1、HIVERT 系列高压变频器用 户 手 册Users Manual2006 年 12 月版本 V2.2北京合康亿盛科技有限公司高压变频器用户手册第 2 页 共 89 页目 录HIVERT 系列高压变频器 1安全性规则和警告 .51 概述 61.1 变频器特性 .61.1.1 高质量电源输入 61.1.2 完美的输出性能 61.1.3 友好的用户界面 71.1.4 其他特性 71.2 型号说明 .71.3 硬件概述 .81.4 技术参数 .82 原理 102.1 主电路 .102.2 功率单元 .132.3 控制系统 .163 硬件构成 213.1 变压器柜 .223.2 控制/单元柜 253.
2、3 功率单元 .274 人机界面 294.1 指示灯 .294.2 液晶屏 .304.2.1 系统状态 304.2.2 功能设置 314.2.3 参数设置 334.2.4 故障记录 374.3 薄膜式轻触键盘 .384.4 系统复位和高压分断 .384.5 系统旁路 .394.6 操作 .405 安装 415.1 安装和存放环境 .415.2 安装空间 .415.3 柜体排列和安装 .426 接线 446.1 主电路接线 .446.2 控制回路接线 .457 操作 487.1 用户界面控制 .487.2 柜门控制 .487.2.1 高压分断 48北京合康亿盛科技有限公司第 3 页 共 89 页
3、7.2.2 系统复位 497.3 远程控制 .497.4 本地控制 .497.5 上位控制 .508 运行 518.1 运行前的检查 .518.2 送控制电源 .518.3 送高压电源 .528.4 不带负载试运行 .528.5 操作规程 .539 故障处理和维护 549.1 轻故障分类与报警 .549.2 重故障分类与报警 .549.3 常见问题的处理 .549.4 如何更换功率单元 .559.5 维护 .56附录 A：HIVERT 变频器 MODBUS 通讯规约 .581.基本原则 582.数据包结构 583.用功能码及应答 59（1）功能码 0x3，读多个寄存器 59（2）功能码 0x5
4、，写单个输出点 59（3）功能码 0x10，写多个寄存器 604.CRC 校验（ 16-bit） 605.地址分配 61附录 B：柜体外形 63附录 C：干式变压器温控仪设置说明 66附录 D：变频器对外接线图和端子定义说明 .67附录 E：手动切换柜操作说明 691 操作程序 .692 操作说明 .70附录 F：上位监控软件说明 711 控制命令 .712 通讯设置 .723 故障信息 .724 给定频率 .725 变频器参数 .736 电机参数 .747 功能 .758 模拟输出、模拟输入、PID 设置 75高压变频器用户手册第 4 页 共 89 页感谢您选用北京合康亿盛科技有限公司的 H
5、IVERT 系列高压变频器！关 于 本 手 册本手册是为北京合康亿盛科技有限公司 HIVERT 系列高压变频器用户编制的。技术支持如果您遇到使用 HIVERT 系列高压变频器方面的问题，请通过电话、传真或电子邮件与合康亿盛的技术支持部联系。联系方式：电话： （010）传真： （010）电子邮件：合康亿盛用户手册文档合康亿盛提供以下形式的文档：PDF 手册印刷手册在产品 CD 上可以查看所有手册（PDF 格式）。要查看并打印 PDF 手册，必须安装 Adobe Acrobat Reader。北京合康亿盛科技有限公司第 5 页 共 89 页安全性规则和警告HIVERT 高压变频器是一种高压大功率设
6、备，在设计时，从安全距离、接地、柜门联锁和危险标示等方面，已充分考虑到了设备和人员安全问题。但因为柜内存在危险电压及部分发热元器件，如果使用不当可能造成人身伤害或财产损失。因此，在变频器安装、调试、运行和维护前，必须认真阅读本手册，并严格遵守如下规则： 吊装时，必须确认吊车、钢绳和吊钩有足够的吊装能力。 单元柜可以直接吊装柜顶吊环，而变压器柜吊装时，必须打开变压器柜柜顶盖板，吊装变压器器身上的吊装板。 变频器必须可靠接地，接地电阻不得大于 4。 在确认变频器已经不发烫和不带电之前，千万不要触摸变频器柜内的任何部位。 变频器停电之后，功率单元内仍可能存在危险电压。 接触或测量柜内元器件时，必须十
