工業自動化水平不斷提高和電力電子技術發展,水工程中采用高壓變頻調速技術越來越多,廣西分公司擬取水泵房中選用12脈沖電壓源型高壓變頻調速器來控制功率355KW水泵電機,對水泵電機變頻調速技術進行升級,達到電氣節能和工藝優化目,高壓變頻器工程設計中應注意:
一、電機特性試驗和技術規范再修訂
當一臺普通電動機由變頻提供電源時,其變頻器輸出端電壓和電流諧波分量會使電機損耗增加、效率降低、溫度升高。高次諧波引起損耗增加主要表現定子和轉子銅耗、鐵損及附加損耗增加。其中,轉子銅耗最為顯著,異步電機總是轉差接近1狀態下旋轉,轉子銅耗非常大。普通異步電機中,為改善電機啟動性能,轉子集膚效應使實際阻抗增加,使銅耗增大。
另,電機線圈之間存分布電容,當高次諧波電壓輸入時,各線圈之間電壓是不均勻,這種長期反復作用使定子線圈某一部分絕緣造成損傷,產生線圈老化,這普通異步電動機絕緣結構方面是難以接受。
另外電機電磁回路不可能做到絕對對稱,變頻器輸出電源中所含有各次諧波分量將與電磁回路中固有空間諧波分量相互作用形成各種電磁脈動。同時,電機因處頻率不斷調節工作狀態下,很容易與電機機械部分產生機械共振,造成電機機械部位損壞。
,變頻調速改造工程中,避免變頻調速系統運行時出現上述問題,技術設計時必須考慮和電動機制造廠家進行技術合作,對電動機相關特性進行調速實驗,重新修訂原電動機技術規范。
二、電力電纜選型要點和敷設要求
變頻器輸出端與電機之間聯系采用電纜附設方式,且線路各相均存對電容,運行時線路上電容電流是不相等。電纜附設距離較長,且線路中又存高次諧波電流,那么一旦發生單相接時,故障電容電流所點燃電弧熄滅時間過長,會使這端電纜發熱,造成非故障絕緣。
,變頻調速改造工程中,針對輸出電源電纜,考慮電纜結構上三相對稱和屏蔽,將電纜截面適當增加,敷設長度不超過限定值(100m),原輸出電源電纜為非屏蔽或截面栽流量裕度小于2,應更換符合要求電力電纜。
現場敷設施工時要將電源電纜與控制電纜和信號電纜分開敷設,避免由電源電纜中高次諧波產生磁場干擾其他信號。
三、變頻器工作環境基本要求
高壓變頻器逆變部分采用高壓IGBT等功率器件,其開、關頻率大于100HZ,易形成高次諧波電流,使變頻裝置工作時將產生一定熱量。一般變頻器柜頂部均配有排風扇,它將柜內熱量排放到室內,這使室內環境溫度不斷升高,最終還會影響柜內各器件可靠運行。,水廠工程設計中一般變頻調速裝置單獨設置變頻調速室內,室內必須安裝備用空調設施,控制室內環境溫度變頻器所要求范圍內,同時設有通風門窗,必要時采用專門風道進行強制通風和冷卻。
四、高壓供電系統出口斷路器控制技術完善
變頻調速裝置所用變壓器高壓側要與高壓系統中開關柜直接相連,但開關柜保護范圍供電線路與變壓器低壓側短路,而變頻器故障應靠變頻器自身檢測保護系統完成。
當變頻器發生故障發出跳閘信號時,斷路器應可靠動作跳閘。,普通斷路器高壓開關柜內部出現跳閘回路斷線或直流控制電源消失情況,變頻器恰好出現故障(要求斷路器跳閘)時,跳閘線圈已失電,斷路器拒絕動作,造成變頻器內部功率器件損壞。設計中選擇了帶有欠壓脫扣線圈斷路器,一旦出現跳閘回路斷線或控制電源消失情況,斷路器首先自動跳閘,以保護變頻器設備安全。
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