风机变频器和机舱柜技术规范.docx

变频器/机舱柜技术规范批准:审核:编制:XXXX年XX月XX日项目标题页码100综述3101说明4102一般要求5102.1 元件的要求5102.2 环境条件5103机械性能6103.1 尺寸6103.2 结构8103.3 冷却系统8103.4 防护等级12104变频器：电气特性13104.1 概述13104.2 特征电气参数13104.3 供货范围14104.4 供电/TN系统14104.5 供电质量/要求14104.6 安全特征14104.7 操作15104.8 PLC接口15104.9 效率17104.10 传感器17104.11 可选项18104.12 软件18105机舱：电气特性19106文件记录20106.1 文件20106.2 标签21107检查25107.1 变频器样机试验25107.2 变频器系列试验25107.3 变频器/发电机系统样机试验25108参考标准28100综述本文规定了对额定功率为150OkW的PWE1570和PWE1577风机变频器/机舱柜的要求。除非部件供货合同另有规定，否则要无保留地适用此处的规定。如果本规格书的个别条款与合同不同，其它的内容不受影响并且要无保留地继续适用。执行任何工作时必须采用有效版本的标准，规定和规范以及目前工艺水平。如果关于一个事项采用一个以上的标准，规定和规范，耍遵照最严格的要求完成工作。本规格书必须由承包方审核。如果执行的规范不充分或者不正确，承包方要书面通知用户。这也适用于规格书和标准，规定和规范之间相互矛盾并且影响承包方工作的情况。如果承包方希望对部件进行本规格书要求以外的任何工作，必须事先获得用户的书面批准。如果承包方要求做任何改变，他必须在执行前书面向用户申请。申请表格（偏差报告）可以从用户处获得。由用户全权负责评定此类请求并且要书面通知承包方（信函，传真或者PDF文件）。如果承包方不是自己完成工作，他必须书面通知用户他希望由哪家公司完成工作。这些资料必须给出工作类型和工作范围，计划日期和分包商地址等详细的内容。如果要更改部件，部件的部分，材料或者设计，必须在第一批装运前将完整的文件发给用户批准。只有当收到用户的书面批准后才可以使用这些部件。如果是几何图表的情况，批准的图纸要比尺寸描述优先执行。PWE1570和PWEI577风机的变频器和机舱柜内置于机舱内的控制柜中。因此本文分为三部分，总体机械尺寸、变频器部分的电气特性和机舱柜部分的电气特性。采用双馈感应发电机(DFlG)的变频器系统能连续发电，与转子速度无关。控制电子装置可确保双馈感应发电机根据风机的情况进行优化调整。由于具备调速能力，该系统的主要的优点是输出功率均衡。也可以在恒定的转矩或功率下工作。突变转矩和作用在机械部件上的合力被有效地减到最小，因此使用寿命更长。其产生无功功率的特性可以实现无功功率控制和电压控制。根据工作点的情况，70%100%的电能通过发电机直接供给电网，剩余电能通过变频器供给电网。优点：- 颤动小- 效率高- 电能产量高，尤其是在部分荷载范围内- 无功功率控制和有功电压控制- 浪涌电流低- 电源系统的现用监控PLC确保安全、自动运行，控制所有辅助驱动器并且监控风机运行。还能进行远程维护和故障诊断。102.1 元件的要求所有系统元件必须按20年使用寿命设计。如果不能避免使用寿命较短的元件，其使用寿命不应少于4年。所有元件的维修和维护间隔时间不能少于2年。所有采购的元件必须永远有至少两个相当的供应商。元件的故障或者装配错误决不能造成风机和供电运行情况失控。102.2 环境条件环境条件可分为3级：a）存储（根据EN60721-34）控制柜必须具有防风雨措施，储存在塔筒、机舱或者仓库中。b）运输（根据EN60721-3-2）控制柜必须具有防风雨措施，通过公路、铁路，航空或者海洋运输。必须使用起重机、升降机或者叉车搬运。C）应用（根据EN60721-3-3）控制柜用在内陆和沿海地区。