Danfoss VEDADRIVE User guide [ru]

Руководство по эксплуатации

Преобразователи частоты VEDADRIVE _________________________________________________

Высоковольтные

преобразователи частоты

VEDADRIVE

Руководство по эксплуатации

www.drives.ru/VEDADRIVE

Руководство по эксплуатации

Преобразователи частоты VEDADRIVE_____________________________________________________________________

Содержание

Указания по технике безопасности . . . . .		. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	4
Высокое напряжение			4
Условные обозначения, используемые в данном руководстве			4
Меры обеспечения безопасности			4
Непреднамеренный пуск			6
1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	7
1.1	Структура руководства по эксплуатации		7
1.2	Обзор преобразователя частоты		7
1.3	Устройство преобразователя частоты		9
1.4	Шкаф трансформатора		14
1.5	Шкаф силовых ячеек		14
1.6	Секция управления		16
2. Механический монтаж. . . . . . . . . . . . . .		. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	19
2.1	Подготовка места установки		19
2.2	Охлаждение		19
2.3	Перечень предмонтажных проверок		21
2.4	Подъем и перемещение преобразователя частоты		22
2.5	Монтаж преобразователя частоты		24
3. Электрический монтаж . . . . . . . . . . . .		. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	25
3.1	Выбор силовых кабелей		25
3.2	Выбор кабелей управления		25
3.3	Подключение силовых кабелей		26
3.4	Электрическая блокировка вводного выключателя		28
3.5	Подключение проводов управления		28
4. Пусконаладочные работы и ввод в эксплуатацию . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .			37
4.1	Требования к готовности объекта для проведения ШМ и ПНР		37
4.2	Последовательность пусконаладочных работ		38
4.3	Высоковольтные испытания силового трансформатора		39
4.4	Проверка силовых ячеек		40
4.5	Общие предпусковые проверки		42
4.6	Проверка системы управления (цепей низкого напряжения)		44
4.7	Проверка преобразователя частоты под высоким напряжением		44
4.8	Проверка работы под нагрузкой		45
		1

Руководство по эксплуатации

Преобразователи частоты VEDADRIVE_____________________________________________________________________

5. Интерфейс пользователя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

5.1	Панель управления	46
5.2	Окно мониторинга	46
5.3	Окно графиков процесса	48
5.4	Окно параметров функций	50
5.5	Окно системных параметров	55
5.6	Журнал записей ошибок	58
5.7	Прочие настройки	60
5.8	Окно состояния силовых ячеек	61
5.9	Окно параметров возбудителя	62
6. Дополнительные опции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		65
6.1	Обзор опций	65
6.2	Байпас силовой ячейки	65
6.3	Байпас преобразователя частоты	67
6.4	Выходной токоограничивающий реактор	70
6.5	Система предварительного заряда	71
6.6	Пусковой шкаф	72
6.7	Система синхронного перевода электродвигателей на сеть	73
6.8	Модуль Ethernet/IP	75
6.9	Модуль Modbus TCP/IP	77
7. Контроль неисправностей и техническое обслуживание . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		81
7.1	Предупреждения и аварийные сигналы	81
7.2	Сообщения об общих неисправностях	82
7.3	Сообщения о неисправностях силовых ячеек	84
7.4	Поиск и устранение основных неисправностей	85
7.5	Техническое обслуживание	86
8. Основные функции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		89
8.1	Управление по замкнутому контуру с обратной связью	89
8.2	Синхронизация с сетью	90
8.3	Пуск с подхватом двигателя	90
8.4	Восстановление после потери силового напряжения	91
8.5	Функция преодоления провалов силового напряжения	92
8.6	Функция повышения момента при пуске	92
8.7	Функция защиты двигателя от перегрузки по току	93
	2

Руководство по эксплуатации

Преобразователи частоты VEDADRIVE_____________________________________________________________________

