YBP高壓變頻調速係統（tǒng）采（cǎi）用直接“高-高”變換形式，為單元（yuán）串聯多電平拓撲結（jié）構，主體結構由多組功率模（mó）塊串聯而成（chéng），從而由各組低（dī）壓（yā）疊加（jiā）而（ér）產（chǎn）生需要的高壓輸出，它對電網諧波汙染小，輸入諧波畸變小於3%，直接滿足IEEE519-1992的（de）諧波抑製標準，輸入功率（lǜ）因（yīn）數高，不必采用輸入諧波（bō）濾（lǜ）波器和功（gōng）率因（yīn）數（shù）補（bǔ）償裝（zhuāng）置；輸出波形（xíng）質量好，輸出電（diàn）壓諧波（bō）畸變（biàn）小於2%，不存在諧（xié）波引起（qǐ）的電機附加發熱和轉（zhuǎn）矩脈動（dòng）、噪音、輸出dv/dt、共模電壓（yā）等問（wèn）題，不必加（jiā）輸出濾波器，就可以使用（yòng）普通的異步電機，變頻（pín）裝置10KV輸出，每個係統共有24個功率單元，每8個功率單（dān）元串連構成（chéng）一相。 

主回路（lù）控製

A.手動旁路櫃

旁路櫃中（zhōng），共有3個高（gāo）壓（yā）隔離開關，為了確保不向變頻器輸（shū）出（chū）端反送（sòng）電（diàn），K2與K3采（cǎi）用電（diàn）磁（cí）互鎖操（cāo）動（dòng）機構，實現（xiàn）電磁互鎖。當K1、K3閉合，K2斷開時，電（diàn）機變頻運行；當K1、K3斷開（kāi），K2閉（bì）合時，電機工頻（pín）運行（háng），此（cǐ）時變頻器從高壓中隔離出來，便於（yú）檢修、維護和調試。

旁路櫃（guì）必（bì）須與上級高壓（yā）斷路（lù）器（qì）DL連（lián）鎖， DL合閘時，絕對不允許操作（zuò）旁路隔離開關與變頻輸（shū）出隔離開（kāi）關，以防止出現（xiàn）拉弧（hú）現象，確保操作（zuò）人員和設（shè）備的安全。

1.      故障分閘：將變頻器"高壓分（fèn）斷"信號（hào）與（yǔ）旁路（lù）櫃（guì）"變頻投（tóu）入（rù）"信號串聯（lián）後，並聯（lián）於高壓開關分閘回路。在變（biàn）頻投（tóu）入狀態下，當變頻（pín）器出現故障時，分（fèn）斷變頻器高壓輸入；旁路投入狀態下，變頻器故障分（fèn）閘無效。

2.      保護：保持原有對電（diàn）機的保護及（jí）其（qí）整定值不變。

B.自動（dòng）旁路

變（biàn）頻/工頻自動切換:

旁路（lù）櫃在變頻器進、出線端增加了兩（liǎng）個隔離刀閘（zhá），以便在變頻器退出（chū）而電機運行於旁路時，能安全地進行變頻器的（de）故障處理或維護工作。

旁路（lù）櫃主要配（pèi）置（zhì）：三個（gè）真空接觸器（KM1、KM2、KM3）和兩個刀閘（zhá）隔離開關K1、K2。KM2與KM3實現電氣互鎖（suǒ），當KM1、KM2閉（bì）合，KM3斷（duàn）開時，電機變頻運行（háng）；當（dāng）KM1、KM2斷開，KM3閉合時（shí），電機工頻運行。另外，KM1閉合時（shí），K1操作（zuò）手柄被（bèi）鎖死，不（bú）能操（cāo）作；KM2閉合時，K2操（cāo）作手柄被鎖（suǒ）死（sǐ），不能操作。

電機工頻運行時（shí），若需對變頻器進行故（gù）障處理或維護，切記在KM1、KM2分閘狀態下，將隔離刀閘K1和K2斷開。

·合閘閉鎖：將變頻器“合（hé）閘允許”信號串聯於KM1、KM2合閘回路。在變頻器故（gù）障或（huò）不就（jiù）緒時，真空接觸器KM1、KM2合（hé）閘不（bú）允許；在KM1、KM2合（hé）閘狀態下，若變頻器（qì）出現故（gù）障，則“合閘允（yǔn）許”斷開，KM1、KM2跳（tiào）閘，分斷變頻器高（gāo）壓輸入電源。

