发表于：2009/9/11 15:43:12
#0楼
高压变频器经过十多年的发展，已被越来越多的用户所接受，不过在变频器电压等级和容量选择上，可能存在一些误区，这里把自己的一些经验总结与大家一起分享。
选择过高电压等级的弊端
选择过高的电压等级造成投资过高，回收期长。电压等级提高了，电机的绝缘必须提高，这样会使电机价格增加。电压等级的提高，使变频器中电力半导体器件的串联数量加大，成本上升。
可见，对于200～2000千瓦的电机系统，如果采用6、10千伏电压等级是不经济、不合理的。
变频器容量与整流装置相数的关系
变频器装置投入6千伏电网必须符合国家有关谐波抑制的规定。这和电网容量与装置的额定功率有关。
短路容量在1000兆伏安以内，1000千瓦装置12相（变压器副边双绕组）即可，如果24相功率就可达2000千瓦，12相基本上消除了幅值较大的5次和7次谐波。
整流相数超过36相后，谐波电流幅值降低不显著，而制造成本过高。如果电网短路容量2000兆伏安，则装置容许容量更大。
使用低电压等级更经济
从电力电子器件特性及安全系数方面考虑电压等级的必要性，受电力电子器件电压及电机允许的dv/dt限制，6千伏变频器必须采用多电平或多器件串联，造成线路复杂，价格昂贵，可靠性差。
对于6千伏变频器若是用1700伏IGBT，以美国罗宾康6千伏系列高压变频器为例，每相由5个额定电压为690伏的功率单元串联，三相共60只器件。若是用3300伏器件，也需3串共30只器件，数量巨大。
另一方面装置电流小，器件的电流能力得不到充分利用，以560千瓦为例，6千伏电机电流仅60安培左右，而1700伏的IGBT电流已达2400安培，3300伏器件电流达1600安培，有大器件不能用，偏要用大量小器件串联，极不合理。即使电机功率达2000千瓦，电流也只有140安培左右，仍很小。
国外的中压变频器有多个电压等级，如1.1、2.3、3、4.2、6千伏等，它们主要由电力电子器件的电压等级所确定。
输出同样功率的变频器，使用较高电压或较多单元串联所花的代价大于用较低电压、较少数量而电流较大单元的代价，也就是说，在器件电流允许条件下应尽可能选用低的电压等级。
隔离变压器问题
为了隔离、改善输入电流及减小谐波，现在所有的中压“直接变频”器都不是真正的直接变频，其输入侧都装有输入变压器，这种配置短时间内不会改变。既然输入侧有变压器，变频器和电机的电压就没有必要和电网一样，非用10千伏和6千伏不可，功率2500千瓦以下电压可以不超过3千伏，因此就有了变频器和电机的合理电压等级问题。
200～800千瓦以下的变频调速宜选用380伏或660伏电压等级。它线路简单，技术成熟，可靠性高，dv/dt小，价格便宜。仍以560千瓦电机为例，630千瓦、660伏的低压变频器约35万元，而同容量6000伏中压变频器约90万元。实现的方法有低—低，低—高，高—低和高—低—高等几种形式。由于电机、变压器的价格远低于变频器，即使更换电机、变压器也合理。
3.5千伏变频器如何与6千伏高压电机配套
传统的6千伏高压电机是已投产的主要产品，为了推广3.5千伏变频器不可能再花钱更换电机，作者提出一个简便方案，以供参考。
制造厂原有6千伏电机一般均为星形接线，其相绕组承受实际电压为3468伏，故只要将绕组改接成三角形，其他不变。配3.5千伏变频器就把变频器电压从6千伏下降到3.5千伏，可见4.5千伏器件不串联就可承受3千伏耐压。如果用1.7千伏器件3串即可。而我国目前30兆瓦机组最大电机2500千瓦采用3.5千伏电压完全合理。
对电网谐波污染的防治措施
