最新一次风机高压变频器.docx
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最新一次风机高压变频器
一次风机高压变频器
新疆神火4×350MW动力站工程
一次风机变频装置技术规范书
西北电力设计院
2012年01月西安
一、技术规范
二、设计范围和供货范围
三、技术资料与交付进度
四、交货进度
五、设计联络和技术服务
六、投标方资质
七、分包与外购
八、偏差表及投标方需要说明的问题
1技术规范
1总则
1.1本技术规范书适用于新疆神火4×350MW动力站工程一次风机变频装置设备，它提出了设备及辅助装置的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。
1.2本技术规范书中提出的是最低限度的技术要求，并未规定所有的技术要求和适
用标准，投标方应提供满足本技术规范书要求和所列标准的高质量和最新工业标准的产
品及其相应服务。
对国家有关安全、环保等强制性标准，必须满足其要求。
1.3本规范书对投标方首要条件是产品应在相应工程或相似条件下有2台运行超过两年并已被证明安全可靠的产品。
1.4如投标方对本技术规范书条文有偏差或异议，无论多么细小，均需以书面形式提出。
否则，招标方则认为投标方提供的设备完全满足本技术规范书的所有要求。
1.5投标方须执行本技术规范书及其所列标准，如其中有矛盾时，则按较高标准执行。
1.6投标方供货范围内所有设备及附件均采用本工程统一的全厂“设备编码标识系统”。
1.7如果投标方中标，在投标方产品生产制造前，招标方有权提出因规程、规范和标准发生变化或其它变化而产生的补充修改要求，投标方应遵守这些要求。
1.8如果投标方中标，双方合同签订后3个月内，按本技术规范书相关章节明确的要求，投标方需提出合同设备/系统的设计、制造、检验/试验、装配、安装、调试、试运、验收、试验、运行和维护等采用的标准规范目录给招标方，用于招标方确认。
1.9如果投标方技术方案或技术参数与招标文件要求有原则性差别，则招标方拒绝接受投标方投标文件。
1.10投标方在投标时提供近三年同类型机组业绩，并附三份以上同类产品的技术协议及合同的首页、供货范围页及签字页。
2规程规范及工程条件
2.1合同设备包括投标方向其他厂商购买的所有附件和设备，这些附件和设备应符合相应的标准规范或法规的最新版本或其修正本的要求,除非另有特别说明，将包括在投标期内有效的任何修正和补充。
2.2除非合同另有规定，均须遵守最新的国家标准（GB）和国际电工委员会（IEC）标准以及国际单位制（SI）标准。
如采用合资或合作产品，还应遵守合作方国家标准，当上述标准不一致时按高标准执行。
2.3 应遵循的主要现行标准
GB156-2003标准电压
GB/T1980-1996标准频率
GB/T2423.10-1995电工电子产品基本环境试验规程振动（正弦）试验导则
GB2681-81电工成套装置之中的导线颜色
GB2682-81电工成套装置之中的指示灯和按钮的颜色
GB3797-89电控设备第二部分：
装有电子器件的电控设备
GB3859.1-93半导体电力变流器基本要求的规定
GB3859.2-93半导体电力变流器应用导则
GB3859.3-93半导体电力变流器变压器和电抗器
GB4208-93外壳防护等级的分类
GB4588.1-1996无金属化孔单、双面印制板技术条件
GB4588.2-1996有金属化孔单、双面印制板技术条件
GB7678-87半导体自换相变流器
GB9969.1-88工业产品使用说明书总则
GB10233-88电气传动控制设备基本试验方法
GB12668-90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/T14549-93电能质量公用电网谐波
