安徽颐和能源科技股份公司操作手册.pdf
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1、目目录录一一 概述概述1 11.1 高压变频调速系统特点 11.2 系列产品型号定义 21.3 变频调速系统技术参数 4二二 运输、储存及安装运输、储存及安装 7 72.1 运输及存储 72.2 机械安装 72.3 电气安装 8三三 系统原理系统原理 9 93.1 系统结构 93.2 功率单元结构 103.3 输入侧结构 103.4 输出侧结构 103.5 控制部分 11四四 变频器装置介绍变频器装置介绍 12 124.1 总体结构 124.2 控制柜 124.3 功率柜 134.4 变压器柜 164.5 旁路柜 17五五 人机界面操作及使用说明人机界面操作及使用说明 19 195.1 柜门按
2、钮及开关 195.2 软件控制界面 195.3 系统功能设定 215.4 故障系统查询 315.5 趋势图显示 345.6 高压变频调速系统的远程/本机控制方式 355.7 高压变频调速系统的运行模式 365.8 报警解除与系统复位 375.9 安全快捷的开机步骤 375.10 操作注意事项 395.11 变频调速系统的日常维护 39六六 常见问题的处理常见问题的处理 40 406.1 轻故障分类与报警 406.2 中故障分类与报警 406.3 用户对常见问题的处理措施 406.4 如何更换故障单元模块 43一一概概述述1.1 高压变频调速系统特点EHE-T系列高压变频变频调速系统是由安徽颐和
3、新能源科技股份有限公司联合合肥工业大学教育部光伏研究中心共同研发的高压交流电机调速装置。采用技术成熟的功率单元串联叠波技术,实现完美无谐波输出波形,消除了绝大部分谐波电流。其输入输出谐波完全能满足IEEEStd.519-1992 和GB/T14549-2002电能质量、公用电网谐波对谐波含量的严格要求,无需安装输入输出滤波器便能无需安装输入输出滤波器便能使电网免受谐波干扰使电网免受谐波干扰。本调速系统适配各种通用三相异步电机或三相同步电机。颐和新能源EHE-T系列高压变频调速系统采用新型IGBT功率器件,采用高速双DSP全数字化控制,具有以下特点:多级功率单元串联型变频调速系统,直接 6、10
4、KV 输入,直接 6、10KV 输出,无须输出变压器;输入功率因数高,电流谐波少,无须功率因数补偿输入功率因数高,电流谐波少,无须功率因数补偿/谐波抑制装置;谐波抑制装置;输出阶梯正弦输出阶梯正弦 PWMPWM 波形,无须输出滤波装置波形,无须输出滤波装置,可接普通电机,对电缆、电机绝缘无损害,电机谐波少,输出线可以长达1000 米;标准操作面板配置或彩色液晶触摸屏全中文窗口操作界面;功率电路模块化设计,维护简单,变频器的功率开关器件和滤波电容器等主要元器件全部采用进口国外着名企业的产品;高压主回路与控制器之间为光纤连接,以实现电压隔离和防止干扰;完整的故障监测电路、精确的故障报警保护;变频器
5、柜体设置有风冷系统的防尘、防虫装置,表面采用静电喷塑和绝缘处理;变频器柜体内设有在线式UPS 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;可灵活选择现场控制、值班室远程控制;可接受和输出 010V/420mA 工业标准信号;直接内置 PID 调节器,可开环运行,可闭环运行;完整的通用变频调速系统参数设定功能;安装、设定、调试简便;优异的性能/价格比。1.2 系列产品型号定义高压变频调速系统的型号编制方法如下:变频器容量(KVA)电压等级(KV)产品类别(T)公司名称缩写(EHE)注:1电压等级:066KV;1010KV。2变频器容量:0800-800KVA;1200-12
6、00KVA。3产品类别:T-高压变频调速系统;D-变频器功率单元;P-变频器旁路柜。比如:EHE T0605 00变频器容量 500KVA电压等级 6KV变频调速系统公司名称缩写注:为了描述方便,本手册中出现的“变频器”即指高压变频调速系统,以下章节不再作特殊声明。1.3 变频调速系统技术参数6000V 系列输出额变频器装置型号定电压(KV)EHET060300EHET060400EHET060500EHET060600EHET060700EHET060800EHET061000EHET0612006KV 等级EHET061500EHET062000EHET062200EHET062400EH
