高压变频改造方案

高压变频改造方案内容摘要：

向变频器输出端反送电， K2 与K3 采用电磁互锁操动机构，实现电磁互锁。 当 K K3 闭合， K2 断开时，电机变频运行；当 K K3 断开， K2 闭合时，电机工频运行，此时变频器从高压中隔离出来，便于检修、维护和调试。 旁路柜必须与上级高压断路器 DL 连锁， DL 合闸时，绝对不允许操作旁路隔离开关与变频输出隔离开关，以防止出现拉弧现象，确保操作人员和设备的安全。 故障分闸：将变频器“高压分断”信号与旁路柜“变频投入”信号串联后，并联于高压开关分闸回路。 在变频投入状态下，当变频器出现故障时，分断变频器高压输入； 旁路投入状态下，变频器故障分闸无效。 保护：保持原有对电机的保护及其整定值不变。 变频改造方案 14 节 能 分 析 监控界面： 彩色嵌入式人机界面，它的操作权限分级且能保证设备的可靠运行，它提供友好的全中文操作界面。 彩色嵌入式人机界面可以实现远程监控和网络化控制，并且用户可以现场设定现实参数及控制逻辑，它的控制界面见下： 参数设置界面： 变频改造方案 15 节 能 分 析 主要器件清单 ： 序号 名 称 产地 生产厂家 备注 1 IGBT 德国 德国英飞凌 三家分包 德国 西门康 中国 斯达 2 电解电容 德国 EPCOS 四家分包 日本 尼吉康 中国 江海 中国 深圳金元 3 整流桥 德国 德国西门康 两家分包 中国 无锡飞航 4 PLC 德国 德国西门子 5 数字量扩展模块 德国 德国西门子 6 UPS 中国 易事特 7 风机 德国 德国 Ebm 8 人机界面 北京 nTouch 9 干式变压器 北京 北京新华都 两家分包 山东 山东金乡 备品备件清单 序号 名 称 型号规格 数量 制造厂 产地 备注 1 防尘滤网 G4过滤棉 1套 天津泰达 天津 2 熔断器芯 RS95A125A/660V 10个 浙江茗熔 浙江 3 光纤 CD10001 25米 天津荣光 天津 4 专用工具 03710 1套 上海 世达 上海 变频改造方案 16 节 能 分 析 三 、施工安装方案 机械安装 1）环境要求 为了变频器能长期稳定和可靠地运行，对变频器的安装环境作如下要求： 最低环境温度 0℃，最高环境温度 40℃，工作环境的温度变化不大于 5℃ /h。 如果环境温度超过允许值，考虑配备相应的空调设备； 本变频器的标准产品安装高度要小于海拔 1000 米。 一般 1000 米以下可以不考虑这些因素，但在此高度 以上时，每升高 1000 米，变频器需要降容 10%。 针对高海拔的特殊条件， 高压变频器在设计时即考虑变频器的裕量问题，并且加强变频器自身的通风散热。 尤其需要提出的是，针对高海拔，对高压变频器内置的移相整流变压器也需要提出特殊的设计要求，以保证整个系统的可靠性。 环境湿度要求小于 95%（ 20℃），相对湿度的变化率每小时不超过 5%，避免凝露； 不要将变频器安装在有较大灰尘、腐蚀或爆炸性气体、导电粉尘等空气污染的环境里。 2）设备外形尺寸及柜体安装 高压变频调速系统的总体外形尺寸详见下图：变频器远程控制预 留接口 JDBP381600F 总尺寸 为 长宽高 6400 1400 2520mm 含旁路柜 图 1变频器安装图（正面） 变频改造方案 17 节 能 分 析 基础示意图 变频改造方案 18 节 能 分 析 变频器安装在 12槽钢焊接的底座上，通过点焊方式将其固定在安装槽钢上，槽钢需可靠接地，接地电阻不得大于 4Ω。 为了保证操作、维护的方便性和通风散热效果，变频器正面距墙距离不小于 米，背面和顶部距墙距离不小于 1 米。 室内冷却方式：空调制冷，变频器发热根据运行工况而定，最大发热量为变频器额定功率的 4％，如果长期运行频率低于 40Hz,则发热量可按照变频器额定功率的2％进行估算；墙上安装排风扇；柜顶加风罩集中通风。 