国产2500kW/6kV年夜功率下压变频器利用阐发 　　1、媒介： 　　跟着下压变频手艺的日益成生战节能降耗、进步经济效益的市场需供愈来愈深化，下压变频手艺正背着电压更下、功率更年夜、机能更优胜的标的目的成长。年夜功率战超年夜功率下压变频器的市场远景日趋被业内看好。若何处理年夜功率下压变频器正在设想、出产、造制、利用中的手艺困难，成为翻开海内年夜功率下压变频器市场的关头。 　　今朝，因为年夜功率下压变频的手艺门坎较下；是以2000kW以上下压产物市场一向被外洋品牌占有。北京利德华祸电气手艺有限公司出产的Harsvert-A06/300型2500kW下压变频器正在油田灌水泵变频革新项目上的胜利利用，充实表白国产年夜功率下压变频正在关头手艺上已获得本色性停顿，它的投运为国产2000kW以上产物的现实利用弥补了一项海内空缺。 　　2500kW下压变频的利用首要需求处理功率器件并联、装备集热、情况热却和现场安拆等相干手艺题目。 　　2、年夜电流输出题目： 　　2500kW下压变频器的额定输出电流为300A。体系设想进程中，除需求知足额定输出电流的请求中，借需求具有120％过背荷1min的才能；而且必需可以或许接受瞬时1.5倍额定电流的打击无器件毁伤。是以，功率器件的选型必需根据峰值电流设想。也便是道，功率单位的通流量需求到达 ，即620A。斟酌到IGBT具有必然的瞬时过流才能，是以基于集热圆里的斟酌采取两只额定值300A的IGBT并联去到达设想请求，真现IGBT正在并联环境下均流输出，并且可以或许持久靠得住的平安运转。正在功率单位的设想傍边首要有以下几个题目。 　　1、用同型号、同批次IGBT，挑选电流直线、开闭消耗值等机能参数完整分歧的器件停止功率单位的出产。 　　2、正在物理上严酷包管电路参数的分歧，消弭布局安拆、集热前提、线路安插平分布参数对现实运转的晦气影响。 　　3、采取低电感回路设想，制止动力母线寄死电感对器件平安性的影响。 　　4、单位节制板发生步伐分歧的触收脉冲旌旗灯号，包管并联器件的开闭节制偏差＜1μS。 　　5、驱动线路采取更加严酷的抗滋扰设想，并停止主电气回路电磁辐射测试；包管驱动波形没有畸变，真现电气节制参数不异。 　　6、静态电流均衡手艺，包管IGBT运转工况分歧；制止温度转变带去的器件特征参数差别，引发电流没有均致使器件销毁体系解体的题目。 　　3、装备集热题目： 　　下压变频器的本身热却战情况集热题目是下压变频体系利用中不成轻忽的主要题目之一。2500kW的装备正在谦载运转环境下有2～4%的消耗，功率约为100kW；那此中尽年夜部门是以热量情势集掉正在空间傍边的。实时有用天将本身热量通报到装备内部，使体系事情温度正在许可规模内是包管装备平安运转的关头身分。 　　变频器的热量消耗首要包罗变压器柜战功率柜两部门。变压器采取H级干式变压器尺度设想，尽缘质料可以或许耐受180℃的运转下温，变压器温降可达125K；标称容量为145℃天然热却前提的有用容量值。能够道，变压器对运转温度的请求其实不敏感；只要运转温度低于实际设想值145℃，那末变压器便会知足利用请求。可是，体系为了包管变压器的过载才能到达电气设想目标，热却体系采取B级尽缘130℃的事情温度设想。换句话道，变压器柜的热却体系可以或许知足B级干式变压器的运转需求，无疑改良了H级干式变压器的运转前提，进步了运转效力，热量丧失也随之下降。由于变压器的运转温度越下，它的消耗越年夜、效力越低。 　　按照现实环境，变压器的热却体系设想并出有采取严酷的风讲布局，而是增添了柜迎风机进步变压器柜的热却风量去到达下降装备本身温度的目标。热却体系包管情况温度45℃环境下，变压器正在110℃到达热均衡。现实运转结果表白：现场情况温度11℃、装备谦背荷运转环境下，变压器线圈最年夜温降65K，近近低于设想尺度；采取通例风热却设想能够知足请求。 　　功率柜是变频器运转中的又一发烧主体。功率器件IGBT的最年夜许可运转温度（中壳温度）不克不及跨越85℃，太高的温降会致使管压降减年夜、热消耗增添；构成恶性轮回引发器件内热量积累，致使果温渡过下而销毁。是以，必需处置好功率器件的集热题目，才气包管体系的平安靠得住性。以往小功率产物单元热量较低，集热战热却体系能够有较年夜的裕量且遭到造约的身分较少。而2500kW产物，功率器件的单元热量增添、必需斟酌空热集热的功率年夜小题目；是以，有用天将器件自己的热量带出去，而且可以或许快速天把热量传到体系中便隐得尤其主要了。 　　起首，选用新一代功耗较小的功率器件，操纵器件并联的体例热量分离、删年夜有用集热里积，把内部的热量带出去，包管用空热的体例可以或许知足温降请求。