利德华福变频技术方案

XX集团有限公司硫酸风机、烟化炉鼓风机变频调速装置节能改造项目技术方案北京利德华福电气技术有限公司2008年1月17日一、企业简介北京利德华福技术有限公司是致力于高压大功率变频调速系统开发、研制、生产、销售和服务的高新技术企业。总部位于中关村科技园区的上地信息产业基地，2规模化的生产基地坐落在北京昌平区阳坊，为ISO9001认证企业。2007年经过国家质量监督检验检疫总局和中国名牌战略推进委员会委托的权威技术部门综合评审，最终从国内众多高压变频器品牌中脱颖而出，被国家质量监督检验检疫总局评选为“中国名牌”并被国家信息产业部列入《节能降耗电子信息技术、产品与应用方案推荐目录》。公司注意到国内、外高压变频技术的发展及其应用前景，对我国电力、石油、石化、冶金、市政供水、造纸、制药、电力机车等行业进行了全面、系统的市场调研，率先提出“电机智能化”的概念，并预言：“智能电机时代”即将到来！经过多年的科研投入，2000年初，公司开发的第一台1000KW/6KV高压大功率变频调速系统（HARSVERT-A06/130）问世，并在北京化工试验厂投入了运行，节电率达到29.1%。2000年8月，国家电控配电设备质量监督检验中心、中国电力科学研究院分别对系统进行了严格的测试和检验，出具了权威性的《检验报告》。2000年9月，国家经贸委机械工业局组织由中国工程院院士担任鉴定委员会主任委员的11位国内著名的专家、学者对产品进行鉴定，一致认为：“HARSVERT变频系统具有功能齐全、技术指标先进、可靠性高和便于维护管理等优点，处于国内领先水平，达到国际同类产品的水平，可以推广应用”。2000年底，公司第一台450KW/10KV高压大功率变频调速系统诞生，于2001年1月在福州城门水厂成功地投入了运行，开创了我国10KV电压等级变频器现场应用之先河；2001年5月，凭借雄厚的整体实力，在四川电力系统一举中标四台800KW/6KV变频器，为公司高压大功率变频调速系统系列产品全面进入市场，奠定了坚实的基础。截止目前公司销售业绩超过1500台，运行业绩近千台。公司拥有一支经验丰富、勇于实践、不断创新的高素质的开发、科研队伍。面对广大用户，公司的市场营销理念体现为“速度”加“服务”，充分摆正自己甘当用户配角的“乙方”心态。公司除拥有一支专业的销售队伍外，还配备一支训练有素、服务及时的市场技术支持队伍，随时响应并满足用户的各种要求。目前，公司已在全国形成了高效的营销网络平台（湖南办事处地址：长沙市金星大道麓山名园E·2-305，电话[phone]）。2000年以来，公司生产的“HARSVERT-A”系列不同电压等级、不同功率的高压变频调速系3统分别在国内的市政供水、电力、钢铁、石油、石化等行业陆续投入运行。由于安装便捷、操作简单、运行稳定、安全可靠、维护方便，并在节能、节电、省人、省力、自动控制、远程监控等方面效果显著，受到用户的高度评价。公司以其优异的产品性价比和周到的服务，成为国内最具实力和影响力的生产厂家。二、HARSVERT-A高压变频器介绍：1、基本性能：变频器为高－高结构，10/6kV直接输出，不需输出升压变压器，输出为单元串联移相式PWM方式；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内部联机，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；48/30脉冲输入符合并优于IEEE519～1992及GB/T14549～93标准对电压失真和电流失真最严格的要求；在20～100%的负载变化情况内达到或超过0.96的功率因子，并且电流谐波少，无需功率因子补偿/谐波抑制装置；无需滤波器变频器就可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；具有软起动功能，没有电机启动冲击引起的电网电压下跌，可确保电机安全、长期运行；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%。