400kva变频电源技术方案

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1、 1 400kVA 变频电源技术方案 变频电源技术方案 VPX-04005A41EW室外移动式室外移动式 一、变频电源设备的使用及性能设计要求 一、变频电源设备的使用及性能设计要求 根据贵方美国产 E-3000 钻机变频装置技术方案及要求要求，该变频电源设备满足如 下的基本使用性能要求： 输入电压为三相 500V-690V60Hz 工业用电源； 额定输出电压为三相 400V50Hz 稳频稳压电源； 输出电源制式为三相四线制； 负载容量为 315kW； 设计工作海拔为 2000m； 变频电源输出 400V 侧的额定线电流为：315kW0.81.732400V568A； 变频岸电电源设备是在室外现

2、场使用，需安装在专为该设备设计制造的密封保温移动 舱内，有关移动舱的设计详情见下节 400kVA 变频电源设备移动舱方案； 变频电源设备在环境温度-25至 50的情况下能满负荷长时间 24 小时不停工作； 执行标准：中国有关低压成套配电设备标准及电源质量标准及国家相关标准及行业相 关标准； 二、400kVA 变频电源设备选型 二、400kVA 变频电源设备选型 根据上述数据资料的要求，经我司反复核算，并考虑到 高海拔系统降容等问题，拟选用安装 1 套我司生产的 VPX-04005A41EW 系列变频电源设备， 并安装在我司专为该 变频电源设备而特别设计制造的移动密封舱内，把输入为三 相 500

3、V-690V/60HZ 的钻机用电源变换为三相 400V50HZ 的稳频稳压高质量电源，对营房空调等用电设备进行非常可 靠的电源供电。我司保证该设备的选型完全满足上述的各项 要求及该设备所有通用的技术规格及要求。 三、400kVA 大功率变频电源设备性能介绍 三、400kVA 大功率变频电源设备性能介绍 VPX-04005A41EW 系列变频电源是我司专为客户量身 定造的高性能变频电源设备。它是专门针对高温、高湿、高 腐蚀性、大负荷冲击等恶劣使用环境而特别设计制造的大功 率 60HZ 变频电源设备。其核心重要部件逆变器采用美国 2 伊顿电气集团生产的 EATON/Westinghouse SP

4、X9000 系列高性能矢量控制电源专用变频器作 为整体逆变单元，配合我司独创的逆变器输出端三阶正弦滤波技术生产而成。美国伊顿公司是 全球领先的工业产品制造商， 是世界 500 强企业， 1994 年伊顿收购了西屋电气 （Westinghouse） 的输配电和控制部门，在电力控制、电能管理、电源质量和工业自动化产品与服务上领先全球。 EATON/Westinghouse SVX9000 系列高性能矢量控制电源专用变频器是当今世界上最优 秀的逆变器之一，其逆变电路采用了最先进最成熟的逆变技术和最优质的元器件，其设计平均 无故障运行时间（MTBF）大于 500,000 小时。具有很高的可靠性及承受电

5、流冲击能力，其产 品除应用于变频电源行业外，还广泛应用在港口起重机械、石油钻井平台、煤矿开采等重要工 业领域。 除逆变器外， VPX 系列变频电源设备的主回路均采用无源器件，同样具有极高的稳定性 及可靠性，完全满足高性能、高稳定性的电源供电要求。 我司生产的 VPX 系列大功率变频电源设备与国内其它同类变频电源产品有所不同， 主要区 别有如下几点： ? 高性能和高可靠性 变频电源设备的性能、 可靠性主 要取决于逆变器的性能和质量。 VPX 系列变频电源设备的整体逆变单元 采用美国伊顿电气集团的 SVX9000 系列高性能矢量控制电源专用变频 器， 该变频器由美国伊顿电气集团生 产，并基于 SV