7、分小心，严防表笔接触到其他端子。 变频器运行时，除二次室柜门外，不要打开其他柜门。 操作时，要穿戴安全防护鞋，并保持单手操作。 操作人员离开时，一定要防止无关人员误操作。 主电源切断后，必须等单元 LED 熄灭或 10 分钟后，才能切断控制电源。 在变频器有高压电源供电的情况下，一般不要切断控制电源，否则有可能导致单元损坏。 变频器发生故障跳闸后，必须查明原因并排除故障后，方能重新上高压电和启动。高压变频器用户手册第 6 页 共 89 页1 概述1.1 变频器特性HIVERT 系列大功率高压变频器（因 3kV、6kV、10kV 电压均属中压范围，国际上通称该电压等级的变频器为中压变频器，但在国
8、内该电压等级的电机习惯上称为高压电机，与之相配的变频器也就叫高压变频器）是北京合康亿盛科技有限公司自主研发和生产的高压交流电机调速驱动装置。变频器采用先进的功率单元串联叠波技术、空间矢量控制的正弦波 PWM 调制方法、新颖的全中文操作界面，可靠性高、性能优越、操作简便。可应用于高压交流电动机驱动的风机、水泵类负载的调速、节能、软启动和智能控制等多种场合。1.1.1 高质量电源输入输入侧隔离变压器二次线圈经过移相，为功率单元提供电源，对 6kV 而言相当于 30 脉冲（10kV为 54 脉冲，3kV 为 18 脉冲）二极管整流输入，消除了大部分由单个功率单元所引起的谐波电流，大大抑制了网侧谐波（
9、尤其是低次谐波）的产生。变频器引起的电网谐波电压和谐波电流含量满足IEEE Std 519-1992 和 GB/T 14549-93电能质量 公用电网谐波对谐波含量的最严格要求，无需安装输入滤波器并(即可)保护周边设备免受谐波干扰。变频器额定输入功率因数大于 0.96，无需功率因数补偿电容；减少无功输入，降低供电容量。1.1.2 完美的输出性能单元串联脉宽调制叠波（或称功率单元多重化）输出，3kV 系列每相 3 个单元，6kV 系列每相 5个单元（相当于 11 电平） ，10kV 系列每相 9 个单元，大大削弱了输出谐波含量，输出波形为几近完美的正弦波，与其他形式的高压大容量变频器比较具有以下
10、优点： 无需输出滤波装置 可以驱动普通高压电动机，而不会增加电机温升，降低电机容量 电机电缆无任何长度限制 保护电机绝缘不受 dv/dt 应力的损害 不会因为谐波力矩而降低设备使用寿命。北京合康亿盛科技有限公司第 7 页 共 89 页1.1.3 友好的用户界面HIVERT 变频器采用全中文 LCD 显示，面板轻触按钮直接操作，更适合国人使用习惯。 全中文文字表述，易学易用 大屏幕显示，没有烦琐的参数代码号，参数设置准确、直观、便捷 运行参数同屏显示，一览无余 状态显示 可记录保存多达十个历次故障 闭环运行时，PID 参数可在线调整。1.1.4 其他特性 高可靠性 高效率，额定工况下，系统总效率
11、高达 96%以上，其中变频部分效率大于 98% 功率单元模块化结构，可以互换 限流功能 旋转启动功能 输出电压自动调整 宽广的输入电压范围，更适合国内电网条件 功率单元光纤通讯控制，完全电气隔离 内置 PID 调节器，可实现闭环运行 隔离 RS485 接口，采用 MODBUS 通讯规约 具有本地、远程、上位三种控制方式 全面的故障监测电路、及时的故障报警保护和准确的故障记录保存 可根据用户要求作特殊设计。1.2 型号说明比如，HIVERT-Y06/077 代表 6kV 电压等级，额定输出电流 77A（容量 800kVA）电压空间矢量控制型变频器，用于驱动额定功率不大于 630kW 的异步电动机
12、。高压变频器用户手册第 8 页 共 89 页HIVERT- /前 三 位 为 额 定 输 出 电 流 （ A） ， 如 0712， 最 后 一 位P为 单 元 带 旁 路 ； B为 主 变 带 屏 蔽 ； J为 集 中 通 风 。额 定 输 出 电 压 （ k） ， 如 6、适 配 电 机 类 型 ， T为 同 步 机 ， Y为 异 步 机合 康 （ ICON） 电 气 高 压 变 频 器 名 称1.3 硬件概述HIVERT 高压变频器柜体的配置根据变频器电压等级、容量、型号及其他用户特殊要求而不同，以 HIVERT-Y06/077 为例，柜体结构如图 1.1 所示。340图 1.1HIVER