7、ET062700EHET063000EHET063500EHET064000EHET064500EHET065400EHET066000EHET066750EHET067500666666666666666666666输出额定电流(A)变频器容量(KVA)适配电机功率(KW)29384758677796115144192212231260289337385433520577650722300220-250400280315450350400600400500700500560800630710100080090012001000150011201250200014001600220018002
8、4002000270022403000250035002800400031504500400054004500600050006750560075006300注:具体设备尺寸及安装尺寸以技术协议为准。注:具体设备尺寸及安装尺寸以技术协议为准。10000V 系列输出额变频器装置型号定电压(KV)EHET100300EHET100400EHET100600EHET100700EHET100800EHET101100EHET101400EHET10160010KV 等级EHET101900EHET102200EHET102400EHET102700EHET103000EHET103250EHET10
9、3800EHET104000EHET104600EHET105400EHET106000EHET106700EHET107500101010101010101010101010101010101010101010输出额定电流(A)变频器容量(KVA)适配电机功率(KW)1726354046648192110127139156173188219231266312346332436300220-2504502803556004005007005608006307101100800100014001000125016001400190016002200180024002000270022403000
10、25003250280038003150400033504600400054004500600050005750560075606300注:具体设备尺寸及安装尺寸以技术协议为准。二二运输、储存及安装运输、储存及安装2.1 运输及储存2.1.1 运输产品可以用汽车、火车、飞机、轮船等交通工具运输。产品在运输过程中必须小心轻放、严禁雨淋、暴晒,不应有剧烈振动、撞击和倒放。运输温度应在-40+70范围内。变频器装置最大高度为 2460mm,包装后总高为2600mm,选择运输工具时,请同时考虑运输过程中是否有限高等因素存在。2.1.2 储存产品不得暴晒及淋雨,应存放在空气流通、周围介质温度在-40+7
11、0范围内,空气最大相对湿度不超过 90%(相当于空气温度 205时)及无腐蚀性气体的仓库中。2.2 机械安装2.2.1 环境要求为了变频器能长期稳定和可靠地运行,对变频器的安装环境作如下要求:最低环境温度-15,最高环境温度45,工作环境的温度变化应不大于5/h。如果环境温度超过允许值,应考虑配备相应的空调设备;安装高度要小于海拔 1000 米。若安装高度超过海拔1000 米,设备须降额使用,或采取增加通风的措施。环境湿度要求小于 90%(20),相对湿度的变化率每小时不超过5%,避免凝露;不要将变频器安装在有较大灰尘、腐蚀或爆炸性气体、导电粉尘等空气污染的环境里。2.2.2 设备外型尺寸及柜
12、体安装EHE-T 系列各种电压等级、各种容量的变频器的外型尺寸以技术协议书为准。变频器设备安装时,考虑通风散热及操作空间的需要,整套装置背面离墙距离不得小于1000mm,装置顶部与屋顶空间距离不得小于1000mm,装置正面离墙距离不得小于1500mm。所有柜体应牢固安装于基座之上,并和厂房大地可靠连接。变压器屏蔽层及接地端子 E 也应接至厂房大地。各柜体之间应相互连接成为一个整体。安装过程中,要防止变频器受到撞击和震动,所有柜体不得倒置,倾斜角度不得超过30。2.3 电气安装电气安装主要包括柜体到现场的输入输出高压电缆、柜体之间的连接线、柜体和现场的控制及信号线的配线。2.3.1 电源及电机线
