河间高压动态无功补偿装置发展新机遇

1引言目前，世界上对高压电动机变频调速技术的研究非常活跃，高压变频器的种类层出不穷，作为用户都希望能选择实用而具有良价比的高压变频器，如何选择便是值得研究的问题。知己知彼，百战百胜，首先按照自己的工况拟定对高压变频器的技术要求，针对性的选择高压变频器的方案、产品和售后，否则会出现应用不理想，投资损失大。不同高压变频器的电路拓扑方案具有不同的技术水平。技术水平决定变频器和传动系统的稳定性、可靠性、使用寿命、维护费用、性价比等重要指标。就如同笔记本电脑功能都基本相同，但不同的技术水平，质量价位从3000元到数万元之差。为此，了解不同种类的高压变频器内含技术水平，选择变频器的品质与工况相结合，达到投入少、节能回报率高的理想效果。2高压变频器的概念按国际惯例和标准对电压等级的划分，对供电电压≥10kV时称高压，1kV～10kV时称中压。我们习惯上也把额定电压为6kV或3kV的电机称为高压电机。由于相应额定电压1～10kV的变频器有着共同的特征，因此，我们把驱动1～10kV交流电动机的变频器称之为高压变频器。高压变频器又分为两种性质类型，电流型和电压型，其特点区别:变频器其主要功能特点为逆变电路。根据直流端滤波器型式，逆变电路可分为电压型和电流型两类。前者在直流供电输入端并联有大电容，方面可以抑制直流电压的脉动，减少直流电源的内阻，使直流电源近似为恒压源;另方面也为来自逆变器侧的无功电流导通路径。因此，称之为电压型逆变电路。在逆变器直流供电侧串联大电感，使直流电源近似为恒流源，这种电路称之为电流型逆变电路。电路中串联的电感方面可以抑制直流电流的脉动，但输出特性软。电流型变频器是在电压型变频器之前发展来的早期拓扑。3电压型逆变器与电流型逆变器的特点区别直流回路的滤波环节电压型逆变器的直流滤波环节主要采用大电容，因此电源阻抗小，相当于电压源。电流型逆变器的直流滤波环节主要采用大电感，相当于恒流源。输出波形电压型逆变器输出的电压波形是SPWM高频矩形载波，输出的电流波形在感性负载时近似于正弦波，含有部份的高次谐波分量，输入采用简易滤波，便可满足谐波含量标准。电流型变换器输出的电流波形是个交变矩形波，其输出的电压波形接近正弦波，含有丰富的高次谐波分量，电机易发高热，般使用时都要选用进口的特制电动机。输入谐波含量极高，须采用巨大，笨重的滤波器，方能使用。象限运行电流型逆变器由于在其直流供电侧串联大电感，在维持电流方向不变的情况下，可控硅整流桥可改变电压极性，所以很容易使逆变器运行在整流状态，从而使整流桥处于逆变状态，实现象限运行。电压型高压变频器只有电平采用IGBT整流回馈，方可象限运行。动态性能电流型逆变器有大电感，电流动态响应较困难，需求的动态力矩跟不上，特性软;而电压型逆变器可以用电流反馈环，河间储能控制器，响应速度快，适应现代理论:高级的佳灵直接速度、富士矢量，ABB直接转矩，次之的空间电压矢量和转差优化F/U。在速度开环的条件下，可高速、高精度地实现对电机的磁通力矩，使电机特性可柔、可刚;动态性能尤好。过流及短路保护是高压变频器关键的保护功能电流型逆变器因回路中串有大电感，能抑制短路等故障时电流的上升率，故电流型逆变器的过流和短路保护容易实现，而般的电压型逆变器则较为困难，只有电平电压型高压变频器设有直流电感，可抑制di/dt的上升速率，易实现过流保护和短路保护。对开关管的要求电压型逆变器中的开关管要求关断时间短，但耐压较低;而电流型逆变器中的开关管对关断时间无严格要求，但耐压要求相对较高。采用电流型逆变器需加两个电感，并且开关管截止时所承受的电压比电压型高的多。目前只有AB有该技术方案的产品。从上述区别中表明电压型高压变频器比电流型高压变频器更具应用前景。