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KC2000系列高压变频调速系统

更新:2015-4-13 16:16:35??????点击:
  • 品牌:???科川
  • 型号:???KC2000
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产品介绍
一、产品介绍
1、KC2000系列变频调速系统特点
1.1高效率、无污染、高功率因数
  • KC2000系列高压变频调速系统采用的是功率单元串联的高-高方案,采用了多绕组高压移相变压器,二次侧绕组中流过的电流,在变压器一次侧叠加时,形成非常逼近正弦波的电流波形。经过实际测试,50Hz运行时,网侧电流谐波 <2%,电机侧输出电压谐波<1.5%(即使在40Hz时,仍然<2%),?#21830;?#35013;置的效率>97%,功率因数>0.96。完全满足了IEEE519-1992对电压、电流谐波含量的要求;
  • 通过采用自主开发的专用PWM控制方法,比同类的其它方法可进一步降低输出电压谐波1~2%。
  • 1.2先进的?#25910;系?#20803;旁路运行(专业核心技术)
  • 为了提高系统的可靠性,整个变频调速系统中考虑了一定的输出电压裕量,并在各功率单元中增加了旁路电路。当某个功率单元出现?#25910;?#26102;,可以自动监测?#25910;?#24182;启动旁路电路,使得该单元不再投入运行,同时程序会自动进行运算,调整算法,使得输出的三个线电压仍然完全对称,电机的运行不受任何影响;
  • 以6kV高压变频调速系统为例,每相有6个单元时,预置好?#38382;?#24403;某一相中有2个功率单元出现?#25910;?#26102;,?#25910;系?#20803;将自动旁路,系统仍然可以满负荷运行;即使某一相中所有6个单元?#25910;希?#20840;部被旁路,系统输出容量仍可高达额定容量的57.7%。这种控制方法处于国际先进,国内领?#20154;?#24179;,将大大提高系统的可靠性。
  • 1.3高性能的控制技术
  • KC2000系列高压变频调速系统率先实现了简?#36164;?#37327;控制技术,可以实现恒转矩快速动态响应,并且具有加、减速自适应功能,即可根据运行工控?#38382;?#30340;实?#26159;?#20917;,自动调整加、减速时间,在不超过最大?#24066;?#30005;流的情况下,快速达到设定频率或转速。同时,系统可以自动识别电机转速,用户可以不考虑电机目前的运行状态,电机不需要停止运行时,可直?#37038;?#29616;电机的启动、加速、减速或停?#20849;?#20316;;
  • KC2000系列高压变频调速系统还可以实现反馈能量自动限制功能。
  • 1.4高可靠性
  • 控?#39057;?#28304;可实现外部220V供电和高压电源辅助供电双路电源自动切换,同时配置了UPS,即使两路电源都出现?#25910;?#26102;,控制系统仍然可以工作足够长的时间,控制整个系统安全停机,发出报警,并记录?#25910;?#26102;的所有状态?#38382;?
