WL-HV系列高压变频器
产品特点
◎技术方案采用正弦波PWM技术,变压器隔离,功率单元串联的交-直-交直接高压方式
◎输入端采用移相变压器多重化技术,输入电流谐波小,输出端采用N(n=3-9)隔功率单元串联叠波技术,输出电压波形接近正弦
◎对于网侧而言,系统为6n脉波即18(T30)\30或36脉波(T60)、54脉波T100 不控整流输入,对负载侧位(2n+1)电平即7电平(T30)11或13电平(T60)19电平(T100)相电压输出。其输入输出波形几近完美。
◎无需安装输入输出滤波器,输入输出谐波均完全满足IEC61800-4:2002要求
◎无需安装功率因数补偿装置。正常调速范围内额定负载时的功率因数大于0.97
◎对所需驱动的点击无特殊要求
◎系统总效率高达96%以上
◎友好的用户界面:全中文WL2000操作平台,大屏幕真彩液晶显示,触摸屏直接操作,功能参数设置快捷方便,并可保存多达20套参数设置。自动记录每次操作运行的全部信息,并可在线实时查阅
◎灵活的控制方式:可通过本机触摸实现本地控制,可通过内置PLC的I/O口实现远程控制,亦可通过RS485接口与DCS等系统连接实现是上位控制
◎大功率变频器预充电电路保证系统无冲击起动,可适用于任何低容量电网及外围设备
◎控制电源双路供电以最大限度地保证系统正常运行
◎完善的自诊断功能可在线监控系统状态。故障时自动采取相应的保护措施及记录故障时的运行参数
◎在输入输出端的多种保护以及电压电流,温度等方面的各种提供了变频器的完善的诊断以及超强的处理能力
◎功率单元自动旁路功能可在线切掉故障单元并保证三相输出电压对称,输出电流平衡,最大限度地减少停机率,保证单元故障状态不停机工作
◎尚可选用无扰动旁路功能,以实现变频,工频自动切换。当变频器万一发生严重故障时,可自动将电机切换至工频电网,以保证系统故障时正常运行。
系统构成
理想的主回路结构
◎输入侧采用隔离变压器,其二次侧线圈移相输入,有效抑制了网侧谐波.输出侧采用功率单元叠波输出技术,削弱了输出侧的谐波含量
◎每相输出由若干个功率单元串联组成,功率单元串联个数因输出电压等不同而异,详见下述单元配置表
变频器
额定电压
每相串联单元数
(n)
单元额定电压
(V)
输出相电压
(V)
每相电压
电平数量
输出线电压
(KV)
输出线电压
电平数量
T30 3 580 1740 7 3 13
T60 6 580 3480 13 6 25
T100 9 640 5760 19 10 37
◎强弱电,主电路控制电路分柜放置,整机分为变压器柜、单元柜、控制柜三部分,最大限度地减少了干扰,确保整机工作稳定性可靠性.
◎变压器及冷却风机配置合理,温度显示直观
◎充电装置保证无冲击起动
◎控制柜
 光纤通讯的主控制器,完全电气隔离,内置PLC,可满足不同场合的数字,模拟信号处理要求
◎可互换的功率单元,使用方便维护简单
◎系统冷却风机装于机器上方,便于连接管道向室外排风
◎大容量机种可提供空气水冷密闭循环的冷却方案,免换过滤网同时大大提高工作的可靠性
◎功率单元旁路功能可使其出现故障时系统不立即停机而降额工作。故障出现后首先通过SCR将其旁路,紧接着将同一移相组的其他两相对称单元旁路,提高系统可靠性,减少停机率
操作界面