8.8	Работа с синхронным двигателем и возбудителем	94
9. Обмен данными по Modbus RTU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		96
9.1	Характеристики протокола	96
9.2	Функция 03: Чтение нескольких регистров	96
9.3	Функция 16: Запись нескольких регистров	97
9.4	Проверка контрольной суммы	98
9.5	Обработка ошибок связи	99
9.6	Регистры данных	100
10. Технические данные и типовой код преобразователя частоты . . . . . . . . . . . . .		110
10.1 Общие технические данные		110
10.2 Типовой код и общие конфигурации		111
Приложение А. Подключение и настройка термоконтроллера . . . . . . . . . . . . . . . .		113

3

Руководство по эксплуатации

Преобразователи частоты VEDADRIVE_____________________________________________________________________

Указания по технике безопасности

Высокое напряжение

Преобразователь частоты VEDADRIVE представляет собой электрическое оборудование высокого напряжения, на этапе проектирования которого соблюдены все требования к обеспечению безопасности персонала. Тем не менее, это оборудование небезопасно, как и любое другое оборудование высокого напряжения. Шкафы с электрооборудованием работают на напряжении, представляющем угрозу жизни человека, кроме того, многие другие внутренние электрические компоненты нагреваются до высокой температуры, опасной при касании. Несоблюдение правил техники безопасности при эксплуатации может привести к травмам, повреждению оборудования и нанесению ущерба собственности.

Для предотвращения причинения травм персоналу и ущерба собственности перед началом эксплуатации преобразователь частоты необходимо изучить и неукоснительно соблюдать предусмотренные правила техники безопасности.

Преобразователь частоты VEDADRIVE является безопасным устройством при проведении любых работ по монтажу, вводу в эксплуатацию, пуску и техническому обслуживанию при условии соблюдения приведенных в этом руководстве инструкций.

Условные обозначения, используемые в данном руководстве

ОПАСНОСТЬ!

Указывает на потенциально опасную ситуацию, при которой существует риск летального исхода или серьезных травм.

ВНИМАНИЕ!

Указывает на потенциально опасную ситуацию, при которой существует риск получения травм средней тяжести. Также может использоваться для обозначения потенциально небезопасных действий и действий, ведущих к повреждению преобразователя частоты и оборудования.

Значение таких знаков остается неизменным во всем документе.

Меры обеспечения безопасности

Конструкция и защитные устройства преобразователя частоты являются безопасными при условии надлежащего соблюдения инструкций по монтажу, вводу в эксплуатацию, эксплуатации и техническому обслуживанию. Следует неукоснительно соблюдать приведенные ниже правила техники безопасности для исключения несчастных случаев с персоналом.

ООО «Данфосс» не несет ответственности за травмы персонала или ущерб собственности, произошедшие вследствие нарушения правил техники безопасности.

К работам по монтажу, эксплуатации, поиску и устранению неисправностей, техническому обслуживанию преобразователя частоты допускаются только персонал, имеющие надлежащую квалификацию. Квалифицированным считается персонал,

4

Руководство по эксплуатации

Преобразователи частоты VEDADRIVE_____________________________________________________________________

который прошел обучение по определенной программе, знакомый с устройством и принципами работы оборудования, и действующими в электроэнергетической отрасли нормами.

При тестировании и техническом обслуживании преобразователя частоты в его в рабочей зоне должны находиться не менее двух человек, имеющих надлежащую квалификацию.

Перед проверкой или техническим обслуживанием преобразователя частоты необходимо подготовить работу тестового индикатора высокого напряжения, подключить провод заземления, установить защитное ограждение и вывесить предупредительные таблички об опасном напряжении.

При подключении внешних кабелей следует тщательно соблюдать нормативы и стандарты, принятые в электроэнергетике.

Для исключения травм персонала и ущерба собственности перед проведением любых работ следует тщательно изучить приведенные в этом руководстве правила техники безопасности.

Преобразователь частоты следует устанавливать в соответствующих условиях и обеспечить к нему доступ для проведения технического обслуживания.

Установку, подключение и настройку параметров преобразователя частоты разрешается выполнять исключительно силами подготовленных специалистов. Обратитесь в ООО «Данфосс» для получения консультации в случае необходимости изменения параметров преобразователя частоты.

Повторный пуск преобразователя частоты, отключенного по аварийному сигналу, следует осуществлять только после завершения его осмотра и технического обслуживания.