IEEEstd519-1992电力系统谐波控制推荐实施
以上标准均执行最新版本。
这些法则和标准提出了最基本要求，如果根据投标方的意见并经用户接受，使用优于或更为经济的设计或材料,并能使投标方设备良好地、连续地在本规范所规定的条件下运行时，则这些标准也可以由投标方超越。
2.4当标准、规范之间出现矛盾时，投标方应将矛盾情况提交招标方，以便在开始生产前制定解决方案。
2.5工程条件
本工程拟选厂址位于新疆维吾尔族自治区昌吉回族自治州吉木萨尔县境内的准东煤电煤化工产业带五彩湾区。
为新疆神火煤电有限公司80万t/a度800KT/a铝合金项目/a铝合金项目的配套火电厂。
厂址设在新疆神火煤电有限公司80万t/a度800KT/a铝合金项目/a铝合金项目园区内。
吉木萨尔县位于天山山脉东段北麓，准噶尔盆地东南缘，东经8833′～8930′，北纬4330′～45。
位于南北疆与东疆交汇地带，东与奇台县为邻，西与阜康市接壤，北越卡拉麦里山和富蕴相连，南以博格达山分水岭同吐鲁番市、乌鲁木齐县为界。
县城西距自治区首府乌鲁木齐市165km，距昌吉回族自治州首府昌吉市200km，东离哈密市550km，吐—乌—大高等级公路、国道216线及省道303线贯穿全境，交通便利。
准东五彩湾区煤电煤化产业带位于吉木萨尔县北部五彩湾帐篷沟矿区的中央无煤区内，东距奇台县边界约22km，西距216国道22km，北距富蕴县边界约25km，南距吉木萨尔县城80km。
厂址西侧有G216国道，电厂交通可依托216国道、303省道及园区道路到达。
电厂大件设备通过兰新铁路和乌准铁路运至准东站，再经准东五彩湾煤电煤化工基地规划道路进厂，公路运距约20km。
工程规划容量为4×350MW+4×660MW超临界空冷燃煤机组，本期建设4×350MW超临界空冷燃煤机组，公用设施按4×350MW机组建设。
工程计划于2011年7月开工建设，机组分别于2012年12月和2013年7月建成投产。
电厂本期以220kV一级电压等级接入系统，2回出线接入五彩湾220kV变电站，4回出线接入铝厂内220kV开关站。
电厂年利用小时数按7500小时考虑。
※气象特征
项目
单位
数值
发生日期
平均气压
hPa
934.3
平均气温
℃
7.4
最热月平均气温
℃
25.1
7月
最冷月平均气温
℃
-14.5
1月
极端最高气温
℃
41.6℃
2006.7.31
极端最低气温
℃
-41.5℃
1969.1.30
最大日温差（日较差）
℃
27.3℃
1996.8.30
平均水汽压
hPa
6.4
最大水汽压
hPa
23.4
1999.8.2
最小水汽压
hPa
0.3
1984年12月出现了5次
平均相对湿度
%
58
最小相对湿度
%
0
年平均降水量
mm
191.0
最大一日降水量
mm
58.2
2007.7.17
年平均蒸发量
mm
2046.7
平均风速
m/s
1.8
最大风速
m/s
24（定时2min）
最大积雪深度
cm
35
2次
最大冻土深度
cm
155
2005年3月出现3次
平均大风日数
d
15.1
最多大风日数
d
35
1979年
平均雾日数
d
19.8
最多雾日数
d
39
1987年
平均雷暴日数
d
8.7
最多雷暴日数
d
16.0
1988年
平均降水日数
d
74.4
最多降水日数
d
102
1987年
平均积雪日数
d
114.8
最多积雪日数
d
150
1979～1980年
平均冰雹日数
d
0.2
最多冰雹日数
d
1
有六年出现
平均沙尘暴日数
d
4.1
最多沙尘暴日数
d
14.0
1982年
年最多冻融循环次数
times
<50
※地震基本烈度：
