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高压变频器选用方法 浏览次数:0日期:2015-9-22
高压变频器是一种常用的变频器产品,是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一种频率的电能控制装置,被广泛用于多个领域中。用户选用高压变频器过程中要考虑哪些方面呢?下面小编就来具体介绍一些高压变频器选用方法,希望可以帮助到大家。
1、选择过高电压等级的弊端
选择过高的电压等级造成投资过高,回收期长。电压等级的提高,电机的绝缘须提高,使电机价格增加。电压等级的提高,使变频器中电力半导体器件的串联数量加大,成本上升。
可见,对于200~2000kW的电机系统采用6kV、10kV电压等级是不经济、很不合理的。
2、变频器容量与整流装置相数关系
变频器装置投入6kV电网须符合国家有关谐波抑制的规定。这和电网容量和装置的额定功率有关。
短路容量在1000MVA以内,1000kW装置12相(变压器副边双绕组)即可,如果24相功率就可达2000kW,12相基本上消除了幅值较大的5次和7次谐波。
整流相数超过36相后,谐波电流幅值降低不显著,而制造成本过高。如果电网短路容量2000MVA,则装置容许容量更大。
3、把高电压降到3kV以下可节约大量投资
从电力电子器件特性及安全系数考虑电压等级的必要性,受电力电子器件电压及电机允许的dv/dt限制,6kV变频器须采用多电平或多器件串联,造成线路复杂,价格昂贵,可靠性差。对于6kV变频器若是用1700VIGBT,以美国罗宾康的PERFECTHARMONY系列6kV高压变频器为例,每相由5 个额定电压为690V的功率单元串联,三相共60只器件。若是用3300V器件,也需3串共30只器件,数量巨大。另一方面装置电流小,器件的电流能力得不到充分利用,以560kW为例,6kV电机电流仅60A左右,而1700V的IGBT电流已达2400A,3300V器件电流达1600A,有大器件不能用,偏要用大量小器件串联,不合理。即使电机功率达2000kW,电流也只有140A左右,仍很小。
国外的中压变频器有多个电压等级:1.1kV,2.3kV,3kV,4.2kV,6kV,它们主要由电力电子器件的电压等级所确定。
输出同样功率的变频器,使用较高电压或较多单元串联所花的代价大于用较低电压,较少数量而电流较大单元的代价,也就是说在器件电流允许条件下应尽可能选用低的电压等级。
4、隔离变压器问题
为了隔离、改善输入电流及减小谐波,现在所有的中压"直接变频"器都不是的直接变频,其输入侧都装有输入变压器,这种配置短时间内不会改变。既然输入侧有变压器,变频器和电机的电压就没有必要和电网一样,非用10kV和6kV不可,功率2500kW以下电压可以不超过3kV,因此就有了变频器和电机的合理电压等级问题。
200kW~800kW以下的变频调速宜选用380V或660V电压等级。它线路简单,技术成熟,可靠性高,dv/dt小,价格便宜。仍以560kW电机为例,630kW660V的低压变频器约35万,而同容量6000V中压变频器约90万。实现的方法有低-低,低-高,高-低和高-低-高等几种形式。由于电机,变压器的价格远低于变频器,即使更换电机、变压器也合理。
5、原有6kV高压电机如何与3.5kV变频器电压配套
自建国以来传统的6kV高压电机是已投产的主要产品,为了推广3.5kV变频器不可能再花钱更换电机,作者提出一个简便方案,以供参考。制造厂原有6kV电机一般均为星形接线,其相绕组承受实际电压为3468V,故只要将绕组改接成三角形其它不变。配3.5kV变频器就把变频器电压从 6kV下降到3.5kV,从表3可见4.5kV器件不串联就可承受3kV耐压。如果用1.7kV器件3串即可。制造成本将下降30%。而我国目前30MW 机组大电机2500kW采用3.5kV电压完全合理。

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