  • 高压主电路与低压控?#39057;?#36335;采用光纤传输,安全隔离,使得系统抗干扰能力强;
  • 当单元?#25910;?#25968;目超过设定值,系统可自动切换到工频运行(自动旁路柜);
  • 移相变压器有完?#39057;?#28201;度监控功能;
  • 独特的功率柜风道设计,主要发热元件都靠近或处于风道中,散热效果好,保证了系统承受过载的能力;
  • 抗电网电压波动能力强,当电网电压在-15%~+15%范围内波动时,系统可以正常工作;对于功率单元,在电压-25%~+20%范围内变化时,都可正常工作。
  • 1.5其它特点

  • ?#25910;?#33258;诊断能力强,监测系统中所有主要?#38382;?#21450;接口信号;
  • 全中文操作界面,基于Windows操作平台,10.4英寸彩色液晶触摸屏,便于就地监控、设定?#38382;?#36873;择功能,调试操作简单,友好,显示内容丰富;
  • 内置PLC可编程控制器,易于改变和扩展控制逻辑关系,并且安全可靠;
  • 系统具有标准的计算机通讯接口RS232或RS422、RS485,可方便的与用户DCS系统工控系统组态建立整个系统的工作站,进一步提高系统的自动化控制程度,实现整个工控系统的全闭环监控,从而获得更加完?#39057;摹?#21487;靠自动化运行;
  • 单元模块化结构,维修简单,所有单元可以互换,备件少;
  • 先进、及时、迅捷、永远?#38750;?#23436;美的售后服务体系。
  • 二、KC2000系列变频调速系统原理
    KC2000系列高压变频调速系统组成部?#32844;?#25324;变压器柜、功率柜、控制柜及旁路柜(可选),如图2.1所示。
    图 KC2000串联H桥高压变频调速系统典型组成部分
    图中主要示意系统的组成部分,具体到各系列产品的实际安装方式,可能有所区别。?#32469;?#26159;针对800kW以下的系列产品,采用了优化设?#21697;?#26696;,不但保证了整个系统的可靠性,而且更加紧凑,降低了对用户的安装空间的要求。(功率柜的数量随装置的具体的容量而不同)
    图2.2是串联H桥式高压变频调速系统功率电路(6串/相)原理图,以输出6kV,每相6(6kV产品也可能每相5个单元串联,对于10kV,每相8或9个单元)。图中6 kV电网电压直接给移相变压器供电,移相变压器二次侧有18个独立的三相低压绕组。每一个三相低压绕组给一个低压单相变频器(称为H桥,或功率单元)供电,其电路图如图2.3所示。在图2.2给出的例子中,输出到电机的三相中,每一相由6个功率单元串联,三相共18个功率单元,即可输出三相对称,电压、频率都可调的变压、变频电源。最高输出电压为6 kV,频率50Hz,可直接驱动6kV的三相异步电动机。变频器输出10kV电压,功率柜增加每相功率单元的串联个数即每相8单元或9单元。
    图2.2 串联H桥高压变频调速系统功率电路(6串/相)原理图
    图2.3 H桥单个功率单元内部电路原理图
    2.1旁路柜构成:
    旁路柜为可选件,用户可以不采用旁路柜,高压输入和输出线通过变压器柜和功率柜中的接线端子进行连接。如果采用旁路柜时,可选择“一拖一?#34987;頡?#19968;拖二”控制方式,还可选择手动旁路或自动旁路控制方式,相应地,旁路柜的构成也不相同。
    手动旁路方式的旁路柜主要由真空接触器、隔离刀闸构成,如图2.4所示,在使用时可进行变频运行和工频运行的手动切换。在高压变频装置检修时,旁路隔离刀闸闭合为高压电机从电网直接提供高压电源,不影响用户的使用;而变频隔离刀闸断开,具有明显的物理?#31995;悖?#21487;保障检修人员的人身安全。旁路隔离刀闸与变频隔离刀闸间具有机械互锁功能,可?#32321;?#24037;频回路与变频回路不会同时导通。真空接触器用于预充电回路。
    图2.4 手动方式的旁路柜
    自动方式时的旁路柜主要包括真空接触器、隔离刀闸等设?#31119;?#22914;图2.5所示,可以不需要人工操作,通过控制柜的可编程序控制器(PLC)自动进行控制,并在系统出现?#25910;?#26102;,把变频器输出到电机的三相输出自动?#35856;?#24182;切换到电网直接供电,不会导致系统停机。自动旁路方式的旁路柜内配置隔离刀闸QS1、QS2。在正常情况下刀闸闭合,变频器检修时断开,具有明显物理?#31995;悖?#20445;障检修人员的人身安全。
    图2.5 自动方式的旁路柜
    2.2变压器柜构成:
