摘要：随着我国国民经济的良性发展，陆续实施了一些体量大、技术复杂的机电工程，在机电工程中使压了大量的高压变频器来拖动机电设备。高压变频器为高、精的电子设备，具有技术复杂、制造精度高、涉及专业多等特点，高压变频器的质量对于机电工程的安全运行有着直接影响。本文对高压变频器在实际应用中设计、制造、安装、调试进行了一些论述。
关键词：高压变频器；设计；制造；安装；调试
对于高压变频器，关系到整个机电工程能否稳定运行、能否节能降耗。在实际应用中，存在有一些设计人员责任心不高和素质低的问题、安装人员责任心不到位的问题，这一些因素导致高压变频器在实际应用中存在各种问题。为使我国的国民经济能够良好发展、节能降耗，就要及时采取一些措施来解决上述问题，从而达到预期的效果、减少资源的浪费，从而使能源可以合理的利用。
本文通过“东莞市东江与水库联网供水水源工程B4标（沙角、泰岗圩泵站变频调速装置及其附属设备）”项目在执行过程中存在的问题，以供货方的角度对高压变频器从设计、制造、安装、调试及验收过程中需关注的要点进行论述。
一、设计阶段：
设计阶段分为了解用户需求、初步设计、详细设计、定稿等四个阶段。
1、了解用户需求阶段：通过和业主的交流，搞清楚项目背景、项目所在地的气象资料、控制要求、被控制电机的数量、功率、效率、功率因数等一手资料。沙角取水泵站设备功率2600kW/6kV、泰岗圩加压泵站设备功率2800kW/6kV各5台水泵。详细如下：
（1）沙角取水泵站设计流量30m3/s，共安装5台立式定桨抽芯式混流泵（4用1备），配套5台三相交流异步变频电动机。水泵设计扬程26.0m，单泵流量7.5m3/s。异步电动机电压等级6KV，额定转速424r/min，单机配套功率2600kW，总装机容量13.0MW，水泵与电动机采用直联传动方式。
（2）泰岗圩加压泵站设计流量30m3/s，共安装5台立式定桨抽芯式混流泵（4用1备），配套5台三相交流异步变频电动机。水泵设计扬程28.77m，单泵流量7.5m3/s。异步电动机电压等级6KV，额定转速424r/min，单机配套功率2800kW，总装机容量14MW，水泵与电动机采用直联传动方式。
（3）泵站的泵组必须进行扬程调节；沙角、泰岗圩供站单台泵的流量调节范围不小于4.52～7.5m3/s；在供水流量范围内，变速范围在100％～50％；泵组年运行小时≥2518h；泵组在运行过程中发生断电时，泵组可能发生大于额定转速l.2倍的倒转转速。
根据上述需求，对变频器性能要求较高，经多方对比，初步规定了高压变频器需具有以下功能：适配现场负载各种工况的变频调速装置、变频调速装置的输出频率范围为0～120Hz、变频调速装置的调速范围可以实现0-240%平滑无级调速、变频调速装置具有飞车启动功能，在泵反转的时候可以搜索电机当前转速并拖动电机到额定频率。
2、初步设计阶段：在熟悉项目的基本情况后组织相关专业进行初步设计，在初步设计评审过程中，发现对于高压变频器的散热设计存在一定的问题。原设计时考虑的是空调散热，而二个泵站空调装机功率分别高达400KW左右，在实际运行中是很不现实的，造成大量的能源浪费。因此问题比较特殊，待业主、设计方等相关单位做调查后在详细设计阶段解决。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆初步设计阶段需关注以下问题：
（1）高压变频器的设计方案；
（2）讨论设计计算的保证值；
（3）整流侧及逆变侧设计方案的审定；
（4）直流中间环节原理的审定；
（5）变频器及输入变压器的保护设计方案的审定；
（6）变频器，机组测温与机组LCU接口通信协议的讨论；
（7）审查制造商外购件的生产厂家，并审查有关生产厂家的生产资质，及有关产品合格证；
（8）讨论有关外围设备的接口；
（9）需要讨论的其它问题。
3、详细设计阶段：针对高压变频器散热问题，业主、设计等相关单位做了大量的调研工作，提出了三种方案，分别是：强制风冷、水冷、空水冷。根据本项目的实际情况，水泵输送的介质为东江水，水源充足，水质能达到技术要求，综合考虑能耗及环保问题，推荐“空水冷”方式来解决高压变频器的散热问题。相关人员会同设计院、业主、监理、制造商等相关人员经过充分论证各方案的优、缺点，综合考虑本项目的实际情况最终确定采用“空水冷”的方式。详细设计阶段需关注以下问题：
（1）计算机接口的确认；
（2）备品备件和专用工器具；
（3）高压变频器安装程序；
（4）高压变频器安装和维护介绍；
（5）需要讨论的其它问题（色板、防腐等），产品到货时间和地点；
（6）需要讨论的其它问题。
4、定稿阶段：最终高压变频器设计型号为：沙角取水泵站：HARSVERT－A06/320；泰岗圩加压泵站：HARSVERT－A06/350，制造商为北京利德华福电气技术有限公司。功率模块内部关键器件IGBT采用进口知名品牌德国英飞凌产品（原西门子）、三相桥采用德国西门康产品、电容器采用日本NIPPON产品；控制器件PLC选用西门子。所采用元器件均经过严格的入厂检验，性能优良、质量先进可靠。
二、制造阶段：
1、因本项目为东莞市的重点项目，为确保高压变频器的制造质量，相关人员会同监理单位进行了监造。在监造过程中，发现因导线太粗而无法穿过电流互感器，经现场和技术人员确认并经监理单位批准对其实施了技术改进，并现场形成文件由相关单位签字确认交由监理单位保管。
2、工厂试验：外观检查，绝缘电阻测量，绝缘强度试验，整流器和逆变器功能试验，冷却系统试验，输入变压器提供相似设备的型式实验报告，继电保护装置试验，控制、保护、测量回路模拟动作试验，电流互感器和分压电阻特性试验，控制模块试验，仿真试验（小功率传输试验），隔离开关试验，输出频率调节范围、稳定精度试验，输出电压及其不对称度试验，板级高低温循环试验，所有板级调试检验，功率模块/控制单元（老化），功率模块满载，整机/系统检验，系统强电试验。
三、安装阶段：
1、发货阶段：高压变频器属于高、精的电子设备，对于现场安装环境要求特别高。根据现场实际情况，在发货时采取分开发货，即把功率模块暂不安装在高压柜上，每台设备进行真空包装以保证质量。在现场安装时先安装柜体，在要进行调试前10天拆开真空包装以做安装。
2、安装阶段：按机械安装、电气安装的顺序进行施工，要求接地电阻不大于4Ω。
四、调试及验收阶段：
1、控制系统调试：严格按调试前准备工作、送控制电、参数设置、功能参数设置、模拟量量程设置、控制系统调试、模拟带高压调试的顺序进行。高压调试：严格按上高压前检查、高压送电实验、投入运行的顺序进行。
2、验收：验收前编写验收方案，包括：验收项目、验收标准，验收实施办法等。现场验收：设备调试合格交采购人试用7天无问题后即验收合格。
结语：
设计、制造、安装、调试等对于高压变频器在实际应用来说是非常重要的，只有不断的加强全过程管理，才能实现稳定运行，发挥最大效益
论文作者:蒲宇
论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/11
标签：变频器论文; 高压论文; 泵站论文; 阶段论文; 功率论文; 水泵论文; 转速论文; 《基层建设》2017年第24期论文;