工控摘要：變頻裝置采用多電平串聯(lián)技術(shù)，6KV系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，由移相變壓器、功率單元和控制器組成。6KV系列有21個功率單元，每7個功率單元串聯(lián)構(gòu)成一相。

1、HARSVERT-A06/105型高壓變頻裝置原理

變頻裝置采用多電平串聯(lián)技術(shù)，6KV系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，由移相變壓器、功率單元和控制器組成。6KV系列有21個功率單元，每7個功率單元串聯(lián)構(gòu)成一相。

每個功率單元結(jié)構(gòu)以及電氣性能完全一致，可以互換，其電路結(jié)構(gòu)，為基本的交-直-交單相逆變電路，整流側(cè)為二極管三相全橋，通過對IGBT逆變橋進行正弦PWM控制，可得到如圖3所示的波形。

每個功率單元結(jié)構(gòu)上完全一致，可以互換，為基本的交-直-交單相逆變電路，整流側(cè)為二極管三相全橋，通過對IGBT逆變橋進行正弦PWM控制，可得到如圖3所示的波形。

輸入側(cè)由移相變壓器給每個單元供電，移相變壓器的副邊繞組分為三組，構(gòu)成42脈沖整流方式；這種多級移相疊加的整流方式可以大大改善網(wǎng)側(cè)的電流波形，使其負載下的網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)接近1。

另外，由于變壓器副邊繞組的獨立性，使每個功率單元的主回路相對獨立，每個功率單元等效為一臺單相低壓變頻器。

輸出側(cè)由每個單元的U、V輸出端子相互串接成星型接法直接給高壓電機供電，通過對每個單元的PWM波形進行重組，可得到如圖4所示的階梯正弦PWM波形。這種波形正弦度好，dv/dt小，可減少對電纜和電機的絕緣損壞，無須輸出濾波器就可以使輸出電纜長度很長，電機不需要降額使用，可直接用于舊設(shè)備的改造；同時，電機的諧波損耗大大減少，消除了由此引起的機械振動，減小了軸承和葉片的機械應(yīng)力。

當某一個單元出現(xiàn)故障時，通過使軟開關(guān)節(jié)點K導(dǎo)通，可將此單元旁路出系統(tǒng)而不影響其他單元的運行，變頻器可持續(xù)降額運行，可減少很多場合下停機造成的損失。

2、變頻改造方案簡介

#2爐引風(fēng)機是兩臺雙側(cè)布置，目前其引風(fēng)機的出力調(diào)節(jié)由人工調(diào)節(jié)擋板來實現(xiàn)。由于引風(fēng)機設(shè)計時冗余功率較大，加上風(fēng)量控制采用檔風(fēng)板引起的阻力損耗，造成廠用電率高，影響機組的經(jīng)濟運行。

電動機參數(shù)引風(fēng)機參數(shù)

型號：Y1000-8型號：G4-73-11-28D

額定功率：1000kW額定風(fēng)量：455000m3/h

額定電壓：6kV額定風(fēng)壓：6460Pa

額定電流：119A風(fēng)機轉(zhuǎn)速：742rpm

額定頻率：50Hz額定轉(zhuǎn)速：743r/min

為了充分保證系統(tǒng)的可靠性，為變頻器同時加裝工頻旁路裝置，變頻器異常時，變頻器停止運行，電機可以直接手動切換到工頻下運行。工頻旁路由3個高壓隔離開關(guān)QS1、QS2和QS3組成。要求QS2不能與QS3同時閉合，在機械上實現(xiàn)互鎖。變頻運行時，QS1和QS2閉合，QS3斷開；工頻運行時，QS3閉合，QS1和QS2斷開。

為了實現(xiàn)變頻器故障的保護，變頻器對6KV開關(guān)QF進行聯(lián)鎖，一旦變頻器故障，變頻器跳開QF，要求甲方對QF的合分閘電路進行適當改造。工頻旁路時，變頻器應(yīng)允許QF合閘，撤消對QF的跳閘信號，使電機能正常通過QF合閘工頻啟動。

3、變頻裝置調(diào)試數(shù)據(jù)對比

中國電力科學(xué)研究院對相關(guān)參數(shù)的測量結(jié)果如下

表1工頻擋板調(diào)節(jié)和變頻調(diào)速調(diào)節(jié)2臺吸風(fēng)機系統(tǒng)的綜合輸入功率對比

機組負荷頻擋板調(diào)節(jié)變頻調(diào)速調(diào)節(jié)減少的綜合輸入功率

90962391571

100995523472

1101062573489

測試結(jié)果表明，72%負荷時節(jié)能率為59%，滿負荷時節(jié)能率也高達46%。同時，電機變頻啟動時，啟動電流平穩(wěn)上升，電機啟動非常平穩(wěn)。

4、變頻改造后的效益計算

1）全年滿負荷時，投入2臺變頻器后，估算年節(jié)電量為：520kW*5500h=2860000kWh

年至少節(jié)省電費：2860000kWh*0.326元/kW.h=93.2萬元

2）全年72%負荷運行時，投入2臺變頻器后，估算年節(jié)電量為：571kW*5500h=3140500kWh

年至少節(jié)省電費：3140500kWh*0.32