EHE-T系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)是安徽頤和新能源科技股份有限公司和中華人民共和國教育部光伏系統(tǒng)工程研究中心（合肥工業(yè)大學(xué)）開發(fā)和生產(chǎn)的高壓交流電機調(diào)速裝置。該系統(tǒng)采用的是單元串聯(lián)多電平技術(shù)，高速雙DSP全數(shù)字化控制。可實現(xiàn)完美無諧波輸出，消除了絕大部分的諧波電流。其輸入輸出諧波完全滿足IEEEStD.519-1992和GB/T14549-2002《電能質(zhì)量，公用電網(wǎng)諧波》標(biāo)準(zhǔn)，無需安裝輸入輸出濾波器便能使電網(wǎng)免受諧波干擾，適配各種通用三相異步電機。
系統(tǒng)原理
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
EHE-T系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)見圖3.1，由移相變壓器、功率單元和控制器組成。
圖3.1 高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
功率單元結(jié)構(gòu)
每個功率單元結(jié)構(gòu)上完全一致，可以互換，其電路結(jié)構(gòu)見圖3.2，為基本的交-直-交單相逆變電路，整流側(cè)為二極管三相全橋，通過對IGBT逆變橋進行正弦PWM控制，可得到如圖3.3所示的波形。
圖3.3 單元輸出的PWM波形
輸入側(cè)結(jié)構(gòu)
輸入側(cè)由移相變壓器給每個單元供電，移相變壓器的副邊繞組分為三組，對6000V系列，構(gòu)成30脈沖整流方式；對10000V系列，構(gòu)成54脈沖整流方式；這種多級移相疊加的整流方式可以大大改善網(wǎng)側(cè)的電流波形，使其負(fù)載下的網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)接近1。
另外，由于變壓器副邊繞組的獨立性，使每個功率單元的主回路相對獨立，類似常規(guī)低壓變頻器，便于采用現(xiàn)有的成熟技術(shù)。
輸出側(cè)結(jié)構(gòu)
參見圖3.1和圖3.2。輸出側(cè)由每個單元的U、V輸出端子相互串接而成星型接法給電機供電，通過對每個單元的PWM波形進行重組，可得到如圖3.4所示的階梯PWM波形。這種波形正弦度好，dv/dt小，可減少對電纜和電機的絕緣損壞，無須輸出濾波器就可以使輸出電纜長度很長，電機不需要降額使用，可直接用于舊設(shè)備的改造；同時，電機的諧波損耗大大減少，消除了由此引起的機械振動，減小了機械應(yīng)力。
控制部分
控制器核心由雙DSP合理分工來實現(xiàn)，細(xì)致的布局和精妙的算法可以保證電機達到最優(yōu)的運行性能。
獨立的IO板，用于柜體內(nèi)開關(guān)信號的邏輯處理，以及與現(xiàn)場各種開關(guān)信號和模擬信號的協(xié)調(diào)，增強了系統(tǒng)的靈活性。并且IO板采用了先進隔離技術(shù)，濾除毛刺信號和干擾。
通訊器件采用FPGA、CPLD等大規(guī)模集成電路和表面焊接技術(shù)，系統(tǒng)具有極高的抗干擾能力和可靠性。
另外，控制器與功率單元之間采用光纖通訊技術(shù)，低壓部分和高壓部分完全可靠隔離，系統(tǒng)具有極高的安全性，同時具有很好的抗電磁干擾性能。
變頻器裝置介紹
總體結(jié)構(gòu)
變頻器從物理結(jié)構(gòu)上分為控制柜、功率柜、變壓器柜三大部分，在某些應(yīng)用場合中，可能好配置旁路柜、上位機.
