同步机控制方案.docx
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同步机控制方案
一．系统方案及选型
1.1系统方案
AS800高压变频器根据本现场实际应用选用型号为：
AS800-3150-T06-PA*1、AS800-3550-T06-PA*1为防止高压变频器输入侧合闸励磁涌流冲击导致高压断路器侧速段过流保护，AS800配备启动柜，高压送电完成之后，启动柜真空接触器K4吸合，切断充电限流电阻，变频器处于运行高压准备就绪状态。
启动柜系统控制图如下图1-1所示。
图1-1
根据现场负载的工况需求,考虑到变频器退出运行后不影响生产，确保系统正常工作，系统需配置工频旁路,当变频器出现故障时，将电机自动投切到工频下运行。
图1-2
1.主回路：
采用一拖一自动旁路方案，见图1-2；QF为用户侧高压开关柜，其中KM1、K2、KM3为交流接触器，自动旁路柜及变频励磁柜与变频器配套提供（WDME励磁装置），电机及用户侧高压断路器QF保留。
2.变频运行：
变频励磁系统可以利用新时达推荐的同步励磁控制系统，KM1与KM2闭合，将励磁柜切换到变频励磁状态。
变频器上电断路器QF闭合，AS800高压变频器启动时，以矢量控制方式拖动同步电机启动。
3.变频停机时，从现场向变频器下达“停机”命令，变频器驱动同步电机减速至完全停机，然后停止输出电压电流。
最后在现场分断断路器QF，由其辅助触点通知励磁装置灭磁，灭磁完成后关闭励磁装置电源。
遇到故障时，变频器在停止电压电流输出的同时，自动切换到工频运行。
1．2系统选型
变频器型号
适配电机功率
变频器输出电流
负载类型
变频器重量
AS800-3150-T06-PA
6kV2800kw
385
压缩机
13T
AS800-3550-T06-PA
6kV3000kw
433
压缩机
14T
二．变频器技术指标表
设计使用标准
DL/T994-2006
旁路方式
一拖一自动旁路柜
安装地点
室
海拔要求
海拔<1000米，
运行温度
环境温度-5～40℃
振动要求
0.9g以下
相对湿度
0～95%（不结露）
技术方案
交-直-交、高-高方式
电动机类型
普通鼠笼式（或绕线式）异步电机
单元数量
15个单元，每相5个功率单元串联，单元电压为690V
输入电压允许变化围
额定电压-10%～+10%
系统输入电压
6kV（厂用电的电压等级）
变频器装置输出电压变化围
0~6kV
逆变侧最高输出电压
6kV
额定输入频率/允许变化围
50Hz±10%
输出频率围
0～60Hz
输出频率分辨率
0.01Hz
谐波
满足国家标准（输入电流THD<5%）
系统总效率（含变压器）
≥96%
可靠性（平均无故障运行时间）
≥100,000h
输入侧功率因数
≥0.96
控制方式
VF/矢量控制
动力电源与控制电源是否独立
是
过载能力
120%过载时间1分钟（可根据用户要求定制）
标准控制连接
硬连接
通讯支持
标准Modbus通讯（其他通讯方式需增加成本）
模拟量信号输入规格及数量
可支持4路模拟量信号（0-10V电压输入或4-20mA电流输入）
模拟量信号输出规格及数量
可支持4路模拟量信号（0-10V电压或4-20mA电流输出）
数字量信号输入规格及数量
16路数字量输入
数字量信号（输出）规格及数量
8路数字量输出
控制电源型式、容量要求
380V±10%AC，10kVA，三相四线制
UPS容量
1000VA
电隔离部分是否采用光纤电缆
是
噪声等级
在设备1米外≤80dB
冷却方式
强制风冷
冷却器安装位置
顶部
柜体颜色
RAL 7035 Light grey 浅灰色
防护等级
IP30
人机界面
液晶触摸屏
界面语言
简体中文
盘前维护或盘后维护
前后维护
保修期
设备发货18个月或者调试完成12个月（以先到为准）
励磁柜配备
和变频器配套
三．高压变频器的基本性能
1.变频器为高-高结构，6kV直接输出，不需要输出升压变压器，输出为单元串联移相式PWM方式。
2.系统一体化设计，包括输入干式隔离变压器，变频器等所有部件及部连线，用户只须连接高压输入，高压输出，低压控制电源和控制信号线即可，整套系统在出厂前进行整体测试。
3.30脉冲整流输入符合并优于IEEE519~1992及GB/T14519~93标准对电压失真和电流失真最严格的要求。
4.在20~100%的负载变化情况达到或超过0.95的功率因数（无需功率因数补偿装置）。
5.无需滤波器变频器就可以输出正弦输出电流和电压波形，对电机没有特殊的要求，可以使用普通异步电机，电机不必降额使用。
6.变频装置输出波形不会引起电机的谐振，转矩脉动小于0.1%。
变频器有共振点频率跳跃功能。
7.变频装置对输出电缆长度无任何要求，电机不会受到共模电压和dv/dt的影响。
