ZINVERT系列智能高压变频调速系统产品原理简介
智光电气高压变频调速系统产品技术介绍--各行业典型负载
炼铁厂区
炼铁就是将焦炭、铁矿石和石灰石经送料车将原料 下在炼铁高炉内，高温熔炼后就能够得到我们常见到 的金属铁。
炼铁主要设备包括配料系统、高炉、热风炉、粉煤 喷吹系统、除尘风机、鱼雷车、除渣系统等。
一般主要进行改造的负载为：
1、高炉鼓风机
2、炉顶除尘风机
3、一次除尘风机
4、二次除尘风机
5、矿槽除尘风机
50~99T 100~299T 300T以上
负载名称
除尘风机、高 炉鼓风机、冲 渣、循环水泵
除尘风机、精 炼除尘风机、
循环水泵
套数（台） — 10 10 10 5 5 5
总功率（KW） 10000 15000 20000 25000 30000 70000 12000
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设备 烧结厂 球团厂
设备规格
以上电机功率仅为一般性统计，由于各个电厂的设计
及选型的差异性会有所差距。
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汽水系统主要设备
1、给水泵：将除氧水箱的凝结水通过给水泵提高压力， 经过高压加热器加热后，输送到锅炉省煤器入口，作 为锅炉主给水。（一般有备用给水泵，很多大机组都 已经对其进行了液力耦合器改造）。
2、凝结水泵：将凝汽器的凝结水通过各级低压加热器补 充到除氧器。
4、煤磨排风机主要做用是把窑尾高温废气引入煤磨对 煤块、煤粒烘干，再把废气引入收尘装置收尘后排入大气；
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5、窑尾高温风机是熟料生产线上最重要的负载， 高温风机变频改造是国家在水泥行业强制执行的节能 措施。
6、冷篦风机主要是对烧成熟料冷却的风机，冷篦 风机数量较多，多采用低压电机拖动。
7、窑头排风机主要是把篦床产生含粉尘的高温气 体引入收尘系统收尘，再排至大气水泥磨循环风机主 要使水泥磨生产工艺微负压，减小粉尘外溢，循环风 机使粉尘气体通过收尘器后，排至大气。
Zinvert系列高压变频调速系统在600MW机组双引风机上的应用
Ｋ２
Ｍ
电动机 风机
调节引风机的风量，使其满足生产
图 高压变频调速系统一次主接线图
６ ４ | 电气时代·２ ０ １ ０ 年第 ５ 期
电气传动 产品与技术
PRODUCT & TECHNOLOGY
２） 引风机的跳闸状态信号：高压变频的跳闸信 号是由一个继电器动作，控制两个相同接点发出跳 闸信号，其中一个跳闸信号直接接到 ６ ｋＶ 高压开关 柜的跳闸回路中起保护跳闸作用。另一个跳闸信号 则接到后台 Ｄ Ｃ Ｓ 作逻辑和状态显示。
（收稿日期：２０１０．０４．３０）
ｗｗｗ．ｅａｇｅ．ｃｏｍ．ｃｎ
２ ０ １ ０ 年第 ５ 期·电气时代 | ６ ５
压变频调速系统的技术考察，最终采用了广州智 行信号丢失后，系统则 Ｒ Ｂ 保护。
光电气股份有限公司的 Ｚｉｎｖｅｒｔ －
Ａ８Ｈ４１５０／０６Ｙ 高压变频调速装置，
Ｊ
对其 １＃ 炉的两台引风机进行改造。 １． 高压变频调速系统改造方案
用户开关柜
Ｋ１ Ｒ
Ｚｉｎｖｅｒｔ
１＃炉的两台引风机配置两台一 ６ ｋＶ 拖一的高压变频调速系统，分别控
改造效果分析
由于 １＃ 炉在设计时，其引风机电动机和风机 的选型偏大，所以在选配高压变频调速系统时，是 按照 １＃ 炉引风机的长期运行工况电流选配。同时 由于锅炉对煤质要求不高，只要煤的标准热量达 到３ ０００～５ ５００ ｋｃａｌ（１ ｋｃａｌ＝４．１８６８ ｋＪ）都可以燃 烧，就造成了不同的煤质对引风机的风量要求不 一样，在低煤质燃烧时，引风机的电流比较大，高 煤质燃烧时，引风机的电流较小，所以 １＃ 炉的引 风机对高压变频调速系统的电流变化情况和运行 的稳定性提出了很高的要求。Ｚｉｎｖｅｒｔ系列高压变 频调速系统的自有专利技术 ＳＣＰ 抗短路技术和核 心 ＳＴＴ 技术，使得设备抗干扰力和电压、电流扰 动适应力很强，同时还有完善的输入侧电压、电 流和输出侧的电动机综合保护对引风机的稳定运
锅炉高压给水泵变频改造原理及应用分析