从实用角度整流桥组成12相整流可消除5、7次谐波已基本满足电网谐波要求。因此400～800千瓦采用12相整流即可，1000～2500千瓦采用24相也可以符合要求。
选择过高电压等级的弊端
选择过高的电压等级造成投资过高，回收期长。电压等级提高了，电机的绝缘必须提高，这样会使电机价格增加。电压等级的提高，使变频器中电力半导体器件的串联数量加大，成本上升。
可见，对于200～2000千瓦的电机系统，如果采用6、10千伏电压等级是不经济、不合理的。
变频器容量与整流装置相数的关系
变频器装置投入6千伏电网必须符合国家有关谐波抑制的规定。这和电网容量与装置的额定功率有关。
短路容量在1000兆伏安以内，1000千瓦装置12相（变压器副边双绕组）即可，如果24相功率就可达2000千瓦，12相基本上消除了幅值较大的5次和7次谐波。
整流相数超过36相后，谐波电流幅值降低不显著，而制造成本过高。如果电网短路容量2000兆伏安，则装置容许容量更大。
使用低电压等级更经济
从电力电子器件特性及安全系数方面考虑电压等级的必要性，受电力电子器件电压及电机允许的dv/dt限制，6千伏变频器必须采用多电平或多器件串联，造成线路复杂，价格昂贵，可靠性差。
对于6千伏变频器若是用1700伏IGBT，以美国罗宾康6千伏系列高压变频器为例，每相由5个额定电压为690伏的功率单元串联，三相共60只器件。若是用3300伏器件，也需3串共30只器件，数量巨大。
另一方面装置电流小，器件的电流能力得不到充分利用，以560千瓦为例，6千伏电机电流仅60安培左右，而1700伏的IGBT电流已达2400安培，3300伏器件电流达1600安培，有大器件不能用，偏要用大量小器件串联，极不合理。即使电机功率达2000千瓦，电流也只有140安培左右，仍很小。
国外的中压变频器有多个电压等级，如1.1、2.3、3、4.2、6千伏等，它们主要由电力电子器件的电压等级所确定。
输出同样功率的变频器，使用较高电压或较多单元串联所花的代价大于用较低电压、较少数量而电流较大单元的代价，也就是说，在器件电流允许条件下应尽可能选用低的电压等级。
隔离变压器问题
为了隔离、改善输入电流及减小谐波，现在所有的中压“直接变频”器都不是真正的直接变频，其输入侧都装有输入变压器，这种配置短时间内不会改变。既然输入侧有变压器，变频器和电机的电压就没有必要和电网一样，非用10千伏和6千伏不可，功率2500千瓦以下电压可以不超过3千伏，因此就有了变频器和电机的合理电压等级问题。
200～800千瓦以下的变频调速宜选用380伏或660伏电压等级。它线路简单，技术成熟，可靠性高，dv/dt小，价格便宜。仍以560千瓦电机为例，630千瓦、660伏的低压变频器约35万元，而同容量6000伏中压变频器约90万元。实现的方法有低—低，低—高，高—低和高—低—高等几种形式。由于电机、变压器的价格远低于变频器，即使更换电机、变压器也合理。
3.5千伏变频器如何与6千伏高压电机配套
传统的6千伏高压电机是已投产的主要产品，为了推广3.5千伏变频器不可能再花钱更换电机，作者提出一个简便方案，以供参考。
制造厂原有6千伏电机一般均为星形接线，其相绕组承受实际电压为3468伏，故只要将绕组改接成三角形，其他不变。配3.5千伏变频器就把变频器电压从6千伏下降到3.5千伏，可见4.5千伏器件不串联就可承受3千伏耐压。如果用1.7千伏器件3串即可。而我国目前30兆瓦机组最大电机2500千瓦采用3.5千伏电压完全合理。
对电网谐波污染的防治措施
从实用角度整流桥组成12相整流可消除5、7次谐波已基本满足电网谐波要求。因此400～800千瓦采用12相整流即可，1000～2500千瓦采用24相也可以符合要求。
