EHE-T系列高压变频调速系统是安徽颐和新能源科技股份有限公司依托中华人民共和国教育部光复系统工程研究中心（合肥工业大学）开发和生产的高压交流电机调速装置。该系统采用的是单元串联多电平技术，高速双DSP全数字化控制。可实现完美无谐波输出，消除了绝大部分的谐波电流。其输入输出谐波完全满足IEEEStD.519-1992和GB/T14549-2002《电能质量，公用电网谐波》标准，无需安装输入输出滤波器便能使电网免受谐波干扰，适配各种通用三相异步电机。 系统原理系统结构 EHE-T系列高压变频调速系统的结构见图3.1，由移相变压器、功率单元和控制器组成。10000V系列有24（或27）个功率单元，每8(或9)个功率单元串联构成一相。图3.1(b)为10000V系列变频器的结构图。 图3.1 高压变频调速系统结构图功率单元结构 每个功率单元结构上完全一致，可以互换，其电路结构见图3.2，为基本的交-直-交单相逆变电路，整流侧为二极管三相全桥，通过对IGBT逆变桥进行正弦PWM控制，可得到如图3.3所示的波形。 图3.3 单元输出的PWM波形输入侧结构 输入侧由移相变压器给每个单元供电，移相变压器的副边绕组分为三组，对6000V系列，构成30脉冲整流方式；对10000V系列，构成54脉冲整流方式；这种多级移相叠加的整流方式可以大大改善网侧的电流波形，使其负载下的网侧功率因数接近1。另外，由于变压器副边绕组的独立性，使每个功率单元的主回路相对独立，类似常规低压变频器，便于采用现有的成熟技术。输出侧结构 参见图3.1和图3.2。输出侧由每个单元的U、V输出端子相互串接而成星型接法给电机供电，通过对每个单元的PWM波形进行重组，可得到如图3.4所示的阶梯PWM波形。这种波形正弦度好，dv/dt小，可减少对电缆和电机的绝缘损坏，无须输出滤波器就可以使输出电缆长度很长，电机不需要降额使用，可直接用于旧设备的改造；同时，电机的谐波损耗大大减少，消除了由此引起的机械振动，减小了机械应力。 控制部分 控制器核心由双DSP合理分工来实现，细致的布局和精妙的算法可以保证电机达到最优的运行性能。 独立的IO板，用于柜体内开关信号的逻辑处理，以及与现场各种开关信号和模拟信号的协调，增强了系统的灵活性。并且IO板采用了先进隔离技术，滤除毛刺信号和干扰。通讯器件采用FPGA、CPLD等大规模集成电路和表面焊接技术，系统具有极高的抗干扰能力和可靠性。 另外，控制器与功率单元之间采用光纤通讯技术，低压部分和高压部分完全可靠隔离，系统具有极高的安全性，同时具有很好的抗电磁干扰性能。 变频器装置介绍 总体结构 变频器从物理结构上分为控制柜、功率柜、变压器柜三大部分，在某些应用场合中，可能好配置旁路柜、上位机. 对于不同用户，随变频器容量大小以及出厂日期的不同，变频器外观会有所区别，这些区别主要体现在柜体外部风格（颜色、滤网形式）、整体尺寸大小、控制柜正面宽度、风机个数及通风方式、液晶屏形式及安装位置、功率单元的排列方式（横排或竖排）、柜体布置（L型、一字型）等方面，但变频器的几个组成部分不会发生根本变化。 控制柜 变频器控制柜主要有控制器、工控机、UPS、报警器、DC24V电源、控制电源开关、接线端子、液晶显示器、操作按钮等部分构成。对不同用户，控制柜宽度可能不尽相同（600㎜或300㎜），显示屏可能装在正面、侧面或功率柜上。控制柜主要部分功能介绍如下： 报警器： 变频器存在故障时，提供声光报警。