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高壓變頻器選型需要注意什么?高壓變頻器選型注意事項(xiàng)

發(fā)表時(shí)間:2024-07-23 作者:佚名

一、弊端

選擇過(guò)高的電壓等級(jí)造成投資過(guò)高,回收期長(zhǎng)。電壓等級(jí)的提高,電機(jī)的絕緣必須提高,使電機(jī)價(jià)格增加。電壓等級(jí)的提高,使變頻器中電力半導(dǎo)體器件的串聯(lián)數(shù)量加大,成本上升。

可見(jiàn),對(duì)于200~2000kW的電機(jī)系統(tǒng)采用6kV、10kV電壓等級(jí)是極不經(jīng)濟(jì)、很不合理的。

二、相數(shù)關(guān)系

變頻器裝置投入6kV電網(wǎng)必須符合國(guó)家有關(guān)諧波抑制的規(guī)定。這和電網(wǎng)容量和裝置的額定功率有關(guān)。

短路容量在1000MVA以內(nèi),1000kW裝置12相(變壓器副邊雙繞組)即可,如果24相功率就可達(dá)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(shù)超過(guò)36相后,諧波電流幅值降低不顯著,而制造成本過(guò)高。如果電網(wǎng)短路容量2000MVA,則裝置容許容量更大。

三、節(jié)約投資

從電力電子器件特性及安全系數(shù)考慮電壓等級(jí)的必要性,受電力電子器件電壓及電機(jī)允許的dv/dt限制,6kV變頻器必須采用多電平或多器件串聯(lián),造成線路復(fù)雜,價(jià)格昂貴,可靠性差。對(duì)于6kV變頻器若是用1700VIGBT,以美國(guó)羅賓康的PERFECTHARMONY系列6kV高壓變頻器為例,每相由5個(gè)額定電壓為690V的功率單元串聯(lián),三相共60只器件。若是用3300V器件,也需3串共30只器件,數(shù)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(jī)電流僅60A左右,而1700V的IGBT電流已達(dá)2400A,3300V器件電流達(dá)1600A,有大器件不能用,偏要用大量小器件串聯(lián),極不合理。即使電機(jī)功率達(dá)2000kW,電流也只有140A左右,仍很小。

國(guó)外的中壓變頻器有多個(gè)電壓等級(jí):1.1kV,2.3kV,3kV,4.2kV,6kV,它們主要由電力電子器件的電壓等級(jí)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(lián)所花的代價(jià)大于用較低電壓,較少數(shù)量而電流較大單元的代價(jià),也就是說(shuō)在器件電流允許條件下應(yīng)盡可能選用低的電壓等級(jí)。

四、隔離問(wèn)題

為了隔離、改善輸入電流及減小諧波,所有的中壓“直接變頻”器都不是真正的直接變頻,其輸入側(cè)都裝有輸入變壓器,這種配置短時(shí)間內(nèi)不會(huì)改變。既然輸入側(cè)有變壓器,變頻器和電機(jī)的電壓就沒(méi)有必要和電網(wǎng)一樣,非用10kV和6kV不可,功率2500kW以下電壓可以不超過(guò)3kV,因此就有了變頻器和電機(jī)的合理電壓等級(jí)問(wèn)題。

~800kW以下的變頻調(diào)速宜選用380V或660V電壓等級(jí)。它線路簡(jiǎn)單,技術(shù)成熟,可靠性高,dv/dt小,價(jià)格便宜。仍以560kW電機(jī)為例,630kW660V的低壓變頻器約35萬(wàn),而同容量6000V中壓變頻器約90萬(wàn)。實(shí)現(xiàn)的方法有低-低,低-高,高-低和高-低-高等幾種形式。由于電機(jī),變壓器的價(jià)格遠(yuǎn)低于變頻器,即使更換電機(jī)、變壓器也合理。

五、如何配套

原有6kV高壓電機(jī)如何與3.5kV變頻器電壓配套

自建國(guó)以來(lái)傳統(tǒng)的6kV高壓電機(jī)是已投產(chǎn)的主要產(chǎn)品,為了推廣3.5kV變頻器不可能再花錢(qián)更換電機(jī),作者提出一個(gè)簡(jiǎn)便方案,以供參考。

制造廠原有6kV電機(jī)一般均為星形接線,其相繞組承受實(shí)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(jiàn)4.5kV器件不串聯(lián)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(guó)目前30MW機(jī)組最大電機(jī)2500kW采用3.5kV電壓完全合理。

六、諧波污染

從實(shí)用角度整流橋組成12相整流可消除5、7次諧波已基本滿足電網(wǎng)諧波要求。因此400kW~800kW采用12相整流即可,1000kW~2500kW采用24相也可以符合要求。

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