400KW高低高变频方案.docx
《400KW高低高变频方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《400KW高低高变频方案.docx（8页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
400KW高低高变频方案
十二脉冲高低高变频方案
一：
变频节能节能：
电力电子、微电子和信息技术的发展、交流电机变频调速技术日益完善并得到了普遍应用。
除节电外，它已对石化、化纤、纺织、造纸、印染等生产线控制产生优质、高产的效果，已成为企业优化生产中不可缺少的关键设备。
但对高压大容量变频装置能否在电力、石化、钢铁、化工等大型连续生产型企业应用。
不少人存在疑虑。
以下就大容量变频调速装置在电厂的应用做出分析，目的是使用变频技术，使其为企业节能、降耗、优质、高产服务。
由于电机功率与转速的三次方成正比，转速下降时，电流下降极大。
由图可知：
当电机运行的轴功率为额定量的80%时，变频调速节能效果可达
48%。
原调风系统控制多采用风门调节、液力偶合调速、滑差调速、调压调速、变极调速、正流子电机调速、串极调速等，因其控制方式的原因，不同程度的存在可靠性差、调速精度差、启动电流大、功率因素低、效率低、机械振动和磨损大、操作复杂等问题。
若采用变频调速装置进行控制，以上问题则迎刃而解。
二、3KV/6KV/10KV高压电机变频调速三种方式
1.高--低--高间接式：
在通用变频器（低压）输入侧前加一个降压变压器，在变频器输出侧后加一个升压变压器而构成变频驱动系统。
它将高压电源电压降到低压变频器允许的电压这是目前应用最多的一种方式。
2.
高--低--低方式：
在通用变频器（低压）输入侧前加一个降压变压器，将高压电机变成可用低压变频拖动的电压等级（或换高压电机或改高压电机）
3.高--高方式：
直接用高压变频器装置拖动高压电机负载.采用SCR和GTO等元件在装置内串联成高压,此方法易损坏元件,有谐波,维修复杂.
三、变频节能实例
茂名石化使用高压变频始于1994年，使用了ABB的ACS600系列变频器，均为高-低-高方式。
ACS600是拥有DTC直接转矩控制技术的新一代变频器，无速度反馈满转矩输出，其转矩阶跃响应5ms，静态开环控制精度可达0.1。
内置电抗器使电机端的谐波分量非常小。
功率因素1。
通过变频器的420mA接口和DCS系统完成闭环控制。
运行可靠，节电明显，能耗降低，并减轻风机的磨损降低维修费用。
有利于安、稳、长、满、优运行。
高压变频控制与原来的风门控制的测量数据如表一：
风机
电机功率
KW
变频控制
阀门控制
节电
功率
KW
节电率
投资回收期
年
频率
HZ
电耗
KW
频率
HZ
电耗
KW
1
315
36.2
123.2
50
252.4
129.2
51.2
1.51
2
250
26.5
53
50
198.6
145.6
73.3
1.34
从表一可以看出，高压变频控制节电相当可观。
四、ACS600变频器功能，技术特点
ABB变频器独特的直接转矩控制功能是目前最佳的电机控制方式，它可以对所有交流电机的核心变量进行直接控制，无需速度反馈就可以实现电机速度和转矩的精确控制。
预加磁通功能缩短了磁通建立的过程，加快了电机的起动速度。
主要技术数据：
电 源：
电压：
690V±10%
频率：
48～63Hz
控制连接：
3个可编程的差分模拟输入（AI）；
2个可编程的模拟输出（AO）；
6个可编程的数字输入（DI）；
3个可编程的继电器输出（DO）。
连续负载能力：
150%In，每10分钟允许1分钟
串行通讯能力：
标准的RS—485接口可使变频器方便地与计算机连接，并有多种现场总线适配器供选用（如Profibus,Modbus,ModbusPlus,Interbus-S,DeviceNet,CS31,AF100,LonWorks等）。