8.变频器可在输出不带电机的情况下进行空载调试，也可在没有6kV高压情况下用低压电进行空载调试。
9.控制采用VF开环控制/矢量控制（可做PID过程闭环）。
10.控制系统采用全数字微机控制，具有自诊断功能，能对所发生的故障类型及故障位置提供简体中文指示，能在就地显示并远方报警，便于运行人员和检修人员能辨别和解决所出现的问题。
11.具有就地监控方式和远方监控方式。
在就地监控方式下，通过变频器上的触摸屏显示，可进行就地人工启动、停止变频器，可以调整转速、频率；就地控制窗口采用中文操作界面，功能设定、参数设定等均采用中文。
12.电机参数自动检测，控制系统参数自动优化。
13.变频器功率单元和主控系统通讯采用光纤连接，具有很高的通信速率和抗干扰能力，安全性好。
14.功率单元旁路技术（选件），当一个单元出现故障时，仍能保证正常输出能力，不会影响系统运行。
15.控制系统具有在线检测变频器输入电压、电流、输入有功功率、无功功率、输入功率因数、累计用电量、输出电压、电流功率、频率、电机转速等。
16.频率精度：
±0.5%。
17.过载能力为120%，1min。
18.加/减速时间10-1600s（根据负载情况可设定）。
19.转矩特性：
0～50Hz恒转矩特性，额定转矩输出，转矩阶跃响应＜200ms。
50Hz以上恒
20.三段阶跃跳频功能。
（可任意设定）。
21.功率电路模块化设计，智能故障自诊断功能，维护简单。
22.完整的故障监测电路、精确的故障报警保护。
23.主控器采用工业用单片机，无需PLC控制，可通过参数改变控制逻辑关系，适应多变的现场需要。
24.可灵活选择现场控制/远程控制。
25.模拟量支持0～10V/4～20mA工业标准信号。
四．供货围及主要元器件清单
4.1供货清单
序号
设备名称
型号规格
单位
数量
1
3150kW高压变频器
（负载同步永磁电机）
AS800-3150-T06-PA
（变压器630KVA）
台
1
启动柜
与3150KW变频器配套
台
1
一拖一自动旁路柜
与3150KW变频器配套
台
1
励磁柜
与3150KW变频器配套
台
1
2
3550kW高压变频器
（负载同步永磁电机）
AS800-3550-T06-PA
（变压器630KVA）
台
1
启动柜
与3150KW变频器配套
台
1
一拖一自动旁路柜
与3550KW变频器配套
台
1
励磁柜
与3550KW变频器配套
台
1
4.2单台备品备件清单
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
熔断器
与变频器配套
只
2
标配
2
光纤
与变频器配套
根
1
3
防尘滤网
与变频器配套
套
1
4
功率单元
与变频器配套
个
1
选配
5
操作检修维护工具
与变频器配套
套
1
4．3主要元器件清单
序号
名称
型号规格
制造厂
产地
1
IGBT
1700V系列
英飞凌/富士
德国/日本/德国
2
光纤
HFBR-RUD系列
Avago
美国
3
整流桥
MSCD系列
Microsemi
美国
4
电解电容
400V系列
EPCOS/江海
德国/国
5
接收光模块
HFBR-2528
Avago
美国
6
发送光模块
HFBR-1528
Avago
美国
7
断路器，接触器，热继电器
Schneider
施耐德
法国
8
主控制器
STM32
ST
美国
9
散热风机
DKH系列/RHA系列
Rosenberg/施依洛
德国/国
10
电流传感器
LT系列
LEM
瑞士
11
移相变压器
ZPSG系列/ZTSFG（H）系列
中电/新华都
国
12
接线端子
ZDU系列
Weidmuller
德国
13
触摸屏
PTC7062KS
昆仑通态
国
14
UPS
SANTAKK1000-Pro/1000VA
山特
国
五．工作围
5.1供方工作围
供方将按双方协商的技术要求，提供设备及服务，其工作围包括但不限于以下围：
1.设计、制造、试验、检验、表面处理及油漆、包装、运输、现场调试、安装指导、现场培训（容包括日常维护和检修等）及提供技术资料和其他技术服务等；
2.供货方对变频器设备进行系统设计，并提供设备选型和有关标准、样本，系统图和设备平面布置图，安装图，安装说明书，设备检修维护手册，运行手册或规程等资料；
3.供货方按技术要求文件提供的资料及数据应指出所提供的所有设备的保证性能，接口特点及结构等；
4.供货方提供完整的型式试验报告提供给用户；
5.供货方负责为用户电机提供安装编码器的方案（如果用户需要用）；
6.供货方将履行标准和规要求的全部工厂试验，并确定在制造厂进行的设备和材料试验，用户代表有权在某项和所有试验时在场，在试验时用户在场并不减少供货方应履行的任何责任；