13、T-Y06/077 的柜体1.4 技术参数HIVERT 高压变频器现有 3kV,6kV 和 10kV 三个电压等级，用户根据要求可以定制其他非标准电压等级产品。北京合康亿盛科技有限公司第 9 页 共 89 页表 1-1：6000V 系列HIVERT-Y（T）06/ 031 039 048 061 077 096 120 154 173 192 220 240 304 400 500变频器容量(kVA) 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 1800 2000 2250 2500 3150 4000 5000适配电机功率(kW) 250 315 400 500 6
14、30 800 1000 1250 1400 1600 1800 2000 2500 3200 4000柜 型 335019001200 335019001200 380019001200 390021001200 425022001250 460024001300 725024001400重 量（kg） 3100 3370 3550 3790 4100 4300 5775 6450 7150 7570 7750 8930 9500 11500 13000变频器柜柜型 GA0 GA1 GA2 GA3 GA4 GA5 GA6每相串联单元数 5 6输 入 频 率 45Hz55Hz额定输入电压 6kV
15、（-20%15%）调 制 技 术 空间矢量控制的正弦波 PWM控 制 电 源 220VAC，1kVA输入功率因数 额定负载下0.97效率（含变压器） 额定负载下0.96输出频率范围 0Hz 到 120Hz输出频率分辨率 0.01Hz过 载 能 力 120%一分钟，150%立即保护模拟量输入 两路，010V / 420mA 可选模拟量输出 两路，010V / 420mA 可选上 位 通 讯 隔离 RS485 接口， MODBUS 规约加减速时间 10 秒到1600 秒开关量输入输出 12 入/9 出运行环境温度 -545贮存/运输温度 -4070冷 却 方 式 强迫风冷环 境 湿 度 0.97效
16、 率 （ 含 变 压 器 ） 额定负载下0.96输出频率范围 0Hz 到 120Hz输出频率分辨率 0.01Hz过 载 能 力 120%一分钟，150%立即保护模拟量输入 四路，010V/420mA，任意设定模拟量输出 两路，010V/420mA 可选上 位 通 讯 隔离 RS485 接口， MODBUS 规约加减速时间 10 秒到1600 秒开关量输入输出 12 入/9 出运行环境温度 -5 到 45贮存/运输温度 -40 到 70冷 却 方 式 强迫风冷环 境 湿 度 90%,不结露安装海拔高度 1000 米（超过 1000 米时，需降额运行）防 护 等 级 IP30北京合康亿盛科技有限公
17、司第 11 页 共 89 页说明：手动旁路柜、手动切换柜、自动切换柜尺寸：宽 1000，高及深同配套变频器柜，但最小高度为2100。自动旁路柜尺寸：宽 2*1000，高及深同配套变频器柜，但最小高度为 2100。注：当外形尺寸和重量随产品更新改变时，恕不另行通知高压变频器用户手册第 12 页 共 89 页2 原理2.1 主电路HIVERT 系列高压变频器采用交-直-交直接高压（高-高）方式，主电路开关元件为 IGBT。(普通变频器)由于 IGBT 耐压所限，无法直接逆变输出 6kV、10kV，而因开关频率高、均压难度大等技术难题无法完成直接串联。HIVERT 变频器采用功率单元串联，叠波升压，
18、充分利用常压变频器的成熟技术，因而具有很高的可靠性。隔离变压器（以下简称主变压器）采用干式结构，强迫风冷。变压器原边为 Y 型接法，直接与高压相连。 副边绕组数量依变频器电压等级及结构而定，3kV 系列为 9 个，6kV 系列为 15(18)个，10kV 系列为27 个，延边三角形接法，绕组间的相位差由下式计算：60 移相角度 = 每相单元数量为每个功率单元提供三相电源输入。由于为功率单元提供电源的变压器副边绕组间有一定的相位差，从而消除了大部分由单个功率单元所引起的谐波电流，所以 HIVERT 变频器输入电流的总谐波含量（THD）远小于国家标准 5%的要求，并且能保持接近 1 的输入功率因数
19、。图 2.2 为 6kV 系列（每相五个单元串联）输入电流实录波形，几近完美的正弦波。单 元 A1单 元 B单 元 C1电 动 机输 入 三 相 交 流 电源 （ 任 意 电 压 ） 单 元 2单 元 2单 元单 元 A3单 元 C3单 元 B单 元4单 元 4单 元单 元 A5单 元 C5单 元 B移 相 二次 线 圈隔 离 变 压 器 功 率 单 元图 2. HIVERT高 压 变 频 器 6k系 列 主 电 路 图北京合康亿盛科技有限公司第 13 页 共 89 页图 2.2 输入电流波形变频器输出是将多个三相输入、单相输出的低压功率单元的输出串联叠波得到。如额定输出690VAC 功率单元