系统的环境条件如下：温度范围储存-30to+55oC在额定功率下运行-25to+45oC在低于额定功率下运行+450Cto+55oC相对湿度储存5%到100%冷凝在额定功率下运行5%到100%冷凝结冰有水（无雨）滴水暴露在阳光下储存在额定功率下操作<1200Wm2无现场海平面以上100Om振动080HZ时最大4mm/s化学活性物质盐年平均：0.1mgm3物理活性物质砂30mgm3103机械性能103.1尺寸本系统的尺寸必须符合以下要求:O23OO456?QBBB©SJiI÷CON100CON102÷C0N101八三?103.2结构控制柜的结构要确保维修时所有须更换的部件都能从正面操作并且重量不超过50kg。电源电路应能够以相位模块的形式更换。另外结构还要考虑到控制柜在运输和运行过程中会受到强烈的振动，因此必须将其安装在减震器上。控制柜必须为可锁式。电缆必须从底部进入并且要使用电缆护套。动力电缆的连接：16x150mm?电源连接10x150mm?定子连接4x150mm2转子连接动力电缆要使用M12螺栓固定。必须标出推荐扭矩。103.3 冷却系统本系统必须有一个水冷却系统，功率半导体和控制柜采用独立的冷却回路。功率变频器内部通过位于柜侧的空气一水换热器进行冷却。注释：Einspeiseteil电源装置Steuerung控制器1.eistungsumrichter功率变频器1.eistungshalbleiter功率半导体Wasser水1.uft空气电源装置和控制器的内部也使用相同型号的空气一水换热器冷却，位于柜体的另一侧。另外在功率变频器内的功率半导体上还有一个水空气换热器用于冷却功率半导体。功率半导体冷却系统属于功率半导体厂家的供货范围。注入压力：2.2bar冷却类型固体一水换热器需散热量一PV7kW7kW散热条件301/min;40进水最高温度45最大压力6bar流量15-301/min流动过程中压降301/min时1bar；151/min时0.4bar冷却变频器内部的水一空气冷却器安装在变频器侧面。注入压力：2.2bar冷却类型空气一水换热器需散热量一PV：一功率变频器1.5kW需散热量一PV：电源装置，控制器1.5kW1.5kW散热条件121/min：40进水最高温度45冷却器型号PfannenbergPWS7402或同等型号流动过程中压降151/min时0.65bar;IoHmin时肘3bar;7.5lminl0.15barPWS7402空气一水换热器的有关数值由Pfannenberg提供。103.4 防护等级本系统的防护等级至少为IP55,所有接入控制柜的电缆必须使用金属护套和橡胶密封。104变频器：电气特性104.1概述变频器是双馈感应发电机（DFlG）系统的一部分，因此必须要与DFIG兼容，参见WinteC发电机规范008.0003.01。它应该是一个带有IGBT和适合四象限运行的PWM调制的电压连接变频器。104.2特征电气参数系统功率1500kW变频器功率500kVA额定电压690VAC,±10%电源频率50Hz,±10%连接电压1000-1150VDC转子最高有效电压700VAC操作频率>2.2kHz功率因数k.95-i.9滑差范围±30%电压不对称（电压偏移）2%电流偏移10%相对相，峰值，最高转子电压2kV地对相，峰值，最高转子电压2kV与电源的连接次数>30,000利用率>98%以下的电流谐波极限值指的是在低压侧的中间变压器之后的整个系统。谐波球最大奇次电流谐波以百分比表示最大偶次电流谐波以百分比表示h<ll4.01.0ll<h<172.00.517<h<231.50.423<h<350.60.235<h<5O0.31.1THD<5.0104.3供货范围供货范围为变频器整机，能够按照WindteC规范（）27.0001.（）1的要求与变压器连接。必须安装在底座上并与冷却系统、外部用电设备和传感器连接。必须包括标准要求的和安全运行所需的全部开关点和隔离点。雷电导体必须符合WindleC规范022.0001.01,022.0002.01和022.0003.01的要求。104.4 供电/TN系统采用TN系统供电。