Внутри шкафов может сохраняться остаточное напряжение даже при отключенном электрическом питании Обеспечьте надежность отключения преобразователя частоты –для отключения не допускается использовать контактор Входы и выходы преобразователя частоты должны быть заземлены. Не касайтесь компонентов силовой цепи до тех пор, пока горят их индикаторы заряда.

При работе необходимо носить обувь на изолированной подошве и изолирующие перчатки, все работы необходимо выполнять только одной рукой.

Не допускается эксплуатировать преобразователь частоты с открытыми дверями.

В системах шкафов высоковольтного преобразователя частоты имеются проводящие элементы. Запрещается касаться любых частей установленного в шкафах оборудования во время проведения технического обслуживания при отключенном преобразователе частоты, не удостоверившись, что такие части не находятся под напряжением.

Электрические устройства чувствительны к зарядам статического электричества. При монтаже, техническом обслуживании, фиксации или касании элементов в системах шкафов высоковольтного преобразователя частоты необходимо, чтобы

5

Руководство по эксплуатации

Преобразователи частоты VEDADRIVE_____________________________________________________________________

выполняющий работы персонал использовал антистатические браслеты Посторонние лица не должны касаться электрических компонентов.

При транспортировке и хранении электрических компонентов или печатных плат следует использовать антистатическую упаковку.

При установке или обращении с печатными платами не допускается касаться размещенных на плате электрических компонентов, следует держать плату за ее края.

Непреднамеренный пуск

Если преобразователь частоты подключен к сети питания переменного тока, двигатель может включиться в любое время. Двигатель можно запустить с помощью внешнего переключателя, команды по шине последовательной связи, с использованием входного сигнала задания либо после устранения неисправности. Предпринимайте все необходимые меры для защиты от непреднамеренного пуска.

Преобразователь частоты, двигатель и любое подключенное оборудование должны быть в состоянии эксплуатационной готовности. Неготовность оборудования к работе при подключении преобразователя частоты к сети питания переменного тока может привести к летальному исходу, получению серьезных травм или к повреждению оборудования.

6

Руководство по эксплуатации

Преобразователи частоты VEDADRIVE_____________________________________________________________________

1. Введение

1.1 Структура руководства по эксплуатации

Данное руководство содержит основную информацию, необходимую для эксплуатации преобразователя частоты. Ввиду большого числа доступных дополнительных устройств в данном руководстве описаны не все возможные конфигурации. Подробную информацию смотри в документации по конкретной поставке.

В главе 2 представлены требования к монтажу механической части. В главе 3 — требования к монтажу электрической части, в том числе — подключение питания, двигателя, проводов управления, а также дано описание функций клемм управления. В главе 4 приводятся инструкции по запуску преобразователя частоты. Остальные главы содержат дополнительные сведения. К ним относятся интерфейс пользователя, устранение неисправностей при запуске, управление по интерфейсной шине, а также технические характеристики.

ООО «Данфосс» сохраняет за собой право пересматривать настоящую публикацию в любое время и вносить изменения в её содержание, без предварительного уведомления или каких-либо обязательств уведомления прежних или настоящих пользователей о таких изменениях.

1.2 Обзор преобразователя частоты

VEDADRIVE — это серия преобразователей частоты высокого напряжения, предназначенных для регулирования скорости вращения электродвигателей переменного тока (синхронных и асинхронных) в сетях высокого напряжения.

Преобразователи частоты VEDADRIVE обладают следующими преимуществами:

•Технология регулирования, обеспечивающая высокую точность и быстродействие системы, а также КПД, превышающий 96 %.

•Модульная конструкция силовых ячеек, облегчающая техническое обслуживание.

•Напряжение в питающей электрической сети может изменяться в широком диапазоне, что позволяет подключать преобразователь частоты к различным сетям входного питания.

•Подключение силовых ячеек выполнено последовательно, что позволяет суммировать их напряжение.

•Функция автоматического регулирования напряжения (АРН), обеспечивает регулирование выходного напряжения, что исключает повреждение обмоток двигателя вследствие перенапряжения и уменьшает потери в двигателе при работе без нагрузки.