声光报警可通过柜门的“报警解除”按钮进行解除。变频器出现重故障的情况下，报警是连续的。如果声光报警是间断的，则表明变频器出现的是轻故障。 控制器： 为变频器的核心，它接收和处理来自现场或远程的控制命令，产生每相各级功率单元的触发脉冲，同时采集和处理所有功率单元反馈回来的故障信息。主控制器由３块光纤板、１块光纤通讯控制板、１块主控制板、１块电源板和１块信号调整板构成。 物理结构上，主控制器采用标准的VME工业机箱，各印刷板采用插件方式，通过把手两侧的紧固螺钉固定在箱体上，由机箱底板相互交换信息。各控制单元板采用FPGA、CPL等大规模集成电路和表面焊接技术，系统具有极高的可靠性。 UPS: UPS安装于控制柜底部，当外部提供的交流220V控制电源掉电时，继续向变频器提供电源，以保证变频器的正常运行。对于EHE-T标准产品，UPS供电持续时间为30分钟。如果发生控制电源掉电，变频器立即提供报警信号，用户必须在30分钟内恢复控制电源供电，否则变频器将因控制电源失电而停机。 变频器停机断电时，如果切断220V控制电源供电，则应同时关闭UPS开关，否则UPS将因过度放电而损坏。 功率柜 功率柜主要用于安装功率单元，按功率单元排列形式的不同，分横列式和纵列式两种。不论横列式或纵列式单元柜，柜体总高度（含风机和地脚槽钢）为2570㎜，深度1200㎜，宽度随功率不同而不同。在部分新产品中，控制柜可能和功率单元柜连接为一个整体。功率单元柜主要由功率单元、风机及附件、输出电流互感器、接线端子等组成。 功率单元： 功率单元有卧式和立式两种，通过滑轨放置在单元柜中，用螺栓和滑轨固定。每个功率单元通过输入端子R、S、T连接变压器的一组低压绕组，通过输出端子U、V用铜母排与同相相邻功率单元串联，通过光纤和控制系统通讯。在同一台变频器当中，每个功率单元的机械尺寸、电路结构和电气性能都完全一致，可以互换。功率单元的安装与串联 每个功率单元包括输入端子（熔断器座）、熔断器、整流桥、电解电容、IGBT、直流均压电阻（或均压板）、控制板、驱动板、检测板、电源板、温度传感器、输出端子、散热器、箱体等部分。 单元正面有红色（L1）和绿色（L2）两个指示灯，红灯表示功率单元已经上电，绿色表示功率单元内部控制电源正常。变频器高压上电后，所有功率单元的绿灯和红灯都应该正常发光。设备高压切除后，由于电容的储能，功率单元的电力不能在短时间内消失，红绿灯将保持点亮一段时间，在这段时间内，不能立刻对功率单元进行拆卸等工作，否则可能危及人身安全。 注意：变频器上电但没有启动运行时，可以用万用表测量各功率单元的输入电压，相互间不应该有过大的偏差（在变压器副边电压允许的误差范围内）。启动运行以后，由于各单元输出电压叠加，形成很高的相对电位，这时禁止简单用万用表对功率单元输入电压进行测量。 变频器投入运行一段时间后，由于各种原因，输入和输出端子可能出现松动现象，应注意停机进行检查，以免发生不必要的故障。 功率单元柜按容量大小不同，顶部配有不同数量的风机，小功率变频器一般配单相的离心式风机，由移相变压器副边的220V绕组供电；大功率变频器一般配三相的风机，由整流变压器副边的三相380V绕组供电；每个风机单独配置故障检测，一旦有风机损坏，故障继电器开路，控制系统提供风机故障检测，一旦有风机损坏，故障继电器开路，控制系统提供风机故障报警。有些情况下，由于检修不小心等原因导致故障检测继电器不良，或者安装在变压器柜中的风机电源开关跳闸，即使风机正常运行，变频器仍然会报告风机故障。