要求,卖方应提供符合工业标准和本规范书的优质产品。
1.3 本设备技术规范书所使用的标准如遇与卖方所执行的标准不一致时,按较高标准执行。
1.4 本设备技术规范书经双方确认后作为订货合同的技术附件,与合同正文具有同等的法律效力。
1.5 本设备技术规范书未尽事宜,由双方协商确定。
2、技术要求2.1变频器遵循的主要标准Q/0800SFD001-2011 JD-BP37/38交流电动机变频器企业标准GB 156-2003 标准电压GB/T 1980-1996 标准频率GB/T 2423.10-1995 电工电子产品基本环境试验规程振动(正弦)试验导则GB 2681-81 电工成套装置之中的导线颜色GB 2682-81 电工成套装置之中的指示灯和按钮的颜色GB 3797-89 电控设备第二部分:装有电子器件的电控设备GB 3859.1-93 半导体电力变流器基本要求的规定GB 3859.2-93 半导体电力变流器应用导则GB 3859.3-93 半导体电力变流器变压器和电抗器GB 4208-93 外壳防护等级的分类GB 4588.1-1996 无金属化孔单、双面印制板技术条件GB 4588.2-1996 有金属化孔单、双面印制板技术条件GB 7678-87 半导体自换相变流器GB 9969.1-88 工业产品使用说明书总则GB 10233-88 电气传动控制设备基本试验方法GB 12668-90 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/T 14549-93 电能质量公用电网谐波IEEE std 519-1992 电力系统谐波控制推荐实施2.2使用环境条件✧存储环境温度::-10°C~70°C✧运行环境湿度:0°C~40°C✧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,2240KW2.4变频器性能参数2.4.1基本参数高压变频调速系统,以高可靠性、易操作、高性能为设计目标。
****有限公司130吨锅炉工程高压变频调速成套装置技术规范书****有限公司2014年11月1、总则1.1本技术条件的使用范围为****有限公司锅炉替代与背压机改造工程一次风机、二次风机、引风机高压电机所用的高压变频调速成套装置。
它包括高压变频调速成套装置的功能设计、结构、性能、安装等方面的技术要求。
1.2本设备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,乙方应提供符合本规范书和工业标准的优质产品。
1.3 如果乙方没有以书面形式对本规范书的条文提出异议,则意味着乙方提供的设备(或系统)完全符合本规范书的要求1.4 本设备技术规范书所使用的标准如遇与乙方所执行的标准不一致时,按较高标准执行。
1.5本规范经甲、乙双方确认后作为订货合同的技术附件,与合同正文具有同等法律效力。
1.6本设备规范书未尽事宜,由甲乙双方协商确定。
2、技术要求2.1 遵循的主要标准Q/(GZ)ZGPE1-2004 ZINVERT系列高压变频调速系统通用技术条件IEC 76 Power Transformer;IEC 529 Protection Classes of Cases (IP code);IEC 1131/111 PLC Correlative norms;IEC 68 Correlative tests;IEC68-2-6 抗振动标准IEC68-2-27 抗冲击标准IEC 1175 Design of signals and connections;IEC 801 Electro-magnetic radiation and anti-surge-interference; IEC 870 Communication protocol;IEC1000-4-2 EMC抗干扰标准IEC1000-4-3 EMC抗干扰标准IEC1000-4-4 EMC抗干扰标准IEC1000-4-5 EMC抗干扰标准IEC1800-3 EMC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89/336EC CE标志NFPA 70 State Electrical Appliance Code;NFPA 77 Recommended anti-electrostatic methods; NFPA 78 Specifications to protect from thunder;NFPA 496 Standard of Electric Equipment Charge and Positive Pressure Case Body in Danger Area;OCMA NWGIREV2 Noise Level Norms;ISO/IEC 11801 International electrical wiring;NEMA American National Electrical Manufacturer Association;GB 12326 电能质量电压允许波动和闪变GB/T 14549 电能质量公用电网谐波GB 1094.1~1094.5 电力变压器GB 6450 干式变压器GB/T 10228 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/T 620 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合GB/T 3859.1 半导体变流器基本要求的规定GB/T 3859.2 半导体变流器应用导则GB/T 3859.3 半导体变流器变压器和电抗器DL/T 620 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T 5136-2001 火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程火力发电厂电子计算机监控系统设计技术规程火力发电厂厂用电设计技术规程2.2 使用条件2.2.1使用环境条件最高气温℃最低气温℃地震烈度度水平加速度g垂直加速度g多年平均相对湿度:<90%,无凝结安装地点:室内2.2.2系统母线电源参数2.3 设备概况本工程采购高压变频调速装置,通过高压变频调速装置调节负载出力以满足工况需要。
变频器手动旁路与自动旁路对比关键字:变频器手动旁路自动1 引言随着变频器使用的增多,工程技术人员发现当变频器出现故障,需要检修时,电机就不得不停下来,不能满足现场连续生产的要求。
为此,工程技术人员又在变频器和电机、母线之间增加了一套切换装置,以满足电机连续运转的要求。
根据切换开关的不同,变频器的旁路方案分为手动旁路方式与自动旁路方式。
下面分别介绍如下:2 两种旁路方式的介绍2.1 一拖一手动旁路方式2.1.1 基本原理一拖一手动旁路方式是由3个高压隔离开关qs1、qs2和qs3组成,如图1所示。
要求qs2和qs3不能同时闭合,在机械上实现互锁。
变频运行时,qs1和qs2闭合,qs3断开;工频运行时,qs3闭合,qs1和qs2断开。
2.1.2 详细介绍(1)隔离开关分别选用gn19系列单投和双投户内高压隔离开关,相间距为210mm;单投隔离开关的进线端的三个绝缘端子为高压带电显示装置的三个传感器;(2)照明灯为柜门式照明灯;(3)避雷器采用三相组合式;(4)外加输入、输出端子;工频、变频指示。
(5)标准柜体尺寸(长×宽×高):1200mm×1200mm×2320mm2.1.3 优缺点(1)优点在检修变频器时,有明显断电时间,能够保证人身安全,同时也可手动使负载投入工频电网运行;手动旁路可人为判断故障后再切换,比较安全;造价低等。
(2)缺点负载在倒入工频运行时必须人工干预,这不符合有些现场工况不能停机的要求。
2.2 一拖一自动旁路方式2.2.1 基本原理一拖一自动旁路方式是由3个高压真空开关(电流小于300a时选用真空接触器,电流大于300a时选用真空断路器)km1、km2和km3组成,如图2所示。
要求km1、km2不能和km3同时闭合,在电气上实现互锁。
变频运行时,km1和km2闭合,km3断开;工频运行时,km3闭合,km1和km2断开。
2.2.2 优缺点(1)优点在变频器出现严重故障时,系统能够自动转入工频电网中,断开变频调速系统时,而负载不需要停机,满足现场不能停机的要求。