4种电压型高压变频器的拓扑方式的特点1目前电压型高压变频器实现高压的拓扑方式近年来，随着电力电子技术应用的发展需要，促使电力电子器件快速发展;反过来，代新器件或项新技术旦克服了老器件的某些缺点，就会推动包括变频器在内的电力电子应用装置出现性的变化。IGBT在90年代迅速发展，绝缘性、模块化与其工作频率可达20kHz，使变频器进入静音时代。它没有次击穿的困扰，在380V、660V异步电动机变频调速的使用效果，被广泛接受，使得低电压变频器的发展，在目前进入大发展的全盛时期。在电压为1140V至3~10kV的高压电动机变频调速中，IGBT模块的工作电压己远远跟不上使用要求。由于IGBT元件目前IGBT作到3kV，IGCT作到5kV，但也不能满足直接使用的电压等级。又其性能差高昂，产品昂贵。由于IGBT元件串联后将出现的些世界级技术难题，在高开关频率下的多环节动态dv/dt高峰值，线路电感、引线电感、母板技术、串联同步、动态均压等等，都使产品出现崩溃性的难点，被国内外业内研发列为研发的。高压变频器究竟用什么器件，成为世界业内电气设计的研究创造的热门。因此，高压变频器在不同的时期，就有不同的技术与技术产品出现:A类:风机、水泵专用高压变频器驱动对象:高压交流异步电动机传动的风机、水泵专用(要求不高的平方转矩和对动态要求不高的工况);高-低-高方式，采用降压变压器→低压变频器→特殊升压变压器→电机;12脉冲变压器→整流→IGBT电平两电位重叠间接高压方式;曲折多脉冲变压器→整流→IGBT单元串联多电位重叠间接高压方式。注:间接—指在变频器变流环节中，存在了变压器来进行电压变换的过程。B类:通用高压变频器驱动对象:高压交流异步电动机;高压交流同步电动机。负载通用类既可适用风机、水泵，也可使用于全程快速高转矩和象限运行的各种机械传动;直接整流→IGBT元件串联直接高压方式。2高-低-高方式电压变换方式:降压变压器(R→低压变频器(R升压变压器(R→电机(R。系统等效阻抗R=R1+R2+R3+R4输出变压器需特殊，成本高，功率因数低，效率低，自损耗大，笨重。系统性能差，可用于般工艺调速，不宜于调速节能的应用。3IGBT电平两电位重叠间接高压方式(简称:电平高压变频器)电压变换方式:电源→降压变压器(R→IGBT电平逆变器(R→电机(R。系统等效阻抗R=R1+R2+R3(升压时加升压变压器阻抗R电平高压变频器又称中性点箝位式(也称NPC(NeturalPointClamped中点箝位方式)高压变频器，这是近几年才开发和推出的种高压变频器，高压变频调速系统采用中性点箝位电平技术。变频器主要由输入12脉冲变压器、整流器、中性点箝位回路、电平模式逆变器、输出滤波器、部分等组成。整流电路般采用极管，箝位采用高压快恢复极管，逆变部分功率器件采用GTIGBT或IGCT。输出电压等级16kV。初期使用时，由于输出电压与电机工作电压不直接匹配，对6kV须将高压电机Y接法改为Δ接法。当变频器故障时，又改回去，工频运行。目前为可在输出端增设个自耦升压变压器，可直接用于6kV和10kV高压电机，类似高—低—高方式。目前为技术方案产品。在变频器降速中过电流的负载惯性较大，而降速时间设定得太短时，也会引过电流。因为，降速时间太短，同步转速迅速下降，而电动机转子因负载的惯性大，仍维持较高的转速，这时同样可以是转子绕组切割磁力线的速度太大而产生过电流。河间