电源出口必须有接地故障断路器保护。104.5 供电质量/要求变频器发电机系统必须符合供电审核要求，系统故障等级二50X系统功率或更高（颤动,谐波和浪涌电流）。104.6 安全特征控制柜有一个组合式紧急停止按钮/安全继电器。当按下紧急停止按钮时，所有的接触器和断路器立即断开。另外还可以顺序地切换端子排上的附加紧急停止按钮。安全继电器可以通过一个只能手动操作的单独的按钮复位。变频器控制器启动一个超速继电器，在超过可调节的超速参数时动作。该继电器的浮动触点位于控制系统的一个端子上。该变频器控制器对执行功能所需的全部熔断器进行监控，并将任何故障信息报告给控制系统。104.7 操作变频器可以通过控制柜上的按钮，一个备选的手持端子，一台PC或者控制系统来操作。当发出启动信号时，变频器控制器可以在设定的速度范围内自动运行或者集成在控制系统中。104.8 PLC接口接口为一个CS31总线（ABB现场总线）。接收数据1-32767到32767设置功率kWIkW/bit接收数据2-32767到32767设置相位角0.01/bit接收数据3设置速度rpm0.1rpm/bit接收数据4特征比例0.003%/bit接收数据5设置错误（请求）发送数据0来自变频器的状态位Bit（位）0Connect（连接）Bit（位）1Ready（就绪）Bit（位）2Reserve（预留）Bit（位）3Handshake（握手）Bit（位）4连续设置功率的状态信号（1）或者内部信号（0）Bit（位）5Reserve（预留）Bit（位）6Reserve（预留）Bit（位）7Reserve（预留）Bit（位）8变频器状态Bit（位）9变频器状态Bit（位）10变频器状态Bit（位）11变频器状态Bit（位）12变频器状态Bit（位）13变频器状态Bit（位）14变频器状态Bit（位）15变频器状态发送数据10-7供电电压V-128到128,0V=690V1V/Bit（位）偏差V-128到1281V/Bit（位）8-15Udc发送数据20-7供电电流A0到2552AZBit（位）8-15转子电流A0到2552AZBit（位）发送数据3实际有功功率kW-32767¾327671kW/Bit（位）发送数据4发电机速度rpm-32767到327670.1rpm/Bit（位）发送数据50-10实际无功功率kVA-512到512,正值=电容性IkVA/Bit（位）11-15实际故障0到161bit/V发送数据60-7最高NWR温度0到255,0=30I0CZBil（位）8-15最高GWR温度0到255,0=30loCBit（位）发送数据7根据接收数据的错误5-32767到32767104.9 效率变频器必须至少具有以下效率:整个系统的功率%5075100变频器效率%96.997.397.3104.10传感器变频器具有内部传感器，确保安全运行。内部传感器说明范围精度供电电压2X相对相0至U830Vrms0.5V定子电压2X相对相0至U830Vrms0.5V连接电压0到130()VdC0.5V系统电流2x总电流-150()A到150OA0.5ANWR电流3X输出电流0到±500A0.5AGWR电流3X输出电流0到±500A0.5AIGBT温度在IGBT处测量30到120。C0.5控制柜温度在功率段测量-25到70。C0.5外部传感器说明范围精度速度IGR,3道(A,B,N)供电5Vdc,2,500脉冲-2500到250OrPm0.5rpm发电机轴承温度2XPTlOO2-线-25到170。C0.5发电机绕组温度3XPTlOO2线-25到170。C0.5变压器温度1xPT1002线-25到170。C0.5104.11 可选项如果用户要求，可提供以下选项。-ASM电机操作-ASM发电机操作-隔离操作104.12软件变频器控制器软件能够由PLC设置以下模式和功能:-DFlG在设定的扭矩或设定的功率下运行移相位操作-有源滤波器- 驱动列滤波器- ASM电机操作（例如安装，叶片平衡或者维护）- 并行和独立操作可以利用内部特性或者PLe输入一个设置点，以控制扭矩或功率。