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實驗平臺

??????? 對于大功率風機,壓縮機,泵類負載,變頻軟起方案,有非常突出的優點。可以實現速度平滑啟動,轉矩輸出無沖擊,電流和負載轉矩相關,無電流沖擊,對于電網和機械設備壽命,有著直接啟動和降壓啟動所無可比擬的優點。

此類負載在正常工作時為工頻運行,變頻啟動。啟動過程有如下特點:

1)在開始啟動時,要求變頻器輸出克服靜摩擦力矩,靜摩擦力矩通常是額定力矩的5%-20%左右。

2)加速過程中的負載力矩與轉速平方成正比,隨著速度增加,負載力矩會顯著增加。

3)穩定的負載力矩和風門開度以及氣體壓力有關,根據不同要求,穩定力矩范圍為30%-60%。配置變頻器時需要根據實際的要求來配置。

4)對于風機壓縮機,在加速過程中,有可能會通過機械系統1-3階臨界轉速,臨界轉速又稱為機械共振點。要求變頻器具有臨界轉速頻率跳躍功能。

5)當風機運行至50Hz時,需要變頻à工頻切換,需要變頻器提供同步切換功能。

6)電機在變頻啟動和工頻運行時,需要提供對電機的保護。變頻運行時,變頻器可以通過自身程序對變頻器和電機進行保護,切換至工頻時,需要旁路開關所安裝的電機綜合保護裝置來進行保護。

高壓變頻器

??????? 對于設備配套的相應高壓變頻器,本技術方案提供利施耐德ATV1200品牌高壓變頻器。該系列變頻采用若干個低壓PWM變頻功率單元串聯的方式實現直接高壓輸出。變頻器具有對電網諧波污染極小,輸入功率因數高,輸出波形質量好,不存在諧波引起的電機附加發熱、轉矩脈動、噪音、dv/dt及共模電壓等問題的特性,不必加輸出濾波器,就可以使用普通的異步電機。

激磁涌流抑制柜 ?

??????? 為確保高壓變頻器上電瞬間,由干式整流移相變壓器引起的激磁涌流不會導致變頻器上口斷路器跳閘,設置了激磁涌流抑制柜以及激磁涌流抑制電阻旁路開關QF0。

??????? 變頻器上電時充電電流可達額定電流的6~10倍,此充電電流對電網構成強烈的沖擊,造成電網電壓瞬間跌落,干擾其他設備的正常運行;其次高壓變頻器短時間內斷電重新上電,雖然直流環節殘電電壓較高,充電電流較小,但由于變壓器的剩磁與合閘時電網電壓相位的不匹配,使得變壓器在高壓上電時激磁偏磁導致鐵心飽和,進而產生2至10倍于額定電流的激磁涌流,對電網構成干擾。

??????? 為解決上述問題,在變頻調速裝置內特設激磁涌流裝置,該裝置能夠將變頻器高壓上電電流限制在1.2倍額定電流之內,真正實現對電網的零沖擊。

同步投切柜

??????? 由于外圍未設置除變頻器以外的其它啟動裝置,風機也無法直接工頻啟動,設計了高壓變頻器同步投切功能,即:先由高壓變頻器將風機拖動至額定轉速,并完成鎖相及負載轉移過程后,將電機無擾的切換至工頻方式下運行。同步投切過程需要在輸出側串聯電抗器進行,所以為配備電抗器一臺。

高壓開關柜 ?

??????? 高壓開關柜(QF01/02,QF10/20/30/40,QS11/21/31/41)用于變頻器電源輸入保護,變頻器輸出保護及切換,以及工頻旁路輸入保護。

??????? 高壓開關采用額定工作電壓12kV、額定工作電流1600A、對稱短路分斷電流31.5/40kA、4s額定短時耐受電流31.5/40kA,根據項目電網設計,完全滿足高壓負載的電氣安全要求。

勵磁柜 ?

??????? 勵磁柜為有刷同步電機勵磁繞組提供DC電源。勵磁的目的是控制輸出的直流電流。勵磁柜主要包括晶閘管組成的整流橋,將低壓交流轉化為直流。整流橋為電流控制,輸出和設定值相同的直流電流。勵磁電流的設定值是由主控計算后輸出,通過模擬量通訊傳輸。

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1)? 激磁涌流柜,保證變壓器合閘電流小于1In,對電網無沖擊。

2)? 采用無速度傳感器矢量控制啟動,啟動電流小,電流無沖擊。

3)? 變頻功率元件采用國際著名品牌西門康高壓IGBT,性能穩定,可靠性高。

4)? 變頻軟起系統10kV直接輸出,不采用升壓方式,方便電纜連接。

5)? 低頻啟動轉矩大,有效克服靜阻力矩。

6)? 較寬的電網電壓波動適應能力,65%~115%Un范圍內穩定運行。

7)? 低壓穿越功能,3s掉電不停機。

8)? 網側電壓變化自動識別,母線電源切換或電壓閃變自動重啟。

9)? 多種電機參數儲存功能,方便實現不同參數電機軟起,易于擴展。

10)54脈整流,輸入諧波< 2%,遠遠小于GB/T14549《電能質量公用電網諧波》

11)及“IEEE519”國際標準規定的諧波指標,無需諧波治理。

12)19電平完美正弦波輸出,輸出dV/dt < 500V/us, 共模電壓 < 100 V。

13)輸出頻率0~50Hz,輸出頻率連續可調,并具有跳頻功能,用于跳過共振點。

14)同步切換功能,實現變頻器-電網平滑切換。

15)變頻器頻率調節精度0.1Hz,穩態精度0.1%。

16)加減速時間0~1500s可設,分段加速功能,分段速度和加速時間分別可設。

17)飛車啟動功能,支持電機在一定速度下直接啟動。

18)冷卻方式為空冷,適合軟起使用。

19)完善的電機,變頻器,變壓器保護系統,保證設備安全運行。

20)變頻柜所有部件堅固可靠,能夠承受運輸,運行過程中的應力。

21)變頻器內部設計合理,維護空間大,通風冷卻能力強。

22)變頻器滿足OSHA Hearing Conservation Standard 3074 國際標準,即距離變頻器1m的任何地方,噪音等級≤ 85dB,最大只有80dB。

23)外部通訊接口豐富,支持Modbus、TCP/IP、Profibus、DeviceNet等現場總線。

24)豐富的外部I/O接口通道,支持模擬量和數字量輸入輸出的接入。

25)友好的中文操作界面,可實現參數修改,波形監控,故障報警信息顯示,本地控制等功能。

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