保护特性：
过流保护、I2t、过压保护、欠压保护、过热保护、短路保护、接地保护、欠压缓冲、电机欠/过载保护、堵转保护、串行通讯故障保护、AI信号丢失保护等。
外型结构紧凑，安装简便。
产品经过多种电气安全规范认证，符合CE、UL及质量认证体系ISO9001和ISO4001等。
ACS600系列变频器是ABB集团公司的传动产品之一，其灵活的模块化设计，元件数量大大减少，使其具有较高的可靠性和较小的体积。
无与伦比的电机速度和转矩控制
开环动态速度控制精度可以达到闭环磁通矢量控制的精度。
静态速度控制精度为标称速度的0.1%到0.5%，它满足了绝大多数的工业应用。
当要求更精确的速度调节时，可以加装脉冲编码器。
ACS600变频器开环转矩阶跃上升时间小于5毫秒，从而能够对控制过程和电源侧的瞬态变化做出极其快速的响应，这样可做到对掉电、负载突变和过压等情况的处理及时、准确。
而不带速度传感器的磁通矢量控制变频器的开环转矩阶跃上升时间却多于100毫秒，这一点ABB变频器是无与伦比的。
ACS600的自动启动性能比交流传动常用的跟踪起动和斜率起动性能要好，因DTC能在几毫秒内检测出电机的实际转速和状态，从而立即进入准备状态，在任何状态下都能立即起动，使ACS600不需要起动延时。
同时DTC提供的精确的转矩控制使ACS600能够提供可控且平稳的最大起动转矩，其最大起动转矩可达200%的额定转矩。
零速度时、满转矩示意图能提供可控且平稳的最大起动转矩.零速时可输出额定转矩.对大惯性负载和持续回馈,将再生能量回馈电网而不是消耗在制动电阻上.
ACS600变频器内置PID、PFC、预磁通等八种应用宏，只需选择需要的应用宏，相应的所有参数都自动设置，输入输出端子也将自动配置，这些预设的应用宏配置大大节约了调试时间，减少出错。
预加磁通功能缩短了磁通建立的过程，加快了电机的起动速度。
ACS600系列还提供再生制动的选件，可以将再生能量回馈至电网，这对持续回馈的负载或大惯性负载减速的应用十分有用。
ACS系列变频器实现电机软启动、软停止，可减少设备的电气及机械冲击，大大地提高了系统的工作效率，延长设备的使用寿命。
外型结构紧凑，安装简便。
产品通过多种电气安全规范认证，符合CE、UL及质量认证体系ISO9001和ISO4001等，遵守EMC规范。
五、直接转矩控制（DTC）简介
DTC理论是德国Depenbroek教授发明的，直接转矩控制是目前最佳的电机控制方式，它可以对所有交流电机的核心变量进行直接控制，DTC控制无需传感器便可获得比较完善的转矩控制（转矩重复精度可达到1%），接近了直流电机的调整特性，具有较佳的低频特性（无传感器零速可达满转矩）和极佳的动态响应（无速度传感器的典型转矩建立时间5ms），极高的调速精度（无速度传感器的速度误差＜0.5%）。
在DTC中，定子磁通和转矩被作为主要的控制变量，通过电流和中间直流电压检测来判断实际转矩，调节瞬时电压来满足实际转矩的要求。
因其采用转矩为控制对象，从而避免了控制信号的旋转坐标变换，使得控制的结构较为简单，它将电机磁通与转矩通过最佳开关逻辑分别加以控制，对DTC最佳开关调制控制是在25ms时间内的每一控制周期中确定（高速数字信号处理器与先进的电机软件模型相结合使电机的状态每秒钟被更新40000次），由于电机状态以及实际值和给定值的比较值被不断地更新，逆变器的每一次开关状态都是单独确定的，这意味着变频器可以产生最佳的开关组合并对负载扰动和瞬时掉电等动态变化做出快速响应，因而能得到最快的转矩动态响应。
正弦波脉宽调制（SPWM）、磁通矢量控制（FVC）、无传感器磁通矢量控制（SFVC）、直接转矩控制（DTC）控制特性比较
变频器调速系统的性能，常用转矩阶跃时间、动态速度误差、静态速度误差和起动转矩来衡量、故需各种控制的上述指标的参数。
转矩阶跃时间