◎采用12寸真彩LCD触摸屏,以WL2000为操作平台,显示直观,操作方便
◎主界面如图所示,全中文文字表述和图形标识,同屏显示诸如设定频率、输出频率、输出电压、输出电流、转速、压力等当前运行参数,使用者可一目了然。起,停操作,当然更顺心应手
◎通过主界面可进入子界面进行功能设定、参数设定、拷贝与调用,随意查阅运行记录,故障历史。可方便进行故障监控与诊断
◎功能设定主要包括控制状态(调试/运行),运行方式(开闭环),参数设置,系统旁路,界面锁定可否以及给定方式、模式输出、模拟反馈等诸多功能
◎参数设定主要包括变频器运行的相关参数,诸如电压,电流,频率,时间,单元旁路级数以及电机的相关参数诸如转速,功率,电压,电流,过载级数等,尚对参数保存,拷贝,调用以及出厂参数均可直接操作
◎运行记录及故障记录子界面见左图,记录细致,显示直观,操作快捷
系统构成
◎输入电源电压可按用户要求生产
◎控制柜前面板上共设有两个按钮和两个转换开关,其中工频投切按钮可实现手动工频供电状态与自动工频旁路状态的切换,在变频器外衣发生故障时使用
◎系统复位按钮用于参数设定或非实质性故障时的系统复位,当需紧急停车时,可使用高压分断按钮,机器立即切断输出而且开始只有停车。通过远程/本地开关转换,可实现对变频器的远方控制和本机控制,在本机控制方式下,变频器的运转,升降频率,停止,复位等控制均可在变频器本体前面板上进行。远程控制则通过DCS系统或其他远程控制站对变频器进行控制 ◎控制系统采用嵌入式一体化人机界面,并采用嵌入式操作系统,全中文界面
◎与上位机或控制系统通讯,采用隔离RS485接口,MODBUS规约
◎频率给定采用人机界面手动给定及端子模拟给定两种方式,在模拟给定状态下,VG、ID分别对应电压、电流给定信号
◎当选用手动旁路时,可使用变频器高压分断,旁路允许,旁路投入三个输出端子进行切换,该三个端子一次控制前面的工频旁路结构图中的K1K2K3
基本参数
分类 参数名称 规定范围 单位 增量 出厂值
变频器参数 基准频率 40.0~60.0 Hz 0.1Hz 50
基准电压 1500~10000 V 1V 按规格
最高频率 0~60 Hz 0.1Hz 50
上限频率 0~60 Hz 0.1Hz 51
下限频率
0~60 Hz 0.1Hz 0.1
起动频率 0~5 Hz 0.1Hz 0.5
加速时间 1~255 6s 1 6
减速时间 1~255 6s 1 60
转矩提升 0~15 1 1 0
限流电流倍数 10~150 1 150
单元旁路级数 0~2   1 0
变频器地址 0~31 1   2
功能参数 上位给定选择 有、无    
上位控制选择 有、无    
控制状态 开环或闭环     开环
运行方式 本地或远程     本地
给定方式 数字、模拟     数字
模拟给定选择 0~5V/0~20mA V/mA   0~5
模拟输出通道选择 0~8   1 0
系统旁路选择 有、无    
电机参数 电机额定功率 50~2500 kW 1kW 500
电机额定电流 10~300 A 0.1A 按规格
电机过载倍数 50~150 1 120
电机极数 2~10 Pole 1 4
电机额定转速 180~3600 Rpm 1 1480
状态参数 给定频率 0~51 Hz 0.1Hz  
被控参数        
运行速度   Rpm    
运行频率 0~51 Hz 0.1Hz  
输出电流   A 0.1A  
输出电压   V    
输出功率   kW    
连续运行时间   h 0.1h  
型号定义
WL-HV技术规范及安装尺寸
  项目 规范
规格 WL-HV-T30 077 096 120 154 192 240 290                      
输出 变频器容量(KVA)
400 500 630 800 1000 1250 1600                      
适配电机功率(KW) 315 400 500 630 800 1000 1250                      
额定输出电流 (A) 77 96 120 154 192 240 308                      
每相串联单元数 3                      
外型尺寸 (W×H×D) 3600×2100
×1200
4400×2400
×1300
                     