在目前的设计方案中，变频器风机向四周出风，将热风散在室内。如果用户设计风罩将热风收集并排出室外，应注意风罩不能封堵风机的出风口，同时应为变频器室设置入风口，并进行灰尘过滤。 在功率柜与变压器之间有一部分专门为接线而设计的空间，用于将功率单元输入端和移相整流变压器副边绕组出线相连。用户应定期检查这些转接螺栓的松紧情况，防止接线松动、打火、螺栓发热或断裂的情况发生。 变压器柜 变压器柜主要由移相变压器、温度控制器、冷却风机、电压互感器、电流互感器等部件构成。在某些带旁路柜的系统，电压互感器可能安装在旁路柜中。移相变压器有一组附加低压绕组，给变压器柜顶风机、变压器柜底风机、功率单元柜风机供电，同时配置相应的控制开关。变压器柜顶风机和功率风机在高压上电后即处于运行状态，变压器柜底风机的启停受温度控制器控制。如果环境温度升高或变频器负载加重致使变压器温度达到风机启动设定值，风机会自动启动。如果温度继续升高达到报警值，变频器能够提供变压器超温报警。如果温度达到过热保护设定，则变频器提供跳闸保护。相反，如果环境温度降低或变频器负载减轻致使变压器温度下降到规定值，变压器柜底风机将停止运行，以延长风机寿命和达到节能效果。对于各种绝缘等级的变压器，其温度控制器参数设定值如下表所示：具体到不同用户的每套设备，北京颐和新能源公司技术人员会结合当地实际情况适当改变上表中的参数值，用户日后恢复这些参数时，应以现场投运时的设定值为准。以F级绝缘的变压器为例，变压器温度控制器的参数简易设定方法如下（细节可参考随机提供的温度控制仪使用说明书）：LD—B10—10D温度控制器过热报警参数按如下步骤检查和设定：◎ 按SET，PV显示—cd—,用↑或↓将SV显示值修改为1005（参数设定密码）；◎ 按SET，PV显示—ob­—，用↑或↓将SV显示值修改为80.0（风机启动目标温度）；◎ 按SET，PV显示—df—, 用↑或↓将SV显示值修改5.0（风机启停回差值）；即：温度高于80+5=85℃时启动风机，温度低于80-5=75℃时停风机；◎ 按SET，PV显示—AH—, 用↑或↓将SV显示值修改130.0(超温保护值)；◎ 按SET，PV显示—AL—, 用↑或↓将SV显示值修改110.0(超温报警值)；◎ 按SET,确认修改后的参数值。MA900-4FD08型温度控制器过热报警参数按如下步骤检查设定： 持续按SET两秒，进入参数设定模式◎ 按CH键，把通道号调到A，使得设定值针对各个通道；◎ 连按两次SET，进入AL1（启动风机）值设定，用＜R/S、UP、DOWN对值进行调整；◎ 再按SET，进入AL2(超温)报警值设定，用＜R/S、UP、DOWN对值进行调整；◎ 再按SET，进入AL3(过热)报警值设定，用＜R/S、UP、DOWN对值进行调整；持续按SET两秒以上，返回显示模式。 此外，变压器柜还安装有电压检测继电器，一旦高压上电，该继电器从附加低压绕组得电，节点闭合，通知控制系统变频器处于高压带电状态。如果在运行过程出现高压实际上电而变频器提示“高压没有就绪”时，请检查该继电器及其触点和配线。旁路柜 旁路柜的主要作用是在变频器退出运行时，让电机和机械设备直接挂接工频电网运行。按照用户要求的不同，旁路柜有手动旁路型、自动旁路无隔离型、自动旁路带隔离型、一带一、一带多等多种形式。这里仅以最常见的一带一手动旁路柜进行说明。