变频器

柔性低频交流输电技术是采用可关断电力电子器件和模块化多电平拓扑的新型输电技术。因兼具工频交流输电和柔性直流输电的优点,该技术在远距离输电、海上风电送出及城市电网相关领域得到了广泛关注。在详细介绍柔性低频交流输电的基本工作原理和系统结构的基础上,对其技术特点及相关领域的应用研究现状进行了梳理总结。最后,就柔性低频交流输电需重点研究的系统接入技术、变频器主电路拓扑、控制与保护系统、谐波与电能质量分析、主设备低频适应性等关键技术进行了展望。

随着经济全球化的发展，矿山企业需通过矿山信息化、智慧化建设缓解日趋激烈的市场竞争压力。自2007年提出“两化融合、走新型工业化道路”至2020年《煤炭工业“十四五”发展意见》，可以看到国家的政策正致力推动我国智慧矿山建设和发展进程。矿山用带式输送机存在距离长设备多、耗电量大、运输皮带容易纵向撕裂等问题，且皮带机组管理操作复杂，人员管理不易到位，导致经常需要停产换带，井下人员安全事故频发进而造成的煤炭资源流失，损失较大。宁夏广天夏电子科技有限公司开发的基于视觉分析的矿山智能综合管理平台，将物联网、机器视觉与工业控制技术相结合，利用智能机器视觉分析设备、PLC设备，通过变频器、电机等可执行调速机构构建一个智能化、多功能、全天候的动态综合安全管理平台，可助力实现矿山智能高效安全生产。

基于高压变频器平台开发的一种能够分时实现变频调速和电能质量治理的技术，具备变频运行和无功补偿两种工作模式，根据现场运行需求，既可以实现对电机的变频调速控制，也可以实现对电网的无功补偿。

本技术报告介绍了国内外光伏发电现状和前景以及低电压穿越的性能要求和检测方法；研究了电网常见故障类型及电压矢量的故障响应特性，研究了电压跌落发生装置的不同实现方式；研制了适用于光伏逆变器低电压穿越性能检测的“短路发生器”和“交流变频器”两种低电压穿越检测装置；提出了光伏逆变器低电压穿越检测流程规范；根据文中提出了“短路发生器”型检测装置关键设备的计算方法搭建了真实的检测模型，并完成了光伏逆变器低电压穿越性能的检测。起草 IEC 标准《光伏并网逆变器低电压穿越测试规程》，目前该标准已正式颁布执行。

近年来，我国年工业生产总值不断提高，但是能耗比却居高不下，高能耗比已成为制约我国经济发展的瓶颈，为此国家投入大量资金支持节能降耗项目，其中高压变频调速技术已越来越广泛的应用在各行各业，它不仅可以改善工艺，延长设备使用寿命，提高工作效率等，最重要的是它可以“节能降耗”，这一点已被广大用户所认可，且深受关注。从1998年开始，利德华福人通过一年开发，一年开局试验，一年市场考验，其研发制作的HARSVERT-A系列高压变频调速系统，完全具有自主知识产权，适合国内电网特性，符合国内用户使用习惯。该系列高压变频调速系统自2000年投入国内市场后，在市政供水、电力、冶金、石油、石化、水泥、煤炭等行业陆续投入运行。由于安装便捷、操作简单、运行稳定、安全可靠、维护方便，并在节能、节电、省人、省力、自动控制、远程监控等方面效果显著，以及优异的产品性价比和周到的服务，受到用户的广泛欢迎。

电力生产中，发电机组厂用电绝大部分消耗在像凝结水泵这样的使用高压交流电机的大容量辅机中。现阶段节能改造中，将凝泵机组由工频运行改为变频运行，通过调节变频器的输出频率改变电机的转速，达到调节出口流量的目的，节能降耗效果十分明显。不过，随着变频技术的推广与应用，凝泵变频技术存在着一些新的隐患与问题，较多凝泵采用变频技术后在某些转速下会有振动增大的现象，由于凝泵泵体轴系较长，凝泵等立式水泵电机上部所反映的振动一般仅为泵轴底部叶轮、口环等处振动的1/5~1/4.因此，当凝泵电机上部振动超标时，其泵轴下部振动将呈倍数关系的放大，振动超标的情况下长期运行将导致轴承、叶轮等部分偏磨等故障，严重时可能造成泵轴弯曲、机组跳闸等恶性事故。对设备的安全稳定运行和经济性能产生很大的影响，同时影响机组深度调峰过程的机组经济性和安全性。 目前常用的降振措施包括动平衡和加支撑，动平衡方式只能一定程度上降低不平衡激振力，共振峰值仍然存在；而加支撑方式常常会导致泵轴、口环、机封等部分结构的偏磨，导致设备的异常，这两者都只是抑制了共振，并没有从源头消除共振问题。因此，研究一种能够方便、快捷实施的振动抑制方案来保证设备运行安全，提高深度调峰过程中凝泵的可靠性和节能效果，显得尤为必要。

用电力测功系统取代传统的水力测功器或电涡流测功器， 将机械能转化为电能，并通过并网形式回馈至电网。电力测功系统中配置的电机与被测设备柴油机机械连接，电机与变频器电气连接，由变频器控制电机运行于转矩或转速模式，模拟被测设备柴油机的负载，实现对柴油机的测功功能，在此过程中，柴油机将驱动电机旋转，利用电机将柴油机的机械能转换为电能，再通过变频器整流逆变回馈电网，实现试验过程中能量的回收。

电路采用三电平或称中点箝位拓扑结构，不但能输出较高电压，而且能降低输出电压谐波成分和电压变化率dv/dt，输出波形良好。输出端采用三相RLC低通滤波器，将变频器输出的三相SPWM波滤成正弦波，有利于保护电机。采用先进的高速DSP和CPLD芯片作为主控器件，保证变频器的稳定运行。易于操作的人机界面可实现各种参数的设置及运行状态的监控。载波频率高，达到9.5KHz，有利于改善波形，降低噪声。不受电网波动影响，电机侧电压稳定。增加低频启动电压可以补偿线路损耗，适应远距离传输（最远达3000m以上）。保护功能齐全。设有过压、欠压、硬件过流、2倍过流、过载、欠载、温升过高及失速等保护，并配有电机保护仪，变频器一旦保护，会立即保存故障数据，便于查找分析，有效保护变频器及电机。