高压优势.docx
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高压优势
高压变频项目专题报告
以前,在各行业中的大功率风机、水泵、空压机的工况，诸多企业均采取了诸如液力藕合、串极调速等较原始的调速方式。
因此高压变频器在2005年及以前还属于小规模应用阶段，随着高压变频器技术日益成熟，在国家节能减排政策的大环境下，大中型工业企业节能降耗内在需求的拉动，高压变频调速技术已成为电力、建材、冶金等行业的企业在节能工作中考虑的主要技术方案，国内高压变频器的市场需求急剧升温。
市场出现了井喷式增长，平均年增长率超过40%，涌现了一批优秀的国内品牌。
2008年中国高压变频器市场主要厂商已达20余家，其中，本土品牌销售额占高压变频器市场的50%以上，与国际西门子、ABB等国际知名品牌相比，在提升机及大惯量负载高压变频技术上的差距也进一步缩小，且在高压风机、水泵、空压机等的简单负载，其国内高压变频产品在技术方面已不逊色国外品牌，且在满足国内电网及兽后服务方面比国外品牌更好，基于以上原因，国内品牌高压变频器表现出强劲的增长势头和市场竞争实力。
由于高压变频器的节能效果已得到广泛认可，加之电力价格长期保持上涨趋势，使其获得了一个难得的飞速发展机遇，近两年市场出现了年同比超过60%的“井喷式”增长，个别厂商在2008年甚至实现了销售业绩翻几番。
预示着未来三年将是高压变频器的黄金时期。
一、高压变频器的三种拓扑结构:
1.高低高方式:
10KV或者6KV经过降压变压器降压到380V或660V,经过低压变频器变频后再经过升压变压器升压到6KV或10KV,带动电机运行.此方式效率比较低,谐波含量比较大,此技术已经基本淘汰.
2.高高方式:
10KV或者6KV不经过降压而直接变频.此方式采用高压元器件（IGBT、整流桥）的串联结构,采用电抗器滤波,此方式谐波含量大,效率比较低,不便于维修维护,但是成本比较低,目前此方式为成都佳灵所采用,故障率比较高，此技术不建议使用，缺陷比较明显.
3）.高直高SPWM波方式:
此方式采用功率单元串联，其移相变压器输入谐波失真最低且设备的输入、输出电压电流谐波含量小，其中THD＜2.4.
此方式的优点是:
无需输出滤波装置.
可以驱动普通高压电动机，而不会增加电机温升，降低电机容量.
电机电缆无任何长度限制.
保护电机绝缘不受dv/dt应力的损害.
不会因为谐波力矩而降低设备使用寿命.
其中,我们库马克公司ES9000系列高压变频器采用此方式，此方式性能稳定，谐波含量小，维护及维修非常方便，且功率适用范围广（10KV电压等级从250KW可以做到10000KW,6KV电压等级从250KW可以做到5000KW）.但是成本比成都佳灵高。
采用高直高SPWM波方式的高压生产厂家有：
北京利德华福、深圳市安邦信电子有限公司、深圳市微能科技有限公司、广东明阳股份有限公司、北京动力源等,他们均采用类似于我公司的高直高拓扑结构。
二、深圳市库马克新技术股份有限公司生产的ES9000系列高压变频器产品优势：
1）.深圳市库马克新技术股份有限公司生产的ES9000系列高压变频器采用高直高SPWM波方式，九个功率单元串联，其移相变压器输入谐波失真最低且设备的输入、输出电压电流谐波含量小，其中THD＜2.4，比同类厂家八个功率单元的谐波含量小的多（参数参见表）,可延长电机的使用寿命,降低电机的噪音及发热量。
2）.深圳市库马克新技术股份有限公司生产的ES9000系列高压变频器的功率单元中的滤波电解电容采用耐压等级450V日本NCC或英国BHC的产品，比较同类厂家使用的耐压400V日本NCC或嘉美工及美国CDE耐压400V的电解电容,使用寿命高,电容容量衰减小,滤波后电压、电流波形更平滑,使整套设备的使用寿命更高;