7度（暂定），厂址地震动峰值加速度为0.15g度（暂定）。
※厂房海拔高度：
500m。
2.6设备安装位置
锅炉房0米送风机室。
2.7设备的布置要求
户内式，可靠墙安装。
3设备概况及运行方式
一次风机每台机2台，同时工作，共8台；变频装置采用一拖一方式运行，即1台一次风机配1套变频装置，全厂共配8套一次风机变频装置。
电动机技术数据：
项目
单位
一次风机
型号
额定功率
kW
2240
额定电压
kV
6
额定转速
r/min
频率
Hz
50
主要特性
效率
％
功率因数
COSф
堵转转矩
（倍）
堵转电流
（倍）
最大转矩
（倍）
绝缘等级
F
电气控制方式
一拖一
安装地点
送风机室0米层
一次风机运行方式：
正常运行时，一次风机由变频装置驱动。
当变频装置故障时,由运行人员手动切至旁路工频运行。
示意图见附图。
4技术要求
4.1变频装置为直接高-高结构，禁止采用输出升压形式。
必须包括所有必需的设备及其内部设备之间的接线。
4.2变频装置采用电压源型。
4.3变频装置逆变主电路拓扑应采用多电平形式。
整流用移相变压器应采用干式变压器，干式变压器要求铜线绕制，其应有柜体封闭。
为提高设备可靠性，变频器主回路应使用高压功率开关元件（如高压IGBT,SGCT，IGCT等，耐压6500V），并且器件数量应尽可能少。
投标方必须保证满足招标方提出的有关高压变频器的性能设计参数，并能在规定的环境条件下长期安全运行，满足各种性能和工况要求。
投标方应在投标书中提供设备内部整流/逆变侧的主要功率器件（包括功率开关元件、整流二极管、续流二极管，钳位二极管等）的数量、耐压水平和额定电流等数据，以便于招标方参考、比较。
”
4.3.1干式变压器高压端子侧以6kV交联聚乙烯电缆的引接方式接至6kV系统，低压侧端子与功率单元通过铜软导线连接。
4.3.2变压器能在100%额定电压时空载下长期连续运行，105%额定电压时，在自然风冷情况下可在额定电流下长期连续运行；在强迫风冷情况下变压器的过负载能力见4.3.3，变压器应为AN/AF型，变压器带冷却风机。
4.3.3投标方提供变压器过负载能力。
过电流（%）
允许运行时间（分钟）
20
60
30
45
40
15
50
9
60
3
4.3.4投标方提供变压器承受短路的能力试验报告。
变压器在各分接头位置时，能承受线端突发短路的动、热稳定而不产生任何损伤、变形及紧固件松动。
4.3.5噪音水平
变压器的噪音距变压器的外壳1m处噪音水平小于60db（A）。
4.3.6外壳要求
4.3.6.1变压器外壳高度、深度要求分别与变频柜高度、深度相协调。
4.3.6.2外壳选用材料与变频柜材料相同。
变压器铁心材料、测温元件和温度开关应选用进口产品。
4.3.7变压器具有温度、一次侧电压/电流的检测。
温度检测采用温度开关，每台变压器3个；电压检测采用电阻衰减带压敏保护，每台3套；电流检测电流传感器，每台2套。
系统实时检测输入电压、电流、铁心温度，对变压器进行过压、欠压、缺相、过热、过载、过流、输入接地等保护。
同时计算输入电压、电流有效值，电压、电流谐波失真，输入功率因数、有功功率等，并进行显示。
a.变压器具有温度检测。
温度检测采用温度开关，每台变压器3个。
变压器的温度保护分报警和故障两级：
当变压器温度达到130℃时，变频器发出报警信息；如果变压器温度继续上升，当温度达到150℃时，变频器跳机并发出故障信息。
b.变压器除了埋设测温元件外，每相线圈不再埋入PT100型的测温元件。
c.变压器上的所有二次引入/引出线均应通过内部的端子接线。
d.变压器的外壳设计为今后的检修维护提供方便。
e.尽量避免干式变压器在运行中出现的发热问题。
f.绝缘水平：
干式变压器绝缘水平为F级，按B级绝缘考核温升