重量(kg) 3500~4200 4500~6000                      
规格 WL-HV-T60 039 048 061 077 096 120 154 173 192 220 240 304 384 480 540 600    
输出 变频器容量(KVA) 400 500 630 800 1000 1250 1600 1800 2000 2250 2500 3150 4000 5000 5600 6250    
适配电机
功率(KW)
315 400 500 630 800 1000 1250 1400 1600 1800 2000 2500 3150 4000 4500 5000    
额定输出电流 (A) 39 48 61 77 96 120 154 173 192 220 240 304 384 480 540 600    
每相串联单元数 6
外型尺寸 (W×H×D) 3350×2000
×1100
3700×2000
×1100
4200×2100
×1200
6400×2400
×1300
8600×2400
×1500
   
重量(kg) 3500~4000 4400~4800 5000~5500 6000~7800 8000~9000      
规格 WL-HV-T100 023 029 036 046 058 072 092 104 115 130 144 182 230 290 323 360 433 580
输出 变频器容量(KVA) 400 500 630 800 1000 1250 1600 1800 2000 2250 2500 3150 4000 5000 5600 6250 7500 10000
适配电机
功率(KW)
315 400 500 630 800 1000 1250 1400 1600 1800 2000 2500 3150 4000 4500 5000 6000 8000
额定输出电流 (A) 23 29 36 46 58 72 92 104 115 130 144 182 230 290 323 360 433 580
外型尺寸 (W×H×D) 4300×2000
×1100
4750×2000
×1200
5600×2400
×1200
8500×2400
×1300
1150×2400
×1500
重量(kg) 4900~5000 5500~7000 7500~9500 10000~14000  
每相串联单元数 9
电源 输入频率 50/60Hz±3%
输入电压 T30: 3kV, T6kV, T100: 10kV(-20%~+15%)
允许掉电 100ms
输入功率因数
额定负载时> 0.97
效率 额定负载时> 96%(变频器部份 > 98%)
控制
特性
控制方式
正弦波PWM串联移相叠波的交直交直接高压方式
输出频率 0~60Hz
输出频率精度 0.1Hz
过载能力 120%分钟, 150%/2S,160%立即保护(重载型:150%分钟,180%/2S,200% 立即保护)
加减速时间 6~1200s

模拟量输入 0~5V,0~20mA, 4~20mA (2 interfaces)
模拟量输出 0~10V, 0~20mA, 4~20mA电压、电流、频率可选(3路)
模拟反馈 0~5V, 4~20mA(2个口)
上位通讯 隔离RS-485接口
开关量
输入/输出
24 路/ 16 路
保护功能