20、五个串联时产生 3450V 相电压，见表 2-1。表 2-1：HIVERT 变频器功率单元配置变频器系列 每相串联单元数单元额定电压（V）输出相电压（V）输出线电压（V）每相电压等级数量3kV 3 690 1740 3000 76kV 5 690 3450 6000 116kV 6 580 3480 6000 1310kV 9 690 5774 10000 19三相输出 Y 接，中性点悬浮，得到驱动电机所需的可变频三相高压电源。图 2.3 为 3kV、6kV 和10kV 变频器系列的电压叠加示意图。图 2.3a 6kV（5 单元串联）电压叠加图线 电 压 相 电 压高压变频器用户手册第 14
21、页 共 89 页线 电 压 相 电 压 相 电 压 线 电 压图 2.3b 3kV 和 10kV 电压叠加图图 2.4 为五个 690VAC 功率单元串联时，每个功率单元输出的电压波形及其串联后输出的相电压波形示意图，可以得到 50-5 共 11 个不同的电压等级。增加电压等级的同时，每个等级的电压值大为降低，从而减小了 dv/dt 对电机绝缘的破坏，并大大削弱了输出电压的谐波含量，图 2.5 为 6kV五单元变频器输出的 Uab 线电压波形实录图，峰值电压为 8.5KV。因为电机电感的滤波效果，输出电流波形更优于电压波形，图 2.6 即为输出电流 Ia 的实录波形图，峰值电流 130A。电压
22、等级数量的增加，大大改善了变频器的输出性能，输出波形几乎接近正弦波。图 2.4 6kV 系列 5 单元输出及相电压波形示意图北京合康亿盛科技有限公司第 15 页 共 89 页图 2.5 输出线电压波形图 2.6 输出电流波形2.2 功率单元功率单元原理见图 2.7，输入电源端 R、S、T 接变压器二次线圈的三相低压输出，三相二极管全波整流为直流环节电容充电，电容上的电压提供给由 IGBT 组成的单相 H 形桥式逆变电路。图 2.7 功率单元原理图LK高压变频器用户手册第 16 页 共 89 页功率单元通过光纤接收信号，采用空间矢量正弦波脉宽调制（PWM）方式，控制 Q1Q4IGBT 的导通和关
23、断，输出单相脉宽调制波形。每个单元仅有三种可能的输出电压状态，当 Q1 和 Q4 导通时，L1和 L2 的输出电压状态为 1；当 Q2 和 Q3 导通时，L1 和 L2 的输出电压状态为-1；当 Q1 和 Q2 或者 Q3和 Q4 导通时，L1 和 L2 的输出电压状态为 0。输出电压波形见图 2.4。功率单元可选单元旁路功能，当某个单元发生缺相故障、过热和 IGBT 故障而不能继续工作时，该单元及其另外两相相应位置上的单元将自动旁路，此时旁路开关 K 导通，以保证变频器连续工作，并发出旁路告警。单元旁路时，变频器因运行单元数量减少，额定输出电压能力将降低，但当变频器本身运行频率较低，如 6k
24、V 系列运行频率低于 40Hz 时， 10kV 系列运行频率低于 43.7Hz 时，变频器将自动提高工作单元的输出电压，而保证变频器输出性能不变，实现无扰动自动旁路。对于风机水泵类负载，因轴功率与转速的立方成正比，如 6kV 系列一级单元旁路时，输出能力为额定的 80%，因此运行频率低于 46.4Hz 时，变频器仍能满足输出要求。实际上变频器选型时留有一定的余量，此频率要更高些。当负载较大，变频器旁路后满足不了输出要求时，变频器将自动降低运行频率，直到输出电流在允许范围内（如额定电流） 。表 2-2：一级单元旁路运行特性低于此频率时输出不变（Hz）变频器系列 满载时降容率（%）恒转矩负载 风机
25、水泵类负载3kV 33.3 33.3 34.76kV 20 40 46.410kV 11.1 44.4 48.1每个功率单元内均有一块控制板和一块驱动板。控制板原理图见图 2.8。控制板通过光纤（XS4）接收来自控制器的信号，经接收解码器解码后用于对 IGBT 及旁路开关（可选）的控制。同时，控制板上还有各种单元故障检测电路，如过热检测、缺相检测、直流母线过压检测、电源故障监测、光纤故障监测、驱动故障检测等，这些故障信号经过故障编码逻辑电路编码后，由光纤（XS3）发送回控制器，实现故障保护（接口板输出故障保护跳闸及故障报警指示）和故障记忆（人机界面显示故障原因、时间、位置，并保存） 。控制板上