锅炉高压给水泵变频改造原理及应用分析[摘要]本文介绍了东莞中电新能源热电有限公司燃气轮机联合循环机组锅炉高压给水泵电机应用高压变频技术进行改造的原理，并对变频改造调试过程中的问题及解决方案进行了阐述；另外，通过改造前后高压给水泵实际运行参数的对比，对给水变频改造后的节能效果进行了分析。
[关键词]锅炉高压给水泵；高压变频器；变频控制；工频控制；节能;前言：东莞中电新能源热电有限公司两台余热锅炉的高压给水泵为KSB公司生产制造，每台炉配置两台泵，一用一备。
#1炉从2005年9月份投入运行，至今平均每台泵的运行时间6180小时。
在运行中存在以下问题：1.锅炉给水调节阀开度长期小于50％，阀门前后压差达3.5MPa，节流损失巨大。
2、阀门前后压差大，加速阀体磨损。
磨损导致阀门控制特性变差，影响机组安全运行。
3、给水泵出口压力高增加系统泄漏的可能性，影响机组安全运行。
4、调节阀等设备使用寿命短、日常维护量较大，维修成本高。
因此，从安全、经济运行的角度考虑，对高压给水系统进行变频技术节能改造，解决系统压力高和调节阀前后压差大，节流损失大的问题势在必行。
高压变频技术到目前已经发展较成熟，安全性方面不存在问题，价格也在逐渐降低。
变频调速是今后调速节能的发展方向。
综上所述，对高压给水泵进行变频改造是较合理的选择。
一.设备参数：高压给水泵及电机型号、参数如下表。
二.高压给水泵电机变频器选型：东莞中电新能源热电有限公司选用的是广州智光电气股份有限公司生产的ZINVERT-A6H750/06Y高压变频器，该系列智能高压变频调速系统的控制采用开环恒压频比控制。
主控制部分以双数字信号处理器（DSP）、超大规模集成电可编程器件（CPLD 和FPGA）为控制核心，配合数据采集、单元控制和光纤通信回路以及内置的可编程逻辑控制器（PLC）构成系统控制部分。
单元控制部分以可编程逻辑器件为核心，配合专用的IGBT 驱动和保护模块和检测回路。
智能高压变频系器统技术介绍
Zinvert在系统研发设计之初即以其指导设计，将 公司已有成熟的专业电力系统微机保护核心技术移植入 控制系统，使系统具备完善的保护功能配置，保证自身 与外围相关设备与系统的安全可靠运行。
电 动 机 保 护
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高压变频调速系统 5、高压变频装置加减速模糊控制技术
问题提出： 某些工艺或设备要求电机启动/停机速度快； 加、减速时间整定不正确会导致加速过流保护停机，减速过压保护停机，因 此必须正确整定加减速时间； 电机的加减速时间受电机负载的影响而不同，而变频运行时电机的负载一般 是变化的，因此在某些工况下无法达到最佳加、减速时间配合。 解决办法及意义： 采用直流电压预警、输出电流预警，采用快速矢量控制技术实现对输出拖动 电机的加减速时间、速度的控制，达到既能够充分利用变频器直流电压与输出电 流的设计裕度，又不会由于加减速时间设置的不合理导致设备运行停机。由于具
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高压变频调速系统 3、高压变频器单元改进与专利技术设计 高压变频系统无高压输入条件下，功率单元状态监视与控制调试功能
ZINVERT系列智能高压变频调速系统设计采用申请国家专利技术，实现无 高压动力电源输入情况下的包括功率单元部分的控制系统控制电源带电，可 在无高压带电条件下实现系统的功率触发信号调试、状态监视，方便地完成 控制系统的调试与单元状态信息的查询，方便变频调速系统安装调试、运行 与维护，缩短调试与维护的时间。
6kV 6kV 6kV 6kV 10kV 10kV
10kV
1000V
19
25
53.3%
56.7%
75.6％
75.6％
10kV
13
1200V
27
52.3%
69.8％
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HINV系列高压变频装置介绍
HINV系列高压变频装置技术介绍● 二.HINV 系列高压变频装置性能特点：HINV 系列高压变频装置整机标准组成由主控柜、单元柜、变压器柜三部分组成，另外配有工频/变频切换柜，供用户选用。
主控柜内装主控箱、通讯光缆、PLC 及控制电器； 单元柜内装全部功率单元；变压器柜内装主变压器及变压器温度控制仪；切换柜内装两组高压隔离开关，通过不同的组合实现工频变频运行方式的切换。
