低压变频驱动器.docx
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低压变频驱动器
2207-ES-712
修订号1
哈萨克斯坦项目有限责任公司
阿克托盖铜矿项目
低压变频驱动器
工程规范
2013.02.25
修订状态
版本
日期
说明
起草者
审查者
批准者
1
2013.02.25
改编发行
HN
RR
GM
目录
1目的6
2常用的缩写6
3电压定义7
4规范、标准和法规7
4.1法令和法规7
4.2规范和标准7
5测量单位9
6服务条件9
7电源10
7.1主电源10
7.2辅助电源10
8电气要求10
8.1综述10
8.2电压失真和谐波11
8.3电磁干扰12
8.4电源连接12
8.5操作特性12
9控制系统的要求13
9.1综述13
9.2基本配置14
9.3串行通信14
9.4速度控制15
9.5设置15
9.6故障指示15
9.7显示和诊断16
9.8安全访问16
10启动停止控制17
11保护18
11.1内部保护18
11.2变换器的短路保护18
11.3电机热过载18
11.4电机热敏电阻和RTD温度传感18
12设备布置18
12.1综述18
12.2吊环22
12.3通风22
13设备标牌和标签23
14噪声23
15油漆和涂料24
16测试24
16.1综述24
16.2车间装配和测试24
16.3准备装运25
16.4工程测试25
16.5过程控制系统的分期和测试25
16.6现场测试26
1目的
安装作为阿克托盖铜矿项目的一部分，位于哈萨克斯坦共和国东部的东哈萨克斯坦州（省）的南部边界，对于变频驱动器电源的设计、制造、装配、检验和测试，本工程规范概述了最低的技术要求。
阿克托盖镇位于离阿克托盖25公里的西/西南面。
本规范应与以下内容一并阅读：
∙使用的规范和标准；
∙项目数据表、图纸和本文提到的其他附件，其中包含具体到单个设备项目的详细信息。
本规范优先于任何一般项目规范。
2常用的缩写
本文档中的常用缩略语包括：
a.c.
交流电
CT
电流互感器
d.c.
直流电
ELV
超低电压
IEC
国际电工委员会
ISO
国际标准组织
LV
低电压
HV
高电压
MCB
小型断路器
MCC
电机控制中心
MCCB
塑壳断路器
PCS
过程控制系统
PVC
聚氯乙烯
RFI
无线电频率干扰
rms
均方根
RTD
电阻温度检测器
VFD
变频驱动器
XLPE
交联聚乙烯
3电压定义
应按照如下PUE定义电压：
（a）超低电压（ELV）：
不超过42伏的交流或110伏无脉动直流；
（b）低电压（LV）：
超过超低电压，但不超过1000伏交流电；
（c）高电压（HV）：
超过低电压。
4规范、标准和法规
4.1法令和法规
设备应符合当前的问题和哈萨克斯坦法令和条例的修正案，包括对设计、制造、安装和操作的管辖权。
4.2规范和标准
除非另有规定，所有设备和安装都应符合当前的问题和适用于哈萨克斯坦共和国的规范和标准修订的设计、材料和性能，包括；
PUE-RK
哈萨克斯坦电气安装规范
GOST
哈萨克斯坦标准局
SNIP
建筑规范和标准
除非另有规定，所有设备和安装都应符合当前的问题，且要符合所有国家、省和地方的法律、条例、法规，适用于哈萨克斯坦共和国的规范和标准修订的设计、材料和性能。
在可能的情况下，应选择在哈萨克斯坦是可得的用于这个项目设备、材料和服务。
本规范是绝不会替换或取代包含在可能适用的国家标准或规定里的要求。
在本规范中引用的任何国际标准都为技术指导，不能推断国际标准优先于哈萨克斯坦共和国的法规和标准。
作为最低要求，所有进口到哈萨克斯坦的设备应符合相应的IEC标准的要求。
如果在规范和标准之中有冲突，应该应用最严格的。
专门在规范内引用的，如GOST，SNIP等，这些要求应优先于西方的标准。