3）.深圳市库马克新技术股份有限公司生产的ES9000系列高压变频器的功率单元中整流桥采用耐压1800V德国SKKD产品，比同类厂家采用的整流桥耐压1600V可靠性要高很多，整流桥是易损器件，及易由于电网电压不稳定而击穿，而深圳市库马克新技术股份有限公司生产的高压变频器，每相比同类厂家多一个功率单元，即每个功率单元上承受的电压低且整流桥的耐压等级又高，因而可靠性要比同类厂家高;
4）.深圳市库马克新技术股份有限公司生产的ES9000系列高压变频器变频装置不仅具有本地面板控制功能和远方控制控制功能即DCS运程控制且深圳市库马克新技术股份有限公司高压变频器还具有GPRS无线远程功能，此功能能使业主更方便的控制、监控、维护设备，且为了方便业主的操作方便,ES9000系列高压变频器还具有短信报警功能;
5）.深圳市库马克新技术股份有限公司生产的ES9000系列高压变频器变频装置采用我公司独有的发明专利--语音报警功能,此功能能使业主更方便的控制、监控、维护设备;
6）.深圳市库马克新技术股份有限公司生产的ES9000系列高压变频器内部采用我公司专有的正负母线叠加技术（此技术为我公司专利），此技术可使机器本身产生的杂生电感降到最低，不仅可最大限度的发挥功率器件的效用，而且对机器本身外围的设备干扰小，机器的可靠性高；
7）.深圳市库马克新技术股份有限公司是专业生产高、中、低压变频器的专业厂家，近二十年的研发及生产经验，使我公司具有拥有自主知识产权特有的驱动电路，比同类厂家普通的厚膜电路可靠性要高很多；
8）.深圳市库马克新技术股份有限公司生产的ES9000系列高压变频器的人机界面采用台湾捷准的工控机，其控制界面最好，功能强大，比同类厂家使用的单片机要好，有利于对设备的软件进行免费升级；
9）.深圳市库马克新技术股份有限公司生产的ES9000系列高压变频器中所用的移项变压器采用南京中电的产品,其硅钢片采用有趋向的硅钢片,其输入谐波失真低,体积大,散热好,使用寿命长,比同类厂家所用的佛山伊戈尔及北京新华都的产品要好,
10）.基于我公司特有的生产技术及严格的生产工艺，我公司生产的高压变频器现已有五百余套，故障率为零，且具有二年以上安全运行纪录的特大功率高压变频器（10KV/8000KW），现又与陕西鼓风机股份有限公司签定两台10KV/8000KW高压变频器的定单；（生产工艺见附图）
11）.深圳市库马克新技术股份有限公司生产的ES9000系列高压变频器具有语音报警功能，能够方便的为用户提供可靠的报警服务，可大幅度提高产品的可靠性；
12）.深圳市库马克新技术股份有限公司的服务为绿色服务通道，在设备安装的第一年内，深圳市库马克新技术股份有限公司的售后服务部门每隔一个季度对业主进行定期回访，帮助业主进行设备的维护及培训，若需总公司支持，深圳市库马克新技术股份有限公司可在十二个小时内赶到现场进行服务。
13）.独有的最佳节能控制功能，能根据电机参数和负载特性对包括电机在内的系统进行磁通优化，提升包括电机在内的变频调速系统总效率1-10%，比普通高压变频器节能效果更好。
14）.深圳市库马克新技术股份有限公司高压变频器元器件型号、隔离变结构及绝缘及主要元器件的供应商、产地如下：
序号
名称
规格
单位
数量
产地
制造厂商
备注
1
IGBT
个
54
德国
欧派克
2
整流桥
个
27
日本
日本三菱
耐压1800V
3
电解电容
个
162
英国
BHC
耐压450V
4
可编程控制器
S7-200
个
1
德国
西门子
5
工控机
P10424V
个
1
台湾
台湾捷准
功能
强大
6
冷却风机
R4D400-AB04-05
台
4
德国
EBM
7
移相变压器
10KV/1600KVA
台
1
中国
南京中电
8
电流传感器
TBC500LTB
只
3
日本
日本莱姆
9
CPLD
EPM570T100CS
套
1
美国
美国赛灵思
10
冷却风机
R4D400-AB04-05
套
5
德国
德国EBM
11
吸收电容
394/1600V
只
27
日本
日本NCC
12