13、的连接图 2.1 变频器输出线连接端子图电机线或旁路柜 QS2 连接到 U、V、W,并注意输入相序关系;确保输入电压满足要求;确保电源线的线径及耐压满足要求;确保输入侧高压开关已经采用了有效的防雷措施;2.3.2 控制线的连接本装置的控制线接线端子如图2.2 所示:图 2.2 设备控制器接线端子图三系统原理3.1 系统结构EHE-T 系列高压变频调速系统的结构见图3.1,由移相变压器、功率单元和控制器组成。6000V 系列有 15(或 21)个功率单元,每5(或 7)个功率单元串联构成一相。10000V 系列有 24(或 27)个功率单元,每 8(或 9)个功率单元串联构成一相。图 3.1(a
14、)、(b)分别为 6000V 和 10000V 系列变频器的结构图。图 3.1 高压变频调速系统结构图3.2 功率单元结构每个功率单元结构上完全一致,可以互换,其电路结构见图 3.2,为基本的交-直-交单相逆变电路,整流侧为二极管三相全桥,通过对IGBT 逆变桥进行正弦 PWM 控制,可得到如图 3.3 所示的波形。图 3.2 功率单元电路结构图 3.3 单元输出的 PWM 波形3.3 输入侧结构输入侧由移相变压器给每个单元供电,移相变压器的副边绕组分为三组,对6000V 系列,构成 30脉冲整流方式;对 10000V 系列,构成 54 脉冲整流方式;这种多级移相叠加的整流方式可以大大改善网侧
15、的电流波形,使其负载下的网侧功率因数接近1。另外,由于变压器副边绕组的独立性,使每个功率单元的主回路相对独立,类似常规低压变频器,便于采用现有的成熟技术。3.4 输出侧结构参见图 3.1 和图 3.2。输出侧由每个单元的 U、V 输出端子相互串接而成星型接法给电机供电,通过对每个单元的 PWM 波形进行重组,可得到如图3.4 所示的阶梯 PWM 波形。这种波形正弦度好,dv/dt小,可减少对电缆和电机的绝缘损坏,无须输出滤波器就可以使输出电缆长度很长,电机不需要降额使用,可直接用于旧设备的改造;同时,电机的谐波损耗大大减少,消除了由此引起的机械振动,减小了机械应力。图 3.4 高压变频调速系统
16、输出的相电压阶梯 PWM 波形3.5 控制部分控制器核心由双 DSP 合理分工来实现,细致的布局和精妙的算法可以保证电机达到最优的运行性能。独立的 IO 板,用于柜体内开关信号的逻辑处理,以及与现场各种开关信号和模拟信号的协调,增强了系统的灵活性。并且IO 板采用了先进隔离技术,滤除毛刺信号和干扰。通讯器件采用 FPGA、CPLD 等大规模集成电路和表面焊接技术,系统具有极高的抗干扰能力和可靠性。另外,控制器与功率单元之间采用光纤通讯技术,低压部分和高压部分完全可靠隔离,系统具有极高的安全性,同时具有很好的抗电磁干扰性能。四四.变频器装置介绍变频器装置介绍4.1 总体结构变频器从物理结构上分为
17、控制柜、功率柜、变压器柜三大部分,在某些应用场合中,可能好配置旁路柜、上位机,典型结构如图4.1 所示。变压器柜变压器柜功率柜功率柜控制柜控制柜图图 4.14.1 高压变频器结构高压变频器结构对于不同用户,随变频器容量大小以及出厂日期的不同,变频器外观会有所区别,这些区别主要体现在柜体外部风格(颜色、滤网形式)、整体尺寸大小、控制柜正面宽度、风机个数及通风方式、液晶屏形式及安装位置、功率单元的排列方式(横排或竖排)、柜体布置(L 型、一字型)等方面,但变频器的几个组成部分不会发生根本变化。4.2.控制柜变频器控制柜主要有控制单元、UPS、报警器、DC24V 电源、DC12V 电源、DC5V 电
18、源、控制电源开关、接线端子、液晶触摸屏、操作按钮等部分构成。对不同用户,控制柜宽度可能不尽相同(600 或 300),显示屏可能装在正面、侧面或功率柜上。控制柜主要部分功能介绍如下:报警器:变频器存在故障时,提供声光报警。变频器出现重故障的情况下,系统提供声光报警并停机;变频器出现轻故障的情况下,系统提供声光报警但不停机。控制柜:为变频器的核心,它接收和处理来自现场或远程的控制命令,产生每相各级功率单元的触发脉冲,同时采集和处理所有功率单元反馈回来的故障信息。主控制器由块光纤板、块光纤通讯控制板、块主控制板、块通讯板(含远程通讯功能的为2 块)和块 IO 板构成。物理结构上,各控制单元板采用
19、FPGA、CPLD 等大规模集成电路和表面焊接技术,系统具有极高的可靠性。UPS:UPS 安装于控制柜底部,当外部提供的交流220V 控制电源掉电时,继续向变频器控制部分提供电源,以保证变频器的正常运行。对于EHE-T 标准产品,UPS 供电持续时间为 30 分钟。如果发生控制电源掉电,变频器立即提供报警信号,用户必须在30 分钟内恢复控制电源供电,否则变频器将因控制电源失电而停机。变频器停机断电时,如果切断 220V 控制电源供电,则应同时关闭 UPS 开关,否则 UPS 将因过度放电而损坏。4.3 功率柜功率柜主要用于安装功率单元,按功率单元排列形式的不同,分横列式和纵列式两种。不论横列式
