600MW机组凝结水泵电机变频器介绍

600MW机组凝结水泵电机变频器介绍二期2×600MW（级）工程共4台凝结水泵电机变频器，每台机组配置2台100%容量的凝结水泵，其中1台运行，1台备用，采用变频调速电机。四台电机通过四套高压变频装置进行一拖一变频控制。凝结水泵的运行方式：凝结水泵能满足机组各种运行工况，当运行泵事故跳闸时，备用泵应能自动投入运行。凝结水泵电动机概况：型号：YLBKS630-4额定功率：1900kW额定电压：10kV效率：94%功率因数：0.89额定转速：1480r/min一次接线：一拖一手动，接线如图7-7：基本原理:凝结水泵电机变频器由1个单刀高压隔离开关QS1和两个机械闭锁的高压隔离开关QS2和QS3组成（见上图）。QS2和QS3在机械上实现互锁，保证电机不会同时工作在工频和变频，也保证工频电源不会直接加到变频器的输出端，提高设备的可靠运行。QS1、QS2、QS3刀闸操作设有电磁闭锁，QF的常闭接点引入电磁锁回路，只有QF断路器在分闸位置才能够操作刀闸。投变频运行时，手动闭合QS1和QS2，断开QS3，合上QF，然后启动变频器即可。投工频运行时，手动断开QS1和QS2，然后闭合QS3，合上QF，工频直接启动电机。注意事项1.QS2与QS3相互闭锁，通过机械实现闭锁，类似于单刀双掷开关。2.凝泵电机开关QF的常闭接点串入QS1、QS2、QS3电磁锁回路，实现QF分闸后QS1、QS2、QS3才能分合操作,以防止带负荷拉合刀闸。3.检查并确认QS1与QS2合闸、QS3分闸或QS1与QS2分闸、QS3合闸后凝泵电机开关才可以送电。4.凝泵电机测绝缘时，检查确认凝泵电机开关在检修位置，QS1分闸，QS2分闸，QS3合闸，确认无电后在10KV配电室凝泵电机开关下出线进行测量（与其他电机绝缘测量相同）；或是凝泵电机开关在检修位置，QS1分闸，QS2分闸，QS3分闸，确认无电后在QS3的下出线测量（建议不使用这种测量方法）。需要强调的是在对凝泵电机测绝缘过程中，必须保证QS1与QS2在分闸位置，以确保在测量过程中不损害到凝泵电机变频器。一、凝结水泵电机变频器技术要求1.进线变压器：根据变频装置的型式选择与变频装置配套的进线变压器，能承受系统过电压和变频装置产生的共模电压以及谐波的影响；进线变压器为干式变，干式变压器铜线绕制，配金属外壳、冷却器，实现按温度设定自动投、退功能，具有就地和远方超温报警功能；进线变压器能在规定的电源参数下正常工作。进线变压器过负载能力为1.2倍额定负载60分钟、1.1倍过电压长期空载运行、1.05倍过电压长期满载运行；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。2.变频装置：变频装置类型选用高－高方式，不采用输出升压形式(必须包括所有必需的设备及其内部设备之间的接线，连接高压输入、高压输出、控制电源和控制信号等接口)，变频装置采用电压源型；输出为单元串联移相式PWM方式，10kV电源的瞬间闪变及工作电源切备用电源不导致变频装置的停机；额定运行工况下，使用变频装置后电动机不降容；变频器具备飞车启动功能，当电机还在旋转时能够正常启动，启动时电机不受任何限制，可实现电机在任何旋转速度下（包括静止）的直接启动；变频调速装置具有良好的调节性能，能根据负荷的变化及时有效地实现调节，在负荷从100%调节到40%的响应时间小于1min。3.冷却系统应可靠，平均无故障时间≥变频装置本身无故障时间；柜顶风机风量有冗余，报警信号能远传到控制室；每一套冷却装置风机故障可以在线更换；任意一台冷却装置停运，不会导致系统立即停机，满足变频装置安全可靠地运行；风机电源与控制电源分开取电，电源取自输入侧变压器。4.变频装置设以下保护：控制系统故障、过电压、过电流、欠电压、缺相保护、短路保护、超频保护、失速保护、变频器过载、电机过载保护、半导体器件的过热保护、瞬时停电保护、光纤故障保护等，并能联跳输入侧10kV开关；有防止误操作的功能，输入回路带浪涌吸收保护；每个功率单元带三相输入熔断器保护；变频装置有隔离变压器温度过热保护；回路输入侧，采用氧化锌避雷器保护。5.