·旁路投（tóu）入：將變頻器（qì）“旁路投（tóu）入”信號並（bìng）聯（lián）於KM3合閘回路。變（biàn）頻運行狀態下（xià），若（ruò）變頻器出現故障（zhàng）且自動投入（rù）允許，或（huò）者（zhě）需要將電（diàn）機從變頻投入（rù）到工頻狀態運行（按下“工頻投（tóu）切”按鈕（niǔ）），係（xì）統（tǒng）將首先分斷變（biàn）頻器（qì）高壓輸入（rù）、輸出開關KM1和KM2，經過一定延時後，“旁路（lù）投（tóu）入”閉合，即工頻旁路開關KM3合閘，電機投（tóu）入（rù）電網工頻運行。

·保（bǎo）護（hù）：保持原有對電機的（de）保（bǎo）護及其整（zhěng）定（dìng）值（zhí）不變。

功率（lǜ）單（dān）元：

每個功率單元分別由輸入變（biàn）壓器的一組副（fù）邊供（gòng）電，功率單元之間（jiān）及（jí）變壓器二次繞組之間相（xiàng）互絕緣，二次繞組采用星形折邊接法，實現多重（chóng）化，以達到降（jiàng）低輸入諧波（bō）電流（liú）的目的。每個功率單元結構上完全一致，可以（yǐ）互（hù）換，其電路結構（gòu）圖如下（xià），係統為基本的（de）單相逆變電路，整流側為二極管三相全橋， IGBT逆變（biàn）橋的控製方式為（wéi）PWM控製，並且有自動單元旁路功能（néng）。

功率單元內器件承受的最（zuì）高電壓為單（dān）元內直流（liú）母（mǔ）線（xiàn）的電壓，可以直接使用低壓功率（lǜ）器件，器件（jiàn）不必串聯，不存在器件串聯引起的（de）均壓（yā）問題，而（ér）且功率單元中采用的低壓IGBT功率模塊，驅（qū）動電路（lù）簡單，技術成熟可靠，器件（jiàn）工作在（zài）低壓狀態，不易發生故障（zhàng）。

單元（yuán）旁路功能：當某（mǒu）個功率模（mó）塊發生故障時自（zì）動旁路運行，變頻（pín）裝置（zhì）不停機（jī），但需降額使（shǐ）用，即在（zài）每個功（gōng）率單元輸出端之間並聯旁路電（diàn）路，當功（gōng）率單元故障時（shí），封鎖該功率單元IGBT的觸（chù）發信號，然後讓旁路SCR導通（tōng），保證電機電流能通過，仍形成通路。這樣能維持生產要（yào）求，大大提（tí）高了係統（tǒng）運行的可靠性。

保（bǎo）護

變壓器（qì）進線（xiàn）接線端子足夠大，便於與進（jìn）線（xiàn）電（diàn）纜連接。變（biàn）壓（yā）器櫃內高壓（yā）引線導體（tǐ）能滿足（zú）發熱（rè）的允許值（＜65℃）

變壓器在（zài）各（gè）分接（jiē）頭位置時，能承受（shòu）線（xiàn）端（duān）突（tū）發短路的（de）動、熱穩（wěn）定而不（bú）產生（shēng）任何損（sǔn）傷、變（biàn）形及緊固件鬆（sōng）動。

每個功（gōng）率單元帶兩相輸入熔斷器（qì）保（bǎo）護。

變頻（pín）裝置還具有（yǒu）以下保護功能：

a、  過電（diàn）壓保（bǎo）護：檢測每個功率模塊的直流母線電壓，如果超過額定電（diàn）壓的115%，則變頻器（qì）保護。

b、  過電（diàn）流保護：電（diàn）機額定（dìng）電流的（de）150%，立即保護。

c、  欠電壓保護（hù）：檢測每個功（gōng）率模塊的直（zhí）流母線電壓，如果低（dī）於設定（dìng）的數值，則變頻器保護。此保護實（shí）際上包括了對電網電壓負向波動（dòng）的保護。

d、  缺（quē）相保護：缺相保護設（shè）置在每個功率模塊上。當變頻器（qì）輸入（rù）側掉（diào）相或功率模（mó）塊的保險熔芯熔化時，會發出報警信號並保護。

e、  過（guò）載保護：電機額定電流的120%，每10分鍾（zhōng）允許1分（fèn）鍾，超過則保護。此保護實際上包（bāo）括了對（duì）電網電壓正向波動的（de）保護。

f、  過熱保（bǎo）護：包括（kuò）兩重（chóng）保護：在變頻調速係統櫃體（tǐ）內設置溫（wēn）度（dù）檢測，當環境溫（wēn）度（dù）超過預先設（shè）置的值時，發（fā）報警信（xìn）號；另（lìng）外，在主要的發熱（rè）元件，即整流變壓器和電力電子（zǐ）功率器件（jiàn）上放置（zhì）溫度檢測，一旦超過極限溫度（變（biàn）壓器130℃、功率器（qì）件（jiàn）80℃），則保護。

g、  光（guāng）纖故障保護：當（dāng）控（kòng）製（zhì）器與功率模（mó）塊之間的連接光纖出現故障時，會發出報警信號（hào）並保（bǎo）護。