7.设备到达现场后，用户通知辛格林纳新时达10天赴现场共同开箱验货，若供货方在限定的时间不派代表参加或无书面通知，则用户有权自行开箱使用，由此造成的后果将由供货方负责。
8.用户将至少提前7天书面通知供货方派有经验的合格工程师进行现场安装指导；
9.供货方对用户人员进行必要的运行，检修，维护和调整的有关技术培训（现场进行）；
10.在质保期间，由于辛格林纳新时达原因造成的变频器设备和备件的损坏由辛格林纳新时达及时，免费的维修或调换，直至恢复原有功能和质量。
11.辛格林纳新时达保证长期优惠提供所有备品备件，并有义务协助买房解决设备出现的各种技术问题。
12.当供货方对变频调速系统及设备有技术改进或更新时，应及时将有关信息通报给用户。
13.现场工期安排。
设备的安装就位
控制工期大约2天
高压电缆和控制电缆的敷设
控制工期大约3天
高压电缆头的制作和试验
控制工期大约2天
高压变频器的部接线
控制工期大约1天
与电机的接线
控制工期大约1天
高压变频器的调试
控制工期大约3天
验收
试运行24小时后验收
5.2需求方工作围（甲方）
甲方责任和义务：
1．审查乙方的资质和检查其安全、质量管理体系及实施情况。
2．负责对乙方工程施工和管理工作的检查、指导、监督与考核。
3.负责提供与本合同工程有关设备情况。
4.指定专人负责现场协调，办理工程验收等各项签证工作。
5.负责提供适当的施工场地和电源。
6.负责协调配合乙方办理相关的进出甲方厂区工作许可手续，协调配合乙方办理乙方进出甲方场地施工的各种手续。
7.审核乙方提供的改造进度计划、技术方案、调试方案。
8.及时组织验收。
9.负责工作票、动火票的许可和签发。
10.由甲方运行部人员进行设备系统解列、隔离和试运验收工作，为改造工程提供施工条件。
11.工作中如需与甲方其他专业、部门进行协调时，由甲方人员负责协调。
六．现场接口
6.1现场常用接口图
端子排
信号类型
备注
TBIN
控制电源
380VAC
TB2
数字量输入信号
DC24V,源型输入
TB4
数字量输出信号
继电器输出，常开触点，容量250VAC3A
TB5
模拟量输入信号
4-20ma/0-10V
TB6
模拟量输出信号
4-20ma/0-10V
TB7
编码器接线端子
12VDC
6.2常用用户接口说明
1.调速装置提供的数字量输出
变频器输出到用户开关量信号
说明
变频器运行信号
常开触点
变频器报警信号
常开触点
变频器故障信号
常开触点
上级断路器合闸允许信号
常开触点
上级断路器跳闸信号
常开触点
●变频器运行信号：
此触点动作表示变频器正在运行。
●变频器报警信号：
此触点动作表示变频器产生报警信号。
包含柜门打开、变压器超温、控制电源掉电、给定信号断线、单元旁路（过热、过压、欠压、缺相、驱动故障、环境温度高）等信息。
●变频器故障信号：
此触点动作表示变频器发生重故障，立即关断输出切断高压。
包含过流、光纤故障、变压器严重过热、单元旁路个数超过设定值。
●上级断路器合闸允许信号：
此触点动作时变频器自检通过或系统处于工频状态，具备上高压条件。
●上级断路器跳闸信号：
此触点动作时表示变频器出现重故障时，自动分断高压开关。
2.调速装置可提供的模拟量输出
变频器输出到用户模拟量信号（用户也可以自定义）
说明
变频器模拟量输出信号
4-20mA或0-10V对应0--最大电流
变频器输出频率信号
4-20mA或0-10V对应0-最大频率
变频器输出转速信号
4-20mA或0-10V对应0--最高转速
●变频器可以提供3路4～20mA或0-10V的电流源输出（变频器供电），带负载能力均为250Ω。
模拟量信号和物理量实际大小的对应关系可由用户在调速装置上设定，每路模拟输出对应的物理量可以从以下参量中选择：
输出频率、给定频率、输入电流、输出电流、输入电压、输出电压、闭环给定值、实际反馈值。
3.调速装置所需求的数字量输入
用户到变频器开关量信号
说明
远方启动信号
用户提供常开触点
远方停止信号
用户提供常开触点
远方复位信号
用户提供常开触点
以上信号是用户远端的控制信号，要求提供的信号为干接点。
4.调速装置所需求的模拟量输入
用户到变频器模拟量信号
说明
远方速度给定信号
4-20mA或0-10V对应0-最大频率
5.控制电源
用户需要为每台变频器设备提供三相四线制AC380V电源一路。
6.变频器有多种速度设置方式
本地设置：
通过操作屏设置目标频率；
模拟设置：
接收4-20mA/0-10V模拟信号设置运行频率或被控量给定值；
通讯设置：
通过通讯方式接收来自控制系统的给定运行频率；
多段速设置：
通过开关量设置多段速运行速度；
闭环调节：
由PID自动调节运行频率。
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