26、的控制电源直接取自直流母线（通过 XS1） ，经过开关电源的隔离和变换后得到所需控制电源。因此，高压电源失电后，控制电源并不会立即消失，控制板上的电源指示灯经过几分钟后才能熄灭。这种取电方式可以确保高压电源瞬时停电跟踪功能的实现。北京合康亿盛科技有限公司第 17 页 共 89 页图 2.8 单元控制板原理图图 2.9 为单元驱动板原理图。驱动板用于产生 4 个 IGBT 的驱动信号，并将 IGBT 的故障信号反馈到单元控制板。驱动板通过端子 XS5 与控制板端子 XS6 相连，其中 L 控制左桥臂上的 Q1、Q3 两个IGBT，R 控制右桥臂上的 Q2、Q4 两个 IGBT，Q1、Q3 和 Q
27、2、Q4 通过反相器互锁；INHB 为 IGBT 禁止信号；DR 为 IGBT 的故障信号，反馈回控制板用于单元保护。驱动板上的电源来自控制板，其中+15V 电源被隔离成 4 路电源，分别用于 4 个 IGBT 的驱动。XS15V+-高 压 控 制 电 源 +15VCGND过 压 检 测(0)(直 流 电 压 输 入 )28缺 相 检 测(交 流 电 压 输 入 690VAC1XS4接 收 )253发 送 故 障 编 码 逻 辑接 收 解 码 LR/INHBYPAS电 源 故 障 光 纤 故 障XS8常 闭单 元 过 热 检 测 XS611234567890GNDVC+RL/IHBCD隔 离
28、驱 动 13KUP+-XS72高压变频器用户手册第 18 页 共 89 页图 2.9 单元驱动板原理图2.3 控制系统控制系统由控制器，IO 接口板和人机界面组成，各部分之间的联系，如图 2.10HIVERT 变频器控制系统结构图所示。控制器由三块光纤板，一块信号板，一块主控板和一块电源板组成，各板之间通过母线底板连接，如图 2.11 所示。光纤板通过光纤与功率单元传递数据信号，每块光纤板控制一相的所有单元。光纤板周期性向单元发出脉宽调制（PWM）信号或工作模式。单元通过光纤接收其触发指令和状态信号，并在故障时向光纤板发出故障代码信号。信号板采集变频器的输出电压、电流信号，并将模拟信号隔离、滤
29、波和量程转换。转换后的信号用于变频器控制、保护，以及提供给主控板数据采集。主控板采用高速单片机，完成对电机控制的所有功能，运用正弦波空间矢量方式产生脉宽调制的三相电压指令。通过 RS232 通讯口与人机界面主控板进行交换数据，提供变频器的状态参数，并接受来人机界面主控板的参数设置。XS5161234567890234GNDVC+RL/INHBD DRC/ETGN125M驱 动 控制 模 块 1XSL+V-L+L+DG驱 动 控制 模 块 2VVL-RC/ETN125M驱 动 控制 模 块 3XS3R+V-DRC/ETGN125M驱 动 控制 模 块 4XS4R-V隔 离 电 源 1L+VG-+
30、15V 隔 离 电 源 3L+-GV隔 离 电 源 2R+VG-隔 离 电 源 4R-V+GGND北京合康亿盛科技有限公司第 19 页 共 89 页图 2.10 HIVERT 变频器控制系统图（10kV 系列）图 2.11 控制器连接图功 率 单 元10kV电 动 机单 元 A9单 元 8隔 离 变 压 器输 入 电 源 单 元 A2单 元 1单 元 B单 元 C9单 元 8单 元 C2单 元 1单 元单 元 B单 元 控制器输 出 电 流 检 测 输 出 电压 检 测 接 口 板信号 人 机界 面现 场 系 统，通讯协议信号输 入 电压 检 测 输入电流检测 主 控 板73214568732
31、145612098AP4信 号 板5电 源 板APAP1光 纤 板 2光 纤 板 3光 纤 板 COM1SYNVBCE+-PLOMURSTNGD+VICLA-UHOTBM+1VGND5-FREHUPWGIVABSYCM+15VGND-TLHOUERYPLCTSFCNAB3YS9INTCM+5VGDRL46AB7189AB8P7521HES3NBACYS9INTAM+5VGDRL46BC7289BC8P7521HES3NBYPS9INTM+5VGDRL4A6BC789BC87521HESNDRVLNB9ABNIHTM+5VGD1BFUOWPUYF监 视 器3底 板高压变频器用户手册第 20 页
