YBP高壓變頻調速係統采用直接“高-高”變換形式（shì），為單元串聯多電平拓撲結構（gòu），主（zhǔ）體結構由多組功（gōng）率模塊（kuài）串聯而成，從而由各組低壓疊加而（ér）產（chǎn）生需要（yào）的高壓輸出，它對電網諧波汙染小，輸入諧波畸變小於3%，直接（jiē）滿足IEEE519-1992的諧波抑（yì）製（zhì）標準，輸入功率因數高，不必采用輸（shū）入諧波濾波器（qì）和功率（lǜ）因（yīn）數補（bǔ）償裝置；輸出波形質量（liàng）好，輸出電壓諧波畸變小於2%，不存在諧波引起的電機附加發熱和轉（zhuǎn）矩脈動、噪音、輸出（chū）dv/dt、共模電壓等問題，不必加輸出濾波（bō）器，就可（kě）以使用（yòng）普通的異步電機，變頻裝置10KV輸出，每個係（xì）統（tǒng）共有24個功率單元，每8個（gè）功率單（dān）元串連構成一相（xiàng）。 

主回路控製

A.手動旁（páng）路（lù）櫃

旁路櫃中，共有3個高壓隔離（lí）開關（guān），為了確保不向（xiàng）變頻器輸出端反送電（diàn），K2與（yǔ）K3采用（yòng）電（diàn）磁（cí）互鎖（suǒ）操動機構，實（shí）現電磁互鎖。當K1、K3閉（bì）合，K2斷開時，電機變頻運行；當K1、K3斷開，K2閉合時，電機工頻運行，此時變頻器從高壓中（zhōng）隔離出來，便於檢（jiǎn）修、維護和調試（shì）。

旁路櫃必須與（yǔ）上級高壓斷路（lù）器（qì）DL連鎖， DL合閘時，絕（jué）對不允許操作旁路隔離開關與變頻輸出隔離開關，以防止出現（xiàn）拉弧現象，確保操作（zuò）人員和設備的安全。

1.      故（gù）障（zhàng）分（fèn）閘：將變頻器"高壓分（fèn）斷"信號（hào）與旁路櫃"變頻投（tóu）入"信號串聯後，並聯於（yú）高壓開關分閘回路。在（zài）變頻投入狀態下，當變頻器出現（xiàn）故（gù）障時，分斷變頻器高壓輸入；旁路（lù）投（tóu）入狀態（tài）下，變（biàn）頻器故障分閘無效（xiào）。

2.      保護（hù）：保（bǎo）持原有（yǒu）對電機的保護及其整定值不變（biàn）。

B.自動（dòng）旁（páng）路

變頻/工頻自動切換:

旁（páng）路櫃在變頻器進、出線（xiàn）端增加了（le）兩（liǎng）個隔離刀閘，以便在變頻器退出而電機運行於旁路時，能安全地進（jìn）行變頻器的故（gù）障處理或維護工作。

旁路櫃主要配（pèi）置：三個（gè）真空（kōng）接觸（chù）器（qì）（KM1、KM2、KM3）和兩個刀閘隔離開關K1、K2。KM2與KM3實（shí）現電氣（qì）互鎖（suǒ），當KM1、KM2閉（bì）合，KM3斷開時，電機變頻運行；當KM1、KM2斷開，KM3閉（bì）合（hé）時，電（diàn）機工頻（pín）運（yùn）行。另外，KM1閉合（hé）時，K1操作手柄被鎖死，不能操作（zuò）；KM2閉合時，K2操作手柄（bǐng）被鎖死，不能操作。

電機工頻運行時（shí），若（ruò）需（xū）對（duì）變頻器進行故障處理或維護，切記在KM1、KM2分閘（zhá）狀態下（xià），將隔離刀閘K1和K2斷開。

·合閘閉鎖：將（jiāng）變頻器（qì）“合閘允許”信（xìn）號（hào）串聯（lián）於KM1、KM2合閘回路。在（zài）變頻器（qì）故障或不就緒時，真空接觸器KM1、KM2合閘不允許；在KM1、KM2合閘狀態下，若變（biàn）頻器出現故障（zhàng），則“合閘允許”斷開，KM1、KM2跳閘，分斷變頻（pín）器高（gāo）壓輸（shū）入（rù）電源。

·旁路投入：將變（biàn）頻器“旁路（lù）投入”信號（hào）並（bìng）聯（lián）於KM3合閘回路。變頻運行狀態下，若變頻器（qì）出（chū）現（xiàn）故障且自（zì）動投入允（yǔn）許，或者需要將電（diàn）機（jī）從（cóng）變頻投入到工頻狀態運行（按下“工頻投切”按（àn）鈕），係統將首先（xiān）分斷變頻器（qì）高（gāo）壓輸入、輸出開（kāi）關KM1和（hé）KM2，經過一（yī）定延時後，“旁（páng）路投（tóu）入”閉合，即（jí）工頻旁路開關KM3合（hé）閘，電機（jī）投（tóu）入電（diàn）網工頻運行（háng）。

