來源:昌昇自動化時間:2022-03-22
1.選擇過高電壓等級的弊端
選(xuan)擇(ze)過(guo)高(gao)的(de)電(dian)壓(ya)等(deng)級(ji)造(zao)成(cheng)投(tou)資(zi)過(guo)高(gao),回(hui)收(shou)期(qi)長(chang)。電(dian)壓(ya)等(deng)級(ji)的(de)提(ti)高(gao),電(dian)機(ji)的(de)絕(jue)緣(yuan)必(bi)須(xu)提(ti)高(gao),使(shi)電(dian)機(ji)價(jia)格(ge)增(zeng)加(jia)。電(dian)壓(ya)等(deng)級(ji)的(de)提(ti)高(gao),使(shi)變(bian)頻(pin)器(qi)中(zhong)電(dian)力(li)半(ban)導(dao)體(ti)器(qi)件(jian)的(de)串(chuan)聯(lian)數(shu)量(liang)加(jia)大(da),成(cheng)本(ben)上(shang)升(sheng)。
可見,對於200~2000kW的電機係統采用6kV、10kV電壓等級是極不經濟、很不合理的。
2.變頻器容量與整流裝置相數關係
變頻器裝置投入6kV電網必須符合國家有關諧波抑製的規定。這和電網容量和裝置的額定功率有關。
短路容量在1000MVA以內,1000kW裝置12相(變壓器副邊雙繞組)即可,如果24相功率就可達2000kW,12相基本上消除了幅值較大的5次和7次諧波。
整流相數超過36相後,諧波電流幅值降低不顯著,而製造成本過高。如果電網短路容量2000MVA,則裝置容許容量更大。
3.把最高電壓降到3kV以下可節約大量投資
從電力電子器件特性及安全係數考慮電壓等級的必要性,受電力電子器件電壓及電機允許的dv/dt限製,6kV變頻器必須采用多電平或多器件串聯,造成線路複雜,價格昂貴,可靠性差。對於6kV變頻器若是用1700VIGBT,以美國羅賓康的PERF ECTHARMONY係列6kV高壓變頻器為例,每相由5個額定電壓為690V的功率單元串聯,三相共60隻器件。若是用3300V器件,也需3串共30隻器件,數量巨大。另一方麵裝置電流小,器件的電流能力得不到充分利用,以560kW為例,6kV電機電流僅60A左右,而1700V的IGBT電流已達2400A,3300V器件電流達1600A,有大器件不能用,偏要用大量小器件串聯,極不合理。即使電機功率達2000kW,電流也隻有140A左右,仍很小。
國外的中壓變頻器有多個電壓等級:1.1kV,2.3kV,3kV,4.2kV,6kV,它們主要由電力電子器件的電壓等級所確定。
輸(shu)出(chu)同(tong)樣(yang)功(gong)率(lv)的(de)變(bian)頻(pin)器(qi),使(shi)用(yong)較(jiao)高(gao)電(dian)壓(ya)或(huo)較(jiao)多(duo)單(dan)元(yuan)串(chuan)聯(lian)所(suo)花(hua)的(de)代(dai)價(jia)大(da)於(yu)用(yong)較(jiao)低(di)電(dian)壓(ya),較(jiao)少(shao)數(shu)量(liang)而(er)電(dian)流(liu)較(jiao)大(da)單(dan)元(yuan)的(de)代(dai)價(jia),也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)在(zai)器(qi)件(jian)電(dian)流(liu)允(yun)許(xu)條(tiao)件(jian)下(xia)應(ying)盡(jin)可(ke)能(neng)選(xuan)用(yong)低(di)的(de)電(dian)壓(ya)等(deng)級(ji)。
4.隔離變壓器問題
為了隔離、改善輸入電流及減小諧波,現在所有的中壓“直接變頻”器(qi)都(dou)不(bu)是(shi)真(zhen)正(zheng)的(de)直(zhi)接(jie)變(bian)頻(pin),其(qi)輸(shu)入(ru)側(ce)都(dou)裝(zhuang)有(you)輸(shu)入(ru)變(bian)壓(ya)器(qi),這(zhe)種(zhong)配(pei)置(zhi)短(duan)時(shi)間(jian)內(nei)不(bu)會(hui)改(gai)變(bian)。既(ji)然(ran)輸(shu)入(ru)側(ce)有(you)變(bian)壓(ya)器(qi),變(bian)頻(pin)器(qi)和(he)電(dian)機(ji)的(de)電(dian)壓(ya)就(jiu)沒(mei)有(you)必(bi)要(yao)和(he)電(dian)網(wang)一(yi)樣(yang),非(fei)用(yong)10kV和6kV不可,功率2500kW以下電壓可以不超過3kV,因此就有了變頻器和電機的合理電壓等級問題。
200kW~800kW以下的變頻調速宜選用380V或660V電壓等級。它線路簡單,技術成熟,可靠性高,dv/dt小,價格便宜。仍以560kW電機為例,630kW660V的低壓變頻器約35萬,而同容量6000V中壓變頻器約90萬。實現的方法有低-低,低-高,高-低和高-低-高等幾種形式。由於電機,變壓器的價格遠低於變頻器,即使更換電機、變壓器也合理。
5.原有6kV高壓電機如何與3.5kV變頻器電壓配套
自建國以來傳統的6kV高壓電機是已投產的主要產品,為了推廣3.5kV變頻器不可能再花錢更換電機,作者提出一個簡便方案,以供參考。
製造廠原有6kV電機一般均為星形接線,其相繞組承受實際電壓為3468V,故隻要將繞組改接成三角形其它不變。配3.5kV變頻器就把變頻器電壓從6kV下降到3.5kV,從表3可見4.5kV器件不串聯就可承受3kV耐壓。如果用1.7kV器件3串即可。製造成本將下降30%。而我國目前30MW機組最大電機2500kW采用3.5kV電壓完全合理。
6.對電網諧波汙染的防治措施
從實用角度整流橋組成12相整流可消除5、7次諧波已基本滿足電網諧波要求。因此400kW~800kW采用12相整流即可,1000kW~2500kW采用24相也可以符合要求。
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