32、共 89 页485+1-D+5V1AIF2REST23GNN液晶显示屏 502-JM1XS5XS12345678910234516XS4120监视器控制板键盘 1199电源AD采集 模拟量 DC通讯接口板通讯 主控通讯0-2m转换 成5V输出采集 模拟量 转换 成输出 复位+VGNDS0234675DOWNUPETAL-+RG/()8图 2.12 人机界面原理图人机界面为用户提供友好的全中文操作界面，负责信息处理和与外部的通讯联系，可选上位监控而实现变频器的网络化控制，人机界面由主控板、电源板、液晶显示屏和触摸键盘组成，见图2.12。通过主控板和 IO 接口板通讯来的数据，计算出电流、电压、功
33、率、运行频率等运行参数，提供表计功能，并实现对电机的过载、过流告警和保护。通过 RS232 通讯口与主控板连接，通过 RS485通讯口与 IO 接口板连接，实时监控变频器系统的状态。人机界面主控板上还有两个模拟输入通道，可以接收 0-10V 或 4-20mA 模拟信号，一路用于频率或闭环运行时的给定量模拟设定，另一路用于接收来自现场变送器的压力或流量等信号。北京合康亿盛科技有限公司第 21 页 共 89 页图 2.13 接口板原理图IO 接口板用于变频器内部开关信号以及现场操作信号和状态信号的逻辑处理，增强了变频器现场应用的灵活性。IO 接口板有处理 2 路模拟量输入和 2 路模拟量输出的能力
34、，模拟量输入用于处理模拟设置时的设置信号和来自现场的流量、压力等模拟信号，这两路信号通过处理后送到人机界面进行模数转化；模拟输出量是运行频率和输出电流。接口板还对单元柜温度、输入电流和输入电压的进行采样，并计算出输入功率。GNDTI+15V284015485+1-DVGNAIF485+2-RESTXS23XS236EGND2318XS4567CNXS2367910PEGND2015463XS378902 XT146 357913571923572931PE测温板 组件W柜门 采集温度 电压信号 转换成 -0mA电流信号系 统 复 位高 压 分 断待 机 指 示故 障 指 示运 行 指 示控 制
35、 器 就 绪控 制 器 使 能控 制 器 复 位控制器 监视器 屏蔽接地 公共端 电流输入(4-20mA)电压输入1V电压输入 电流输入 重故障 输出 断开 有效重故障 输出 闭合 有效频率 到达75?DCS通讯模拟速度 反馈模拟速度 给定公共端 屏蔽接地 T+-485+2- 合闸信号分闸信号运行 指示故障 指示高压 指示EGND频 工 投 切V15外 部 复 位高 压 分 断高 压 分 断紧 急 停 机速 度 1模 拟 正 启 (停)电流输出 电压输出 公共端 公共端 电压输出 电流输出EGND输出频率输出电流P屏蔽接地 屏蔽接地246802468046804XT21357913571923
36、93468024680468768+15VKM46KM12超 温 跳 闸过 热 报 警 /V转换 (0-5) KM3DGN电压综合 0-5V输入高压检测电流 互感器 CT,温控仪 电源 接口板 通讯接口-单 元 柜 行 程 开 关 柜温检测-变 压 器 柜 行 程 开 关 模 拟 反 启 停备 用 (闭合分闸)IGNDF远 程 启 停速 度 2速 度 3速 度 4速 度 5IACVI 电压综合隔离/I转换隔离 转换AFDGN 备用HC/JMT5HC/PM高压变频器用户手册第 22 页 共 89 页变频器对外接线如图所示： ABC三 相 高 压 输 入 电 源 /L123LN单 相 20V控 制
37、 电 源 REFWD正 转 /停 止备 用紧 急 停 机 STOP1速 度 1速 度 5ED54速 度 4速 度 3速 度 223RST外 部 复 位 OF HV485-+OF HVNRUEADYPWVUCM高 压 分 断 IM 3AIVFAVOCM模 拟 电 压 给 定模 拟 电 流 给 定模 拟 给 定 公 共 端 三 相 感 应 电 动 机输 出 频 率 模 拟 电 压 输 出输 出 频 率 模 拟 电 流 输 出输 出 频 率 公 共 端通 讯 +信 号通 讯 -信 号 高 压 就 绪故 障 报 警运 行高 压 合 闸 允 许高 压 分 闸模 拟 反 馈 公 共 端模 拟 电 流 反