进口到哈萨克斯坦的设备应满足俄罗斯国家标准的认证要求。
如果符合哈萨克斯坦共和国规范和标准的所需类型的设备、材料或服务不可获得，那么国际规范和标准只能作为首要规范。
如果这样做会妨碍哈萨克斯坦共和国的正常设计实践，则不得使用国际标准。
哈萨克斯坦生产和提供设备，和/或前苏联国家的所有设备设计，应符合适用于哈萨克斯坦最新版本的规范和标准（GOST和SNIP），或按适用的工程规范。
如果在规范和标准之间有冲突，应该应用最严格的。
符合本规范并不免除供应商提供的设备满足指定的服务条件和哈萨克斯坦监管机构强制规定的责任。
如果在参考的规范和标准、图纸、规格、和/或采购订单发生冲突时，供应商应在工作进行前获得澄清。
5测量单位
所有使用的计量单位应基于SI系统
6服务条件
除非设备数据表中另有规定，否则变频驱动器（VFD）应位于室内加热/空调机房和大楼里，应在周围环境温度下按数据表规定的额定连续运行
申请文件中应该规定储存和运输条件。
设备可能由于储存和运输规定的温度而遭受损害，供应商应在招标文件包括这一信息的影响。
7电源
7.1主电源
每个变频驱动器的主电源应符合数据表的规定。
在各自的电源电机控制中心或交换机的短路故障层次
应符合数据表中显示。
变频驱动器应能承受这些故障水平，或应包括故障限流熔断器。
功率扰动引起电压降到额定电压的80%，在2秒的时间内不应导致控制器关闭或出现故障。
驱动速度的精度不必维持在大于10％的电压扰动。
外部转换变压器应符合工程规范2207-ES-706的“配电变压器”。
7.2辅助电源
控制电路的电压应优选从变频驱动器内部获得的。
应符合数据表中规定的控制电压。
8电气要求
8.1综述
所有变频驱动器应提供完整的装置，除了供应熔断器和隔离器例外，不需要单独安装控制、继电器、过载等。
所有变频驱动器应能够在没有外部电机接触器的情况下进行操作。
但是外部接触器可以用来作为一个紧急停机装置。
所有变频驱动器，不论大小和等级，应和外部控制连接、配置软件、设置和一般操作是同一类型。
应调节变频驱动器输出，从而不会由于从定子和转子之间的电容耦合引起的放电而导致电机轴承损坏。
8.2电压失真和谐波
总谐波失真（THD）在工厂内的任何母线上不得超过3.5%，在GOST13109-97中，没有单个的谐波水平超过规定的水平的50%。
单独的谐波失真水平在共同耦合点（PCC）不得超过GOST13109-97中规定水平的50％。
供应商应基于设备运行时最大需求满负荷的公共耦合点的最小短路电流水平，计算总谐波失真和单独的谐波水平。
供应商应在计算总谐波失真的基础上，为变频驱动器和整流器配置类型选择最佳解决方案。
谐波滤波是必需的，它最好整合到变频驱动器中。
供应商应在他们的建议的电压和电流失真数据中包括每一类有或没有滤波器的驱动器。
在需要时，应安装dv/dt滤波器，以尽量减少在电机和电缆上的电压失真的影响。
应符合数据表指定的每个驱动器的电缆尺寸和长度的安装要求。
8.3电磁干扰
数据表中应提供每个驱动器的电缆尺寸和长度的安装要求。
无线电频干扰滤波应整合到变频驱动器中。
供应商应提供每个变频驱动器的符合性声明（包括必要的过滤器），和IEC61000中规定的电磁干扰限制以及哈萨克斯坦的相关标准和法规。
供应商应在其投标中提供一下内容：
∙变速驱动器和电机之间的连接的电缆类型、尺寸和最大长度的安装限制和规范（如果有的话）；和
∙电源和整流器之间连接的电缆类型、尺寸和最大长度的安装限制和规范（如果有的话）。
如果供应商指定电缆的最大长度，应提供可增加和任何额外设备要求的电缆长度的细节。
8.4电源连接
变频驱动有终端，可以适应数据表所示的电源线尺寸。
大于35mm2的终端应是螺栓型；不得使用隧道式终端。
对出线电缆屏幕的接地线和3个接地导线（3C+3E对称电缆）做出了规定。
