高压变频设计的问题

高压变频器电缆故障原因分析及建议摘要：电力电缆是电力系统中重要组成部分，承担着输变配的工作。

随着电力系统的发展，电力电缆的数量越来越多，电缆运行过程中出现了不同类型的故障。

分析电力电缆故障的成因，在此基础上采取有效的防范措施，可提高电力电缆的运行水平。

本文主要探讨高压变频器用电缆选型不当导致电缆故障原因及防范措施、建议。

关键词：电缆、选型、故障1.前言在高压变频器中，考虑到高压电缆本身绝缘能力满足要求，认为高压电缆与桥架接触并不会影响电缆的绝缘性能，所以整机高压电缆在布线时并没有做特殊处理，高压电缆平铺于桥架上。

在实际运行中，某公司在检修时发现投产不久的变频器用高压电缆出现放电痕迹、破损、开裂等现象。

2故障描述：对变频器隔离变压器二次出线侧至变频器功率柜之间共有进线电缆108根，每相36根电缆并接，分三层绝缘桥架，每相一层敷设，电缆运行额定电压交流1760V。

排查中发现在电缆桥架内存在电缆外部绝缘层表面与T型绝缘桥架钢制横担之间多处存在放电点，电缆外部绝缘层无开裂现象。

变频器的三相功率柜至出线馈出柜之间共有出线电缆15根，每相5根电缆并接，单层绝缘桥架柜顶安装敷设，运行额定电压5.7kV（线电压10kV），同样发现在桥架金属与接地部位之间多处存在放电点，并且其中4根电缆存在外部绝缘层放电开裂现象。

对一台变频器相同部位电缆进行检查，变频器各部位连接动力电缆同样存在放电现象，且电缆出现损伤的数量更多。

隔离变压器二次侧至变频器功率柜间的108根电缆与电缆桥架钢制横担、接地线之间均存在放电点，且 W相36根输入电缆中，其中一根电缆与桥架支撑部位存在放电、电蚀和绝缘层开裂现象；变频器功率柜至馈出柜15根电缆中发现有8根电缆绝缘层外表面放电，开裂2根电缆存在多处放电点且绝缘层电蚀现象严重，其余5根电缆有轻微放电痕迹。

3原因分析3.1电缆及敷设基本情况3.1.1故障电缆为：单芯 JEH-W 型（乙丙橡皮绝缘氯磺化聚乙烯护套电机绕组引接线电缆）电压 10kV，截面 120mm2。

高压变频器的通风与散热设计摘要：在石油、化工、电力、煤矿等工业生产领域对变频器的可靠性要求极高。

影响变频器可靠性的因素很多，通风散热是重要因素之一。

因此，解决好变频器设计过程中的散热与通风是一个至关重要的环节。

散热能力决定变频器的输出电流能力，从而影响输出转距能力，为此就要优化散热与通风方案，进行合理设计，实现设备的高效散热，这对提高设备的可靠性是很重要的。

高压变频器工作时的热量主要来源于隔离变压器、电抗器、功率单元和控制系统等，其中功率器件、功率单元及功率柜的散热与通风设计最为重要。

关键词：高压变频器；散热与通风；设计一、功率单元散热功率单元中的元器件主要包括整流二极管、IBGT模块、电容、快速熔断器、母线开关器件驱动电路以及其它一些保护电路等。

除二极管整流模块与IGBT模块外，其余元器件由于在功率单元中通过支架等方式安装，在保证足够的空间距离与必要轻微空气的对流的条件下，已能满足其散热要求。

因此功率单元的散热设计主要考虑二极管整流模块与IGBT模块的散热要求即可。

功率器件的损耗功率所产生的温升需由散热器来降低，通过散热器增加功率器件的导热和辐射面积、扩张热流以及缓冲导热过渡过程，直接传导或借助于导热介质将热量传递到冷却介质中，如空气、水或水的混合液等。

目前在高压变频器中主要用到的冷却方式为强制空气冷却、循环水冷却和热管散热器冷却。

由于空气冷却比较简单，不存在热管散热的复杂性及水冷的凝露问题，所以在通常情况下大多都会首先选择空气冷却。

空气冷却用的散热器通常是一块带有很多叶片的良导热体,散热器热阻估算公式如下：式中：k为散热器热导率；d和A分别为散热器的厚度和面积，分别以cm和cm2表示;C为一个与散热器表面和安装角度有关的修正因子。