可避免风机喘振现象。变频器有共振点频率跳跃功能；变频装置对输出电缆长度无特殊限制，电机不会受到共模电压和dv/dt的影响；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10/6KV高压情况下用低压电进行空载调试；控制系统采用全数字符元元微机控制，有很强的自诊断功能，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；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接口，功能设定、参数设定等均采用中文。卖方提供的变频装置支撑软件为汉化的最新的正版软件；变频器高压主回路与控制器之间为光纤连接，具有很高的通信速率和抗干扰能力，安全性好；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以上恒功率特性，最大转矩与转速成反比下降；输出频率0.5-120Hz(根据电机情况可设定)；变频器抗地震能力为7级，振动0.5G；4临界速度可跳过(共2组，可任意设定)；安装、设定、调试简便；功率电路模块化设计，维护简单；完整的故障监测电路、精确的故障报警保护；自带冷却风机，风机电源与控制电源分开取电，电源取自输入侧变压器；内置PLC，易于改变控制逻辑关系，适应多变的现场需要；可灵活选择现场控制/远程控制；可接受和输出0～10V/4～20mA工业标准信号；可根据用户需要内置PID调节器；完整的通用变频器参数设定功能；优异的性能/价格比；自备UPS，可维持30分钟；具有掉电3秒不停机的功能；掉电20秒内来电再启动和转速跟踪再启动功能结构：变频器的功率单元为模块化设计，可以从机架上抽出，移动和更换，所有功率单元是完全一致的，如果某一单元由于故障而不能正常工作，可以在允许设备退出的时间用备用单元将其替换。即：在变频停机高压切断的情况下，拔掉故障单元的J1、J2两根光纤头；用扳手卸下故障单元的R、S、T、U、V五根联机；拆下故障单元与轨道的固定螺丝；将故障单元轻轻拿下，按拆卸相反的顺序将备用单元装上并接好即可。更换一个单元的时间只需5分钟。更换单元不须专用工具。逆变器侧采用高开关频率的IGBT器件，保证良好的输出波形。输入侧的隔离变压器能保护电机不受共模电压的影响。整个变频系统采用强迫风冷，冷却系统可靠，平均无故障时间≥变频装置本身，每一套冷却装置拆装方便，满足变频装置的安全可靠地运行。保护：变压器进线接线端子足够大，便于与进线电缆连接。变压器柜内高压引线导体能满足发热的允许值（＜65℃）；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；5每个功率单元带三相输入熔断器保护；过电压保护：检测每个功率模块的直流母线电压，如果超过额定电压值的115%，则变频器保护；过电流保护：电机额定电流的200%，立即保护；欠电压保护：检测每个功率模块的直流母线电压，如果低于设定的数值，则变频器保护。此保护实际上包括了对电网电压负向波动的保护；缺相保护：缺相保护设置在每个功率模块上。当变频器输入侧掉相或功率模块的保险熔芯熔化时，会发出报警信号并保护；过载保护：电机额定电流的120%，每10分钟允许1分钟，超过则保护。此保护实际上包括了对电网电压正向波动的保护；过热保护：包括两重保护：在变频调速系统柜体内设置温度检测，当环境温度超过预先设置的值时，发报警信号；另外，在主要的发热组件，即整流变压器和电力电子功率器件上放置温度检测，一旦超过极限温度（变压器140℃、功率器件80℃），则保护。光纤故障保护：当控制器与功率模块之间的连接光纤出现故障时，会发出报警信号并保护。以上故障，均在中文用户接口上指定故障确切位置，便于用户采取对措施2、HARSVERT系列高压变频调速系统技术优势无速度传感器矢量控制——让控制更精准利德华福变频器可采用无速度传感器矢量控制的高性能高压变频调速产品，在高性能控制器硬件平台上，结合先进的实用化的矢量控制技术，将异步电机的控制性能提高到一个新的高度。