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高壓變頻器選用方法 瀏覽次數:0日期:2015-9-22
高壓變頻器是一種常用的變頻器產品,是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一種頻率的電能控制裝置,被廣泛用于多個領域中。用戶選用高壓變頻器過程中要考慮哪些方面呢?下面小編就來具體介紹一些高壓變頻器選用方法,希望可以幫助到大家。
1、選擇過高電壓等級的弊端
選擇過高的電壓等級造成投資過高,回收期長。電壓等級的提高,電機的絕緣必須提高,使電機價格增加。電壓等級的提高,使變頻器中電力半導體器件的串聯數量加大,成本上升。
可見,對于200~2000kW的電機系統采用6kV、10kV電壓等級是極不經濟、很不合理的。
2、變頻器容量與整流裝置相數關系
變頻器裝置投入6kV電網必須符合國家有關諧波抑制的規定。這和電網容量和裝置的額定功率有關。
短路容量在1000MVA以內,1000kW裝置12相(變壓器副邊雙繞組)即可,如果24相功率就可達2000kW,12相基本上消除了幅值較大的5次和7次諧波。
整流相數超過36相后,諧波電流幅值降低不顯著,而制造成本過高。如果電網短路容量2000MVA,則裝置容許容量更大。
3、把最高電壓降到3kV以下可節約大量投資
從電力電子器件特性及安全系數考慮電壓等級的必要性,受電力電子器件電壓及電機允許的dv/dt限制,6kV變頻器必須采用多電平或多器件串聯,造成線路復雜,價格昂貴,可靠性差。對于6kV變頻器若是用1700VIGBT,以美國羅賓康的PERFECTHARMONY系列6kV高壓變頻器為例,每相由5 個額定電壓為690V的功率單元串聯,三相共60只器件。若是用3300V器件,也需3串共30只器件,數量巨大。另一方面裝置電流小,器件的電流能力得不到充分利用,以560kW為例,6kV電機電流僅60A左右,而1700V的IGBT電流已達2400A,3300V器件電流達1600A,有大器件不能用,偏要用大量小器件串聯,極不合理。即使電機功率達2000kW,電流也只有140A左右,仍很小。
國外的中壓變頻器有多個電壓等級:1.1kV,2.3kV,3kV,4.2kV,6kV,它們主要由電力電子器件的電壓等級所確定。
輸出同樣功率的變頻器,使用較高電壓或較多單元串聯所花的代價大于用較低電壓,較少數量而電流較大單元的代價,也就是說在器件電流允許條件下應盡可能選用低的電壓等級。
4、隔離變壓器問題
為了隔離、改善輸入電流及減小諧波,現在所有的中壓"直接變頻"器都不是真正的直接變頻,其輸入側都裝有輸入變壓器,這種配置短時間內不會改變。既然輸入側有變壓器,變頻器和電機的電壓就沒有必要和電網一樣,非用10kV和6kV不可,功率2500kW以下電壓可以不超過3kV,因此就有了變頻器和電機的合理電壓等級問題。
200kW~800kW以下的變頻調速宜選用380V或660V電壓等級。它線路簡單,技術成熟,可靠性高,dv/dt小,價格便宜。仍以560kW電機為例,630kW660V的低壓變頻器約35萬,而同容量6000V中壓變頻器約90萬。實現的方法有低-低,低-高,高-低和高-低-高等幾種形式。由于電機,變壓器的價格遠低于變頻器,即使更換電機、變壓器也合理。
5、原有6kV高壓電機如何與3.5kV變頻器電壓配套
自建國以來傳統的6kV高壓電機是已投產的主要產品,為了推廣3.5kV變頻器不可能再花錢更換電機,作者提出一個簡便方案,以供參考。制造廠原有6kV電機一般均為星形接線,其相繞組承受實際電壓為3468V,故只要將繞組改接成三角形其它不變。配3.5kV變頻器就把變頻器電壓從 6kV下降到3.5kV,從表3可見4.5kV器件不串聯就可承受3kV耐壓。如果用1.7kV器件3串即可。制造成本將下降30%。而我國目前30MW 機組最大電機2500kW采用3.5kV電壓完全合理。

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