此式在空气温度不超过45℃时成立，通常利用式（1）估算散热器的散热能力。

二、散热器的选择及注意事项功率器件是大多数电子设备中的关键器件，其工作状态直接影响到整机的可靠性及稳定性。

高压电机变频改造后综合保护配置方案摘要：随着电力电子技术的发展，变频器在电厂得到了广泛应用。

目前的新建电厂，重要辅机如风机、水泵等，一般均要求考虑配置变频器拖动；越来越多的已建电厂正在进行或已完成高压电动机采用变频器的改造。

高压电动机采用采用变频器拖动后，电动机保护如何配置才能保证机组安全可靠的运行，成为电厂、设计院、保护厂家关注的问题。

关键字：大型电动机；变频；保护配置1变频方式下电动机保护面临的问题采用变频装置后，电动机实现了软启动，启动电流从零开始平滑上升，启动电流显著减小，只有额定电流的1.2～1.5倍（工频可达5倍左右），电动机可以在较小的电流下实现加速、减速，发热较小。

但是，同时启动时间却有所延长。

这对按照躲过启动电流整定的保护和按启动时间整定的保护会带来一定的影响。

据实验实测，移相变压器将会产生5-6倍励磁涌流。

变频器输出侧频率将根据现场运行情况不断调整和变化，输出侧电流的频率可在0.2～400Hz内变化，同时变频器输出侧电流存在一定谐波分量，尤其当电动机在低频段工作时，谐波分量更高。

由于谐波电流的影响，电动机的发热量较工频运行方式下有所增加。

高压电动机变频运行后，电流互感器更容易饱和。

根据电磁式互感器的工作原理，在电压一定的情况下，频率和磁通成反比关系。

频率越低，互感器通过的磁通越大。

因此，在低频情况下．传统的工频互感器极容易发生饱和。

对于变频调速系统，由于附加了变频器装置，变频器的输入电流和输出电流在频率和相位上没有必然的联系。

这是影响电动机继续使用相量差动保护的最大障碍；电动机相量差动保护的工作原理是基于比较电动机两端电流的大小与相位的。

然而变频器输入输出侧的电流在相位上不一致，在工频运行方式下的差动保护中，即使电动机在正常工作情况下也会有相当数量的差流出现。

但是，对于电动机的输入和输出电流，它们的频率和相位是一致的，因此可以考虑对电动机单独进行差动保护，差动保护所需电流取自电动机的输入侧和输出侧。

压缩机系统高压变频器的选型设计和应用分析发布时间：2021-04-29T07:58:40.293Z 来源：《福光技术》2021年1期作者：王明蔡培升邵刚涛[导读] 移相变压器容量大的高压变频器具有可靠性高、过载能力大的特点，但价格也相对略高。

长庆工程设计有限公司陕西西安 710018摘要：随着国家对工业生产节能降耗、调节控制的要求越来越高，大功率设备如高压大功率压缩机驱动电机是工业生产中的耗电大户，利用高压变频器可以大幅降低能耗和生产成本。

作为高价值的电气设备，高压变频器和低压变频器有着很大的不同，在工程项目设计选择低压变频器时，一般根据负载的类型、负载电压等级和功率，就能快速选择对应的低压变频器；而对于高压变频器的选型设计就比较复杂，需要考虑较多的因素，所以选择适合现场需求的高压变频器, 在实际应用中显得越来越重要。

关键词：压缩机系统；高压变频器；选型设计和应用一、高压变频器选型设计1.1高压变频器输出电流高压变频器一般按照负载电机电流来选择变频器，高压变频器的额定输出电流大于等于电机电流即可，对于特殊负载可按电机额定电流的 1.25 倍来选择高压变频器，即高压变频器的输出电流大于等于电机电流的 1.25 倍。

不同品牌的高压变频器，相同电流输出的高压变频器有不同的形式，其区别在于其移相变压器的容量不一样，移相变压器容量大的高压变频器具有可靠性高、过载能力大的特点，但价格也相对略高。

1.2高压变频器整流脉冲数高压变频器的一个重要参数是整流脉冲数，一般为 18、24、30、36、48，整流脉冲数越高，对应的功率单元数量也越多，其成本也越高，变频器输出正弦波波形越完美。

但整流脉冲数超过 36 相后，谐波电流幅值降低不显著，所以从成本和使用考虑，整流脉冲数为 36 的高压变频器基本满足使用。

1.3高压变频器散热问题高压变频器在正常工作时，热量来源主要是移相变压器、功率单元、控制系统等，其中作为功率单元主电路电子功率器件和功率柜的散热与通风设计最为重要。