8.5操作特性
除非为了满足数据表中指定的驱动负载的更高范围的要求，否则每个变频驱动器应有以下的操作特性：
（a）变频驱动器的连续运转额定值应相当于各自的电动机的最大连续运转额定值，给定的变频驱动器的额定值应根据荷载类型，即恒转矩或变矩；
（b）除非数据表中另有规定，否则额定的变频驱动器应连续不停工作（S1）；
（c）每个变频驱动器应具有起动电流的设定值。
在启动驱动器时，输出电流不应超过该值；
（d）变频驱动器在可编程的高和低限定值内，应当具有有一个可配置的速度范围。
这些限定值应能适应各自的负荷要求的最小和最大速度；
（e）每个变频驱动器应能在1分钟载最低150%。
变频驱动器的过载能力应足以操作所有电机和变频驱动器的保护设备；
（f）变频驱动器应设计成能实现所有速度的最大转换效率；
（g）变频驱动器的输入功率因数的速度范围从50-100％应大于0.95；和
（h）在数据表中指定的，变频驱动器应能为供应系统的电机制动和/或再生。
9控制系统的要求
9.1综述
应在变频驱动器的操作界面提供显示器和键盘或触摸屏。
变频驱动器控制系统将监控变频驱动器，以及提供需求的计量和故障的细节。
报警或停机的原因应显示在显示屏上。
用户可以选择语言中所显示的所有信息。
俄语和英语
两种语言应该是最低限度。
9.2基本配置
应为使用中的特定的应用配置每个变频驱动器。
所有编程功能应可以从前面板获得，而无需使用外部设备。
所有的变频驱动器也应能够使用专有变频驱动器软件配置一个标准的笔记本电脑。
出于维修目的或断电的情况下，当电源分离时，变频驱动器应保留的编程设置。
9.3串行通信
所有变频驱动器应装有能与工厂PCS或地方PLC通信设施的串行链路。
供应商应建议可以连接到一个共同的串行链路的最大数量的变频驱动器。
应在数据表中显示串行链路类型和通信协议。
下列信息应为最低限度的串行链路：
从VFD到PCS/PLC：
∙驱动准备；
∙故障指示按照0节；
∙运行速度；
∙电机电流。
从过程控制系统到变频驱动器：
∙开始；
∙停止；
∙速度设置。
9.4速度控制
在数据表中指定的地方，变频驱动器应当配置‘闭环’运行配置，且从连接到电机的测速装置上进行反馈工作。
转速计输入应是脉冲式的。
在数据表中所示的地方，变频驱动器应能使用外部过程的反馈信号来控制输出来进行PID控制。
应可编程从面板或通过串行链路的设置点。
9.5设置
应可编程变频驱动器前面板的最大和最小运行速度。
应可编程从开始到最低速度设置的加速斜坡率。
在控制速度范围内和在其他任何时间的设置应不影响加速和减速率。
9.6故障指示
作为最低要求，下列故障报警和跳闸指示应当通过变频驱动器的前面板和串行链路可用：
∙输出接地故障；
∙输出过流
∙电源电压相位故障；
∙直流母线欠压和过压；
∙电机过载；
∙电机热敏电阻或电阻温度检测器跳闸；
∙微处理器故障；
∙备用电池失效；
∙启动锁定的数量过多；和
∙驱动器过温。
9.7显示和诊断
列信息应在变频驱动器前面板中可以得到：
∙控制设定点和斜坡率设置；
∙保护和报警设定点；
∙输入参数（线电压、电流等）；
∙测量输出至少包括输出频率和电流；
∙状态信息；和
∙诊断信息，特别是用于确定故障信号源。
9.8安全访问
应作出准备，以防止正常操作员访问局部控制的控制器的配置设置点。
特别是下面的设置和控制点应该只能在调试模式下进行访问：
∙设置最小和最大频率；
∙加速和减速斜坡率；
∙设置可配置的报警点；
∙本地（键盘）速度控制；
∙本地（键盘）启动/停止控制；和
∙影响驱动器的性能的其它参数。
10启动停止控制
每个变频驱动器应具有以下可编程控制输入控制功能：
∙提供可以直接连接到变频驱动器的场‘局部自动’开关和场‘开始停止’按钮；
∙本地模式的变频驱动器应能够从字段按钮启动和停止（驱动器应在最低或预设速度设定下运行）；