绝缘水平
设备最高电压
（有效值kV）
工频耐压（5min）
（有效值kV）
雷电冲击电压
（全波峰值kV）
高压侧
7.2
25
42
低压侧
1.1
3
4.3.8温升和温度限制
部位
绝缘系统温度（℃）
最高温升（K）
线圈
155
100
铁芯、金属部件和与其相邻的材料
在任何情况下不会出现使铁芯本身、其他部件和与其相邻的材料受到损害的温度
注：
持续2sec.短路耐热能力的电流作用下，线圈平均温度不高于350℃。
4.3.9变压器能适应带整流负荷的要求，其设计充分考虑整流负载电流分量中高次谐波所产生的热量，使变压器温升在允许范围内。
4.4变频装置整个系统必须在出厂前进行整体测试,以确保整套系统的可靠性。
4.5变频装置制造商必须已通过IS09001质量保证体系认证。
制造厂商应具有以上生产制造该种电气设备及备品配件或类似设备的生产经验。
4.6变频装置应能在下列环境湿度下正常工作:
最大湿度不超过95%（20℃）；相对湿度变化率每小时不超过5%，且不结露；运行环境温度0℃～40℃，海拔1000米以下。
变频装置柜内应加装防凝露装置。
变频器及附属设备的寿命不低于年，其易损坏元器件或部件，投标方保证使用寿命不低于100000小时。
4.7投标方应提供最新型号的变频装置，并在投标书中详细说明结构（包括元器件型号、隔离变结构及绝缘）以及主要元器件的供应商、原产地。
4.8变频装置系统输入为6kV、50Hz，用于对电机进行调速。
6kV电源的瞬间闪变应不会导致变频装置的停机，应能承受5秒钟瞬时断电不
停机。
变频装置应能适应瞬时停电和重合闸工况的要求，此时变频装置不应受损坏。
变频器本身应有防雷措施。
允许变频装置在50Hz＋5％下连续运行。
4.9在20-100%的调速范围内，4.10电压变化范围为10%，4.11频率变化范围为10%，4.12变频系
统在不加任何功率因素补偿的情况下输入端功率因素必须达到0.95。
当速度调整范围低于50%时不会对电动机造成额外的发热。
4.10变频装置I/O可根据用户的要求进行参数化，I/O点数及内容联络会时确定。
4.11变频装置对输出电缆的长度不应有特殊要求，变频装置必须保护电机不受共模电压及dV/dt应力的影响。
4.12变频装置的功率单元为模块化设计，方便从机架上抽出、移动和更换，所有单元可以互换。
变频器具备外部工频旁路功能，保证整个系统在变频器故障中可手动切至工频旁路运行。
4.13变频装置为单元串联多电平方式，线电平数至少为25电平。
变频装置输出电流谐波不大于1%，必须符合IEEE5191992及中国供电部门对电压失真最严格的要求，高于国标GB14549-93对谐波失真的要求，禁止采用输出电抗器。
4.14变频装置对电网反馈的电流谐波不大于2%，也必须符合IEEE5191992及中国供电部门对电压失真最严格的要求，高于国标GB14549-93对谐波失真的要求。
并且投标方需提供国家权威部门出具的检验报告。
若使用多脉冲整流器，整流桥脉冲数至少为24脉冲。
4.15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%。
变频器可自动跳过共振点。
4.16变频器效率应达到99%以上，变频装置整个系统的效率（包括输入隔离变压器等）在整个调速范围内必须达到96%以上，并在整个调速范围内不变。
系统总损耗不大于
kW。
变频器设备可用率≥97%。
4.17在距离变频装置1米的范围内任何一个方向进行测试，所测得的变频装置噪声不得超过80分贝。
4.18变频装置对电网电压的波动应有较强的适应能力，在-20%～+10%电网电压波动时必须满载输出；可以承受35%的电网电压短时下降而降额继续运行。