2021.14科学技术创新3.3kV 矿用组合高压防爆变频器设计探究吴世均（上海伟肯实业有限公司，上海201806）煤矿采掘面驱动刮板机、转载机和破碎机的设备，都要求无极调速、低频大转矩特性，传统的液力偶合器调速系统根本无法满足工况要求。

采掘面3.3KV 供电系统早已得到应用,3.3KV 防爆高压变频器应运而生。

本文以模块化思路实现高压防爆变频器设计，规避共整流方式的缺点，满足变频器故障不停运，快速维修的要求，为煤矿可靠地实现智能化生产做出一定贡献。

1项目概况本项目设计3.3kV 组合防爆高压变频器，包括两组合、三组合两个大的类型，每一个类型包括1250kW 和2000KW 两个功率段的变频器，由于涉及到多种变频器，而同功率的两组合和三组合变频器，物料类型相同，所以变频器主回路采用多个单独主回路拓扑结构，并且对主回路进行划分，形成了5个功能模块。

控制回路也进行划分，形成内控和外控两大模块。

相同功率的变频器，就可以直接使用这些功能模块，既减少了设计工作量，又利于提高生产和售后服务效率。

2整机设计矿用组合高压防爆变频器主回路采用交直交电压型拓扑，整流拓扑结构采用串联12脉动整流或者6脉动三相桥式整流、直流采用模块式薄膜电容、逆变采用一字型三电平拓扑。

如图1所示的12脉动的3.3KV 单台高压防爆变频器主回路拓扑图。

在三组合变频器中，含有三台相同的变频器，三台变频器的主回路完全相互隔离，其中任何一台变频器出现故障，可以直接断掉电源，启动备用变频器，或者剩下的变频器投入运行，不影响煤矿的生产。