對于不同用戶，隨變頻器容量大小以及出廠日期的不同，變頻器外觀會有所區(qū)別，這些區(qū)別主要體現(xiàn)在柜體外部風(fēng)格（顏色、濾網(wǎng)形式）、整體尺寸大小、控制柜正面寬度、風(fēng)機個數(shù)及通風(fēng)方式、液晶屏形式及安裝位置、功率單元的排列方式（橫排或豎排）、柜體布置（L型、一字型）等方面，但變頻器的幾個組成部分不會發(fā)生根本變化。
控制柜
變頻器控制柜主要有控制器、工控機、UPS、報警器、DC24V電源、控制電源開關(guān)、接線端子、液晶顯示器、操作按鈕等部分構(gòu)成。
對不同用戶，控制柜寬度可能不盡相同（600㎜或300㎜），顯示屏可能裝在正面、側(cè)面或功率柜上。
控制柜主要部分功能介紹如下：
報警器：
變頻器存在故障時，提供聲光報警。聲光報警可通過柜門的“報警解除”按鈕進行解除。變頻器出現(xiàn)重故障的情況下，報警是連續(xù)的。如果聲光報警是間斷的，則表明變頻器出現(xiàn)的是輕故障。
控制器：
為變頻器的核心，它接收和處理來自現(xiàn)場或遠(yuǎn)程的控制命令，產(chǎn)生每相各級功率單元的觸發(fā)脈沖，同時采集和處理所有功率單元反饋回來的故障信息。主控制器由３塊光纖板、１塊光纖通訊控制板、１塊主控制板、１塊電源板和１塊信號調(diào)整板構(gòu)成。
物理結(jié)構(gòu)上，主控制器采用標(biāo)準(zhǔn)的VME工業(yè)機箱，各印刷板采用插件方式，通過把手兩側(cè)的緊固螺釘固定在箱體上，由機箱底板相互交換信息。各控制單元板采用FPGA、CPL等大規(guī)模集成電路和表面焊接技術(shù)，系統(tǒng)具有極高的可靠性。
UPS:
UPS安裝于控制柜底部，當(dāng)外部提供的交流220V控制電源掉電時，繼續(xù)向變頻器提供電源，以保證變頻器的正常運行。對于EHE-T標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，UPS供電持續(xù)時間為30分鐘。如果發(fā)生控制電源掉電，變頻器立即提供報警信號，用戶必須在30分鐘內(nèi)恢復(fù)控制電源供電，否則變頻器將因控制電源失電而停機。
變頻器停機斷電時，如果切斷220V控制電源供電，則應(yīng)同時關(guān)閉UPS開關(guān)，否則UPS將因過度放電而損壞。
功率柜
功率柜主要用于安裝功率單元，按功率單元排列形式的不同，分橫列式和縱列式兩種。不論橫列式或縱列式單元柜，柜體總高度（含風(fēng)機和地腳槽鋼）為2570㎜，深度1200㎜，寬度隨功率不同而不同。在部分新產(chǎn)品中，控制柜可能和功率單元柜連接為一個整體。
功率單元柜主要由功率單元、風(fēng)機及附件、輸出電流互感器、接線端子等組成。
功率單元：
功率單元有臥式和立式兩種，通過滑軌放置在單元柜中，用螺栓和滑軌固定。每個功率單元通過輸入端子R、S、T連接變壓器的一組低壓繞組，通過輸出端子U、V用銅母排與同相相鄰功率單元串聯(lián)，通過光纖和控制系統(tǒng)通訊。在同一臺變頻器當(dāng)中，每個功率單元的機械尺寸、電路結(jié)構(gòu)和電氣性能都完全一致，可以互換。
功率單元的安裝與串聯(lián)