∙在自动模式下变频驱动器应能够启动和停止，从串行链路进行速度控制。
在这两种情况下，停止输入都应可以影响和覆盖任何运行信号；和
∙每个变频驱动器应提供一个“紧急停止”输入，能够在初始设置时迅速的停止驱动器。
启动这个功能应能够覆盖所有其他的减速设置。
∙VSD控制应根据ENISO13849-1符合第三类安全的停止准则。
所有现场输入应从外部电压无触点进行。
11保护
11.1内部保护
变频驱动器必须配备所有必要的内部保护，以保证机组安全运行。
11.2变换器的短路保护
在变频驱动器应固有短路保护的输出，无论是电子的
还是使用适用于半导体保护的熔断器。
因为输出短路而非熔断的保险丝短路时，应当不会损坏机组的控制器。
11.3电机热过载
每个变频驱动器应包括提供热监测和对相关电机的保护，通过监视输出电机电流，和防止电机过载。
必须从前面板进行手动复位。
11.4电机热敏电阻和电阻温度检测器温度传感
每个变频驱动器应当提供嵌入在如下的各自电机绕组的传感器温度信号的直接输入：
∙低压驱动器，电阻温度检测器，热敏电阻器；和
∙高压驱动器–定子x3，轴承x2和周围环境的空气温度x1电阻温度检测器。
应从前面板进行手动跳闸复位
不能接受分开安装继电器。
12设备布置
12.1综述
变频驱动器应安装防护等级最低为IP41的外壳或按照数据表中指定的。
变频驱动器应配有远程控制的接口终端。
应安装所有正常的运行控制、指示和保护复位，使得不需要打开他们操作的外壳门（S）。
变频装置应安装在相邻单元间无需分离的位置。
电缆接入、通风口等应位于外壳的顶部或底部。
控制器外壳应配有所有传入和传出电力，接地线和控制终端，以及可移动密封板。
供应商应提供数据表中所示的适应电缆尺寸的终端。
还应提供电缆屏的接地线。
当打开，覆盖或阻碍外壳门（S）时，应提供至少IP2X，防止接触端子和超低电压以上的带电部分。
必须保护外壳门（S），使他们只能由使用一个合适的工具的维护人员打开。
所有的母线应用彩色编码或标记，以识别相位。
主要配电系统的相位旋转是逆时针旋转。
相位序列的识别为黄色、绿色、红色。
面板接线应整齐，要么是若隐若现要么是用自动盖板的塑料管进行内封闭。
外壳内的线路可以是单芯多股单绝缘型的。
超低电压接线和端子应与其他线路隔离，且做标记来识别电压。
所有变频驱动器的传出接线应在完全确定的终端终止，并且每个终端侧面的不超过一条电线。
应使用双握卷曲吊耳终止所有电线。
门上的接线安装设备应当符合最短导线尺寸30/0.25毫米的多股软性布线。
面板的接线应符合下列绝缘颜色：
项目
识别号
颜色
母线排
交流母线
相位A
L1
黄色
相位B
L2
绿色
相位C
L3
红色
中性
N
淡蓝色
接地线
PE
绿色/黄色
直流母线
正极
L+
红色
中点/0伏特
M
淡蓝色
负极
L-
深蓝色
面板接线颜色
交流三相
相位A
L1
黑色
相位B
L2
黑色
相位C
L3
黑色
中性
N
淡蓝色
接地线
PE
绿色/黄色
交流单相
相位
L
棕色
中性
N
淡蓝色
直流110伏特—电源
正极
L+
紫色
负极/0伏特
L-
如果连接中性母线N则是淡蓝色，否则为灰色
直流24伏特电源
正极
L+
红色
项目
识别号
颜色
负极/0伏特
L-
如果连接中性母线/接地则是淡蓝色，否则为深蓝色
仪器4-20毫安和数字
正极
+
黑色
负极
-
白色
仪器RTD
正极
+
黑色
负极
-
白色
补偿
B
红色
接地线芯子
PE
绿色/黄色
12.2吊环
必要时，应提供用于运输和安装目的可移动吊耳。
12.3通风
每个变频驱动器外壳应配有冷却风机、进气过滤器（S）和排风口。
冷却风扇应从传入的干线电源的变频驱动器开始运行。
应布置高压变频驱动器、冷却空气出口和管道，使废气可以直接流到建筑物外面。