可将图1的主回路划分为5个模块：（1）功率输入单元：包括高压继电器、预充电电阻、主真空接触器KM1和KM2。

（2）模组Z+U ：包括整流部分、均压电阻和逆变U 相。

（3）模组V+W ：包括逆变V 相和逆变W 相。

（4）储能单元，包括C1-C6的薄膜电容。

（5）功率输出单元，也就是输出电抗器，如图2所示。

在整机布局中，可以将组合变频器的所有功率输入单元统一放入外控腔，将剩下部分放置在变频腔中，这样组合变频器就由一个外控腔和多个变频腔构成。

高压变频器维修改造方案引言高压变频器是一种用于调节电机转速的重要设备，广泛应用于工业领域。

然而，随着使用时间的增长，高压变频器可能会出现故障或性能下降的情况。

为了延长设备的使用寿命和提高性能，维修改造是必要的。

本文将介绍一个高压变频器维修改造方案，以提高设备的可靠性和性能。

问题分析在进行维修改造之前，首先需要对高压变频器的问题进行详细分析。

常见的问题包括： 1. 故障频繁发生：高压变频器可能存在电路短路、电容老化等故障原因导致频繁故障。

2. 效率低下：高压变频器的效率可能受到电路设计不合理、元器件老化等影响导致效率低下。

3. 传动系统问题：高压变频器与电机之间的传动系统可能存在松动、磨损等问题。

维修改造方案针对上述问题，我们提出以下维修改造方案：1. 检修电路针对高压变频器可能存在的电路短路、电容老化等问题，需要对电路进行检修。

具体步骤包括： - 检查电路元器件的接触情况，确保连接牢固。

- 检查电容器的电容值，如有异常需要更换。

- 检查电路中的保险丝和熔断器，确保其正常工作。

2. 优化电路设计针对高压变频器效率低下的问题，需要对电路进行优化设计。

具体措施包括：- 采用高效率的功率开关元件，减小功率损耗。

- 优化电路拓扑结构，减小电路传输功率损耗。

- 使用电容器和电感器等元件进行电源滤波和抗干扰。

3. 检修传动系统针对高压变频器与电机之间的传动系统问题，需要进行检修和维护。

具体步骤包括： - 检查传动系统的轴承，如有磨损需要更换。

- 检查传动系统的联轴器，如有松动需要进行紧固。

- 根据需要进行润滑和调整传动系统。

4. 软件更新与升级在维修改造过程中，可以考虑对高压变频器的软件进行更新和升级，以提高设备的性能和稳定性。

具体措施包括： - 更新变频器的控制算法，提高响应速度和稳定性。

- 升级变频器的用户界面，提供更友好的操作界面和功能。

结论维修改造是提高高压变频器可靠性和性能的重要措施。

变频器常见故障现象和故障分析一、过流（OC）过流是变频器报警最为频繁的现象。

1.1现象(1) 重新启动时，一升速就跳闸。

这是过电流十分严重的现象。

主要原因有:负载短路，机械部位有卡住;逆变模块损坏;电动机的转矩过小等现象引起。

(2) 上电就跳，这种现象一般不能复位，主要原因有:模块坏、驱动电路坏、电流检测电路坏。

(3) 重新启动时并不立即跳闸而是在加速时，主要原因有:加速时间设置太短、电流上限设置太小、转矩补偿(V/F)设定较高。

1.2 实例(1) 一台LG-IS3-4 3.7kW变频器一启动就跳“OC”分析与维修:打开机盖没有发现任何烧坏的迹象，在线测量IGBT(7MBR25NF-120)基本判断没有问题，为进一步判断问题，把IGBT拆下后测量7个单元的大功率晶体管开通与关闭都很好。

在测量上半桥的驱动电路时发现有一路与其他两路有明显区别，经仔细检查发现一只光耦A3120输出脚与电源负极短路，更换后三路基本一样。

模块装上上电运行一切良好。

(2) 一台BELTRO-VERT 2.2kW变频通电就跳“OC”且不能复位。

分析与维修:首先检查逆变模块没有发现问题。

其次检查驱动电路也没有异常现象，估计问题不在这一块，可能出在过流信号处理这一部位，将其电路传感器拆掉后上电，显示一切正常，故认为传感器已坏，找一新品换上后带负载实验一切正常。

二、过压（OU）过电压报警一般是出现在停机的时候，其主要原因是减速时间太短或制动电阻及制动单元有问题。

(1) 实例一台台安N2系列3.7kW变频器在停机时跳“OU”。

分析与维修:在修这台机器之前，首先要搞清楚“OU”报警的原因何在，这是因为变频器在减速时，电动机转子绕组切割旋转磁场的速度加快，转子的电动势和电流增大，使电机处于发电状态，回馈的能量通过逆变环节中与大功率开关管并联的二极管流向直流环节，使直流母线电压升高所致，所以我们应该着重检查制动回路，测量放电电阻没有问题，在测量制动管(ET191)时发现已击穿，更换后上电运行，且快速停车都没有问题。

关于高压变频器因设计缺陷发生烧损事故的原因分析与处理措施发布时间：2022-05-25T07:08:52.813Z 来源：《当代电力文化》2022年期2月3期作者：张轩羽[导读] 高压变频器在现代化电气系统中的作用愈发重要，在智慧电厂建设中对节能降耗有着突出贡献。

张轩羽青海黄河上游水电开发有限责任公司西宁发电分公司青海西宁 810000【摘要】高压变频器在现代化电气系统中的作用愈发重要，在智慧电厂建设中对节能降耗有着突出贡献。

但由于在设计阶段存在着本质安全缺陷导致在投产运行中存在重大隐患，引起了电厂安全生产的普遍关注。

本文对10kV高压变频器结构容量、运行方式、事故损失以及变频器结构上的设计缺陷和处理措施进行了说明和分析。

本文研究发现，影响变频器安全运行的因素是全过程性质的影响，包括设计、生产及投产后的运行维护。

各个环节都对变频器的运行安全有着密切联系。

通过本文内容希望在变频器检修过程中积累维护经验，共同提高了设备的检修质量。

【关键词】高压变频器；分压电阻盒；电缆；运行方式；1、引言近年来，随着社会工业和电力技术的发展，高压变频技术在国内取得了较大发展，变频器也越来越受到国内电厂的重视。

利用高压变频器可以实现无极调速，既能满足生产工艺的控制要求，又可以节约电能，降低生产成本节能效果显著。

但设备在生产及安装过程中由于工艺不良、责任心不到位等多种因素造成设备存在严重隐患和缺陷是造成设备在运转中发生安全事故的重要原因。

为了能够充分发挥变频器在智慧电厂电气自动化当中的先进技术，本文主要根据高压变频器应用工作提出分压电阻盒烧损后的检查方法、注意事项以及隐患处理措施。

2、变频器概述及工作原理我厂凝结水泵采用一台变频器带动两台凝结水泵电机（一拖二）的方式运行，变频器额定容量：5250kV A，额定电压：0-10kV，额定频率：0-50HZ。

变频器柜由三大部分组成：移相整流变压器柜、功率单元柜、控制器柜。

工作原理是10kV高压电经移相整流变压器进行降压、移相，隔离输出给各个功率单元，然后给交流三相异步电动机供电。