PLC及其扩展模块
S7-200CPU226CN、EM235、EM232、EM231
个
1
德国
德国西门子
个
13
光耦
TLP—621
套
54
日本
日本东芝
14
快熔
660GH-40
只
81
日本
日本日之出
15
主板
ES9000系列-7100
套
1
中国
深圳库马克
16
光通讯模块
HFBR2521
个
1
美国
美国AVAGO
HFBR1521
15）.ES9000系列变频器的主要特点
深圳库马克ES9000系列系列高压变频器与国内外同类产品比较,在产品质量保障措施、产品的功能设计及运行的可靠性、系统的安全设计和服务方面，据有如下的优势和特点：
（1）.采用正弦波PWM技术、变压器隔离、功率单元串联的交－直－交直接高压方式，输入端采用移相变压器多重化技术，输入电流谐波小，输出端采用n（3～9）个功率单元串联叠波技术，输出电压波形接近正弦波，即输入、输出谐波含量均完全满足IEC61800-4:
2002要求，输入功率因数高，可直接驱动普通电机，无须滤波器和功率因数补偿装置；
（2）.结构紧凑,体积小,外形美观大方,功率单元模块化设计,可任意互换,维护简单方便;与国内同容量产品相比,柜体宽度缩小0.6～1.0米,独特的风道设计理念,风道过滤网随时可拆卸清理,与国内同类厂家产品，清理风道过滤网时，无须将变频状态切换到工频状态；
（3）.系统控制电源采用独立AC220V和高压主电源降压隔离后双路供电且可按用户要求设有UPS备用电源，以便于控制电源掉电时维持装置正常运行，并可保证装置完全停机,系统运行可靠、操作简便。
其他产品一般采用单电源供电，控制电源可靠性不高；
（4）.限流功能。
避免启动或负载突然变化时，使变频器输出电流过大而导致保护动作；
（5）.适应于国内电网条件,变频器工作电压范围为UN-20%～+15,6KV系列可稳定运行于8000V～11500KV条件下；
（6）.友好的用户界面
ES9000系列高压变频器采用全中文ES9000DOS2000操作平台，12英吋真彩LCD显示器，触摸屏直接操作，更适合国人使用习惯。
·全中文文字表述和图形标识，易学易用
·大屏幕显示，可同时对一组或多组参数进行设置，没有烦琐的参数代码号，参数设置准确、直观、便捷
·运行参数同屏显示，一览无遗
·状态显示
·触摸屏操作锁定
·定时记录运行参数，自动记录变频器的每一次操作，并可打印输出记录报表
·可同时显示两格输入、输出电压或电流的实时波形
·可记录保存多达一百个历史故障
·闭环运行时，PID参数可在线调整
（7）.ES9000系列高压变频器的设计完全符合GBT12668.4-2002;且考虑到客户误操作的安全性,在ES9000系列高压变频器带电运行情况下,柜门利用电子锁,使柜门不能随意打开,若强行打开柜门,高压变频器将强行断电,有效的保证现场人员的安全;
（8）.ES9000系列高压变频器具有完善的故障诊断、定位和处理功能，对系统所能发生的故障进行分类，按轻重缓急程度分别进行不同的处理，同时实时输出故障类型及内容，并保存历史故障记录。
（9）.ES9000系列高压变频器采用了两种控制方式：
就地控制，远方控制。
就地控制方式下，变频器的运行、停机、复位和升降频率等控制，是在变频器本体的操作面板上进行的；远方控制则是通过系统DCS或其他远方控制站进行控制的。
（10）.ES9000系列高压变频器采用了三种频率给定方式：
⑴控制面板手动频率给定；⑵模拟量输入频率给定；⑶端子频率给定。
频率给定具有自保持功能，即当变频器由模拟量给定或端子频率给定方式切换到控制界面手动频率给定时，给定频率会先自动保持在切换前的设定值，然后再逐渐改变到当前的给定频率。
（11）.ES9000系列变频器柜体进行电磁屏蔽处理，满足EMC要求，变频器运行噪音＜75dB（A），输入输出电缆可采用普通电力电缆，输出电缆长度可达500米;
