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国产2500kW6kV高压变频器使用阐发
发布日期:2019-04-03    新闻来源:本站原创

  (6)动态电流均衡手艺,IGBT运转工况分歧;避免温度变化带来的器件特征参数的差别,惹起电流不均导致器件、系统解体的问题。

  决定将变频器的冷却接入已有的高压电动机冷却水系统。颠末计较, 正在添加2500kW变频器的散热量的环境下,

  2500kW高压变频器的额定输出电流为300A。正在系统设想过程中,除了需要满脚额定输出电流的要求外,还需要具备120%过负荷1min的能力;而且必需可以或许承受瞬时1.5倍额定电流的冲击无器件毁伤。因而,功率器件的选型必需根据峰值电流设想。也就是说,功率单位的通流量需要达到,即620A。考虑到IGBT具有必然的瞬时过流能力,因而基于散热方面的考虑采用两只额定值300A的IGBT并联来达到设想要求,实现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次要有以下几个问题:

  自2004年12月成功投运以来,设备运转情况优良,取得了较着的投资收益。国产2500kW高压变频器的手艺程度和设想制制能力完万能够满脚现场现实使用需求。对变频器的输出电流波形测试(见图2)协调波阐发(见图3)表白:该设备的使用完全达到预期设想方针,大功率高压变频器设想傍边的器件并联均流问题曾经完全处理。变频器的本身冷却系统正在配备空-水冷安拆后温度节制结果极佳。

  正在系统的设想过程中, 除了要处理好设备本身的冷却问题外,现场的散热问题也是2500kW高压变频器使用必需充实考虑的。按照油田注水泵项目标现场环境,

  2500kW高压变频器的使用次要需要处理功率器件并联、设备散热、冷却以及现场安拆等相关手艺问题。

  国产2500kW高压变频器的成功使用,为改变国外品牌一统2000kW以上国内高压变频市场的场合排场开创了先河,也为国内用户正在大功率变频使用方面供给了更多选择。它的现实使用,为国内产物向着功率更大、功率密度更高、机能更强的高端产物市场所作奠基了根本。正在大功率高压变频范畴环节手艺的处理和验证,为5000kW以下产物的开辟、设想供给了贵重的经验。

  目前,因为大功率高压变频的手艺门槛较高;因而2000kW以上高压产物市场一曲被国外品牌占领。利德华福电气手艺无限公司出产的Harsvert-A06/300型2500kW高压变频器正在油田注水泵变频项目上的成功使用,充实表了然国产大功率高压变频正在环节手艺上曾经取得本色性进展,它的投运为国产2000kW以上产物的现实使用填补了一项国内空白。

  (4) 变频器室采用密闭设想,采用隔热结果好的石棉建建降低热传导。避免夏日室外温度高带来的加热效应,完全依托空-水冷安拆进行散热。

  标称容量为145℃天然冷却前提的无效容量值。能够说,变压器对运转温度的要求并不;只需运转温度低于理论设想值145℃,那么变压器就会满脚利用要求。可是,系统为了变压器的过载能力达到电气设想目标,冷却系统采用B级绝缘130℃的工做温度设想。换句话说,变压器柜的冷却系统可以或许满脚B级干式变压器的运转需要,无疑改善了H级干式变压器的运转前提,提高了运转效率,热量丧失也随之降低。由于变压器的运转温度越高,它的损耗越大、效率越低。

  跟着高压变频手艺的日趋成熟和节能降耗、提高经济效益的市场需求越来越深化,高压变频手艺正向着电压更高、功率更大、机能更优越的标的目的成长。大功率和超大功率高压变频器的市场前景日益被业内看好。若何处理大功率高压变频器正在设想、出产、制制、使用中的手艺难题,成为打建国内大功率高压变频器市场的环节。

  (1) 借帮设备本身的冷却系统实现热互换,简化系统,不添加的冷却风机等设备。减低辅机毛病点对系统平安机能的风险。

  (5) 驱动线采用更为严酷的抗干扰设想,并进行从电气回电磁辐射测试;驱动波形不畸变,电气节制参数不异;

  (3) 因为变压器一般运转时的温度就较着高于功率柜温度,因而设置装备摆设变压器柜和功率柜的热互换器,提高设备操纵率。

  高压变频器的本身冷却和散热问题是高压变频调速系统使用中不成轻忽的主要问题之一。2500kW的设备正在满载运转环境下有2~4%的损耗,功率约为100kW;这此中绝大部门是以热量形式散失正在空间傍边的。及时无效地将本身热量传送到设备外部,使系统工做温度正在答应范畴内是设备平安运转的环节要素。