监测窗高压变频装置整机结构抑制谐波、不污染电网HINV 系列高压变频装置采用多级移相整流技术，电流谐波小于2%，不对电网产生谐波污染，符合IEEE519-1992和GB/T 14549-93标准，无需另配谐波治理装置。
输入电压与输入电流波形多级PWM正弦波的电压输出和正弦波电流输出HINV系列高压变频装置为多重化PWM电压输出，输出电流谐波小于2%，无需外加输出滤波器，电机的转矩脉动小。
变频装置的输出dV/dt小，适用于各类新旧电机。
输出电压与输出电流波形高功率因数HINV系列高压变频装置在正常使用的电机转速范围内（20%～100%）输入功率因数均可达到0.95以上，无须外加功率因数补偿电容。
功率因数与转速的关系如图6所示。
功率因数-转速曲线高效率HINV系列高压变频装置整机效率≥96%，远高于其它类型调速装置。
高进—高出工作方式HINV系列高压变频装置为高进-高出工作方式，输入电网电压为3kV、6KV、10kV，输出为0～额定电压。
将用时只需在供电系统与电机之间直接接入变频装置即可，占地面积减小；用户的设备投资降低；无需采用昂贵的专用变频电机，而使用普通三相感应电动机即可。
大量节能、效益明显HINV系列高压变频装置具有高功率因数、高效率和变频调速的特性，可以广泛用于对风机、泵类的拖动装置进行调速控制，为用户大量节约能源。
电机软启动HINV系列高压变频装置提供多种电机启动曲线供用户选择使用，起动时间及起动电压可由用户自行定义，启动电流小，避免了大电机直接启动时产生的冲击电流以及对电网的影响，同时有效地延长了电机使用寿命。
半自磨机应用变频调速的可行性研究
张 军，苏永武（云南锡业大屯锡矿，云南 红河 661018）摘 要：文章对云南锡业大屯锡矿当前使用的半自磨机的运行状况和特性进行分析和研究，结合高压变频系统的特点，介绍了高压变频技术在磨机中的应用和实际运行效果，结果证明半自磨机应用变频调速是可行的，并且节能效果显著，值得推广。
关键词：半自磨机；变频调速；节能中图分类号：TM921.51文献标志码：A文章编号：2096-3092（2020）06-0044-03半自磨机应用变频调速的可行性研究Abstract: This paper analyzes and studies the operation status and characteristics of the semi-autogenous mill currently used in Datun Tin mine, Yunnan Tin industry. It introduces the application and actual operation effect of high voltage frequency conversion technology in the semi-autogenous mill combined with the characteristics of high voltage frequency conversion system. The result proves that semi-autogenous mill is feasible for the application of frequency conversion speed regulation, and the energy-saving effect is remarkable, which worths promotion.Key words: semi-autogenous mill, variable frequency speed regulation, energy saving(Yunnan Tin Industry Datun Tin Mine, Honghe, Yunan 661018)Zhang Jun, Su YongwuFeasibility Study on the Application of Variable Frequency Speed Regulation in Semi-Autogenous Mill云南锡业大屯锡矿下属选矿车间4000t 选矿系统使用的半自磨机由高压同步电机、传动轴、大小齿轮、润滑系统组成，配有慢转驱动系统。
高压风机变频改造方案
股票代码：0 0 2 1 6 9河南南阳油田高压电机变频改造节能方案股票代码：0 0 2 1 6 91 项目介绍1.1能源形势与节能能源短缺和环境污染是人类当前共同面临的世纪性难题。