20、或纵列式单元柜,柜体总高度(含风机和地脚槽钢)为 2570,深度 1200,宽度随功率不同而不同。在部分产品中,控制柜可能和功率单元柜连接为一个整体。图图 4.24.2 横列式单元柜横列式单元柜功率单元柜主要由功率单元、风机及附件、输出电流互感器、接线端子等组成。功率单元:功率单元有卧式和立式两种,通过轨道放置在单元柜中,用螺栓和轨道固定。每个功率单元通过输入端子 R、S、T 连接变压器的一组低压绕组,通过输出端子 U、V 用铜母排与同相相邻功率单元串联,通过光纤和控制系统通讯。在同一台变频器当中,每个功率单元的机械尺寸、电路结构和电气性能都完全一致,可以互换。图图 4.34.3 功率单元的安
21、装与串联功率单元的安装与串联每个功率单元包括输入端子(熔断器座)、熔断器、整流桥、电解电容、IGBT、直流均压电阻(或均压板)、控制板、驱动板、检测板、电源板、温度传感器、输出端子、散热器、箱体等部分。输出端子输出端子散热器散热器均压板均压板电解电容电解电容输入接线端子输入接线端子熔断器熔断器单元控制板单元控制板单元驱动板单元驱动板图图 4.44.4 功率单元实物结构图功率单元实物结构图单元电源板单元电源板单元正面有红色(L1)和绿色(L2)两个指示灯,红灯表示功率单元已经上电,绿色表示功率单元内部控制电源正常。变频器高压上电后,所有功率单元的绿灯和红灯都应该正常发光。设备高压切除后,由于功率
22、单元内部电容储有电能,电能不能在短时间内释放完全,所以光纤红绿灯将保持点亮一段时间,熄灭后仍然存有电量,不可立即对功率单元进行拆卸工作,否则可能危机人身安全。放放电时间不得小于电时间不得小于 1010 分钟分钟。注意:变频器上电但没有启动运行时,可以用万用表测量各功率单元的输入电压,相互间不应该有过大的偏差(在变压器副边电压允许的误差范围内)。启动运行以后,由于各单元输出电压叠加,形成很高的相对电位,这时禁止简单用万用表对功率单元输入电压进行测量。变频器投入运行一段时间后,由于各种原因,输入和输出端子可能出现松动现象,应注意停机进行检查,以免发生不必要的故障。常见其他形式的功率单元如下:图图
23、4.54.5 小容量的立式功率单元小容量的立式功率单元功率单元柜按容量大小不同,顶部配有不同数量的风机,小功率变频器一般配单相的离心式风机,由移相变压器副边的 220V 绕组供电;大功率变频器一般配三相的风机,由整流变压器副边的三相380V绕组供电;每个风机单独配置故障检测,一旦有风机损坏,故障继电器开路,控制系统提供风机故障报警。离心风机图图 4.64.6 离心风机离心风机有些情况下,由于检修不小心等原因导致故障检测继电器不良,或者安装在变压器柜中的风机电源开关跳闸,即使风机正常运行,变频器仍然会报告风机故障。在目前的设计方案中,变频器风机向四周出风,将热风散在室内。如果用户设计风罩将热风收
24、集并排出室外,应注意风罩不能封堵风机的出风口,同时应为变频器室设置入风口,并进行灰尘过滤。在功率柜与变压器之间有一部分专门为接线而设计的空间,用于将功率单元输入端和移相整流变压器副边绕组出线相连。用户应定期检查这些转接螺栓的松紧情况,防止接线松动、打火、螺栓发热或断裂的情况发生。4.4 变压器柜变压器柜主要由移相变压器、温度控制器、冷却风机、电压互感器、电流互感器等部件构成。在某些带旁路柜的系统,电压互感器可能安装在旁路柜中。移相变压器有一组附加低压绕组,给变压器柜顶风机、变压器柜底风机、功率单元柜风机供电,同时配置相应的控制开关。变压器柜顶风机和功率风机在高压上电后即处于运行状态,变压器柜底
25、风机的启停受温度控制器控制。如果环境温度升高或变频器负载加重致使变压器温度达到风机启动设定值,风机会自动启动。如果温度继续升高达到报警值,变频器能够提供变压器超温报警。如果温度达到过热保护设定,则变频器提供跳闸保护。相反,如果环境温度降低或变频器负载减轻致使变压器温度下降到规定值,变压器柜底风机将停止运行,以延长风机寿命和达到节能效果。对于各种绝缘等级的变压器,其温度控制器参数设定值如下表所示:绝缘等级风机启停标准温度()启停回差温度()报警温度()跳闸温度()70590100BF805110.130H905130140具体到不同用户的每套设备,安徽颐和新能源公司技术人员会结合当地实际情况适当
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