在大于－35％波动时，变频器进入瞬时再启动状态，电网电压恢复正常后，变频器自动恢复正常运行，不需要重新送电和启机。
6kV电源的瞬间闪变不应导致变频装置的停机。
4.19变频装置能远距离操作，并可对其进行远程/本地控制的切换。
4.20所安装系统不对电动机有特别要求，在整个频率调节范围内，被控电动机均能保持正常运行。
在最低输出频率时，应能持续地输出额定电流。
在最高输出频率时，应能输出额定电流或额定功率。
4.21产品标准中应规定出具体条件（如温度、电压、负载或时间等）的变化范围并给出额定输出频率时频率的稳定度，稳定数值应符合国际标准。
4.22变频装置应设以下保护：
过电压、过电流、欠电压、缺相保护、短路保护、超频
保护、失速保护、变频器过载、电机过载保护、半导体器件的过热保护、瞬时停电保护
等，并能联跳输入侧6kV开关（变频装置应至少有4对故障开出点，分别到断路器和DCS）。
保护的性能应符合国家有关标准的规定。
变频装置系统的控制方式必须符合6kV开关控
制系统及机组DCS系统的要求。
变频装置应具有事故追忆功能，事件分辩率不大于20ms，并能下传或打印事故信息。
4.23变频装置应设有交流输出电压、输出电流、输出频率、输出功率、功率因数等参数的数据显示。
其他有需要显示的参数投标方应给予明确。
4.24变频装置应至少包含以下几种开关量信号和模拟量信号接口（具体在联络会协商）：
开关量输入：
起动、停止、、急停、复位、手动/自动转换等信号（开关量输入回
路在硬件上采取光电隔离措施,在软件上采取消除接点抖动措施，并作好接地、屏蔽等抗干扰措施）；
开关量输出：
变频器高压就绪、变频器运行、变频器故障、变频器停止等信号（开关量输出模件应具有电隔离输出,隔离电压≥250V,能直接启动任何中间继电器,投标方应提供对传感器、输入/输出信号的屏蔽要求和建议，以满足系统设计的要求）；
模拟量输入：
频率调节（转速给定）（4-20MA（接地或不接地）,最大输入阻抗为256Ω）；
模拟量输出：
输出频率、输出电流、输出电压（4-20MA,具有驱动回路阻抗大于
600Ω负载能力）。
4.25开关量的外部接点全部为无源接点，开关量输出的内部接点全部为无源接点，开关容量为交流220V、5A，模拟量信号全部为4～20mA，输出信号误差±0.25%。
4.26变频装置控制系统采用数字微处理器控制器，具有就地监控方式和远方监控方式。
两种控制功能具有转换开关或转换键。
在就地监控方式下，通过变频器上嵌入式彩色中文人机界面控制，可进行就地人工启动、停止变频器，可以调整转速、频率；功能设定、参数设定等均采用中文。
软件的升级由投标方无条件升级。
变频器具有电机参数自动检测和优化电机运行功能，变频器能使电机在不脱开负载的情况下进行调试。
4.27变频装置带故障自诊断功能，能对所发生的故障类型及故障位置提供中文指示，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。
变频装置需有对环境温度的监控，当温度超过变频器允许的环境温度时，变频器需提供报警。
4.28频率分辨率0.01Hz，速度控制精度为0.1%。
4.29变频器因应具有过载能力至少120%，1分钟。
4.30变频装置应使用离心风机冷却，以保证冷却系统可靠，平均无故障时间应大于变频装置本身。
报警信号应能远传到控制室。
投标方提供额定工况下冷却系统故障后，变频装置持续运行时间。
每一套冷却装置应拆装方便，满足变频装置的安全可靠地运行。
投标方提供整个装置的发热功率，以便招标方确定空调的容量。
投标方设计并提供变频装置安装房间的强制循环冷却风道，风道钢板厚度不小于2mm；出风口应有防水、防异物进入的措施；风道的设置应不影响冷却风机的拆装。
4.31功率元件、电解电容及其它重要控制元件，应采用进口优质产品。