•Функция повышения крутящего момента, обеспечивает повышение выходного напряжения и выходного крутящего момента при работе на низких выходных частотах.

•Функция пуска вращающегося двигателя (подхват), позволяет перезапустить вращающийся двигатель и обеспечить непрерывность производства.

7

Руководство по эксплуатации

Преобразователи частоты VEDADRIVE_____________________________________________________________________

•Функция предотвращения потери мощности, обеспечивает обратное питание для продолжения нормальной работы при исчезновении напряжения в электрической сети на очень короткое время.

•Функция синхронного переключения двигателя с преобразователя частоты на сеть и обратно (опция);

•Функция байпаса силовых ячеек (опция) позволяет автоматически шунтировать неисправные ячейки без влияния на функционирование преобразователя частоты.

•Панель управления с сенсорным экраном обеспечивает простое управление и настройку преобразователя частоты.

•Схема управления предусматривает работу в режиме ведущийведомый.

•Компактная конструкция и надлежащая компоновка (возможна поставка устройств в специальном исполнении в соответствии с техническими условиями заказчика).

•Установка источника бесперебойного питания (ИБП), позволяющего поддерживать питание управления в течении 30 минут при пропадании силового питания (опция).

Кроме перечисленных выше преимуществ, преобразователи частоты VEDADRIVE

имеют следующие функции:

•Защита от перегрузки и сверхтока.

•Защита от обрыва фазы питания.

•Защита от обрыва фазного провода двигателя.

•Защита от однофазных замыканий на землю на выходе.

•Защита от перенапряжения.

•Защита от перегрева.

•Функция ограничения тока.

•Защита от короткого замыкания в цепи питания.

•Два резервных контура питания блока управления.

•Электрическая изоляция между силовыми ячейками и контроллером (обмен данными осуществляется по оптоволоконному кабелю).

•Обратная связь, которая позволяет использовать заданное пользователем ожидаемое значение контролируемого параметра (давления, температуры и т. д.) в качестве задания для автоматической регулировки скорости вращения ротора двигателя (например, постоянное давление в системе водоснабжения может использоваться в качестве параметра для регулирования расхода воды при подаче).

•Обмен данными: интерфейс RS485, стандартный коммуникационный протокол MODBUS RTU, протокол PROFIBUS DP (опция), промышленный коммуникационный протокол Ethernet IP (опция), протокол MODBUS TCP/IP (опция).

•Регистрация отказов, возможность сохранять журнал ошибок на флэш-диске USB.

•Аварийный сигнал при открытии двери шкафа.

8

Руководство по эксплуатации

Преобразователи частоты VEDADRIVE_____________________________________________________________________

1.3 Устройство преобразователя частоты

Преобразователь частоты (см. рис. 1.1) состоит из следующих основных компонентов:

•Шкаф трансформатора;

•Шкаф силовых ячеек;

•Секция управления.

Для высоковольтных преобразователей частоты большой мощности используются дополнительные пусковые шкафы.

Рис. 1.1 - Общий вид преобразователя частоты VEDADRIVE

За счет входного трансформатора с изолированными вторичными обмотками, вход преобразователя частоты изолирован от сети. Посредством сдвига фаз во вторичной обмотке и использовании моста на импульсных диодах осуществляется изолированное питание силовых ячеек (30/36-пульсное для 6 кВ, 54-пульсное для 10 кВ). Благодаря использованию схемы с высокой пульсностью выпрямления, в значительной степени минимизирован ток гармонического искажения питающей сети (см. рис. 1.3).

9

Руководство по эксплуатации

Преобразователи частоты VEDADRIVE_____________________________________________________________________

Рис. 1.2 - Схема преобразователя частоты 10 кВ

10

Руководство по эксплуатации

Преобразователи частоты VEDADRIVE_____________________________________________________________________

Рис. 1.3 - 30-импульсное входное напряжение, кривые тока и напряжения

Способ последовательного подключения силовых ячеек с образованием многоячеечной силовой структуры, который применен в преобразователях частоты VEDADRIVE, позволяет в значительной степени устранить гармоническую составляющую на выходе преобразователя частоты, при этом форма кривой выходного напряжения имеет практически синусоидальную форму (см. рис. 1.4 и 1.5).