（12）.主要元器件均采用世界一流厂商的成熟产品,产品从元器件至半成品及成品,均实现100%的严格测试。
各系列产品出厂前均完成100%72小时以上负载老化实验,确保产品的可靠性;
（13）.可通过本机触摸屏实现本机控制;可通过PLC的I/O口实现远程控制,亦可通过RS485接口与DCS等系统连接实现上位机控制;
（14）.当发生供电系统瞬间停电或瞬时欠电压时，电动机转速下降，变频器能对电动机的转速自动跟踪，在供电（电压）恢复后，变频器的输出频率自动适应电动机的转速，使正在自由旋转的电动机平滑地加速再起动，尽快恢复到系统停电前的正常运行状态，以达到满足生产工艺的要求，提高了工作效率，避免了停产事故的发生;
（15）.ES9000系列变频器可在线切断故障功率单元并保证三相输出电压对称,输出电流平衡,最大限度地减小停机率,保证功率单元故障状态不停机;
（16）.ES9000系列变频器主回路采用深圳库马克新技术股份有限公司独有的低电感直流母线技术,最大限度的发挥功率器件的输出能力;
（17）.ES9000系列大功率变频器采用深圳库马克新技术股份有限公司独有的空气密闭循环水冷技术,与国内同容量产品相比,即有力的排出机器本身的热量,又可省略掉机器向户外排风的风道,维护简单方便;
（18）.有很强的工程设计能力和沟通意愿,能根据用户现场条件和控制要求量身定做,最大程度满足用户的不同要求;
（19）.二次接线模块化设计,现场接线方便,安装周期短。
（20）.SCP抗短路技术
从高压变频调速系统本身的安全运行出发，ES9000在高压主回路充分考虑了电机或是连接电机的电缆可能发生相间短路的情况而设置了三重短路保护功能，可有效保护电机及高压变频调速系统的安全。
该主回路技术为本公司独创，并已申请了相关专利。
在此技术的支持下可以确保每一台产品都能经过两相短路试验，进一步提高了运行可靠性。
在全国为唯一一家通过输出两相短路国家权威部门监督试验的高压变频器生产厂家。
（21）.专有核心STT技术（SpeedTracingTechnology）
我公司技术人员多年从事电机的运行及控制的研究工作，在这个基础上独创了“STT”算法，可确保电机在调速范围内的任何转速下，无需停车可直接启动ES9000系列智能高压变频调速系统。
在这个算法的支持下，我们在操作ES9000高压变频调速系统时，就不用顾虑启动时电机的运行状态。
这样就可以实现高压电机即时的启动和停止控制了。
这也为用户的运行和维护带来了极大的方便。
（22）.断电恢复再启动
电网瞬时停电或发生瞬时可恢复性故障后，在允许运行的条件恢复后（允许等待的时间长度可由用户自行设定），ES9000智能高压变频调速系统可自动搜索电机转速，实现无冲击再启动，保证电机运行的持续运行可靠性，避免不必要停机造成的损失。
（23）.软启动、无冲击电流
ES9000智能高压变频调速系统对电机进行软启动，具有线性和二次方曲线形式来控制电压－频率比，每种曲线形式有多条曲线供用户选择。
起动时间由用户设定，内部设有加速过流限速功能，以确保电机启动的冲击电流，保证电机的安全运行。
启动过程自动搜索电机转速，不必保证电机停转，能够实现对电网和电动机无过流冲击的快速启动。
（24）.智能化功能强
加减速自适应功能，在启停机时间设定不当的情况下系统自动调整时间；双屏直观显示，具备虚拟示波器功能；精确的故障定位功能，高达120项的实时监控点，提高故障排除效率；接口丰富、形式多样，产品设计具有丰富的模拟和数字量I/O接口，内置PLC，与各种自动化设备和系统接口，满足各种现场不同的需求；远方频率给定信号具备断线报警和保护功能。
（25）.控制电源高强度隔离技术
在系统不合高压的情况下，就可看到输出波形，进行整机调试。
ES9000系列变频器与普通高压变频器的具体比较
普通高压变频器
ES9000系列变频器
对电网有谐波污染。
往往需要安装谐波滤波器。
输出波形谐波成分大,电机噪音大,发热高,电机往往需降额使用,对电机有特殊要求.