·保護：保持原有對電機的保護（hù）及其整（zhěng）定值不變。

功率單元：

每個功率（lǜ）單元分別由輸入（rù）變（biàn）壓器的一（yī）組副邊供電（diàn），功率單元之間（jiān）及變壓（yā）器二次繞（rào）組之間相互（hù）絕緣（yuán），二次繞組采用（yòng）星形（xíng）折邊接法（fǎ），實現多重化（huà），以（yǐ）達到降低輸入諧波電（diàn）流的目的。每（měi）個功率單（dān）元（yuán）結構上完全一（yī）致，可以互換，其（qí）電路結（jié）構圖如下，係統為基本的單相逆變電路（lù），整流側為二極（jí）管三（sān）相全橋（qiáo）， IGBT逆變橋（qiáo）的控製方式為（wéi）PWM控製，並且有自（zì）動（dòng）單元旁路（lù）功（gōng）能。

功（gōng）率單元內器件承受的最高電壓為（wéi）單元內（nèi）直流母線的電壓，可以直接使（shǐ）用低壓功率器件，器件不必串聯，不存在器件串聯（lián）引起的均壓（yā）問（wèn）題，而（ér）且（qiě）功率單元中采用的低壓IGBT功率模塊，驅動電路簡單，技（jì）術成熟可靠，器件（jiàn）工作（zuò）在低壓狀（zhuàng）態，不易發生故障（zhàng）。

單元旁路功能（néng）：當某個功（gōng）率模（mó）塊發生故障時自動旁路運行，變頻裝置（zhì）不（bú）停機，但（dàn）需降額使用，即在（zài）每個功率單元輸（shū）出（chū）端之間並聯旁路電路，當功（gōng）率單元故障時，封鎖該（gāi）功率（lǜ）單元IGBT的觸發信號，然後（hòu）讓旁路SCR導（dǎo）通，保（bǎo）證電機電流能通（tōng）過，仍形成通路。這（zhè）樣（yàng）能維持（chí）生產要求，大大（dà）提高了（le）係統運行的可靠性。

保（bǎo）護（hù）

變壓器進線接線端子足夠大，便於與進線電纜連接（jiē）。變壓器櫃內高壓引線（xiàn）導（dǎo）體能滿（mǎn）足發熱的允許值（＜65℃）

變（biàn）壓器在各分接頭（tóu）位置時，能承受線端突發短路的動、熱穩定而（ér）不（bú）產（chǎn）生（shēng）任（rèn）何損傷（shāng）、變（biàn）形及緊固件鬆動。

每個功率單元（yuán）帶（dài）兩相輸入熔斷器保護。

變頻（pín）裝置（zhì）還具有以下保護功能（néng）：

a、  過電壓保（bǎo）護（hù）：檢測每個（gè）功率模塊的直流（liú）母線電（diàn）壓，如果超（chāo）過額（é）定電壓的115%，則變頻器保護。

b、  過（guò）電流保護：電機額定電流（liú）的150%，立（lì）即保（bǎo）護。

c、  欠電（diàn）壓保護：檢測每（měi）個功率模塊的直流母線電（diàn）壓，如（rú）果低於（yú）設定的數值，則（zé）變頻器保護。此保（bǎo）護實際上包括了對電網電壓負向波動的（de）保護。

d、  缺相保護（hù）：缺相保護（hù）設置在每個（gè）功率模塊（kuài）上。當變頻器輸入側掉相或功率模（mó）塊的保險（xiǎn）熔芯熔化時，會發（fā）出（chū）報（bào）警信（xìn）號並（bìng）保（bǎo）護。

e、  過載保護：電機額定電（diàn）流的120%，每（měi）10分鍾（zhōng）允許1分（fèn）鍾，超（chāo）過則保護。此（cǐ）保護實際上包括了對（duì）電（diàn）網電壓（yā）正向波動的保護（hù）。

f、  過熱保護：包括兩（liǎng）重保（bǎo）護：在變頻調速係統櫃體內設（shè）置溫（wēn）度檢測，當（dāng）環境溫度超（chāo）過預先設置的值時，發（fā）報警信號；另外，在主要的（de）發熱元件（jiàn），即整（zhěng）流變（biàn）壓器和（hé）電力電子功率器（qì）件上放（fàng）置溫度檢測，一（yī）旦超（chāo）過極限溫度（dù）（變（biàn）壓器130℃、功率器件80℃），則保（bǎo）護。

g、  光纖故（gù）障（zhàng）保護：當（dāng）控製器與（yǔ）功率模塊之間的（de）連接光纖出現故障時（shí），會（huì）發（fā）出報警信號並保護。

