高压变频器原理

,高压变频器EMC项目,技术工程部,内部培训：,发电与节能,辽宁赛沃斯节能技术有限公司,火电厂,用风门调节风量时曲线,用速度调节风量时曲线（节能效果显著）,以电厂引风机为例：目前大部分电厂（包括在建电厂）锅炉引风机都采用风门调速，能耗很大。,1000KW给水泵平均节电率：30%1个月节8万元，1年节96万,高压变频器原理,辽宁赛沃斯节能技术有限公司,三部分：高压变频器用途高压变频器原理高压变频器结构,一、高压变频器用途,为什么使用高压变频器？,节能：风机水泵类负载的能耗正比于：n3改善工况：风量、流量变化更平稳；被控量调节及时、准确；减少风机喘震或水泵水锤效应。降低机械磨损：转速降低带来磨损降低。避免对电网干扰：启动时无冲击电流。,作用：对高压交流电机进行调速,应用范围：,火力发电：送风机、引风机、循环水泵、冷凝泵、给水泵、灰浆泵等。水处理：取水泵、配水泵、污水泵。石化：风机、压缩机、油泵。钢铁：焦炉鼓风、转炉除尘风机、水泵。采油（包括近海）：注水泵、输油泵、电潜泵。,二、高压变频器原理,交流电机,等效,电机的转速公式：,N=60f1(1-s)/pf1=电机供电频率，S=(n1-n)/n1转差率，P=电机极对数,电机调速分类：,改变电机的极对数。改变电机的转差率：转子串电阻调速定子调压调速电磁转差离合器调速转子串级调速改变电机的供电频率变频调速,N=60f1(1-s)/p,磁通m：电机的重要运行性能参数,磁通过强电机励磁电流过大，功率因数低，铁芯损耗大。磁通过弱电机铁芯利用不充分，输出转矩不够。mU14.44f1N1kw1保证转矩不变的条件：改变频率的同时，按比例改变电压，即：Uf控制,通用变频器的分类：,按主回路结构形式：电流源型电压源型按控制方式分：U/f控制转差频率控制矢量控制直接转矩控制按输出电压调节方式分类：PAM(脉冲幅值调制方式)PWM(脉冲宽度调制方式)按采用的功率器件分类：BJT(双极晶体管)GTO(门极可关断晶闸管)IGBT(绝缘栅双极晶体管)其他,常见高压变频器的分类,按输出形式分：高-高型高-低-高型按电路结构分：三电平（中点钳位式）两电平单元串联多电平,功率单元,高压变频器原理：,功率单元输出波形,高压变频结构,移相：,干式输入变压器副边采用延边移相方法，使各绕组间产生一定相位差，从而消除由单元引起的谐波电流对电网的影响。,移相角度=60O/每相单元个数所以：每相6个单元，移相角为10O每相5个单元，移相角为12O,多脉冲整流：,全波整流,单相双脉冲三相6脉冲6个单元串联36脉冲,不同整流结构输入电流谐波失真比较,6脉冲电压源加2.5%LR40%6脉冲电流源加2.5%LR30%12脉冲电流源加5%LR15%12脉冲电压源加5%LR9%18脉冲电流源输入4%5%30脉冲(5单元串联多电平变频器)2%,国家标准输入电流的总谐波含量小于5%,多电平输出：,单个单元：1、0、-1三电平5单元串联：50-511电平6单元串联：13电平,5单元串联电压输出波形,输出电压、输出电流波形,命名：,高压变频器,单元串联,多电平,PWM型,西门子（罗宾康）叫法：完美无谐波高压变频器,正弦波输入，无需滤波器，输入谐波优于IEEE519-1992标准和国家标准GB/T14549-93；输入功率因数0.95以上，无需功率因数补偿器；高压直接输出，高-高结构，没有升压变压器；单元串联多电平PWM技术，完美正弦输出波形无需输出滤波器，适用国产普通电机；内部干式变压器和功率单元模块化设计，维护方便；全数字控制，恒转矩特性；97%系统总体效率(包含变频器和变压器部分)；可靠性高。,单元串联多电平PWM型高压变频器特点,三、高压变频器结构,（2.3m4.6m1.1m）,西门子罗宾康,东芝三菱,北京合康,变压器柜,输入输出柜（内部）,接线端子排,继电器,空气开关,主控系统开关,控制柜,UPS,信号转换板,接线端子排,继电器,WAGO(PLC),显示屏背面,控制柜面板,标配键盘显示屏,新增触摸屏,功率单元柜,A相单元组,B相单元组,C相单元组,单元串联电缆,工频/变频,手动切换旁路柜,手动刀闸,目视窗,一拖一主回路：,一拖二主回路：,回顾：,高压变频器,单元串联,多电平,PWM型,西门子（罗宾康）叫法：完美无谐波高压变频器,其它先进技术：,中心点漂移；自动旁路；矢量控制；直接转矩控制；带能量回馈。