如果不同用户采用了不同形式的旁路柜，则在针对具体用户的现场培训时做具体说明。 手动旁路柜主要由隔离刀闸、操作手柄、指示灯、电子锁等组成，新型旁路柜产品还有带电指示装置。对于配置旁路柜的变频器系统，到现场的高压输入输出电缆都通过旁路柜连接，适应旁路柜中一般还安装有电压互感器、避雷器等部件。电子锁用于实现隔离开关的电气互锁功能。操作方法如下： ◎ 持续按住电子锁上的红色按钮，指示灯发光并有“嗞”的声音，再向右拉出电子锁左上的红色手柄，隔离开关的手柄方可操作。◎ 如果持续按住电子锁的红色按钮，小红色发光二极管不亮，也没有“嗞”的声音，表明操作顺序不符合互锁逻辑，该隔离开关目前不可操作。◎ 各电子锁可用钥匙插入解锁孔强行解锁。◎ QS2和QS3为机械互锁，从机械结构上保证QS2和QS3不会同时闭合。 EHE-T系列高压变频器的特点1. 多级模块串联型变频调速系统，直接3、6、10KV输入，直接3、6、10KV输出，无需输出变压器 2. 输入功率因数高，电流谐波少，无需功率因数补偿/谐波抑制装置 3. 输出阶梯正弦PWM波型，无需输出滤波装置，可接普通电机，对电缆，电机绝缘无损害。电机谐波少，输出线可以长达1000米 4. 标准操作面板配置霍彩色液晶触摸屏全中文窗口操作界面 5. 功率电路模块化设计，维护简单；变频器的功率开关器件和滤波电容器等主要元器件全部采用进口国外著名企业的产品 6. 高压主回路与控制器之间为光纤连接，以实现电压隔离和防止干扰 7. 完整的故障检测电路，精确的故障报警保护 8. 变频器柜体设置有风冷系统的防尘防虫装置便面采用静电喷塑和绝缘处理 9. 变频器柜体内设置有在线式UPS电源，以便于控制电源掉电时维持装置正常运行，并可保证装置完全停机 10 可灵活选择现场控制和值班室远程控制 11. 可接受和输出0~10V/4~20mA工业标准信号 12. 直接内置PID调节器，可开环、闭环运行 13. 完整的通用变频调速系统参数设定功能 高压变频器技术参数使用标准：GB/T12668技术方案：多级模块串联，交直交，高高方式对电动机要求：普通鼠笼式异步电机额定输入电压（V）/允许变化范围：3、6、10KV±10%系统输出电压（V）/允许变化范围：0-3KV，0-6KV，0-10KV输入频率(HZ)/允许变化范围：50HZ±10%输出频率范围(HZ):0-120HZ对电网电压波动的敏感性:+10%~-30%,主电源瞬时失电5个周期可满载运行不跳闸,掉电3S内不会停机变频调速系统效率:额定负载下>0.96谐波：输入电流<4%,输出电流<2%输入功率因数:0.95(>20%负载)过载能力:120%一分钟,150%立即保护加减速时间:0.1到3000S控制开关量输入输出:可按用户要求扩展运行环境温度:0℃~40℃贮存/运输温度:-40℃~70℃冷却方式:风冷环境温度:<90%无凝结安装海拔高度:<1000米防护等级:IP20 高压变频器应用范围火力发电—锅炉引风机,锅炉送风机,锅炉给水泵,冷凝泵,灰渣泵，循环泵等石油化工—油田注水泵，循环水泵，主管道泵，潜油泵，引风机，卤水泵，除垢泵等冶金行业—引风机，除尘风机，除垢泵，泥浆泵等供水行业—生活用水水泵，工业用水水泵等污水处理行业—污水泵，净水泵，清水泵等水泥制造—吸尘风机，冷却风机，炉窖送风机，炉窖引风机，除尘风机等造纸行业—打浆机等制药行业—清洗泵，制氧泵等其他行业—工艺要求调节流量的高压风机，泵类 产品目录