传统的V/F控制精度不高，响应不够及时，往往无法满足低速大转矩负载或重载启动的电机。采用了无速度传感器矢量控制的变频器仅需对输出三相电压、两相电流进行检测，即可根据预先自动测定的电机模型，进行异步电动机的磁通和转矩解耦控制，实现低速大转矩负载启动和运行。矢量控制，在国外多称为磁场定向控制（FieldOrientationControl），其核心思想是，以电机磁场为坐标轴基准方向，通过坐标变换的方法，实现对电机转矩和磁通的解耦控制。6目前，无速度传感器矢量控制产品调速范围宽，稳态转速精度高，动态转矩响应时间小，启动转矩大，性能指标基本达到国际先进水平。采用无速度传感器矢量控制的高压变频调速系统具有以下功能：电机参数自动整定要实现矢量控制，需要检测电机的定转子电阻电感参数。HARSVERT系列变频器可对异步电机自动进行电机学堵转试验和空载试验，实现电机参数的自动整定。高压掉电恢复自动重启在某些用户场合，给变频器供电的高压电网可能会发生短时电压跌落或缺失，为了尽可能不影响正常生产，在设定时间内（系统默认：20秒）高压掉电恢复，HARSVERT系列产品能自动快速识别并跟踪当前电机转速，恢复正常运行。如果掉电超过设定时限，变频器自动进入待机状态。旋转启动如果电机被负载拖动仍在旋转甚至反转，变频器能识别跟踪电机转速并拖动负载到设定频率运行。同步电机变频调速及自动励磁控制功能HARSVERT系列变频器可用于同步电机调速，并具有输出功率因数闭环控制功能，能自动调节励磁电流，使同步电机运行在用户设定的功率因数。多达十级功率单元串联根据需要，HARSVERT系列变频器可实现4～10级功率单元串联，电压等级覆盖3～11千伏，驱动电机的功率等级可达5000kW。系统状态变量的实时显示和监控包括：输入侧和输出侧的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数，电机转速，多点温度指示，变频器状态，等等。除了显示常用的电压、电流、功率温度等参数以外，监控界面还具有软件示波器功能，可供现场调试和监控使用。具有完善的电机和变频器保护功能，尽量保证设备连续可靠运行历史记录，包括故障报警记录、操作事件记录功率单元自动旁路技术Harsvert系列高压变频调速系统功率电源主回路采用的IGBT功率模块，具有较大冗余；功率单元自动旁路技术，故障单元推出运行后，重构电压矢量，提高电压利用率。以8级串联为例，单个单元故障时仍可保证96%的电压输出，4％的负荷减低对于风机和水泵负载设备而言，相当于仅减少了极小的流量值。几乎对机组运行不产生任何影响，大大提高了系统安全可靠性。较同级单元旁路技术（当一个功率单元出现故7障时，系统自动旁路故障单元的同时旁路故障单元的同一级其它两个功率单元）相比，单模块旁路后的变频器额定输出将高出14％！超强的抗电网波动能力HARSVERT-A变频器按照我国的电网情况进行设计，承受电压波动的能力可以到-35%～+15%电网电压波动时变频器维持运行，不停机。国内的众多企业中往往装备多条生产线，每条生产线均有几台主要辅机设备构成，这些辅机都挂在相同或不同的电源母线上。每当有大容量辅机（如磨煤机、锅炉给水泵等）或同一母线下多台辅机群启动时，电源母线电压都有较大的降落（超过-15%），会影响同一母线上其他设备的正常运行。针对生产企业负荷波动大的这种工况，HARSVERT系列高压变频器进行了特殊设计，大幅度提高了其抗电网波动的能力，做到电压波动在±10%以内时，变频器可以维持满额输出；电网电压降落在-35%以内时，变频器都短时降额运行，若电网电压低于65%额定电压时，频器开始降低输出频率。如果6秒钟之内，电网恢复正常，则重新按照设定的加速时间，加速到当前设定的频率。如果电网在6秒钟过后，没有恢复正常，则变频器处于待机状态，等电网电压在设定时间内（系