38、馈模 拟 电 压 反 馈 CIM输 出 电 流 公 共 端输 出 电 流 模 拟 电 流 输 出输 出 电 流 模 拟 电 压 输 出频 工 投 切工 频 投 切 频 率 到 达锁 相 成 功S重 故 障 输 出重 故 障 输 出图 2.9 变频器总的系统图北京合康亿盛科技有限公司第 23 页 共 89 页3 硬件构成HIVERT 变频器典型排列图如图 3.1，主要由下列几部分组成： 变压器柜 控制、单元柜单元柜柜顶安装有离心式风机，用于带走柜内产生的热量。柜与柜之间通过柜体侧立拄由 M10 螺栓连接。图 3.1 变频器排列图(GA!)高压变频器用户手册第 24 页 共 89 页3.1 变压器
39、柜变压器柜内装有为功率单元提供三相电源的移相变压器，防护等级 IP30。变压器采用强制风冷，在柜顶上装有离心式风机，在绕组下部装有 6 个干式变压器专用侧吹式风机，风机电源均取自变压器380V 辅助绕组，柜顶风机不受控，柜底风机由温控仪控制启停。柜门上还装设有干式变压器温度控制仪，巡检变压器三相绕组的温度，并提供三个温度点设置和三个开关量输出，用于控制和保护，分别为柜底风机启动温度及常开点输出、报警温度及常开点输出、跳闸温度及常开点输出。柜门内侧装有行程开关，当柜门打开时告警。变压器柜前后均有进风口，并装有方便拆卸的过滤网。变压器和底座用螺钉连接成了一个整体，便于运输和安装。柜体吊环仅用于吊装
40、变压器柜，不能用于带变压器的整体吊装。当需要整体吊装时，必须通过叉车孔，或者打开柜顶盖板由变压器吊装孔吊装。图 3.2 变压器柜（GA1）正面变压器柜内还装输入电压和电流检测装置，其中输入电压检测电阻板安装在左侧板上；电流互感器安装在变压器原边中性点连接处，A、C 相各一个。对于 6kV 变频器，变压器正面右侧是副边绕组接线区域，与功率单元的三相输入电缆连接；正面下部为 380V 辅助绕组接线，为冷却风机提供电源，并为控制系统提供热备用电源；高压进线在背面上部，高压输入电缆从底部（通过地沟）或侧面（如果配有旁路柜）进入变压器柜；背面下部为原边中性点连接处，共有 6 个接线柱，分别为 X1、X2
41、、Y1、Y2、Z1、Z2，用于+5%电压调整，X2、Y2、Z2短接时额定输入电压为 6kV，X1、Y1、Z1 短接时，额定输入电压为 6.3kV。6kV 变压器柜正面开门，背面为盖板方式。北京合康亿盛科技有限公司第 25 页 共 89 页6kV 变压器图 3.3 6kV 变压器6 380V 高压变频器用户手册第 26 页 共 89 页10kV 变压器图 3.4 10kV 变压器对于 10kV 变频器，变压器正面右侧和背面左侧是副边绕组接线区域，与功率单元的三相输入电缆连接，接线柱与电缆的标号要一一对应；正面下部为 380V 辅助绕组接线，为冷却风机提供电源，并为控制系统提供热备用电源；高压进线
42、在背面上部，高压输入电缆从底部（通过地沟）或侧面（如果配有旁路柜）进入变压器柜；背面下部为原边中性点连接处，共有 6 个接线柱，分别为X1、X2、Y1、Y2、Z1、Z2，用于+5%电压调整，X2、Y2、Z2 短接时额定输入电压为 10kV，X1、Y1、Z1 短接时，额定输入电压为 10.5kV。10kV 变压器柜正面和背面均为开门方式。6 5 4 380V 北京合康亿盛科技有限公司第 27 页 共 89 页3.2 控制/单元柜控制/单元柜用于安装控制系统和功率单元，简称单元柜，防护等级为 IP30。控制系统主要包括：安装于二次室内的控制器、接口板，安装在柜体前门上的人机界面系统。单元柜内安装的
43、设备还包括： 220V 隔离变压器，安装在二次室内的接口板后。 380V 隔离变压器，安装在二次室内的接口板后。 整流电源板，安装在隔离变压器底座上。 输出电压检测电阻，安装在靠近高压输出一次室的风道内。 输出电流检测霍尔元件，A 、C 相各一个，安装在单元串联 Y 接中性点。 单元件侧板和单元电阻板，安装在风道内。 高压输出接线铜排，安装在高压输出一次室内。 控制电源及单元柜冷却风机电源开关，安装于二次室底部。功率单元采用强迫风冷，集中通风的方式，集中风道顶部安装有数量不等（根据变频器容量而定）的离心式引风机。功率单元运行过程中所产生的热量传导到散热器上，经柜门过滤网进入的冷风流经散热器后将