13设备标牌和标签
设备的标识和标签符合项目规范2207-es-102中的“设备标识和标签”，且遵循以下原则：
∙交变电流的每个相位应用认可的方式涂上颜色，来区分相或极性；
∙保险丝标签上应该显示每个保险丝的类型和尺寸；
∙不锈钢铭牌应安装在主设备的前面。
除了设备编号和描述之外，铭牌应包含按相关标准要求的所有信息，项目编号、制造商的名称和编号，制造年份；
∙所有固定件应使用最小镀锌螺钉或销。
不得使用不干胶标签；
∙所有大于42伏交流或110伏直流的覆盖保护电压应带有以下警告标签“危险---带电终端”；
∙“危险---带电母”阅读标签应贴在总线箱或输入电源连接的每一个可移动盖子上；
∙每一个可移动的盖子或笼罩终端或正常带电裸金属应标明“危险带电接”；和
∙在有双电源的地方应提供警告标签。
这些标签应该标出“小心双电源。
在维修前在别处分离”。
14噪声
设备产生的噪声和振动，应符合数据表和规范2207-es-503中的“设备噪声”。
15油漆和防护涂料
设备的表面处理和涂制应符合设备数据表和规范2207-es-405中的“表面保护”。
供应商的标准油漆系统应在采购订单前，得到买方事先书面批准。
应按照设备数据表中规定的来完成颜色。
供应商应提供足够的油漆，以防他人现场补漆。
16测试
16.1综述
供应商应按照本规范和所有适用的规范、法律和法规，负责所有材料和工作的测试和检验
买方可以委托正式授权检验机构见证所有的“持有”、“见证”和“监视”点，进行全面检查，确认设备出口认证，但不限于，供应商的工作。
买方或买方代表应该有合理的访问工作的权力，无论是在制备或是在开展中。
供应商应为这种访问和检查提供适当的设施。
16.2车间装配和测试
设备应尽可能多的预组装，完成所有辅助设备和所要求的最低现场安装。
设备应完全进行工厂组装以证明安装的正确性，应进行测试以确保正确的操作。
装运前应确认所有的关键尺寸、功能检查和关键件进行缺陷测试。
这项工作应在工程师代表在场时由供应商来进行。
除了哈萨克斯坦相关标准和规定要求的试验外，应为每一个变频驱动器组进行供应商的标准试验和一个所有相关的IEC标准的最小的常规试验。
16.3准备装运
如果可行，运输设备应进行完全组装。
如果不可行的话，部件装配应和运输设备许可一样大，所有配件应进行标记便于现场安装，和减少现场组装。
准备装运应符合规范2207-ES-103中的“包装、标志和航运”。
16.4工程测试
除了在设备发送到现场之前按照哈萨克斯坦的相关规范、标准和规范的测试，供应商应为每个设备项目进行供应商的标准测试和相关的IEC标准的常规试验。
16.5过程控制系统的分期和测试
工厂的过程控制系统（PCS）、包装PCS/PLC、通讯设备和第三方的专有的控制器/继电器，将在详细施工期间确定分期位置（主要过程控制系统的供应商装配位置）。
在设备的主体交货之前，要求供应商运送配置装置，且提供的劳动/设备，允许充分配置和在暂存区域集成测试。
16.6现场测试
现场试验，不超过在相关规范或业务法规中规定的测试，可以由买方或其代表执行以确保设备符合规范。
如果这些测试显示工艺、设计或材料上的缺陷，在工程测试时不明显，这应属于供应商的责任去纠正这些缺陷。
现场检查、测试和调试应包括：
∙安装工作的验证，例如检查机械安装，检查电气安装，包括所有的电缆、终端、鉴定、检查外部控制和接口。
∙执行承包商和供应商的标准预调试测试。
∙功能序列和联锁试验，证明所有设备的运行。
∙设置的所有参数，例如加速时间、最大/最小速度、电机保护。
∙在设想的速度范围外运行系统（空载）。
∙验证所有（远程）跳闸、控制和输出信号的操作。
∙工厂过程控制系统的通信和功能测试。
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