转矩阶跃时间是指给出100%的突加转矩给定后到系统电机产生100%转矩所需的时间，SPWM控制开环时为100ms，矢量控制速度反馈为10－20ms，而DTC开环时可达到5ms。
动态速度误差
动态速度误差描述了电动机在空载等速运动中，突然加上100%的转矩后，速度必有瞬间下降，单位时间内相对速度误差，它和转矩阶跃时间有着密切关系。
如果时间短，其动态误差必然小，加上编码器反馈后误差可进一步减少。
SPWM开环时动态速度误差为3%，闭环时为0.3%秒，矢量控制编码反馈时与SPWM闭环时动态速度误差相同，而DTC开环时其动态速度误差可达到0.4%秒，若加编码反馈可达到0.1%秒。
静态速度误差
静态速度误差描述当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值，所对应的转速降落与理想空载转速之比。
用于衡量调速系统在负载变化下，转速的稳定度。
SPWM矢量控制编码反馈和DTC编码反馈的静态速度误差均为±0.1%。
起动转矩
系统的起动转矩是系统功能的重要指标，在系统工作中，应保证负载的起动转矩小于变频装置的起动转矩，以保证系统有较好的起动特性。
SPWM控制开环时，其起动转矩为150%－180%，而DTC开环时可达到200%。
从以上分析得出变频调速系统的控制算法不同，各种性能指标也不尽相同。
故在系统设计中应结合设计系统的负载特性，系统的动静态指标来选择不同控制算法的变频装置，以保证所构成的系统具有高的性价比。
可以看出DTC控制方式适用于风机和泵类负载，以及牵引传动对调速范围要求不高的场合。
ACS600模块内部已预置了电抗器,使输入电源谐波含量降得很低,大大的降底了电机的谐波噪音.
扩展方便,灵活.已预置了通讯端口,通讯信号采用光纤传输,有效抑制干扰,轻松应付各种工业环境.
最大允许电机功率是1.5*Ph,如超过此极限,电机转矩自动受限制.保护了ACS600内部整流桥防止过载
在没有特殊硬件的磁通制动模式可用来提供最大可能的制动力矩。
六、ABB310KW高低高变频组件
1、ACS600十二脉冲标准传动变频器
型号:
ACS627-0490-6
在速度/转矩控制模式下，拥有优异的性能及过载能力
输入电压690V±10%
短路容量50KAIS
电网频率48-63HZ
电网不平衡最大为电网电压的±3%
电压三相对称
功率极限1.5*PHD
过流保护3.5*I2HD
功率因数≈1
安装现场海拔高度0-1000米
额定输出功率400KW
额定输出电流428A
空气温度0-40℃
相对湿度5-95%不允许冷凝
防护等级IP21
输出频率0-300HZ
噪音<80bd
额定负载时约98%
冷却方式内部风机流通方向从底部向顶部
操作控制设定单元具有以下功能
用于变频器、逆变器、整流单元的调试
启动/停止正转/反转
设定与实际值显示参数显示与改变
变频器状态显示报警与故障讯息显示
变频器提供以下输入/输出:
3组可编程数字输出端子
6路数字输入端子
3组可编程模拟输入端子
2组模拟输出端子
输出正滤波器：
型号：
NSIN0485-6
柜体尺寸：
2080*2530*644（mm）外型见ACS600硬件手册
重量：
960kg
2、油浸变压器，室内安置，降压。
型号：
BS9a-400/7
额定功率400KVA
副边数量2
副边相差30
阻抗电压6
无载损耗1950W
满载损耗12000W
冷却方式油冷
大约重量3500kg
大约油重330kg
环境温度40℃
变压器尺寸：
2300*2400*1630（mm）轨距：
820mm
噪音：
77bd
供风量：
7090
3、干式变频变压器，室内安置，升压
型号：
XTMP7H_440
额定功率：
440KVA
空载损耗：
1200W
负载损耗：
11700W
短路阻抗：
5.1%
总重：
2550KG
油重：
510KG
接法：
YNd11
执行标准：
IEC76
尺寸：
1530X1070X1830mm
变比：
690V/6000V
升级会员 