每個功率單元包括輸入端子（熔斷器座）、熔斷器、整流橋、電解電容、IGBT、直流均壓電阻（或均壓板）、控制板、驅(qū)動板、檢測板、電源板、溫度傳感器、輸出端子、散熱器、箱體等部分。 單元正面有紅色（L1）和綠色（L2）兩個指示燈，紅燈表示功率單元已經(jīng)上電，綠色表示功率單元內(nèi)部控制電源正常。變頻器高壓上電后，所有功率單元的綠燈和紅燈都應(yīng)該正常發(fā)光。設(shè)備高壓切除后，由于電容的儲能，功率單元的電力不能在短時間內(nèi)消失，紅綠燈將保持點亮一段時間，在這段時間內(nèi)，不能立刻對功率單元進行拆卸等工作，否則可能危及人身安全。
注意：變頻器上電但沒有啟動運行時，可以用萬用表測量各功率單元的輸入電壓，相互間不應(yīng)該有過大的偏差（在變壓器副邊電壓允許的誤差范圍內(nèi)）。啟動運行以后，由于各單元輸出電壓疊加，形成很高的相對電位，這時禁止簡單用萬用表對功率單元輸入電壓進行測量。
變頻器投入運行一段時間后，由于各種原因，輸入和輸出端子可能出現(xiàn)松動現(xiàn)象，應(yīng)注意停機進行檢查，以免發(fā)生不必要的故障。
功率單元柜按容量大小不同，頂部配有不同數(shù)量的風(fēng)機，小功率變頻器一般配單相的離心式風(fēng)機，由移相變壓器副邊的220V繞組供電；大功率變頻器一般配三相的風(fēng)機，由整流變壓器副邊的三相380V繞組供電；每個風(fēng)機單獨配置故障檢測，一旦有風(fēng)機損壞，故障繼電器開路，控制系統(tǒng)提供風(fēng)機故障檢測，一旦有風(fēng)機損壞，故障繼電器開路，控制系統(tǒng)提供風(fēng)機故障報警。有些情況下，由于檢修不小心等原因?qū)е鹿收蠙z測繼電器不良，或者安裝在變壓器柜中的風(fēng)機電源開關(guān)跳閘，即使風(fēng)機正常運行，變頻器仍然會報告風(fēng)機故障。
在目前的設(shè)計方案中，變頻器風(fēng)機向四周出風(fēng)，將熱風(fēng)散在室內(nèi)。如果用戶設(shè)計風(fēng)罩將熱風(fēng)收集并排出室外，應(yīng)注意風(fēng)罩不能封堵風(fēng)機的出風(fēng)口，同時應(yīng)為變頻器室設(shè)置入風(fēng)口，并進行灰塵過濾。
在功率柜與變壓器之間有一部分專門為接線而設(shè)計的空間，用于將功率單元輸入端和移相整流變壓器副邊繞組出線相連。用戶應(yīng)定期檢查這些轉(zhuǎn)接螺栓的松緊情況，防止接線松動、打火、螺栓發(fā)熱或斷裂的情況發(fā)生。
變壓器柜
變壓器柜主要由移相變壓器、溫度控制器、冷卻風(fēng)機、電壓互感器、電流互感器等部件構(gòu)成。在某些帶旁路柜的系統(tǒng)，電壓互感器可能安裝在旁路柜中。
移相變壓器有一組附加低壓繞組，給變壓器柜頂風(fēng)機、變壓器柜底風(fēng)機、功率單元柜風(fēng)機供電，同時配置相應(yīng)的控制開關(guān)。變壓器柜頂風(fēng)機和功率風(fēng)機在高壓上電后即處于運行狀態(tài)，變壓器柜底風(fēng)機的啟停受溫度控制器控制。如果環(huán)境溫度升高或變頻器負(fù)載加重致使變壓器溫度達到風(fēng)機啟動設(shè)定值，風(fēng)機會自動啟動。如果溫度繼續(xù)升高達到報警值，變頻器能夠提供變壓器超溫報警。如果溫度達到過熱保護設(shè)定，則變頻器提供跳閘保護。相反，如果環(huán)境溫度降低或變頻器負(fù)載減輕致使變壓器溫度下降到規(guī)定值，變壓器柜底風(fēng)機將停止運行，以延長風(fēng)機壽命和達到節(jié)能效果。
對于各種絕緣等級的變壓器，其溫度控制器參數(shù)設(shè)定值如下表所示：