U ab

I a

t

t

Рис. 1.4 - Форма кривой выходного напряжения Рис. 1.5 - Форма кривой выходного тока

По сравнению с другими мощными высоковольтными преобразователями частоты, такая схема имеет следующие преимущества:

•Нет необходимости использования дополнительного фильтра на выходе.

•Возможность применения стандартных синхронных и асинхронных электродвигателей высокого напряжения, при этом температура двигателя не повышается.

•Не уменьшается номинальная мощность электродвигателя.

11

Руководство по эксплуатации

Преобразователи частоты VEDADRIVE_____________________________________________________________________

•Отсутствие повреждений изоляции электродвигателя и кабеля вследствие резких всплесков напряжения (dU/dt).

•Отсутствие пульсаций крутящего момента вследствие воздействия гармонических составляющих, что позволяет увеличить срок службы электродвигателей и приводимых механизмов.

•Нет ограничений на длину кабеля, если падение напряжения находится в допустимых пределах.

Вкачестве разделительного трансформатора применяется трансформатор сухого типа

спринудительным воздушным охлаждением. Первичная обмотка трансформатора подключена непосредственно к электрической сети высокого напряжения по схеме звезда. Вторичные обмотки подключены по расширенной схеме треугольник и имеют некоторую разность фаз. Угол сдвига фаз = 60°/n, где n = число силовых ячеек в каждой фазе.

Силовые ячейки получают питание от вторичных обмоток трансформатора; разность фаз между обмотками определяется числом силовых ячеек и входным напряжением преобразователя частоты (см. таблицу 1.1).

Таблица 1.1 - Конфигурация силовых ячеек

	Количество		Выходное	Выходное	Число
Напряжение	силовых	Номинальное			уровней
преобразователя	ячеек в	напряжение	фазное	линейное	напряжения
частоты, кВ	каждой	ячейки, В	напряжение,	напряжение,	для каждой
	фазе		В	В	фазы
6	5	690	3450	6000	11
6	6	640	3450	6000	13
6,6	6	640	3810	6600	13
10	9	640	5770	10000	19
11	9	700	6350	11000	19

Преобразователи частоты на напряжение 6 кВ имеют 15 или 18 силовых ячеек, а преобразователи частоты на 10 кВ — 27 ячеек. Поскольку несколько силовых ячеек подключены последовательно, то амплитуды их напряжений складываются. Трехфазное высокое напряжение на выходе преобразователя частоты создается посредством подключения трех выходных фаз по схеме звезда с изолированными нейтральными точками.

Для преобразователя частоты, к примеру, на напряжение 6 кВ с 5 силовыми (см. рис. 1.6) ячейками можно получить 11 уровней напряжения на выходе (-5 … 0 … + 5). При увеличении числа уровней напряжений значение каждого уровня уменьшается; это приводит к уменьшению всплесков напряжения (Du/dt) и общих гармонических искажений выходного напряжения. На рис. 1.7 показаны формы колебаний напряжения для пяти силовых ячеек и формы колебаний фазного напряжения для преобразователя частоты с пятью силовыми ячейками.

12

Руководство по эксплуатации

Преобразователи частоты VEDADRIVE_____________________________________________________________________

						U
6000 В						690	3450 В
						690
						690
						690
						690
					690		690
				690			690
			690				690
		690					690
	690						690
W							V

Рис. 1.6 - Схема суммирования напряжений для преобразователя частоты 6 кВ, с пятью силовыми ячейками в фазе

1

-1

1

-1

1

-1

1

-1

1

-1

5

4

3

2

1

0 -1 -2 -3 -4 -5

Ячейка 1

Ячейка 2

Ячейка 3

Ячейка 4

Ячейка 5

Рис. 1.7 - Форма напряжения для пяти силовых ячеек и форма кривой фазного напряжения

13

Руководство по эксплуатации

Преобразователи частоты VEDADRIVE_____________________________________________________________________

1.4Шкаф трансформатора

Вшкафу трансформатора установлен трансформатор сухого типа со сдвигом фазы, который подает трехфазное питание на силовые ячейки. На двери шкафа расположен контроллер температуры трансформатора, предназначенный для подачи аварийного сигнала в случае чрезмерного повышения температуры и обеспечивающего защиту трансформатора от перегрева. В шкафу установлен концевой выключатель двери, который подает аварийный сигнал при ее открытии.