某大公司高压变频器:
输入电流谐波含量2.88%
输出电压相对谐波含量4.68%,
输出电流谐波含量4.13%
（参见2003电检018）
某大公司高压变频器:
输入电流谐波含量2.21%
输出电压谐波含量5.07%
（参见2000电检143）
输入、输出谐波含量低,均完全满足IEC61800-4:
2002要求，输入功率因数高，在调速范围内可达到0.97,噪音低,发热低,不会引起电机转动脉动,可直接驱动普通电机，无须滤波器和功率因数补偿；
网侧电流畸变含量1.90%
输入电压相对谐波含量2.12%
输出电压相对谐波含量2.56%
输出电流畸变含量3.44%
（参见2009委检131）
电流源高压变频器对电网波动相当敏感,电网跌到-15%时,往往跳闸
ES9000系列变频器是电压源型变频,且拥有大量的电容,对电网变化的承受特好,电压变化可承受+15%～-20%
一般日常维护变频器风道时须将变频器停下来,严重影响生产
特殊的风道设计,在变频器工作状态下,随时可进行日常维护;
高-低-高变频器因输入、输出均有变压器,其系统效率很低,噪音高,发热厉害.且速度降下来时,效率也随之降低
变频效率98.5%,系统效率高于97%,且在整个调速范围内均保持不变
用GTO或SCR做的高压变频有很复杂的吸收保护回路,一旦出现故障整台变频器须停下来维修
采用模块化设计,维修简单,若功率单元出故障,用户普通技术人员可在10分钟内换掉模块,不影响生产;
按传统的散热方式进行散热,散热性能不佳,不仅影响机器本身的性能及寿命,又使客户安装成本增加,工作人员维护频率增大且维护不便
大功率变频器采用深圳库马克新技术股份有限公司独有的空气密闭循环水冷技术,散热好,又可省略掉机器向户外排风的风道,既节约成本,维护又简单方便
深圳市库马克新技术股份有限公司高压变频器部分应用案例
序号
用户
地区
工业
应用
数量
电压（kV）
容量（kVA）
电机
1.
宝钢集团
上海
冶金
水泵
1
3.3
1600
技改,保持旧电机
2.
沈阳皇姑热电有限公司
和平村调峰热源工程
沈阳
供热
除尘风机
4
10
500
4套
3.
沈阳皇姑热电有限公司
和平村调峰热源工程
沈阳
供热
除尘风机
4
10
800
4套
4.
中铝国际越南工程项目部
越南
建材
除尘风机
6
10
900
8套
5.
沈阳皇姑热电有限公司
和平村调峰热源工程
沈阳
供热
除尘风机
4
10
1250
4套
6.
沈阳皇姑热电有限公司
和平村调峰热源工程
沈阳
供热
除尘风机
1
10
2150
1套
7.