  (2) 正在物理上严酷电参数的分歧, 消弭布局安拆、散热前提、线安插等分布参数对现实运转的晦气影响;

  变压器柜的热互换器功率55kW,功率柜的热互换器功率45kW。冷却水温<30℃,出风口温度<38℃。热互换冷却水系统的工做压力0.4Mpa,设想流量别离为30m3/h。管设想公称压力1.6Mpa,管径DN80具有很高的设想裕量,平安机能优于适配高压电动机的冷却水系统。也就是说,变频器室的冷却水系统并不降低整个注水泵系统的运转平安机能。

  功率柜是变频器运转中的又一发烧从体。功率器件IGBT的最大答应运转温度(外壳温度)不克不及跨越85℃,过高的温升会导致管压降加大、热损耗添加;构成恶性轮回、惹起器件内热量累积,导致因温渡过高而。因而,必需处置好功率器件的散热问题,才能系统的平安靠得住性。以往小功率产物单元热量较低,散热和冷却系统能够有较大的裕量且遭到限制的要素较少。而2500kW产物,功率器件的单元热量添加、必需考虑空冷散热的功率大小问题;因而,无效地将器件本身的热量带出来,而且可以或许快速地把热量传到系统外就显得尤为主要了。

  按照现实环境,变压器的冷却系统设想并没有采用严酷的风道布局,而是添加了柜顶风机提高变压器柜的冷却风量来达到降低设备本身温度的目标。冷却系统温度45℃环境下,变压器正在110℃达到热均衡。现实运转结果表白:现场温度11℃、设备满负荷运转环境下,变压器线K,远远低于设想尺度;采用常规风冷却设想能够满脚要求。

  (4) 柜门采用栅格滤网罩,降低进风风阻;滤网选用透气性好、韧度高的新型过滤合成丝绵,提高冷却系统的运转效率;

  缩小体积、提高单元功率是高压变频手艺成长勤奋的标的目的之一。特别是大功率和超大功率高压变频器,正在项目、推广使用中对体积有着更为较着的要求。体积过大带来的运输、安拆、土建等方面的问题往往成为障碍手艺使用的考虑要素。目前,跟着移相关式隔离变压器制制工艺和绝缘品级的提高,移相关式隔离变压器曾经能够采用一体化设想布局;无需再考虑制制工艺、热量散失等方面的手艺要素和制制两台变压器带来的体积问题。功率单位的布局设想和散热问题曾经处理,功率柜布局及承沉方面也取得进展,设备的功率密度获得无效提高。由利德华福电气手艺无限公司出产的Harsvert-A06/300高压变频器的零件外形尺寸仅有6356×1300×2674,总分量约7400kg,较同类产物尺寸削减近1/2,如图1所示。系统的零件布局和现场分布也大为简化,消弭了因功率品级提高带来的施工等问题。

  (1)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、增大无效散热面积,把内部的热量带出来,用空冷的体例可以或许满脚温升要求;

  变频器的热量损耗次要包罗变压器柜和功率柜两部门。变压器采用H级干式变压器尺度设想,绝缘材料可以或许耐受180℃的运转高温,变压器温升可达125K;

  (3) 按照单元面积散热功率合理设想冷却系统,温度45℃前提下器件本身温度低于85℃;

  现场监测数据表白:变频器满负荷运转环境下,冷却进水温度2℃、回水温度9℃; 功率柜温度11℃、变压器柜最高温度76℃;室内温度10℃、室外温度-17℃。设备运转温度远低于设想值,系统冷却和散热均达到设想要求,空-水冷安拆的使用结果优良。

  确保单台风机毛病环境下,系统无需降额运转;两台风机毛病,变频器降额运转不断机。最大限度了功率柜冷却系统对设备平安靠得住性的影响。经现场现实运转测试:100%负荷环境下,功率器件最大温升<23K,取得了优良的运转结果。

  (2) 通过空-水冷安拆把变频器冷却风带出来的设备热量间接由冷却水传送到室外,从而降低次要热源对的加热感化。

  (1) 用同型号、同批次IGBT,筛选电流曲线、开关损耗值等机能参数完全分歧的器件进行功率单位的出产;

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