所配电气元件（包括断路器、接触器、热继电器、控制开关、按钮、继电器等）采用优质设备。
所有的电气元件选用经过鉴定的优质节能产品，不得使用已经淘汰的产品。
所有电气元件采用成熟可靠产品，端子排采用菲尼克斯品牌。
并满足所在回路可能发生的最大短路电流相应的动、热稳定要求及短路开断能力要求。
投标方应列出功率元件、电解电容、断路器、接触器、热继电器、控制开关、按钮、继电器等厂家、品牌、产地。
4.32控制电源应配置UPS，在控制电源掉电时，不影响系统运行并能维持30分钟。
变频装置控制用电应是UPS额定容量的30％。
4.33变频器控制电源采用双路电源切换，用户提供两路380VAC电源。
除能使用交流电源外，还应能接受DC220V电源做为后备。
4.34变频器应带有自诊断显示，运行中可观察输出电流、电压、频率、转速等参数。
4.35系统能在电子噪声、射频干扰及振动的环境中连续运行，且不降低系统的性能。
距电子柜1.2m处以外发出的工作频率470Hz、功率输出达5W的电磁干扰和射频干扰,应不影响系统正常工作。
变频装置应满足国家标准对电磁兼容的规定，并出具权威机构的检验报告。
4.36投标方提供的电气柜内的接线端子应提供15%的余量，接线端子应采用弹簧压接端子，保证接线的可靠性。
4.37变频装置就地控制窗口必须采用全中文操作界面,功能设定,参数设定等均应采用中文。
4.38变频装置应具有与机组DCS系统等电厂其它计算机系统的通讯接口，反馈变频装置的主要状态信号和故障报警信号。
通讯接口为RS485接口（暂定），并提供相应的软、硬件设备（包括数据线）。
投标方应积极配合DCS组态工作及联调，且I/O点应满足DCS控制要求。
4.39当6kV母线上电动机成组起动时,母线电压降低到65%Un时对变频器没有影响。
当6kV母线上最大一台电动机起动时,母线电压降低到75%Un时对变频器没有影响。
4.40机柜和接线
4.40.1变频器柜、工频切换柜内主母线为三相，母线材质为优质铜排，电流按1000A设计。
柜体的热稳定电流40kA/3s，动稳定电流100kA。
柜体的设计应充分考虑空间布置，爬电安全距离（固体绝缘爬电比距大于2.5cm/kv），安全连锁，柜内设备相互影响，承载重量，运输和搬运的方便性以及操作和维护人员的安全。
柜内母线应加装硅橡胶绝缘热缩套，所有带电导体不得裸露。
高压隔离开关（即进、出线刀闸）采用国内知名厂家产品（联络会时由招标方确认）。
所有柜体采用钢板，功率单元外壳采用敷铝锌板，均经数控设备加工，多重折弯后
铆接成形的组装式框架结构，并具有良好的互换性、密封性，柜体外壳厚度不小于2mm，防护等级不低于IP54。
上述柜体及附件均由投标方成套供货。
机柜门应采取一定的措施,以提高抗射频干扰（RFI）的能力。
机柜设计应满足电缆由柜底或柜顶引入的要求。
4.40.2柜内元器件的安装应整齐美观，应考虑散热要求及与相邻元件之间的间隔距离，并应充分考虑电缆的引接方便。
对需要散热的电源装置,应提供通风设施。
4.40.3机柜内的端子排应布置在易于安装接线的地方,即为离柜底300mm以上和距柜
顶150mm以下,每个端子排和端子应有清楚的标志,并与图纸和接线相符,端子排应有
15%的余量。
交流电源端子排为红色，跳闸回路端子排为红色。
4.40.4端子排,电缆夹头,电缆走线槽及接线槽应为阻燃型材料。
4.40.5机柜内应预留充足空间,使招标方能方便地接线,汇线和布线。
4.40.6每面柜应设有独立的机壳安全接地，电缆屏蔽接地端子。
4.40.7各柜及柜体之间在底部合适位置安装贯通的接地专用铜排（40×4mm2
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