第两，选用热传导特征好、导热率下的新型热板钎焊集热器，进步集热结果。第3、按照单元里积集热功率公道设想热却体系，包管情况温度45℃前提下器件本身温度低于85℃。第4、柜门采取栅格滤网罩，下降进风风阻；滤网选用透气性好、韧度下的新型过滤分解丝绵，进步热却体系的运转效力。第5、采取热却风机冗余设想。确保单台风机毛病环境下，体系无需降额运转；两台风机毛病，变频器降额运转不断机。最年夜限度包管了功率柜热却体系对装备平安靠得住性的影响。经现场现实运转测试：100％背荷环境下，功率器件最年夜温降＜23K，获得了杰出的运转结果。 　　正在体系的设想进程中，除要处理好装备本身的热却题目中，现场的情况集热题目也是2500kW下压变频器利用必需充实斟酌的。按照油田灌水泵项目标现场环境，决议将变频器的情况热却接进已有的下压电念头热却火体系。颠末计较，正在增添2500kW变频器的集热量的环境下，现有热却火体系的设想裕量能够知足灌水结合站的全部装备热却量需求。 　　因为变压器柜战功率柜正在现实运转中的运转温度其实不不异，而情况温度分歧；且功率柜对情况温度较为敏感。是以，正在情况热互换体系的设想上首要有以下几圆里的斟酌。1、借助装备自己的热却体系真现情况热互换，简化体系，没有增添自力的热却风机等装备。加低辅机毛病面对体系平安机能的风险。2、经由过程空－火热装配把变频器热却风带出去的装备热量间接由热却火通报到室中，从而下降首要热源对情况的减热感化。3、因为变压器一般运转的温度便较着下于功率柜温度，是以自力设置装备摆设变压器柜战功率柜的热互换器，进步装备操纵率。4、变频器室采取稀闭情况设想，采取隔热结果好的石棉修建下降热传导。制止夏日室中温度下带去的减热效应，完整依托空－火热装配停止情况集热。 　　变压器柜的热互换器功率55kW，功率柜的热互换器功率45kW。热却火温＜30℃，出风心温度＜38℃。热互换热却火体系的事情压力0.4Mpa，设想流量别离为30m3/h。管路设想公称压力1.6Mpa，管径DN80具有很下的设想裕量，平安机能劣于适配下压电念头的热却火体系。也便是道，变频器室的热却火体系其实不下降全部灌水泵体系的运转平安机能。 　　现场监测数据表白：变频器谦背荷运转环境下，热却进火温度2℃、回火温度9℃；功率柜温度11℃、变压器柜最下温度76℃；室内温度10℃、室中温度－17℃。装备运转温度近低于设想值，体系热却战情况集热均到达设想请求，空－火热装配的利用结果杰出。 　　4、造制工艺战装备体积： 　　2500kW下压变频器的出产对造制战查验工艺提出了更下的请求。起首，为确保体系的下平安靠得住性，力图选用手艺成生机能不变的组件完胜利能开辟。第2、严酷进厂查验，包管同型号、同批次，机能目标婚配的组件进进出产。第3、减年夜板件老化力度，严酷出产组拆工序查验。对组件焊接、螺钉松固等细节内容停止处置。第4、利用新型质料、新工艺加低产物重量、缩小装备体积。 　　缩小体积、进步单元功率是下压变频手艺成长尽力的标的目的之一。特别是年夜功率战超年夜功率下压变频，正在项目革新、推行利用中对体积有着更加较着的请求。体积过年夜带去的运输、安拆、土建等圆里的题目常常成为障碍手艺利用的斟酌身分。今朝，跟着移相关式断绝变压器造制工艺战尽缘品级的进步，移相关式断绝变压器已能够采取一体化设想布局；无需斟酌再果造制工艺、热量集掉等圆里手艺身分，造制两台变压器带去的体积题目。功率单位的布局设想战集热题目已处理，功率柜布局及启重圆里也获得停顿，装备的功率稀度获得有用进步。由北京利德华祸电气手艺有限公司出产的Harsvert-A06/300下压变频器的整机中形尺寸唯一6300×1300×2674，总重量约7400kg，较同类产物尺寸削减远1/2。体系的整机布局战现场散布也年夜为简化，消弭了果功率品级进步带去的施工等题目。 　　5、运转结果： 　　自2004年12月顺遂投运以去，装备运转状态杰出，获得了较着的投资支益。国产2500kW下压变频器的手艺程度战设想造制才能完整可以或许知足现场现实利用需供。对变频器的输出电流波形测试协调波阐发表白：该装备的利用完整到达预期设想方针，年夜功率下压变频器设想傍边的器件并联均流题目已完全处理。变频器的本身热却体系正在装备空－火热装配后情况温度节制结果极佳。 　　6、竣事语： 　　国产2500kW下压变频器的胜利利用，为改动外洋品牌一统2000kW以上海内下压变频市场的场合排场首创了先河，也为海内用户正在年夜功率变频利用圆里供给了更多挑选。它的现实利用，为海内产物背着功率更年夜、功率稀度更下、机能更强的下端产物市场合作奠基了根本。正在年夜功率下压变频范畴关头手艺的处理战考证，为5000kW以下产物的开辟、设想供给了贵重的经历。