    变压器柜内主要为高压隔离移相变压器。以6kV高压变频调速系统为例,当采用1700V级的IGBT时,功率柜中每相由5或6个功率单元组成。这些单元皆由隔离移相变压器二次侧供电,且二次侧依次相差一个相位差,可实现多重化串联整流。在移相变压器的一次侧中,各折算的二次侧电流叠加后,其电流波形非常逼近正弦波,因此对电网的谐波干扰非常小,完全满足国际、国内包括IEEE 519-1992和GB/T14549-93在内各种标准的要求。同时,也改善了系统的功率因数。变压器柜中同时包括温度监测控制器的测温点(其温控器安装在变压器柜内),它实时循环监测各相绕组的温度,当温度高于预定设置值时,启动变压器柜底部的6个横流风机进行散热。同时,变压器温度监控器会及时在变压器?#25910;?#26102;,?#30740;?#24687;立即反馈给控制柜,保证了变压器的可靠运行。
    2.3功率柜构成:
    功率柜是变频器功率主电路核心的部分,它由多个完全相同的功率单元组成,各功率单元的输出电压串联叠加后组成输出到电机的三相电压。功率单元中的主功率器件为IGBT,所采用的IGBT耐压为1700V级的IGBT。
    以6kV-6单元的高压变频器调速系统为例,当采用1700V的IGBT时,每相中包含6个功率单元,而每个功率单元的输出电压为交流577V,则相电压为6×577,即3464V,相应的,其线电压为6kV。
    若所设?#39057;?#35013;置为10kV变频调速系统,采用的器件也是1700V级的IGBT,则每相中包含8或9个功率单元。
    通过采用?#21496;?#26377;自主知识产权的优化PWM(脉冲宽度调制)控制技术,使得输出到电机的电压波形非常接近正弦波,谐波含量小,dv/dt小,无需额外增加滤波器,可以直?#37038;?#20986;到普通异步电动机,且对变频器到电机的电缆长度没有要求。功率单元和控制柜之间通过高速可靠的光纤进行通信,可有效避免电磁干扰,提高系统的可靠性。
    2.4控制柜构成:
    控制柜是整个高压变频调速系统的核心,它根据用户在本地或远程的操作和设置,并采集系统中电压、电流模拟量,?#26696;?#24320;关量,进?#26032;?#36753;处理和计算后,决定并控制各功率单元的动作,进一步驱动电机,满足输出要求。
    控制柜中包括不间?#31995;?#28304;UPS、?#19979;?#22120;、可编程逻辑控制器PLC、DSP 控制板、IO板、光纤板、液晶操作人机界面及控制?#30913;ァ?#24320;关等。其中,所有的计算在 DSP 控制板中进行。控制核心为专业设?#39057;?#21452;DSP(数?#20013;?#21495;处理器),并辅之以FPGA(现场可编程门阵列)和CPLD(复杂可编程逻辑器件),变频器采用了它们不但可进行高速运算,实现复杂的控制功能,而?#19968;?#22823;大简化了控?#39057;?#36335;的设计,提高了控制系统的可靠性。
    三、KC2000系列变频调速系统性能指标
    输入
    主回路电压/频率
    3相3 kV 、6kV、10kV,45~55Hz
    控制回路
    单相220V,50Hz/60Hz
    变动容许值
    电压?#28023;?0%(输入移相变压器有±5%?#26576;?#22836;);电压失衡率:<3%,频率:±10%
    输入功率因数
    > 0.95 (>20%额定负载)
    输出
    适用电机(kW)
    200~8000(6kV) 250~10000(10kV)
    额定容量(kVA)
    300~10000(6kV) 350~125000(10kV)
    额定电压(3相)
    3kV、6kV、10kV
    电流过载能力
    120% 额定负载1?#31181;櫻?50%,3秒;180%,立即保护
    输出频率
    0.5~120Hz
    运行控制特性
    变频器效率
    > 0.97 (额定负载时)
    控制方法
    高性能转差自动补偿的VVVF控制,简?#36164;?#37327;控制
    最高频率
    50~120Hz
    基本频率
    20~60Hz
    起动频率
    0.5~20Hz
    频率?#30452;?#29575;
    模拟设定:0.1%;数字设定:0.01Hz
    频?#31034;?#24230;
    模拟设定:±0.5%最高频率;数字设定:±0.1%最高频率
    加减速时间
    0.5~3600s 可选择
    电压频率特性
    基频以下恒V/F,基频以上恒功率
    频率设定
    数字面板操作或模拟设定(4~20mA),上位机通讯设定
    结构
    防护等级