6、X9000 系列高性能变 频器的基础上， 结合变频电源应用的 特点而特别设计生产的大功率变频 电源专用变频器。既溶合了美国西屋 Westinghouse 公司在电源方面的世界尖端技术优势，又 具有伊顿 EATON 电气在变频器制造方面的优势，从而确保变频器的性能、质量、可靠性、售 后服务等各个方面具有世界领先水平。 ? 先进三阶正弦滤波技术 VPX系列变频电源设备采用我司具有自主知识产权研发生产的逆变器输出端三阶正弦波滤 波器技术。该滤波器采用独立滤波形式。逆变器输出的 SPWM（正弦脉宽调制）波经三阶正弦 滤波后变成纯正的正弦波。对于三相三线输出系统可取消输出变压器，从而大大减小输出电路 的

7、短路阻抗，提高起动大功率电机的能力及带复杂负荷的能力；而对于三相四线输出系统虽然 输出端安装输出变压器，但由于经三阶正弦滤波后输出变压器的输入电压已是正弦波，其变压 3 器的短路阻抗可做得较小（小于 3） ，所以与国内其 它生产厂家的正弦滤波都是采用仿效 UPS 的输出变压 器输出端并联电容进行正弦滤波的低成本形式是不同 的。 国内其它生产厂家的正弦滤波都是利用增大输出变 压器的漏感在变压器输出端并联电容来进行滤波， 这样 造成输出变压器的短路阻抗很大（大于 15） ，当大电 流冲击时变压器的压降很大，不利起动较大功率的电 机，同时由于输出阻抗较大，当输出电流变化较大时引 起输出电压闪变幅度较

8、大不利输出电压的稳定， 而且由 于输入到变压器的电压波形不是正弦波， 造成输出变压 器的温升较高（一般温升达 120）和噪音较大，对变 压器寿命不利。 该形式的滤波效果与负载性质有较大关 系，当负载为感性负荷时其滤波效果较差，所以该形式只适用于小功率和单一负载性质的场合， 不适合大功率和修造船厂复杂负载及需经常起动大功率电机的应用场合。 1、1、 VPX-04005A41EWVPX-04005A41EW变频电源主电路框图 变频电源主电路框图 600V 400V 60Hz 50Hz 稳压 PI 反馈控制 输 入 开关 Eaton 变频器 降 压 变 压器 正弦滤波 器 输出开关 隔 离 变 压器

9、 2、2、 VPX-04505A41EW 变频电源设备主要性能指标VPX-04505A41EW 变频电源设备主要性能指标（已考虑高海拔降容） 额定输入电源线电压频率为：600V（500V-690V）/ 60Hz（47Hz-63Hz）三相五线 制工业电源。 （100满负荷或超负荷运行时，输入交流电压不应低于额定电压，否则 变频电源输出稳压性能及额定容量有所下降。 ） 电源输入功率因素： 0.95 输入电流总谐波失真度 THDi 35（100负荷） 额定输出线电压为：三相 400V（三相四线制） 输出电压稳压率：静态 1V；动态 1（0100梯跳式负荷） 100负荷突加减时输出电压有效值瞬间变化：

10、 5，并且在 0.5 秒内恢复到额定 输出电压值 4 额定输出频率为：50Hz（精度 0.01HZ） 输出频率稳定度： 0.01%（0100负荷变化时输出频率不变） 额定输出线电流为：580A（400V 侧） 额定输出功率容量为 400KVA （400V 侧） 变频电源过载能力（1 分钟10 分钟）为 870A（400V 侧） 硬件保护瞬间峰值电流（跳闸保护）为 1500A（400V 侧） （注：变频电源设备允许在输出额定功率容量的情况下 24 小时不间断长时间运行；允许 每相隔 10 分钟有 1 分钟 870A（400V 侧）的过载电流冲击，并且输出稳频稳压特性不变； 当输出电流达到硬件保护

11、瞬间峰值电流值时 （1500A） ， 变频电源设备反时限跳闸保护， 而 且不会对设备造成任何的破坏。 ） （注：变频电源设备允许在输出额定功率容量的情况下 24 小时不间断长时间运行；允许 每相隔 10 分钟有 1 分钟 870A（400V 侧）的过载电流冲击，并且输出稳频稳压特性不变； 当输出电流达到硬件保护瞬间峰值电流值时 （1500A） ， 变频电源设备反时限跳闸保护， 而 且不会对设备造成任何的破坏。 ） 变频电源整体效率 90（100负荷） 输出电压波形总谐波失真度 THDu 1（空载） 输出电压波峰系数 CF1.40.1（空载） 对输入输出电源有完善的缺相、过压、欠压、过流、短路、