以（yǐ）上故障，均在中文用戶（hù）界麵上指定故障確切位置，便（biàn）於（yú）用戶（hù）采取對應措施。

對外標準接口：

整套變（biàn）頻控製裝置，包括移相變壓器、變頻器、旁路櫃等所有部件及內部連線一（yī）體化設計，需（xū）方隻須連接高壓輸入（rù），高壓輸出（chū）、控製電源和（hé）控製線即可。

高壓變頻（pín）器對（duì）外接口的（de）具體（tǐ）定義如下（xià）：

1）  變頻器提供的（de）開關量：

變頻器采（cǎi）用西門子S7－200係列的PLC，標準（zhǔn）數字量配置為24點入、16點出，並且可（kě）以根據用戶（hù）的不同需（xū）求（qiú）進（jìn）行I/O點的（de）擴展及參（cān）數化（huà）設計。其部分輸出（chū）定義（yì）為：

(1)  變頻器待機（jī）狀態指示（shì）：表示變（biàn）頻（pín）器已（yǐ）待命，具備啟（qǐ）動條件。

(2)  變頻器運行狀態（tài）指示：表示變頻器正在運（yùn）行。

(3)  變頻器控製狀態（tài）指示：節點閉合表示（shì）變頻器控製權為現場遠（yuǎn）程控製；節點斷開表示變頻器控製權為本（běn）地變頻器控（kòng）製。

(4)  變頻器輕故障指示：表示變頻器（qì）產生報（bào）警信號。包含（hán）櫃門非法打開（kāi）、變壓器超溫、控（kòng）製電源掉電（diàn）、給定信號（hào）斷線、單元（yuán）旁路（lù）(過（guò）熱、欠壓（yā）、缺相、驅動故（gù）障)等（děng）信息

(5)  變（biàn）頻器重故障指示：表示變頻器發生重故（gù）障（zhàng），立即關斷輸出（chū）切斷高（gāo）壓。包含過（guò）壓、過流、光（guāng）纖故障（zhàng）、變壓器（qì）嚴重過熱（rè）

(6)  電機在（zài）工（gōng）頻旁路：表示（shì）電動機處於工頻旁（páng）路狀態。

2）．變頻器（qì）提供給高壓開關櫃：

高壓開關緊急分斷：變頻（pín）器出現（xiàn）重故障時，自動分斷高壓開（kāi）關（guān），閉點有效。

以上所（suǒ）有數字量（liàng）采用無（wú）源接點輸出，定（dìng）義為接點閉合（hé）時有效。除特別注明外，接點容量均（jun1）為（wéi）AC220V，3A。

3)    變頻器提（tí）供（gòng）的模擬量：

變頻器可以提供2路4～20mA的電流源輸出，帶負載能力均為500Ω。模擬量（liàng）信號和物（wù）理量（liàng）實際大小的對（duì）應關係可由（yóu）用戶在調速裝置上設定，每路模擬輸出對應（yīng）的物理量可以由需方（fāng）從以下參量中選擇：

輸出頻（pín）率、給（gěi）定頻率（lǜ）、輸入電流（liú）、輸出電流、輸（shū）入電壓、輸出電壓、閉環給定值、實際（jì）反饋值。

4)    DCS提供（gòng）給變頻器的開關量：

a)      啟（qǐ）動指（zhǐ）令：幹接點，3秒脈衝閉合時（shí）有效，變頻器開始運行。

b)      停機（jī）指（zhǐ）令：幹接點，3秒（miǎo）脈衝閉合時有效，變頻器正常停機。

c)      緊急停（tíng）機指令：幹接（jiē）點，閉合保（bǎo）持有效，變頻器緊急（jí）停機。

5)    DCS提供給（gěi）的變頻器模（mó）擬量：

變頻器采用西（xī）門子S7-200係列的PLC模擬量擴展模塊EM235滿足上述要求（qiú），此模塊（kuài）可提供4路（lù）4～20mA電（diàn）流源或0～5V電壓源的輸入，其輸入可根據用戶不同的要求進行定義，滿足用（yòng）戶多方麵的需求，可定義為（wéi）給定頻率、給（gěi）定轉速（sù）、壓力反饋等。

注（zhù）：詳（xiáng）細接口設計需要在簽（qiān）訂（dìng）技術協議階段（duàn）由雙方商（shāng）定！本方案（àn）提供的接口僅供參考（kǎo）。

監（jiān）控界麵（miàn）：

彩色嵌入式人機界（jiè）麵，它的操作權限分級且能保證設備（bèi）的可（kě）靠運行，它提供友好的（de）全（quán）中文操作界麵。

彩色嵌入式人機界麵可以實（shí）現遠程監控和（hé）網（wǎng）絡化控製，並（bìng）且用（yòng）戶可以現場設定現實參數及控製邏輯。