上升时间最高可以设置到15ms。变频器控制器对其测量的温度，电压，电流，功率及供电系统（例如断相，不对称，电压误差，频率误差）进行自动监控。数据可以记录在变频器控制器中。记录由系统事件启动（例如故障），数据能够读取并以图形显示。变频器有一个诊断系统，可以更方便地查明故障。软件可以在现场修改。可以以文件传递的方式加载参数集并备份。修改参数有口令保护。可以通过版本号清楚得知软件/用户版本和日期。105机舱：电气特性PLC必须对应当前版本的WindteC图纸017.0004.01。使用的部件必须符合有关SAP清单的规定或者为等同的部件。如果使用的部件不符合SAP清单的要求，必须逐个由WindleC批准。106文件记录106.1文件文件必须为英德对照。必须提供以下文件供内部使用和用户使用:名称说明内部用户布线图X位置图表XX接线表X零件表X备件表XX主要装置规范X冷却系统说明XX软件说明X操作说明书功能说明接口说明故障说明参数说明XX启动说明书要求的资源要求的时间XX维护说明书XX验收报告X随机检查报告X质量保证XXCE证明XX必须由独立的机构提供以下文件:名称说明机构电网兼容性冲击/振动试验106.2标签常规的序号组成为：AA.BB.CC.DDDDAA.控制柜制造厂家：00.windtec/Pfleiderer01.SAM02.Kavalirek03.IPPARTNERBB.型号：00.总体06.600kW08.NORDEX(N50P)15.I5(X)kW(PWE1570)16.1500kW(PWE1577)50.50(X)kWCC.控制柜组：01.变频器柜02.机舱柜03.HC400轮毂柜13.HC410轮毂柜23.HC420轮毂柜04.BAT400蓄电池柜14.BAT410蓄电池柜24.BAT420蓄电池柜05.PC柜DDDD序号0000.PROTOTYPE(样机)0001.柜10002.柜20003.柜3例：制造厂家：SAM-600kW轮毂柜(HC410),序号1则序号为：OLo6.13.0001铭牌和标志必须按照以下图纸制作。图纸说明：SchildSchaltschrankSeilig一控制柜铭牌,1排XXXYYYistvariabeljenachSChaltSChrankbeZeiChnUngXXXYYY根据控制柜名称可修改，Schrift:ARIALFett,Zentriert-字体：ARIAL粗体对中ZusammensetzungderSeriennr.AA.BB.CC.DDDDIautSpezifikation-完整的序号：AA.BB.CC.DDDD符合规格书。107检查107.1 变频器样机试验试验说明1外观检查按照规格书和有关标准检查2连接检查检查电缆接入，端子和电缆连接3防护等级检查根据防护等级的要求检查4防护措施检查测量接触电阻并进行绝缘强度试验5耐热性试验在额定电流和额定频率下测试变频器107.2 变频器系列试验供货厂家必须确定抽查的范围，以确保无故障运行。107.3 变频器/发电机系统样机试验6外观检查根据规格书和有关标准检查结构7接通和断开将系统与电源连接。采集以下读数：浪涌电流要求的时间8负载等级在10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,90%,100%和110%的额定功率下运行系统并读数。在规定范围内改变功率因数。采集以下读数： 发电机效率 变频器效率 速度一定子电压一定子电流 定子频率一定子功率因数 供电电压一系统电流 供电频率一系统功率因数 转子电压 转子电流 转子频率 转子功率因数9振动根据IEC60034的要求在无负载和额定负载时测量发电机的振动。10噪声根据ISO96I4J的要求在无负载和额定负载时测量发电机和变频器的噪声。试验说明11谐波测量部件在第1个到第50个谐波的电流和电压O12峰值电压测量相对相和相对地的转子处最高电压，以及上升率。