,什么是EMC？,辽宁赛沃斯节能技术有限公司,1.EMC的由来“合同能源管理”(简称EMC)，是20世纪70年代在欧美发展起来的一种全新的市场节能机制。以这种节能新机制运作的专业化“节能服务公司”（国外简称ESCO、国内简称EMCo）发展十分迅速，目前全球已有80多个国家采用，尤其是在美国，加拿大和欧洲，已发展成为一种新兴的节能产业。“合同能源管理”模式经过近40年的发展已经发展为一个成熟行业。1987年，我国政府与世界银行、全球环境基金合作，组织实施了节能与温室气体排放控制领域的重大合作项目中国节能促进项目。项目的核心内容：利用全球环境基金的赠款和世界银行的贷款支持成立示范性的能源服务公司，将“合同能源管理”机制引入中国。,2.EMC概念“合同能源管理”(EMC)是一种技术性很强的服务，能源管理公司(EMCo)与愿意进行节能改造的客户签定“能源管理合同”，为客户提供能源效率审计、节能项目设计、项目投融资、原材料及设备采购、工程施工、设备安装调试、人员培训、运行维护、节能量监测和节能量保证等一条龙综合性服务，并通过与客户分享项目实施后产生的节能效益来收回投资成本。实质：以节省的能源费用，分期支付节能项目的成本,3.EMC优势：不用额外投钱例如：总额300万的项目，每年节100万。前3年1:9分享后3年5:5分享第一年第二年第三年第四年第五年购买-250万-150万-50万+50万+150万EMC+5万+15万+25万+75万+125万,EMC优势：(2)运行维护到位设备一停，我们就不不挣钱了，所以我们比电厂还着急。事实：购买的有运转一段失修停滞的，有很久不调试投运的。我们EMC的，故障后很快修复，至今没有一台停滞的。,我们的优势,辽宁赛沃斯节能技术有限公司,1.节能量测算优势节能量测算是判断项目是否能收回投资和盈利的主要依据，因而是EMC项目前期工作的关键环节。节能量测算的主要依据是改造前一年的运行记录、现场DCS系统显示数据、相关工艺流程、设备及工艺管路的完好状态、发电机组年运行时间等。与改造设备相关的压力、流量等参数是节能量测算的重要依据，在实际工艺流程中情况复杂，参数的测量点都是按照发电系统运行的需求设置的，大部分与节能测算所要求的测量点有较大的差异，这些差异对节能量计算结果的影响较大。因而，在项目实施前准确地测算出节能量，是一件不容易的事情。本公司专注做火电厂的高压变频节能项目，对生产流程、工况特性、参数的分析和折算都具有成熟的技术和经验，因而，能够相对准确地测算出项目实施后的节能量，从而保证项目的成功。,2.高压变频应用技术优势高压变频项目实施后，改变了原风门（阀门）调节的控制特性，一方面必须满足正常发电运行的工艺要求，另一方面必须满足实现最大节能量的需求，因而需要为客户提供科学合理的控制方案。例如：在做给水泵、凝结水泵变频节能项目中，为了避免异常情况备用泵联启时的较大扰动，必须设计严密、复杂的控制逻辑。本公司拥有专业的高压变频节能项目技术团队，掌握高压变频器应用技术，熟悉火电厂生产流程，积累了相当丰富的变频调速控制方案。因而能够很好解决项目实施中的技术难题，为客户提供最优技术方案，从而保证在满足正常发电运行的同时，实现最大节能量。,3.远程监控优势作为节能项目，运行设备的实际节能量是项目良好运营的标志，能够及时了解现场设备的节能量，对随时掌握项目的运营状况是十分有利的。设备（高压变频器）的运行状况，也影响着项目的良好运营，能够及时了解现场设备的运行状况，同样对掌握项目的运营情况是十分必要的。本公司拥有自己的专利技术，研制了高压变频项目专用的节能量计量监控系统，对每台设备的节能量、变频器的运行状况都通过GPRS技术，实现了远程实时监控，使得能在公司本部及时看到现场运行设备的即时节能量、累计节能量、即时运行状况。,4.knowhow优势Knowhow一词，代表一个业态的模式、流程与技巧。本公司经过大量的项目实践，在高压