    IP20,其他等级可定制
    整体结构
    多柜式
    冷却方式
    顶部风扇强制风冷
    输出
    信号
    继电器输出
    250VAC 12A/50VDC 1A
    开路集电极输出
    24VDC,最大100mA,输出阻抗30~35Ω
    模拟表校准
    50.0~200.0%(最小单位:0.1%)
    模拟表输出
    4~20mA
    保护
    变频器输入过压、欠压保护,变频器过流保护,变频器输出短?#32321;?#25252;,输入变压器过热保护,功率单元直流过压、欠压保护及过温保护,功率单元通讯失败保护,变频器过压、过流失速保护,控?#39057;?#28304;?#25910;?#20445;护等等。
    使用环境
    工作温度: 0℃~+45℃
    储存温度: -40℃~+70℃
    相对湿度: 5%~90%(无凝露)
    海拔高度: <1000米,1000米以上降额使用
    安全规范
    高压变频器可靠接地,可能触及的金属?#32771;?#19982;外壳接地点处的电阻不大于0.1?#31119;?#33021;够承受按相应开关算出的短路电流冲击(40kA以上),接地点有明显的接地标志。高压变频器柜内装屏蔽?#20540;?#38450;止电击的保护设施。

    四、科川变频调速系统系列型号?#24471;?

    五、KC2000系列变频调速系统适用范围
    1、电力工业:锅炉给水泵、送风机、引风机等。
    2、采矿行业:矿井的排水泵和排风扇等。
    3、冶金行业:高炉鼓风机、炼钢制氧机、除尘机等。
    4、石化行业:大型输油泵、化工生产的压缩机等。
    5、城市建设:自来水供水泵、集中空调压缩机等。
    总之,在电力、矿山、冶金、化工、交通等各个领域中采用大功率风机、水泵类机械中,如果采用KC2000系列变频调速系统进行调速控制,取代传统的机械控制方法都可以取得相当显著的节能效果。
    六、KC2000系列变频调速系统规格?#38382;?
    表1 KC2000-06系列产品
    产品型号
    KC2000-
    10-0630
    KC2000-
    10-0900
    KC2000-
    10-1400
    KC2000-
    10-1800
    KC2000-
    10-2500
    KC2000-
    10-3500
    KC2000-
    10-5000
    KC2000-
    10-8000
    KC2000-
    10-11200
    KC2000-
    10-12500
    适配电机功率(kW)
    500
    710
    1120
    1400
    2000
    2800
    4000
    6300
    9100
    1000
    适配变压器
    容量(kVA)
    630
    900
    1400
    1800
    2500
    3500
    5000
    8000
    11200
    125000
    电压(8单元)
    6000/690V×24+6000/400V
    (6000/690Vx24+6000/400V)x2
    电压(9单元)
    6000/630V×27+6000/400V
    (6000/630Vx27+6000/400V)x2
    适配功率单元型号
    KCG035
    KCG050
    KCG080
    KCG100
    KCG150
    KCG200
    KCG300
    KCG450
    KCG350
    KCG450
    额定输出电流(A)
    35
    50
    80
    100
    150
    200
    300
    450
    660
    800
    整机外形尺寸
    (宽/深/高,mm)
    5400x1200x2550
    7300x1200x2550
    7070x2750x1300
    7180x2950x1500
    14360x2950x1500
    重量
    4.0T
    5.0T
    6.0T
    6.5T
    7.4T
    8.0T
    8.8T
    10.8T
    17.6T
    26T
    更多产品
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