所有柜体牢固安装于基座之上，并和厂房大地可靠连接。 变压器接地端子 PE 也接至厂房大地。 各柜体之间相互 连接成为一个整体。 安装过程中要防止变频器受到撞击和震动 ,所有柜体不得倒置 ,倾斜角度不得超过 30176。 变压器与变频器功率柜分室放置，这样对于房间致冷量的要求会降低，对于变频器的可靠性有很大的好处。 也可以根据用户要求并排安装，放在一个房间里，这样致冷量的要求会大一些。 变频改造方案 19 节 能 分 析 电气安装 电气安装主要包括柜体到现场的输入输出高压电缆、柜体之间的连接线、柜体和现场的控制及信号线的配线。 1)电源及电机线的连接 输入电源线连接到三相输入端子 R、 S、 T； 电机线连接到 U、 V、 W，并注意相序关系； 确保输入电压满足要求； 确保电源线的线径及耐压满足要求； 确保输入侧高压开关已经采用了有效的防雷措施； 2）控制线的连接 控制柜连线主要包括控制电源进线、远程控制接线、检测信号线、模拟量输入线、模拟量输出线、现场状态接线、开关量输出接线。 如果用户有特殊要求，可以根据用户需求重新配置。 3）电气安装注意事项 输入和输出的高压电缆必须经过严格的耐压测试； 输入和输出电缆必须分开配线，防止绝缘损坏造成危险； 现场到变频器的信号线，与强电电线分开布线，信号线必须采用绞线的方式，最好采用屏蔽线，屏蔽线的一端可靠接地； 要一直保证变频器柜体和 厂房大地的可靠连接，保证人员安全。 设备进行电气安装时，要求接地电阻不大于 3Ω。 测量变压器的绝缘电阻及进行工频耐压试验之前，必须断开变压器和功率单元。 变频改造方案 20 节 能 分 析 四 、变频调速系统保证可靠性的措施和质量控制手段 JDBP38 高压变频调速系统的可靠性设计： 元器件级采取了以下主要措施，以确保元器件级的高可靠性。 尽量选用高集成度的大规模集成电路来实现多个分立元器件的功能。 减少元器件的数量，为此大量使用了 CPLD 和 FPGA 在设计电路中。 为提高系统的温度适应能力，降低功耗，尽量采用低功耗的 CMOS 元器 件，这样既降低了整体的功耗，提高了系统抗恶劣环境的能力。 选用各种电阻、电容器及集成电路、隔离器件时，对其耐压能力留有较大的余量，对集成电路的拉电流、灌电流能力使用，也留有足够的余量。 设计措施：提高系统各组单元的内在可靠性和系统抵抗外部故障因素的能力。 (1) 上位操作计算机采用与人机界面 基本相同的软硬件配置，当人机界面发生故障时，可以在不停机的状态下，迅速替换，保证系统的可靠性运行。 (2) 控制系统由主控单元、 PLC(西门子 S7200)、人机界面组成，在人机界面发生故障时，系统不停机，确保生产的进行。 (3) 为了提高系统的 抗干扰能力，所有的功率模块与主控单元之间通过光纤通讯，低压和高压部分完全可靠隔离，所有 I/O 板全部采用了隔离措施，将通道上窜入的干扰源拒绝在系统之外。 (4) 控制器结构上采用箱体结构，各控制单元板采用 FPGA、 CPLD 等大规模集成电路和表面焊接技术，系统具有极高的可靠性。 (5) 电源系统完全采用开关电源技术，各部分功能单元采用独立的供电措施，保证在某一部分发生故障时，其他部分仍能可靠运行。 (6) 输入干式变压器免维护，可靠性高； (7) 多级模块串联，器件工作在低压状态，便于采用成熟技术，不易发生故障； 软件可靠性措施： 整个软件开发 过程按正向设计进行，底层实时控制系统为自行设计和编写，确保整个系统中没有不清楚的部分，资源分配留出很大裕度。 整个系统的组成软件经过严格测试，穷尽各种故障可能，确保系统不死机，不出故障。 对所有接口关系严格定义，且均设立非法。