据统计全球已探明石油储量只够使用30～50年。
我国自然资源总量排世界第七位，能源资源总量约4万亿吨标准煤，居世界第三位，但我国人口众多，能源资源相对匮乏。
而作为我国在电力方面重点推广的节能技术之一的高压大功率变频调速技术，对于节能方面有着明显的效果。
我国高压电动机总容量在1.5亿千瓦以上（不包括低压电动机），大部分为风机泵类负载，这些电动机大都由6kV/10kV驱动，它们大多工作在高能耗、低效率状态。
覆盖电力、石油、化工、冶金、制造、环保、市政等行业，其耗电量占全国总用电量的25％左右。
而水泵和风机的一个特点是负载转矩与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。
如可根据所需的流量调节转速，就可获得很好的节电效果，一般可节电20％～50％。
1.2改造项目介绍本方案的改造对象是河南南阳油田高压电动机负载。
上述风机原先风门开度调节风量，存在着较大的能量损耗。
为降低能耗以及提高贵厂自动化水平，广州智光电气股份有限公司针对贵厂高压电机的运行数据和实际工况，同时结合我们以往节能改造工程中所积累的经验，经过我公司认真分析计算，贵厂以下设备进行变频改造将具有较显著的经济效益。
负载描述：电机铭牌参数负载参数安装调节方式电机型号Y450-4 负载型号SFY15.5D-C4A 安装方式额定功率kw355KW 负载类型引风机流量调节方式风门调节额定转速rpm1485r/min 负载轴功率kw 269KW额定电流A26A 额定流量m³/h 177503m³/h 额定电压V10KV 额定压力Mpa 4582Pa功率因数0.865负载效率84%股票代码：0 0 2 1 6 9防爆要求防爆等级IP23 现场照片环境温度夏季40℃现场噪音db 安装位置泵或风机的实际运行参数工况1 流量/阀开度28% 压力电机电流7A 年运行时间7900h工况2 流量/阀开度压力电机电流运行时间工况3 流量/阀开度压力电机电流运行时间一、直接节能收益：根据参数表运行参数及工况计算，引风机原运行功率约285KW，节电率约35%，单位时间节电功率约30KW,年节电量约30KW*7900H=237000KWH,按电价0.5元/KWH计算，年节电费约11.85万元！配套变频系统型号和外形尺寸如下所示：适配电机： 355kW 10KV 长深高重量旁路方式配置型号（mm）(kg)手动Zinvert-A8H450/10B 3500 1580 2650 3192自动4000 1580 2650 3492布局要求：四面到障碍物的距离（mm）旁路方式前后左右顶手动1000 1000 800 800 ＞300自动1000 1000 800 800 ＞300二、间接效益1、变频改造后，实现电机软启动，启动电流小于额定电流值，启动更平滑。
高压变频器原理及应用
高压变频器原理及应用一、概述在能源日益紧张的今天，交流调速技术作为节约能源的一种重要手段，受到世界各国的重视。
变压变频控制可以平滑变速，调速范围广，效率高，功率因数高，还能降低启动冲击电流，获得较高的起动转矩，负载减速时可实现能量回馈的再生制动，使电动机快速逆转，并具有软启动、软停止，简单可编程，易构成自控系统。
交流变频调速技术是集电力电子、自动控制、微电子、电机学等技术之大成的一项高技术。
它以其优异的调速性能、显著的节电效果和在国民经济各领域的广泛的适用性而被国内外公认为是世界上应用最广、效率最高、最理想的电气传动方案，是电气传动的发展方向。
它为提高产品质量和产量，节约能源、降低消耗，提高企业经济效益提供了重要的新手段。
变频器是将通用电源转换成电压可变，频率可变的适合交流异步电机调速需求的变换装置。
变频器是变频调速系统最为重要的设备。
对变频原理进行分析，异步电动机旋转磁场的转速为：n．=60fi/p，式中n1为同步转速r/min，fi为电源频率Hz，p为磁极对。
异步电动机输出轴的转速为：n=n1(l-s)=60f1(l-s )/p，式中s为异步电动机的转差率，s=（n1-2）/n1。
由此公式可看出：在保证转差率s和磁极对数p不变时，转速n与电源频率成正比，通过改变异步电动机的供电频率，就能改变电机的转速，从而实现调速。
二、分类对于3KV、6KV、10KV电压等级的电机称为高压电机，用于这类电机调速的变频器称为高压变频器。