具體到不同用戶的每套設(shè)備，北京頤和新能源公司技術(shù)人員會結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況適當(dāng)改變上表中的參數(shù)值，用戶日后恢復(fù)這些參數(shù)時，應(yīng)以現(xiàn)場投運時的設(shè)定值為準(zhǔn)。
以F級絕緣的變壓器為例，變壓器溫度控制器的參數(shù)簡易設(shè)定方法如下（細(xì)節(jié)可參考隨機提供的溫度控制儀使用說明書）：
LD—B10—10D溫度控制器過熱報警參數(shù)按如下步驟檢查和設(shè)定：
◎ 按SET，PV顯示—cd—,用↑或↓將SV顯示值修改為1005（參數(shù)設(shè)定密碼）；
◎ 按SET，PV顯示—ob—，用↑或↓將SV顯示值修改為80.0（風(fēng)機啟動目標(biāo)溫度）；
◎ 按SET，PV顯示—df—, 用↑或↓將SV顯示值修改5.0（風(fēng)機啟停回差值）；
即：溫度高于80+5=85℃時啟動風(fēng)機，溫度低于80-5=75℃時停風(fēng)機；
◎ 按SET，PV顯示—AH—, 用↑或↓將SV顯示值修改130.0(超溫保護值)；
◎ 按SET，PV顯示—AL—, 用↑或↓將SV顯示值修改110.0(超溫報警值)；
◎ 按SET,確認(rèn)修改后的參數(shù)值。
MA900-4FD08型溫度控制器過熱報警參數(shù)按如下步驟檢查設(shè)定：
持續(xù)按SET兩秒，進入?yún)?shù)設(shè)定模式
◎ 按CH鍵，把通道號調(diào)到A，使得設(shè)定值針對各個通道；
◎ 連按兩次SET，進入AL1（啟動風(fēng)機）值設(shè)定，用＜R/S、UP、DOWN對值進行調(diào)整；
◎ 再按SET，進入AL2(超溫)報警值設(shè)定，用＜R/S、UP、DOWN對值進行調(diào)整；
◎ 再按SET，進入AL3(過熱)報警值設(shè)定，用＜R/S、UP、DOWN對值進行調(diào)整；
持續(xù)按SET兩秒以上，返回顯示模式。
此外，變壓器柜還安裝有電壓檢測繼電器，一旦高壓上電，該繼電器從附加低壓繞組得電，節(jié)點閉合，通知控制系統(tǒng)變頻器處于高壓帶電狀態(tài)。如果在運行過程出現(xiàn)高壓實際上電而變頻器提示“高壓沒有就緒”時，請檢查該繼電器及其觸點和配線。
旁路柜
旁路柜的主要作用是在變頻器退出運行時，讓電機和機械設(shè)備直接掛接工頻電網(wǎng)運行。按照用戶要求的不同，旁路柜有手動旁路型、自動旁路無隔離型、自動旁路帶隔離型、一帶一、一帶多等多種形式。這里僅以最常見的一帶一手動旁路柜進行說明。如果不同用戶采用了不同形式的旁路柜，則在針對具體用戶的現(xiàn)場培訓(xùn)時做具體說明。 手動旁路柜主要由隔離刀閘、操作手柄、指示燈、電子鎖等組成，新型旁路柜產(chǎn)品還有帶電指示裝置。對于配置旁路柜的變頻器系統(tǒng)，到現(xiàn)場的高壓輸入輸出電纜都通過旁路柜連接，適應(yīng)旁路柜中一般還安裝有電壓互感器、避雷器等部件。
電子鎖用于實現(xiàn)隔離開關(guān)的電氣互鎖功能。操作方法如下：
◎ 持續(xù)按住電子鎖上的紅色按鈕，指示燈發(fā)光并有“嗞”的聲音，再向右拉出電子鎖左上的紅色手柄，隔離開關(guān)的手柄方可操作。
◎ 如果持續(xù)按住電子鎖的紅色按鈕，小紅色發(fā)光二極管不亮，也沒有“嗞”的聲音，表明操作順序不符合互鎖邏輯，該隔離開關(guān)目前不可操作。
◎ 各電子鎖可用鑰匙插入解鎖孔強行解鎖。
◎ QS2和QS3為機械互鎖，從機械結(jié)構(gòu)上保證QS2和QS3不會同時閉合。
