增容型变频方案与Vacon变频器的完美结合

最高额定功率Pnmax、最低额定电压Unmin 和最高额定电压Unmax、实际电源电压Up和最大容许工作电压U忆max。

2.3 变压器与Vacon变频器内置电抗器相结合本方案中的多功能变压器T的结构特点在于，一方面，高压绕组与低压绕组实施绝缘隔离，用以隔离来自高压电网的干扰源和来自变频器的高次谐波;另一方面，变压器T的短路阻抗超过4.5%～6%，这与Vacon变频器内置的电抗器结合增加了输入电源的内阻抗，有效缓冲了滤波电容器充电形成的陡峭脉冲波，达到抑制5次、7 次、11次、13次、17次、19次、乃至23次和25次谐波电流并改善变频器功率因数的目的。从而确保高压电网的功率因数≥0.95，电压总谐波≤1.6%，远低于中国标准GB/T14549-93《电能质量公共电网谐波》的限定值4%。

2.4 变压器不接地方式与Vacon变频器T 级EMC相结合

本方案中多功能变压器T的高压侧和低压侧都不接地，对变频器而言，属于“浮动电源”，即“IT 电源”。旨在隔离变频器因输出dv/dt，通过电缆或电机对地的杂散电容产生的共模电流(亦称噪声电流)，但在此种状况下要求变频器具有防范高压电网对地电压瞬变的能力。Vacon变频器恰好具有此等级电磁兼容功能，即T级EMC。它采用高阻抗接地方式，即“IT接地方式”，对地仅有一个微小的电流，一方面可有效抑制共模电流，另一方面当变压器高压侧对地发生电压瞬变时，仍能确保变频器的安全运行。

2.5 多相变压器与Vacon多脉冲变频器相结合

依据谐波公式

例如，鞍钢齐大山铁矿第三期变频调速工程，就采用了两台3 相高压输入/6 相1 250 kV·A 低压输出的干式变压器，匹配两台Vacon NX6 系列12 脉冲1 000 kW变频器。2.6 电动机轴承绝缘结构与Vacon变频器良好接地相结合

Vacon培训中心编写的《变频器尺寸测量和变频器计算》中指出造成轴承电流的原因有：

1)磁失衡;

2)电机供电不平衡(电缆、FC);

3)接地电流;

4)轴承损坏及噪音。

通过电子显微镜下的图像，可以看到初期损坏由熔断口导致，末期损坏是凹槽模式。

解决方案是确保电流通道与轴承隔开，措施有：

1)绝缘轴承;

2)接地电刷;

3)变频器、电机和负载之间接地良好;

4)磁环。

本方案电动机非负荷端轴承采用了绝缘结构，即在电机后端盖轴承的外围和两侧加装薄层绝缘材料，然后机械加固。借以切断感生的轴电压和轴电流，从而延长轴承的大修期和使用寿命。

3 综合效益分析

增容型高-低压变频方案与Vacon变频器的完美结合，同国内外高压变频方案对比，具有四“高”、四“低”、四“省”特点。

1)高功率在保持原高压电动机磁通密度和电流密度基本不变、且机械特性容许的条件下，可提高额定功率1～3个标准功率等级。在保持普通低压变频器额定电流不变前提下，可提高其输出功率10%～30%，同时，还可提高传动设备的生产能力10%～20%。

2)高效率本变频系统效率>96%。其中变频器效率为98%，变压器效率为98.8%，电动机的额定效率可提高0.5～5个百分点。

3)高功率因数本变频系统高压侧功率因数可达0.95以上。

4)高可靠性一是采用无油枕全密封变压器或者干式变压器均系免维护类型;二是选用技术成熟的低压大容量变频器安全可靠，使用寿命长达70 000 h;三是利用高等级绝缘的电动机运行在低压变频工况下，绝缘寿命可谓无限长;四是非负荷端轴承采用绝缘结构，切断轴电流和轴电压，从而延长轴承使用寿命;五是备有变频/工频切换开关，一旦变频器发生故障即可及时切换到工频启动—运行模式，即使是工频运行，电动机仍可增容。

5)低谐波本变频系统高压侧电压总谐波1.6%(国家标准限定值4%)。这是因为本变压器高/低压两侧绕组采取分立式绝缘隔离结构，高压侧或者低压侧采用带有升压线圈的延边三角形连接结构，无零线供电模式，可有效地隔离、吸收和抑制变频过程中产生的高次谐波，使高次谐波分量远低于国家标准限定值。

6)低成本所用全密封无油枕变压器、通用型低压大容量变频器以及变频/工频低压切换开关价格都比常规高压变频装置低得多。比国外高压变频装置单价低50%左右，比国内高压变频装置单价低30%左右。

7)低温升本装置一是实现了变压器、变频器与电动机的电压制式的最佳匹配;二是将电动机绝缘材料合理减薄，使机内冷却空气量增加17%左右，从而有效地降低了电动机运行温升;三是增容而未增载时，即相当于降低电流密度运行，将进一步降低电动机的运行温升，延长其使用寿命。

8)低压安全由于变压器将高/低压隔离，从变压器的输出侧→变频器→电动机的运行电压只有几百伏，颇有安全感，便