变频装置控制系统可靠，控制电源配置UPS（带电池），UPS容量满足电源切换时间，在控制电源掉电时，不影响系统运行并能维持30分钟；控制电源恢复后，自动投入运行，变频器保持失电前的控制方式，不需要手动复位或调整。变频装置控制系统采用数字微处理器控制器，具有就地监控方式和远方监控方式，在就地监控方式下，通过变频装置上的触摸式键盘和LCD显示，可进行就地人工启动、停止变频装置，可以调整转速、频率。6.变频装置对本体控制系统的就地控制柜无谐波影响。当母线上电动机成组自启动时，对变频装置无影响；当母线上最大一台电机启动时，对变频装置无影响。变频装置的输出频率范围：0-60Hz；恒转矩调速范围：0%-100%；调速精度：±0.05％（在100％转速下）；负荷过载能力为每10min允许20%过流1min，超过150％额定电流则停机；最大瞬时启动力矩满足电机启动；变频装置谐波含量小于3%，对地共模电压500V，保护电机不受共模电压及dV/dt应力的影响；变频装置欠压保护动作值为65%Un；变频器具有瞬时停电再启动功能，能满足瞬时断电的工况，断电再复电时变频器能迅速（一般在来电后1秒内）输出电压拖动电机旋转。7.冷却系统包括变压器冷却系统和变频器冷却系统，冷却系统采用进口风机进行冷却，运行可靠性高，如果风机出现故障则在远方/就地发出报警信号。8.变频装置内部刀闸，采用就地手动操作，并实现相应机械闭锁和电气闭锁，并按五防要求设计。9.变频装置具备掉电20秒内来电自启动和转速跟踪功能，当电网电压消失后，电机转速下降，如果在20秒内电源恢复，变频器自动搜索跟踪电动机转速按照设定曲线恢复到停机前的运行状态。凝结水泵电机变频器数据：序号名称单位数值、形式1使用标准Q/CPBLH003-20072型式及型号HARSVERT-A10/1353对电动机要求普通鼠笼式异步电机4变频器输入侧有无熔断器变频器输入侧无熔断器，功率单元输入侧有熔断器5额定输入电压/允许变化范围kV10kV±10%6系统输入电压kV10kV7额定输出电压kV0～10kV8系统输出电流A135A9逆变侧最高输出电压kV10kV10额定容量kVA2380kVA11额定输入频率/允许变化范围Hz50Hz±10%12对电网电压波动的敏感性35%～+15%13变频器效率％＞96%14谐波总谐波小于4%15可靠性指标H20000小时16输入侧功率因数＞0.95（＞20%负载）17控制方式多级正弦PWM控制18控制电源容量KVA交流220V，1kVA，19UPS型式、参数及容量min后备式，1kVA,掉电可维持30分钟20整流形式及元件参数54脉冲二极管三相全桥21逆变形式及元件参数IGBT逆变桥串连22传动象限一象限23电隔离部分是否采用光纤电缆采用美国安捷伦光纤连接24噪声等级不大于75dB25冷却方式强迫风冷26冷却风机容量及台数柜顶6台风机27冷却风机供货商及产地德国EBM28冷却系统故障对变频器的影响冷却风机一台风机风量冗余，一台风机故障对变频器无影响29过载能力120%1min，150%3秒，200%立即保护30变压器损耗kW38kW31系统总损耗（发热量）kW76kW32生产厂家北京神星能源&北京利德华福第三节二期空冷风机电机变频器空冷凝汽器系统所有风机电机(380V/50Hz)的驱动都采用变频器；每台空冷机组配置56台风机（其中16台为可逆转风机）；每台风机配置一台变频器；二期工程两台机组共配置112台变频器；变频器将完成整个风机驱动系统的运行，频率范围在旋转速度的0%-110%之内；变频器安置在一个控制柜内，柜内包括功率和控制装置连接的用户接线端、进线隔离开关、进线熔断器、输入输出滤波器，输入输出电抗器，接触器,控制回路变压器等设备；变频器安装在变频器室的变频器柜内，在变频器壳体的前门安装一个按键界面(控制板),以便通过变频器实现对风机的操作以及对AC驱动装置调节器校正等；控制柜顶上安装风扇。56台驱动装置中的16台（逆流管束）必须是双向旋转（具有反向旋转功能），这16个减速箱不能安装防逆转设施且变频器上应装有制动电阻；其余变频器应有防止反转设计，变频器能够对转动的风机电机进行启动（双向重启动）。