EHE-T系列高壓變頻器的特點：
1.多級模塊串聯(lián)型變頻調(diào)速系統(tǒng)，直接3、6、10KV輸入，直接3、6、10KV輸出，無需輸出變壓器
2.輸入功率因數(shù)高，電流諧波少，無需功率因數(shù)補償/諧波抑制裝置
3.輸出階梯正弦PWM波型，無需輸出濾波裝置，可接普通電機，對電纜，電機絕緣無損害。電機諧波少，輸出線可以長達1000米
4.標(biāo)準(zhǔn)操作面板配置霍彩色液晶觸摸屏全中文窗口操作界面
5.功率電路模塊化設(shè)計，維護簡單；變頻器的功率開關(guān)器件和濾波電容器等主要元器件全部采用進口國外著名企業(yè)的產(chǎn)品
6.高壓主回路與控制器之間為光纖連接，以實現(xiàn)電壓隔離和防止干擾
7.完整的故障檢測電路，精確的故障報警保護
8.變頻器柜體設(shè)置有風(fēng)冷系統(tǒng)的防塵防蟲裝置便面采用靜電噴塑和絕緣處理
9.變頻器柜體內(nèi)設(shè)置有在線式UPS電源，以便于控制電源掉電時維持裝置正常運行，并可保證裝置完全停機
10 可靈活選擇現(xiàn)場控制和值班室遠(yuǎn)程控制
11.可接受和輸出0~10V/4~20mA工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信號
12.直接內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器，可開環(huán)、閉環(huán)運行
13.完整的通用變頻調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定功能
高壓變頻器技術(shù)參數(shù)
使用標(biāo)準(zhǔn)：GB/T12668
技術(shù)方案：多級模塊串聯(lián)，交直交，高高方式
對電動機要求：普通鼠籠式異步電機
額定輸入電壓（V）/允許變化范圍：3、6、10KV±10%
系統(tǒng)輸出電壓（V）/允許變化范圍：0-3KV，0-6KV，0-10KV
輸入頻率(HZ)/允許變化范圍：50HZ±10%
輸出頻率范圍(HZ):0-120HZ
對電網(wǎng)電壓波動的敏感性:+10%~-30%,主電源瞬時失電5個周期可滿載運行不跳閘,掉電3S內(nèi)不會停機
變頻調(diào)速系統(tǒng)效率:額定負(fù)載下>0.96
諧波：輸入電流<4%,輸出電流<2%
輸入功率因數(shù):0.95(>20%負(fù)載)
過載能力:120%一分鐘,150%立即保護
加減速時間:0.1到3000S
控制開關(guān)量輸入輸出:可按用戶要求擴展
運行環(huán)境溫度:0℃~40℃
貯存/運輸溫度:-40℃~70℃
冷卻方式:風(fēng)冷
環(huán)境溫度:<90%無凝結(jié)
安裝海拔高度:<1000米
防護等級:IP20
高壓變頻器應(yīng)用范圍：
火力發(fā)電—鍋爐引風(fēng)機,鍋爐送風(fēng)機,鍋爐給水泵,冷凝泵,灰渣泵，循環(huán)泵等
石油化工—油田注水泵，循環(huán)水泵，主管道泵，潛油泵，引風(fēng)機，鹵水泵，除垢泵等
冶金行業(yè)—引風(fēng)機，除塵風(fēng)機，除垢泵，泥漿泵等
供水行業(yè)—生活用水水泵，工業(yè)用水水泵等
污水處理行業(yè)—污水泵，凈水泵，清水泵等
水泥制造—吸塵風(fēng)機，冷卻風(fēng)機，爐窖送風(fēng)機，爐窖引風(fēng)機，除塵風(fēng)機等
造紙行業(yè)—打漿機等
制藥行業(yè)—清洗泵，制氧泵等