是企业要大力发展推进产业结构和产品结构的调整，依靠科技进步，努力转变经济增长方式。健全和完善，提高企业整体水平。构建细化产业发展战略联盟，鼓励产业集中向优势企业转移。注意高压变频器的检查，在变频器显示屏上记录显示参数，发现异常立即报告。安顺．高压变频器运行巡检注意事项认真并记录变频器显示屏上的各显示参数，发现异常应即时反映。1移相式变压器移相变压器的副边绕组分为组，构成X脉冲整流方式；这种多极移相叠加的整流方式可以大大改善网侧的电流波形，使负载下的网侧功率因数接近1。另外，由于副边绕组的性，使每个功率单元的主回路相对，这样大大提高了可靠性。当变频器升速时过电流的负载惯性较大，而升速时间又设定得太短时，意味着在升速过程中，变频器的工作效率上升太快，电动机的同步转速迅速上升，而电动机转子的转速因负载惯性较大而跟不上去，结果是升速电流太大。

大家都知道，变频器是电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另频率的电能装置。今天带大家了解的是变频器在高压方面的发展。

由于上述所叙原因，目前，河间岸电系统，水泥厂在大功率变频器选用上，较少采用“高-低-高”式和高压电流型变频器，般采用“高-低”式、电平电压型和多电平电压型变频器。变频器内部电缆间的连接应正确、可靠。排名采用“高—低”结构，应注意谐波问题。因为低压变频器般为6脉冲结构，其谐波较高，可达40％以上，为防谐波对电机及设备的危害，应选择专用变频电机，如功率较大时，河间光伏电站，应考虑采用滤波装置及谐波抑制措施。国际电池(InternationalBattery)于2010年11月15日宣布，接受美国宾夕法尼亚能源开发局(PEDA)80万美元的资助，开发、设计、和试验800kW·h的大型能量储存系统(BESS)，扩大到1MW。这使国际电池拥有迄今为止大的电池系统，业已完成的能量储存系统将验证采用大格式锂电池的优点，它可应用于可再生能源集成和智能电网支持。该储存系统采用国际电池的大格式锂电池和电池管理系统(BMS)(变换器)以及/通讯系统构成，800kW·h系统的初步设计工作已在进行中，将于2011年第季度进行测试。该设置BESS用于与可再生能源和智能电网进行集成该电池组装采用水基工艺，代替常用的使用大量有机溶剂化学品。[3]韩国SK能源与台塑于2010年12月29日签约，建立开发同定式锂离子能量储存系略合作伙伴，台塑是大的和亚洲大的私营石化。按照签署的谅解备忘录，由台塑开发和好的阴极将应用于由SK能源的能量储存系统(ESS)。两家将合作完成这项工作。能量储存系统(ESS)是种大型电池，与电动汽车现用的电池相比，可储存高达1000多倍的能量SK能源表示，与台塑合作将有助于开发安全的能量储存系统(ESS)，也将有助于使ESS进入市场，现是世界新能源和可再生能源大的市场．PCS（储能变流器，英译：PowerConversionSystem）可蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。PCS由DC/AC双向变流器、单元等构成。PCS器通讯接收指令，根据功率指令的符号及大小变流器对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节。PCS器CAN接口与BMS通讯，获取电池组状态信息，可实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全。主风机担负着整个矿井的通风任务，对矿井的安全性和稳定性要求很高，一旦矿井关闭，将在短时间内造成整个矿井的正常好。通风调节方式是通过调节风门开度来调节风量。无论好所需风量大小，风机都必须在工频下全速运转，运行工况的变化使风门上的空气做功消耗能量。它不仅精度低，而且造成了大量的能源浪费和设备损失，导致好成本的增加，设备使用寿命的缩短，设备的维护和维修成本高。针对这种情况，经电气技术人员反复研究，决定采用rnhv智能高压变频器进行节能改造。