44、热量带到集中风道，再经引风机排到柜外。可选柜外风道，直接将柜内热空气排到室外，以降低室内环境温度。6kV 系列图 3.5 6kV 单元柜柜内布置6kV 单元柜内安装的功率单元从上到下分成三组，分别为 A 相、B 相和 C 相。每相单元从右向左高压变频器用户手册第 28 页 共 89 页排列，如 A 相单元从右到左分别为 A1、A2、A3、A4、A5。单元下端通过快熔接变压器副边输出三相隔离电源，额定电压 690V，单元上端为单相输出，每组的五个单元由铜排串联成一相，并且将每相的第一个单元短接，组成三相 Y 接，每相的第五个单元输出接变频器输出接线柱，即为变频器三相输出，额定电压 6kV。Y 接
45、中性点的 A、C 两相分别安装有输出电流检测用霍尔元件。功率单元安装在导轨上，由两个 M8 的螺钉与导轨固定。单元柜后部为集中通风道，冷空气通过前柜门过滤层，流经单元散热器，把功率单元内产生的热量带到后部通风道，由柜顶离心风机将热空气排到单元柜外。柜门外装有过滤网，用于阻挡粉尘进入单元内部，过滤网中的滤芯可以在关门状态下拆卸，便于在运行过程中更换。柜门内侧装有行程开关，用于柜门连锁，柜门打开时将发出告警。二次室位于背面右侧上方，安装有控制器、接口板、电源开关、用户接线端子等。一次室位于背面右侧下方，变频器输出从此接线。在运行过程中，一次室柜门严禁打开。10kV 系列10kV 变频器每相 9 个
46、功率单元串联，为了压缩柜体宽度，单元采用前后排列方式。如图 3.6 所示，柜内正面每相有四个单元，从右往左排列，如 A 相从右到左分别为 A1、A2、A3、A4。正面右侧上方为图 3.6 10kV 单元柜柜内布置二次室，安装有控制器、接口板、电源开关等，用户二次接线端子也布置在二次室内。单元/控制柜背面每相有 5 个单元，同样从右往左排列，如 A 相从右到左分别为 A5、A6、A7、A8、A9。同相的 9一 次 室 C98765BBA56789C1234BA321二 次 室霍 尔 元 件北京合康亿盛科技有限公司第 29 页 共 89 页个单元由铜排或电缆串联，并且三相的第一个单元短接成 Y 接
47、中心点，三相的第九个单元即为变频器的三相高压输出，高压输出接线柱在一次室内，一次室位于正面右侧下方。功率单元额定电压640V，变频器的额定输出电压为 10kV。功率单元安装在导轨上，由两个 M8 的螺钉与导轨固定。通风道在柜体中间，冷空气通过前、后柜门过滤层，流经单元散热器，把功率单元内产生的热量带到中间的通风道，由柜顶离心风机将热空气排到单元柜外。输出电压检测板和单元检测板均安装在通风道中。柜门外装有过滤层，用于阻挡粉尘进入单元内部。柜门内侧装有行程开关，用于柜门连锁，柜门打开时将发出告警。6kV 和 10kV 系列操作人机界面均安装在单元柜右柜门上方，如图 3.7 所示。人机界面下方是“系
48、统复位”按钮及“高压分断”自锁按钮。触摸屏上方有“高压指示”灯、 “运行指示”灯和“故障指示”灯。控制系统由 220VAC 和高压主电源双路供电，以保证运行过程中220VAC 电源出现故障时变频器能继续工作。光纤板连接与单元通讯的光缆，一块光纤板对应其中一相的单元。电源板为控制器本身提供工作电源。图 3.7 单元柜正面3.3 功率单元功率单元（简称单元）安装在单元柜内，由螺钉固定在安装导轨上。柜内的所有单元具有完全相同的电气和机械参数，可以互换。单元的三相输入接主变压器的二次输出，并由熔断器保护；单相输出串联后，一端与其他两相短接成星点，一端输出到电机。单元内有独立的控制板和驱动板，工作电源取
49、自主回路中的直流环节，采用开关电源，正常工作电压范围为 450VDC1250VDC。驱动板用于驱动 IGBT 和单元旁路中的可控硅，控制板通过光纤与系统中的光纤板通讯。光纤是单元与主控系统的唯一连接，因而实现了单元与主控系统的完全电气隔离。高压变频器用户手册第 30 页 共 89 页卸下单元与导轨的固定螺钉、输入电缆、输出铜排和光纤接头后，就完全将单元与单元柜分离了，并可以将其从导轨上取下。单元安装的步骤则与之相反，将单元放到导轨上，往里轻推至极限位置，拧紧固定螺钉，接好输入电缆和输出铜排，插上光纤接头。变频器停电后，单元内仍可能存在危险电压。因此一定要等待 LED 熄灭后，方能卸下光纤接头，分离单元；如果要对单元内部操作，则必须要等电容完全放电后才能进行。图 3.8 功率单元图功率单元型号因变频器电压等级和容量而不同，型号含义如下：例如 HPU690/077 代表额定输出电压 690V，额定输出电流 77A 的功率单元。光 纤 接 口 单 元 输 出三 相 输 入 散 热 器L12XTRRST固 定 螺 孔快 熔电 源 指 示 灯额 定 输 出 电 流 （ A）额