过电流、过载、短路,三相电流不平衡,瞬时掉电,输入、输出缺相,过压,欠压,本体过热,变压器过热,外部故障停机,功率单元自动旁路

环境 运行环境温度
0℃~+40℃
储运温度 -40℃~+70℃
冷却方式 强迫风冷

环境湿度

<90%(无凝露)
海拔高度 <1000米
防护等级 IP30
安装尺寸
应用实例
WL-HV高压变频器调速控制节能原理和工程应用实例
叶片式的风机、水泵、压缩机的负载特性属平方转矩型,即其轴上需要提供的转矩与转速的二次方成正比。风机、水泵在满足几何相似,运动相似和动力相似三个相似条件下,遵循相似定律。对于同一台风机(或水泵),当输送, 流体的密度不变仅转速改变时,其性能参数的变化遵循比例定律:即流量与转速的一次方成正比,压头(扬程)与转速的二次方成正比,轴功率则与转速的三次方成正比。但是在实际应用中,由于受系统参数及运行工况的限制,并不能简单地套用比例定律来计算调整范围和节能郊果,而应将实际工况转化为相似工况后,才能比例定律进行计算。
风机节能原理:
由于风机的静压Pst=0,其节能原理可用图1来表示。
在图1中,曲线(1)为风机在额定转速N1下的风压风量(H-Q)特性曲线,曲线(2)为风门全开时的管网特性曲线,它们的交点A为风机的设计高效工作点,蚬机在A点工作其效率最高。此时的风压为P2,风量为Q1,轴功率为N1=K·Q1·P2,在图中可用面积AP20QI来表示。根据生产工艺要求,需要将风量从Q1减小至Q2,这里若用关小风门的方法,相当于增加了管网的阻力,使管网阻力特性变到曲线(3),系统由原来工作点A变到新的工作点B运行,此时的风压为P1,风量为Q2,轴功率为N2=K·Q2·P1,在图中可用面积BPIOQ2来表示,显然轴功率下降不大。如果采用变频调速方式风机转速由n1降为n2,由于风机的静压Pst=0.符合相似定律,可直接画出在转速n2下的风压风量(p-Q)特性曲线(4)与管网特性曲线(2)相交于C点运行,此时的风压为P3,风量为Q2,轴功率N3=K·Q2·P3,在图1中可用面积CP320Q2表示,可见随着风压的大幅度下降,轴功率N3明显减少。相对于风门截流法调节,节省的轴功率AN=K·(P1-P3)·Q2,相当于图中阴影部分的面积,节能效果十分明显。
应用实例
水泵节能原理
水泵则和风机不同,水泵的静势扬程Hst≠0,在绝大部分的场合,都要求水泵的出口压力(扬程)维持在一定的压力下恒压运行,如恒压供水和给锅炉上水。其节能原理可用图2来表示。由图2可见,若用关小水泵出口阀门开度的方法将流量Q1减小为Q2,则改变了管网阻力曲线,工作点由A移到B,其消耗的轴功率可由H1·H2来计算,对应工作点A的轴功率H2·Q1来说变化并不大。如果采用变频调速方法,将水泵转速n1降为n2,工作点由A移至Q2与管网特性曲线(1)的交点C运行,此时消耗的轴功率中由(H1-H3)·Q2来计算,相对于风门节流调节,其节省的轴功率可由(H1-H3)·Q2来计算,即图中阴影部分的面积,节能效果十分显著。但相对于风机来说,其调速范围和节能效果都有所减小。
实际工程节能案例
某发电厂200MW发电机组的锅炉两台1250kW/6kV引风机,采用高压变频调速节能改造前后的消耗电功率和节电率如下表所示:
机组负荷(MW) 变频前 变频后
引风机总功率(kW) 引风电机负荷率(%) 引风机总功率(kW) 节电率(%)
100 960 38.40 297.6 69.00
120 1020 48.00 427.2 58.12
140 1628 65.12 712.0 56.27
160 1656 66.24 988.8 40.29
180 1754.4 70.18 1247.2 28.91
200 1790.4 71.62 1288.0 28.06
发电厂锅炉的送引风机一般采用工频定速运行,靠风门挡板调节风量,存在大量的节流损失。200MW机组经常调峰运行。且峰谷差很大;采用变频 器调速后,风机可在风门档板全开的状态下的调 还运行,节能效果显著。节电效率可达20%~70%。
间接经济效益
提高设备的运行可靠性
采用高压变频调速改造后,实现了真正的软起动,避免了大的电流冲击和机械冲击,延长了设备的寿命。低速运行,减轻了风机的振动和轴承的磨损,提高了设备的运行可靠性。
减少设备的维修费用
由于避免了起动冲击和在低速下运行,延长了设备的检修周期,减少了维修费用。
提高了自动化水平
高压变频器调速装置都配有外部信号和计算机接口,可以很方便的与PLC、DCS、FCS控制系统,工业标准的通讯系统,能源管理系统和其它管理系统联接,大大提高了机组的自动化控制和管理水平。
减轻操作人员的劳动强度
当机组的负荷变化时,靠改变风门档板的开度来调节风量,操作比较困难,线性度差,且故障率高;采用高压变频调速后可以方便的通过改变电机频率来调速,操作非常简单,且线性度好,控制灵敏。