众所周知，大功率风机、水泵的变频调速方案，可以收到显着的节能效果，其直接经济效益很大，宏观经济效益及效益则更大。可以预计，大功率交流电机变频调速新技术的发展是节能事业的主导方向之。目前，阻碍变频调速技术在高压大功率交流传动中应用的主要问题有两个：是大容量（200kW以上）电动机的供电电压高（6kV、10kV），而组成变频器的功率器件的耐压水平较低，造成电压匹配上的难题；是高压大功率变频调速系统技术含量高，难度大，成本也高，而般的风机、水泵等节能改造都要求低投入、高回报，从而造成经济效益上的难题。这两个世界性的难题阻碍了高压大容量变频调速技术的应用，因此如何解决高压供电和用高技术好出低成本高可靠性的变频调速装置是当前世界各国相关行业竞相关注的热点。般来讲，在高压供电而功率器件耐压能力有限的情况下，可采用功率器件串联的来解决。但是器件在串联使用时，因为各器件的动态电阻和极电容不同，而存在静态和动态均压的问题。如果采用与器件并联R和RC的均压措施，会使电路复杂，损耗增加；同时，器件的串联对驱动电路的要求也大大提高，要尽量做到串联器件同时导通和关断，否则由于各器件开断时间不承受电压不均，会导致器件损坏甚至整个装置崩溃。质量好6kV电网电压经过副边多重化的隔离变压器降压后给功率单元供电，功率单元为相输入，单相输出的交直流PWM电压源型逆变器结构，相邻功率单元的输出端串联来，形成Y接结构，实现变压变频的高压直接输出，供给高压电动机。6kV电压等级的高压变频器，每相由个额定电压为600V的功率单元串联而成，输出相电压高可达34V，线电压达6000V左右。改变每相功率单元的串联个数或功率单元的输出电压等级，就可以实现不同电压等级的高压输出。每个功率单元分别由输入变压器的组副边供电，功率单元之间及变压器次绕组之间相互绝缘。次绕组采用延边角形接法，实现多重化，以达到降低输入谐波电流的目的。6kV电压等级的变频器，给18个功率单元供电的18个次绕组每个组，分为6个不同的相位组，互差10度电角度，形成36脉冲的整流电路结构，输入电流波形接近正弦波，这种等值裂相供电方式使总的谐波电流失真大为减少，变频器输入的功率因数可达到0．95以上。

厂原有6kV电机般均为星形接线，其相绕组承受实际电压为3468V，故只要将绕组改接成角形其它不变。配5kV变频器就把变频器电压从6kV下降到5kV，从表3可见5kV器件不串联就可承受3kV耐压。如果用7kV器件3串即可。成本将下降30%。而目前30MW机组大电机2500kW采用5kV电压完全合理。在的方面来节约这方面的效果，而且为了能够更好的来改善这样的好工艺的流程，所以在这方面表现的形式也有了很大的意义，这是这方面来比较的种形式，所以变频的效果也就有了更大的变动。不管工业怎么发展，变频器将越来越受到欢迎并更多使用。河间主风机担负着整个矿井的通风任务，对矿井的安全性和稳定性要求很高，一旦矿井关闭，将在短时间内造成整个矿井的正常好。通风调节方式是通过调节风门开度来调节风量。无论好所需风量大小，风机都必须在工频下全速运转，运行工况的变化使风门上的空气做功消耗能量。它不仅精度低，而且造成了大量的能源浪费和设备损失，导致好成本的增加，设备使用寿命的缩短，设备的维护和维修成本高。针对这种情况，经电气技术人员反复研究，决定采用rnhv智能高压变频器进行节能改造。按电机的实际功率选择变频器，定要注意：电机加载后总的负荷电流不得超过变频器的额定电流；负载峰值电流不得超过变频器的过载量。运行经验表明，变频器的容量小不得小于电机容量的65%。结束：变频器是种使电动机变速运行进而达到节能效果的设备，习惯上把额定电压在3kV到10kV之间的电动机称为高压电机，因此般把针对3kV至10kV高电压环境下运行的电动机而开发的变频器称为高压变频器。与低压变频器相比，高压变频器适用于大功率风电、水泵的变频调速，可以收到显着的节能效果。