空冷风机电机数据:电压 380V频率 50Hz电机额定功率 110kW电机加热器（220V/0.1kW）齿轮箱加热器（220V/0.7kW）一、空冷风机电机变频器控制风机可通过就地/远方控制，当就地/远方选择开关为“就地”状态时，风机停止及启动运行命令可由位于变频柜上的按钮作出，变频柜上的电位计可以调整电机速度的设定；当就地/远方选择开关为“远方”状态时，风机停止及启动运行命令由远程控制系统作出，一个4-20mA的速度设定送到DCS，从而给定风机要求的速度；当风机停止运行时，电动加热器自动切换为由变频柜供电；变频柜能调节到110%的速度；如果厂用电出现故障，变频柜可以安全停止风机系统；变频器的控制风机电机的逆流机组必须具有双向旋转的功能；变频器将跨过0-30%的低速运行区，在0-110%电机额定转速为设定范围，以避免可能存在叶片谐振的不良后果；在切换变压器开关或开启大型电气设备时，即使在10秒内电压下降15%，变频器仍能连续工作；如果因为失电而风机停车，当电压再次达到90%，并且DCS要求电机运行时，变频器会自动安全启动风机电机；变频器有紧急停止开关，紧急开关可以直接停止电机。变频器提供以下保护功能：1.电机过热保护2.电机堵转保护3.电机缺相保护4.接地故障保护5.过流保护6.变频器过热保护7.短路保护8.输入缺相保护9.过频保护10.变频器内部故障保护11.过压保护二、空冷风机电机变频器控制要求：1.变频器自配控制柜，控制方式采用程序控制和就地手动控制，具有就地操作及显示功能；在就地控制柜给出局部操作控制盘，控制盘能反映所有有关电量的数值,构造参数,输入/输出值等；控制盘具备:手动-切断-自动转换器手动速度电位器电源接通指示器驱动器运行指示器驱动器故障指示器2.变频器保护功能变频装置自身配备完善的电气保护，保护为微机型，不与控制共用CPU及电源；变频装置自身配备完善的自检功能；变频装置应能提供电动机所需的过载、过流、接地、过压、欠压（应具备PT断线闭锁功能）、过热、缺相等保护，保护动作能发出硬接线信号。变频器具有对电网产生谐波及输出高次谐波的抑制功能；变频器自身具有磁通优化功能，以便在设备轻载运行时，提高变频器和电机的总体效率；变频器具有对电源和负荷变化的快速响应，对电源掉电、负载突变或过压等突发情况作出快速的处理；变频器具有电源瞬间电压低于额定电压（规定范围内）连续运行的能力。空冷风机电机变频器规范表:项目单位技术数据变频器类型柜式(6脉冲)变频器型号ACS510-01-246A-4变频器数量台112室内温度℃-15–40℃输出频率抑制有（不超过4个频率）反向运行是（只限逆流风机）空逆转自转启动功能是（最大空逆转速度=30%正常转速）空逆转制动电阻有（最大空逆转速度=30%正常转速）16台空逆转制动时间<30S变频器和电机间接触器/开关无变频器-旁路无无线电干扰抑制过滤器有输入功率电抗器有DU/dt过滤器有额定功率kW132额定输入电流A245额定输出电流A245电机峰值电流A442功率损失kW2.64超负荷能力A110%IN效率（设计）%98%效率（75/50%负荷））%97%防护等级IP21输出电抗器有故障率（故障前平均时间）90000小时输入信号数量9个控制界面（输入）类型7个DI2个AI输出信号数量9个控制界面（输出）类型8个DO1个A0冷却方式风冷型变频器常见的故障现象

1.过流：过流是变频器报警最为频繁的现象。(1)

启动时跳闸，主要原因有:负载短路，机械部位有卡住；逆变模块损坏；电动机的转矩过小等现象引起。

(2)

上电就跳，不能复位，主要原因有:模块坏、驱动电路坏、电流检测电路坏。

(3)

运行中加频时跳闸，主要原因有:加速时间设置太短、电流上限设置太小、转矩补偿(V/F)设定较高。

2.过压

过电压报警一般出现在停机的时候，其主要原因是减速时间太短或制动电阻及制动单元有问题。

3.欠压

主要是因为主回路电压太低，主要原因:整流桥某一路损坏或可控硅三路中有工作不正常的都有可能导致欠压故障的出现，其次主回路接触器损坏，导致直流母线电压损耗在充电电阻上面则有可能导致欠压.还有电压检测电路发生故障也会出现欠压问题。

4.过热

过热是较常见的故障，主要原因:环境温度过高；风机堵转；温度传感器性能不良；电机过热等原因造成。5.输出不平衡