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能源利用能源轉換
解決未來發電與用電平衡協調矛盾

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ZG_SPS岸電電源變頻系統

ZG_SPS岸電電源變頻系統

ZG_SPS岸電電源變頻系統采用功率單元串聯技術,直接輸出6.6kV、6kV或經將要變壓器輸出0.45kV、0.4kV電壓,屬電壓源型變頻器。由于采用功率單元串聯而非功率器件的直接串聯,因此解決了器件耐壓的問題。同時由于同相各級功率單元輸出SPWM信號通過移相后進行疊加,提高了輸出電壓諧波性能、降低輸出電壓的dv/dt;通過有源逆變技術實現電容電壓控制;主控制器采用最新電機控制專用雙數字信號處理器(DSP)、超大規模集成電路可編程器件(CPLD和FPGA)為核心,配合數據采集、單元控制和光纖通信回路以及內置的可編程邏輯控制器(PLC)構成系統控制部分。


1 原理介紹  

(1)系統原理 

ZG_SPS系列高壓岸電電源變頻系統采用多個功率單元串聯的形式。電壓疊加原理類同于“電池組疊加”技術。以6.6kV每相六單元串聯為例,每個功率單元輸出交流有效值Vo為634V,相電壓為3810V,線電壓為6600V。


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【電壓疊加形成高壓輸出原理結構】


(2) 功率單元結構

功率單元主要由三相橋式整流橋、濾波電容器、IGBT逆變橋構成,同時還包括由功率器件驅動、保護、信號采集、光纖通訊等功能組成的控制電路。通過控制IGBT的工作狀態,輸出PWM電壓波形。每個功率單元在結構及電氣性能上完全一致,可以互換。


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【功率單元電路結構】          【單元輸出PWM波形】


(3) 輸入側

ZG_SPS系列高壓岸電電源變頻系統在6kV電源側采用多達30-36重化的整流技術,電網側諧波污染小,功率因數高,無需功率因數補償及諧波抑制裝置,對同一電網上用電的其它電氣設備不產生諧波干擾。


(4) 輸出側

在輸出側由每個單元的L1、L2輸出端子相互串接而成星型接法供電,由于采用多重化的正弦脈寬調制SPWM技術,輸出諧波非常小,性能優于低壓變頻裝置。


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【六級串連輸出SPWM波形】


2 技術特點

智光電氣在電力電子領域耕耘十五年,研發了多項具有競爭力的技術,確保了產品的可靠性。以下為部分技術簡介:

(1)電網精確鎖相并網控制技術

智光電氣在電網鎖相技術進行了深入研究,結合TIDSP芯片,形成了專有精確鎖相技術,鎖相精度高,并網無沖擊,在SVG、變頻軟啟、四象限變頻等領域廣泛應用,取得了良好的效果。

(2)短風道散熱技術

智光電氣對功率器件部局進行了深入研究,研發出了短風道散熱技術,功率器件采用并聯布置,改變了功率器件溫度不均的情況,大大提高了系統的可靠性。

(3)輸入諧波小

ZG_SPS系列高壓岸電電源變頻系統的輸入側采用多脈沖移相整流技術,降低電網側的電流諧波,達到國家公共電網電能質量標準要求。

(4)高功率因數

ZG_SPS系列高壓岸電電源變頻系統的輸入側可保持高功率因數,20%負荷以上即可達0.95以上,減少由于功率因數太低而引起的電網側設備的利用率和功率因數補償問題。

(5)高效率

ZG_SPS系列高壓岸電電源變頻系統本身額定工況下的電能變換效率大于95%,遠高于船用發電系統能源效率,也高于一般低壓輸入的岸電系統效率。

(6)輸出諧波小、電壓穩定

ZG_SPS系列高壓岸電電源變頻系統輸出側采用多重化的正弦脈寬調制SPWM技術,輸出諧波非常小,無需輸出濾波裝置即可保證符合國家標準對電能質量諧波含量的要求;輸出電壓采用PID控制,保證輸出電壓穩定指標的完美,使得用戶負載在運行穩定、經濟、高效。

(7)高可靠性、維護方便

ZG_SPS系列高壓岸電電源變頻系統的功率回路采用的1700V高壓IGBT功率模塊,具有較大的電壓裕度,IGBT模塊的觸發與過流保護采用專用驅動模塊電路,具有高可靠性??刂破鞑捎秒pDSP及大規模集成電路技術,工業級機箱設計,可靠的電磁防護功能,集高壓變頻調速控制和專業的電機保護功能于一體。成套系統具備完善的故障定位和保護功能,針對電機和電纜可能發生的相間短路和單相接地故障,特殊設計了三重防輸出相間短路功能和過電壓抑制器,產品更安全可靠(首家通過國家權威機構檢測包括輸出相間短路保護在內的所有保護功能)。系統采用模塊化設計,結構工藝設計完善,單元組件具有互換性,若出現故障,可使用簡單工具在幾分鐘內進行更換。成套裝置具備安全的保護和五防功能。

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