12、超温等保护功能， （保护阀 值任意设定）考虑对不同船舶的用电负荷的控制，当输出负荷容量达到一任意设定值 时发出预报警信号，以便控制用电负荷。 通过变频电源输出智能表可对输出电源的频率、三相电压平均值、三相电流平均值、 三相线（相）电压、三相线电流、三相不平衡度、有功功率、无功功率、功率因素等 参数显示并对有功功率电度、 无功功率电度进行统计计量。 （显示和计量精度为0.5级） 3、3、 主要部件选型 主要部件选型 ? 逆变单元 选用美国伊顿电气集团生产的 EATON/Westinghouse SVX9000 系列 690V 级别高性能矢 量控制电源专用变频器，变频器的额定输入电压级别为 500

13、V；额定连续输出电流为 650A；1 分钟过载电流为 885A；2 秒钟最大过载电流为 1062A。额定连续输出功率容量为 585kVA。型 号为 SVX500A0-4A2N1 ? 滤波降压变压器 采用我司研发的变频电源专用滤波降压变压器。额定功率容量为 400KVA，额定输出电压 为 500V，额定输出电流为 650A。短路阻抗 3，绝缘级别为 F 级。硅钢片采用 0.3mm 高导 5 磁晶粒取向硅钢片，采用真空压力浸渍漆绝缘处理工艺；钢类部件采用镀锌并变压器整体喷涂 高温防护漆。 另外，如果条件允许建议输入变压器采用 12 脉冲变压器。可消除系统 11 次以下的输入谐 波电流，其总输入谐波

14、电流 THDi 12，不会对电源产生谐波干扰，属于绿色环保产品。 ? 正弦滤波器 选用我司具自主知识产权研发生产的逆变器输出端三阶正弦滤波器。该滤波器采用独立滤 波形式，电抗器采用箔式绕制工艺，整体真空压力浸渍漆绝缘处理，绝缘级别为 H 级。额定工 作电流为 650A。安装 3 台专用散热风机。 ? 输出隔离变压器 采用我司研发的变频电源专用输出隔离变压器。额定功率容量为 400KVA，额定输出电压 为 400V，三相四线制。短路阻抗 3，绝缘级别为 F 级。硅钢片采用 0.3mm 高导磁晶粒取 向硅钢片，采用真空压力浸渍漆绝缘处理工艺；钢类部件采用镀锌并变压器整体喷涂高温防护 漆。 ? 输入

15、开关 输入主隔离开关选用 630A 施耐德 NS-800 断路器，带延伸旋转操作手柄装置。 ? 输出开关 输出保护开关选用 630A 施耐德 NS-800 断路器，带延伸旋转操作手柄装置。 ? 柜体 柜体为重载型标准框架式拼装机柜，3 柜体结构。 （分别为输入开关柜、逆变单元柜和输出 开关柜）门及侧板采用 2.0mm 冷轧钢板成型工艺，表面喷塑处理，并用 10#槽钢做底座与移动 舱形成整体。柜内一次回路的连接采用套色标铜排或 RV 多股软电缆。柜体散热装置采用特别设 计的底部管道式冷气散热系统。逆变单元柜内安装工作照明灯。所有电器安装严格按照 EMC 标 准及我国有关低压配电柜标准。整体外型尺

16、寸为 2200（高）3800（宽）1500（深） 。 四、质量保证 四、质量保证 我司 VPX 系列变频电源设备系统的设计和主要部件的选型均采用技术非常成熟的通用产 品，不存在任何设计和制造风险。我司提供的变频电源设备及工程安装服务保证符合我国及国 际有关电源质量标准及我国低压成套配电设备标准和规范，完全满足贵司设备使用要求。我司 对该变频电源设备及工程安装服务实行免费保用一年。 在保修期内， 提供全天候 24 小时 “随传” 6 电话服务以及 24 小时现场技术响应服务，即我方在收到设备故障申报后在 2 小时内不能通过 电话联系修复故障，则我方技术人员在 24 小时内到达现场处理故障。保修期满后，我