沈阳皇姑热电有限公司
和平村调峰热源工程
沈阳
供热
除尘风机
1
10
1800
1套
8.
威海魏桥科技工业园有限公司
威海
冶金
引风机
2
10
1000
1套
9.
中国铝业股份有限公司广西分公司
广西
冶金
引风机
1
10
500
技改,保持旧电机
10.
河南中孚电力有限公司
郑州
电力
引风机
2
10
1400
技改,保持旧电机
11.
大庆石油管理局电厂
黑龙江
石油
锅炉牵引风机
2
6
1400
技改,保持旧电机
12.
金山石化
上海
石化
齿轮泵
1
3.3
1500
新项目
13.
万家寨引黄工程
山西
水利
水泵
6
10
15000
新项目
14.
万家寨引黄工程
山西
水利
水泵
3
10
8000
新项目
15.
大庆石油管理局电厂
黑龙江
石油/电力
锅炉牵引风机
2
6
1800
技改,保持旧电机
16.
大庆石油管理局电厂
黑龙江
石油/电力
锅炉牵引风机
3
6
600
技改,保持旧电机
17.
韩泰轮胎南京公司
江苏
化工
炼胶机
2
3.3
1800
新项目
18.
大庆石油管理局电厂
黑龙江
石油/电力
锅炉牵引风机
2
6
1800
技改,保持旧电机
19.
大庆石油龙凤热电厂
黑龙江
石油/电力
锅炉牵引风机
1
6
600
技改,保持旧电机
20.
大庆石油管理局电厂
黑龙江
石油
注水泵
1
6
1000
技改,保持旧电机
21.
大庆石油管理局电厂
黑龙江
石油
注水泵
1
6
3000
技改,保持旧电机
22.
马钢集团电厂
安徽
冶金/电力
锅炉供水泵
1
6
3600
技改,保持旧电机
23.
巴陵石化管理局
湖北
石化/供水
水泵
1
6
660
技改,保持旧电机
24.
巴陵石化管理局
湖北
石化
水泵
1
3.3
700
技改,保持旧电机
25.
大庆石油管理局电厂
黑龙江
石油
注水泵
1
6
3000
技改,保持旧电机
26.
大庆石油管理局电厂
黑龙江
石油/电力
锅炉牵引风机
2
6
1800
技改,保持旧电机
27.
浙江帝人石化
浙江
石化
球磨机
3
3.3
900
新项目
28.
洛阳龙羽电厂
河南
电力
锅炉牵引风机
1
6
1000
技改,保持旧电机
29.
PolyplasticsCo.,Ltd/China
中国
球磨机
2
3.3
2500
新项目
30.
大庆石油管理局热电厂
黑龙江
石油/电力
锅炉牵引风机
2
6
1600
技改,保持旧电机
31.
通化钢铁集团焦化厂
吉林
冶金
鼓风机
1
6
1000
技改,保持旧电机
32.
大庆油田第七采油厂
黑龙江
石油
注水泵
1
6
1600
技改,保持旧电机
33.
邯郸钢铁集团
河北
冶金
除尘风机
2
6
600
技改,保持旧电机
34.
神户制钢中国有限公司
中国
冶金
球磨机
1
3.3
1200
新项目
35.
三菱化纤中国有限公司
中国
石化
助燃风机
1
6
600
新项目
36.
三菱化学中国有限公司
上海
石化
搅拌机
1
3.3
2000
新项目
37.
三菱化学中国有限公司
中国
石化
搅拌机
1
3.3
400
新项目
38.
中国大唐发电集团
太原
电力
锅炉牵引风机
2
6
2400
技改,保持旧电机
39.
中国大唐发电集团
七台河
电力
凝结水泵
2
6
3000
技改,保持旧电机
40.
中国大唐发电集团
安阳
电力
锅炉牵引风机
2
6
3000
技改,保持旧电机
41.
国电集团大同热电厂
大同
电力
给水泵
2
6
3600
技改,保持旧电机
4
升级会员 