国外对此电压等级的变频器称为中压变频器。
在高压变频器推出前，大功率高压交流异步电动机如需采用变频调速传动，有两种方法，一是靠低压器件功率单元串联组成高压，如罗宾康公司的高压变频器，由于控制复杂，功率器件太多而使得其可靠性下降，同时每个功率单元均为双电平结构，必须至少采用多重化技术才能满足谐波标准要求。
另一种就是“高一低一高”变频器，通过变压器将高压变低压（一般为690V），在低压侧变压变频，再由升压变压器升至和高压电动机相匹配的电压，组成高压交流调速传动装置。
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ZINVERT 系列智能高压变频调速系统产品原理简介
ZINVERT 系列智能高压变频调速系统采用功率单元串联技术，直接输出3kV 、6kV 、10kV 电压，属“高-高”电压源型变频器。
由于采用功率单元串联而非功率器件的直接串联，因此解决了器件耐压的问题。
同时由于同相各级功率单元输出SPWM 信号通过移相后进行叠加，提高了输出电压谐波性能、降低输出电压的dv/dt ；通过电流多重化技术降低输入侧谐波，减小了对电网的谐波污染；主控制器采用最新电机控制专用双数字信号处理器（DSP ）、超大规模集成电路可编程器件（CPLD 和FPGA ）为核心，配合数据采集、单元控制和光纤通信回路以及内置的可编程逻辑控制器（PLC ）构成系统控制部分。
ZINVERT 系列智能高压变频调速成套系统整体结构上由旁路柜、移相变压器柜、功率单元柜及控制柜组成，见图1所示。
ZINVERT 型智能高压变频调速系统的功率单元柜与控制柜是合二为一的，各部分功能说明如下：
◆ 功率单元柜
功率单元柜为成套装置的核心部分，也是电机定子大功率变频电源的产生模块。
功率单元柜主要由功率单元箱（图1中A1～An,B1～Bn ，C1～Cn ）并辅以控制构成。
◆ 功率单元箱
功率单元箱的电气原理见图2所示，每个功率单元由外部输入三相电源A/B/C 供电，经内部整流滤波后逆变成单相电压U/V 输出。
整流由三相不控整流完成，滤波环节电容采用软充电技术可有效防止对充电电流对电容损害。
逆变部分采用当代最先进的IGBT 功率器件，控制方法采用SPWM 逆变控制技术，功率单元的输出波形见图3所示。
ZINVERT 功率单元柜内各功率单元箱的原理与结构完全相同，通用性强，因此可相互替换。
功率单元内各器件的工作状态及相应的参数都有监控和保护，IGBT 的逆变控制指令和所有的监控参数可通过一对光纤送至控制器，由于采用光纤传送数据，因此也大大提高了装置的抗干扰性。
尤其重要的是：ZINVERT 每个功率单元箱内直流母线的电压都被实时传送至控制器，因此可在控制器操作界面上直接进行查阅，便于检修维护时的人身安全保护。
◆ 功率单元柜高压形成
为了形成高压6kV 或10kV 电源，ZINVERT 采用了功
率单元堆波技术，即将多个功率单元的输出电压串联叠
加直接形成高压输出（如图4所示），此方法类似于干电
池叠加，通过若干个功率单元的叠加可产生所需要的相
电压数值。
此种高压的形成原理实际是将标准交流波形
进行阶梯化等效，波形上阶梯数越多输出的谐波就越小，
阶梯数的个数取决于每相串联的功率单元个数。
由于各功率单元的输出电压波形在叠加前已经过
移相处理，因此叠加后的输出波形质量好（见图5），不
存在谐波引起的电动机附加发热和转矩脉动等特点，不
必加装输出滤波器就可以用于普通异步电动机。
并且电
压的跳变仅为单个功率单元直流电压值，因此dv/dt 小，
对电机无伤害，可直接适应于普通异步电动机的节能改
造。
◆ 移相变压器柜
图6中移相变压器柜主要为各功率单元箱提供独立
的三相交流50Hz 电源，该移相变压器具有多个独立的二
次绕组直接与各功率单元相连，通过它绕组的移相，还
可以显著减小输入电流中的谐波。
◆ 产品组成结构
ZINVERT
型智能高压变频调速系统依电机额定电压
图6 移相变压器柜
的不同，功率单元柜每相所串联的个数也不同，如图7所示。
对于3kV电压等级ZINVERT调速装置，每相由3～4个功率单元串联叠加而成；
对于6kV电压等级ZINVERT调速装置，每相由6～8个功率单元串联叠加而成；
对于10kV电压等级ZINVERT调速装置，每相由9个功率单元串联叠加而成；
图7 不同电压等级ZINVERT功率单元的连接形式。