13CrOWbartest（短路器在以下情况下试验短路器的功能测试）-最高速度/额定功率-额定速度/额定功率- 最低速度采集以下读数：- 供电电压- 供电电流- 定子电压- 定子电流- 转子电压-转子电流14发热试验在额定速度和额定功率下测量温升。15功率故障a在以下情况下，1个功率断相- 最高速度/额定功率- 额定速度/额定功率- 最低速度采集以下读数：- 供电电压- 供电电流- 定子电压一定子电流- 转子电压- 转子电流16功率故障b在以下情况下，3个功率断相 最高速度/额定功率 额定速度/额定功率 最低速度采集以下读数： 供电电压 供电电流-定子电压-定子电流-转子电压-转子电流107.4 变频器/发电机系统抽查供货厂家必须确定抽查的范围，以确保无故障运行。107.5 PLC样机试验试验说明17布线检查布线和功能18通讯测试PLe和变频器之间的通讯，接通/断开，设定点，故障读数19安全回路安全回路中所有元件的启动测试107.6 PLC抽查供货厂家必须确定抽查的范围，以确保无故障运行。108参考标准适用以下参考标准。标准说明VDEW中压系统中的内部发电系统，中压系统中内部发电系统的连接和并行操作的指导要求。ISO7919-1非摆动设备的机械振动旋转轴的测量值和评定第1部分：总体指导要求(ISO7919-1：1996)ISO7919-3非摆动设备的机械振动旋转轴的测量值和评定第3部分：连接的工业设备(ISo79193：1996)ISO9614-1/DS/INSTA121声学-利用声音强度确定噪声源的声功率级-第1部分：在任意点测量ISO10816-1机械振动通过测量非旋转部件评定设备的振动第1部分：总体指导要求(ISO10816-1：1995)ISO10816-3机械振动-通过测量非旋转部件评定设备的振动第3部分：标称功率高于15kW,标称运行速度在原位测量时在12OrPm和1500OrPm之间的工业设备(ISO10816-3：1998)标准说明IEC1800-3调速电力传动系统第3部分：EMC产品标准包括具体试验方法DIN4365636kV以下的室内开关装置、控制装置和高压开关装置；颜色IEC50160-1调速电力传动系统-第1部分：一般要求-低压调速直流电动系统的额定值规范IEC50160-2调速电力传动系统第2部分：一般要求-低压变频交流电动系统的额定值规范IEC50160-3调速电力传动系统第3部分：EMC产品标准，包括具体试验方法IEC50160-5-1调速电力传动系统-第5-1部分：安全要求-电，热和能IEC50160-6调速电力传动系统第6部分：确定负载类型和相应的额定电流的指导要求prEN50373风机-电磁兼容性IEC60034-1旋转电动设备-第1部分：额定值和性能IEC60034-2旋转电动设备第2部分：通过试验确定旋转电动设备损耗和效率的方法IEC60034-14旋转电动设备第14部分：轴高56mm或者以上的某些设备的机械振动.振动的测量，评定和限制。EN60555-3/IEC555-3家用电器和类似的电气设备对供电系统造成的干扰。第3部分：电压波动EN60721-3-0环境条件分类第3部分：各组环境参数及其严重程度的分类介绍EN60721-3-1环境条件分类-第3部分：各组环境参数及其严重程度的分类-第1章：存储EN60721-3-2环境条件分类-第3部分：各组环境参数及其严重程度的分类第2章：运输EN60721-3-3+修订Al+修订A2环境条件分类-第3部分：各组环境参数及其严重程度的分类第3章：在防风雨处静态应用EN60947-1低压开关装置和控制装置第1部分：一般规定EN61312对雷电电磁冲击的保护EN61400-21风机发电机系统第21部分：并网式风机的功率质量特点的测量和评定IEC61800-2调速电力传动系统第2部分：一般要求-低压变频交流电动系统的额定值(IEC61800-2：1998)EN61800-3调速电力传动系统第3部分：EMC产品标准，包括具体试验方法IEC62305-4防雷第4部分：结构内的电气和电子系统