以上故障（zhàng），均在中（zhōng）文用戶（hù）界麵上指定故障確切位置，便於用戶采取對應（yīng）措施。

對外標準接口：

整套（tào）變頻控製裝（zhuāng）置，包括（kuò）移相變壓器、變頻器、旁路櫃（guì）等所（suǒ）有部件及內部連線一體化設計，需方隻（zhī）須（xū）連接（jiē）高壓輸入，高壓輸出（chū）、控製電源和控製線即可。

高壓變頻器對外（wài）接（jiē）口的具體（tǐ）定義如下：

1）  變頻器提（tí）供的開關量：

變頻器采用西門（mén）子S7－200係列的PLC，標準數字量配置（zhì）為（wéi）24點入、16點出，並且可以根據用戶的不同需（xū）求進行I/O點的擴展及參（cān）數（shù）化設計。其部分輸出（chū）定義為：

(1)  變頻器待（dài）機狀態指示：表示變頻器已待（dài）命，具備啟動條件。

(2)  變頻器運行狀態（tài）指示（shì）：表示變頻器（qì）正在運行。

(3)  變頻器控製狀態指示：節點（diǎn）閉合表示變頻器（qì）控製權為現場（chǎng）遠程控製（zhì）；節點斷開表（biǎo）示變頻器控製權為本地變頻器控製。

(4)  變（biàn）頻器輕（qīng）故障（zhàng）指示：表示變（biàn）頻器產（chǎn）生報警信號。包含櫃門（mén）非法打開、變壓（yā）器超溫、控製電源（yuán）掉（diào）電、給定信號斷（duàn）線、單元旁路(過熱、欠（qiàn）壓（yā）、缺相、驅動（dòng）故障)等信（xìn）息

(5)  變頻器重故障指示：表示變頻器發（fā）生重故障（zhàng），立即關（guān）斷（duàn）輸出切斷高壓。包含過壓、過流（liú）、光纖故障、變（biàn）壓器嚴重（chóng）過熱

(6)  電機在工頻旁路：表示（shì）電動機處於工頻旁路狀態。

2）．變頻器提供給高壓開關櫃：

高壓開關緊急（jí）分斷：變頻器出（chū）現重故障時，自動分斷高壓開關，閉點有效。

以上所有數字量采用無源接點輸（shū）出，定義（yì）為接（jiē）點閉合（hé）時有效。除特（tè）別注明外，接點容（róng）量均為AC220V，3A。

3)    變頻器提供的模擬量（liàng）：

變頻器可以提供（gòng）2路4～20mA的（de）電流源輸（shū）出，帶負載能力均為500Ω。模擬（nǐ）量（liàng）信號和物理量實際（jì）大小的（de）對應關係（xì）可（kě）由用戶在調速（sù）裝置上設定，每路模擬輸出對應的物（wù）理量可以由需方從以下（xià）參量中（zhōng）選擇：

輸出頻率、給定頻率、輸（shū）入電流、輸出電流、輸入電壓、輸出電壓（yā）、閉環給定值、實際（jì）反饋值。

4)    DCS提供給變頻器的開關量：

a)      啟動（dòng）指令：幹接（jiē）點，3秒脈衝閉合時有（yǒu）效，變頻器開始運行。

b)      停機指令（lìng）：幹接點，3秒脈衝閉合時有效，變頻（pín）器正常停機。

c)      緊急停（tíng）機指令：幹接點，閉合（hé）保持（chí）有效，變頻器緊急停機。

5)    DCS提供給的變頻器模擬量：

變頻器采用（yòng）西門子S7-200係列的（de）PLC模擬量（liàng）擴（kuò）展模（mó）塊EM235滿足上述要求，此模塊（kuài）可提供（gòng）4路4～20mA電流源或0～5V電壓源的輸（shū）入（rù），其輸入可根據用戶不同的要求進行定義，滿足用戶多方麵的需求，可定義為給定頻率、給定轉速、壓力反饋（kuì）等。

注：詳（xiáng）細接口（kǒu）設（shè）計需要在簽訂技術協議階段由雙方（fāng）商定（dìng）！本方案提供的接口（kǒu）僅供參考。

監控界麵（miàn）：

彩色嵌入（rù）式人機界麵（miàn），它的操作權限分（fèn）級且能保證設備（bèi）的可（kě）靠運行（háng），它提供友好的全中文（wén）操作界麵。

彩色（sè）嵌入式人機界麵可以實現（xiàn）遠程監控和網絡化（huà）控製（zhì），並且用（yòng）戶（hù）可以（yǐ）現場設定現實參數（shù）及控製（zhì）邏輯。