变频调速一般有三种方案可以实施和应用：①高一高法，即采用电压等级为10kv（6kv）的变频器，由电源直接供电。电网10kV（6kV），电机为高压电机； ②高一低一 高的方法是先将高压电源改为低压电源。 使用低压逆变器转换频率，然后升压。 电机为高压电机； ③高低法是采用单独的变压器将10kV（6kv）高压降为380V，采用低压变频器，采用低压电机。
比较 3 个选项。 使用高高频转换器。 变频器故障时可直接启动。 有定型产品。 性能好，稳定可靠，但成本高：高一低一非晶产品。 需要重新设计电路，繁琐、复杂。 还需要两个变压器。 成本也较高； 高低法中，逆变器直接采用低压电源，需要降压变压器。 当降压变压器容量较小时，变频器出现故障后无法直接启动电机。 如果降压变压器的容量太大。 从经济角度来看，会增加增容成本，同时变压器存在一定的功率损耗。 适用于800～1000kW以上风机、水泵等电机。 建议使用6kv或10kV高压变频器，采用直接高转高方式：适用于40O～800kW的电机。 建议使用6kV/660v进线变压器、660V高压变频器、660V电机：400kW以下电机。 建议采用高低方案。 即采用6kV/380V降压变压器。 380V级变频器和380V电机。 某企业项目，S0风机为l400kW。 电网电压为10kV。 经过综合比较，选择直接高频变速调速方案，充分保证系统的可靠性。 变频器还设有工频旁路装置。 当变频器出现异常，无法正常运行时。 电机可自动切换至工频运行。 保证生产需要。 一次系统接线图如图1所示。
QF为用户侧高压开关柜内的断路器，K1、K2、K3为同柜内的真空接触器； QS1、QS2为隔离开关，与变频器同柜安装。 K2和K1电气互锁，防止高压工频回送至高压逆变器。
变频运行时，手动闭合隔离开关OS1、OS2。 此时，允许高压逆变器的输出开关触点与断路器QF闭合。 QF闭合后，即可在DCS（或PLC）上启动高压变频器，高压变频器装置自动闭合K1、K2真空接触器。
当高压变频器装置本身出现故障时（如每相故障单元数大于2台、高压变频器功率单元过温、散热冷却风扇故障等），高压变频器自动隔离K1和K2，直到电机电压衰减到额定电压的10%左右。 ，延时合闸K3高压变频装置自动切换至工频继续运行。 为了提高系统的可靠性，变频到工频的切换在3秒左右完成。
当高压变频器检测到电机故障（如三相电流不平衡、三相电压不平衡、过流、过载）时，高压变频器自动封锁脉冲停止输出，并跳闸真空接触器K1、K2、和K3。 输出跳闸触点用于使断路器QF跳闸。
高压逆变器技术特点
目前，高压逆变器的主电路拓扑主要有三电平（或多电平）电压型高压逆变器和单元串联多电平电压型高压逆变器。 Robincom的HARMONY系列和国产高压逆变器大多采用单元串联多电平电压高压逆变器。 这里我们以他们为例。 描述高压变频器的技术特点。 变频器主要由移相变压器、功率模块和控制器组成[1]。
(1)系统结构：高压变频调速系统结构如图2所示，由移相变压器、功率单元和控制器组成。 例如：10kV系列有24个功率单元。 每8个功率单元串联组成一相。 每个动力单元结构相同且可互换。 电路结构如图3所示，是一个基本的AC-DC-AC单相逆变电路。 整流侧为二极管三相全桥。 通过正弦PWM控制IGBT逆变桥。
(2)输入侧结构：输入侧由每个功率模块的移相变压器供电。 移相变压器的次级绕组分为3组。 根据电压等级和模块串联数量，一般由24脉冲串联和3O脉冲串联组成。 、42脉串、48脉串等组成多级叠加整流方式，可大幅度改善网侧电流波形（网侧电压、电流谐波指标满足IEEE519-1992要求和 GBT/14549-93）。 负载下网侧功率因数接近1，无需任何功率因数补偿或谐波抑制装置。 由于变压器次级绕组独立。 使各功率单元的主电路相对独立。 与传统的低压逆变器类似。 促进现有成熟技术的采用。
(3)输出侧结构：输出侧将各功率模块的U、V输出端子串联，形成星形连接，为电机供电。 通过重组各单元的PWM波形。 可以获得阶梯式正弦PWM波形。 这种波形正弦度好，dv/dt小。 不损坏电缆和电机的绝缘层。 无需输出滤波器即可延长输出电缆长度。 可直接用于普通电机。 同时。 电机的谐波损耗大大降低。 消除负载机械轴承和叶片的振动。 当某个电源模块出现故障时。 通过控制使输出端短路。 该单元可以被绕过并从系统中退出。 变频器可以降额运行。 这可以避免很多情况下因停机而造成的损失。
(4)控制器：控制器由高速微控制器、嵌入式人机界面和PLC组成。 单片机实现PWM控制，嵌入式人机界面提供友好的全中文WINDOWS监控和操作界面。 同时可以实现远程监控和网络控制。 采用内置PLC对柜内开关信号进行逻辑处理。 能够与现场用户灵活对接。 满足用户的特殊需求。
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