К вводу подключены трансформаторы тока для контроля входных токов.

Трансформатор имеет дополнительную обмотку для формирования трёхфазного напряжения собственных нужд (~380 В). При работе преобразователя частоты вентиляторы подключаются к данной обмотке.

Шкаф трансформатора имеет вентилятор (или вентиляторы) для охлаждения. На двери шкафа установлены воздушные фильтры.

1.5Шкаф силовых ячеек

Вшкафу силовых ячеек установлены силовые ячейки и вспомогательные компоненты. Шкаф силовых ячеек состоит из следующих частей:

•Силовые ячейки;

•Плата сопротивлений;

•Датчики Холла для измерения выходного тока;

•Плата измерения выходного напряжения;

•Плата измерения температуры;

•Центробежный вентилятор (или вентиляторы) охлаждения;

•Нагреватель (опция).

Каждая силовая ячейка реализована по схеме, указанной на рис. 1.8.

Все ячейки в шкафу имеют одинаковые электрические и механические характеристики и являются взаимозаменяемыми.

Внешний вид силовой ячейки с передней стороны приведен на рис. 1.9.

Расшифровка маркировки приведена на рис. 1.10.

14

Руководство по эксплуатации

Преобразователи частоты VEDADRIVE_____________________________________________________________________

Рис. 1.8 - Схема силовой ячейки

Входные клеммы питания R, S, T подключены к трехфазному выходу низкого напряжения вторичной обмотки входного трансформатора, через быстродействующие предохранители (F1, F2). В каждой из трех фаз используются диоды (D1 – D6), для двухполупериодного выпрямление трехфазного напряжения, которое заряжает конденсаторы постоянного тока (C1 – C3) в звене постоянного тока. Напряжение с конденсаторов подается на однофазный мостовой инвертор (Q1 – Q4), состоящий из транзисторов с изолированным затвором (IGBT). Опционально силовая ячейка может иметь электрическеий байпас (К), реализованный на IGBT модуле.

Каждая силовая ячейка имеет собственную плату управления и плату драйвера. Плата управления принимает сигналы, передаваемые контроллером по оптоволоконной сети. На плате управления имеются несколько цепей для мониторинга таких неисправностей, как перегрев, обрыв фазы, перенапряжение в цепи постоянного тока, исчезновение питающего напряжения, отказ оптоволоконной коммуникационной системы и отказ драйверов. Сигналы неисправности передаются на контроллер для обеспечения работы защитных функций преобразователя частоты и для регистрации в журнале ошибок. Силовая ячейка получает команды на подключение и сигналы статуса по оптоволоконной линии, а также передает сигналы с кодами неисправности и статуса.

В преобразователях частоты 6 кВ в каждой фазе установлено пять или шесть ячеек. В преобразователях частоты 10 кВ в каждой фазе установлено девять силовых ячеек. Ячейки подключены к трехфазной вторичной обмотке трансформатора с номинальным напряжением 690 В (640 В). Через однофазный выход все (пять, шесть или девять) ячеек каждой фазы соединены последовательно с помощью медной шины. Первые ячейки каждой фазы замкнуты между собой с образованием трехфазного подключения по схеме звезда. Выход последней ячейки в каждой фазе подключен к выходным клеммам преобразователя частоты.

15

Руководство по эксплуатации

Преобразователи частоты VEDADRIVE_____________________________________________________________________

	Радиатор
	охлаждения
Подключение
оптического интерфейса	Выходные клеммы
Индикация силового	силовой ячейки
напряжения

Предохранители

Клеммы для подключения входного силового напряжения

Рис. 1.9 - Внешний вид силовой ячейки с передней стороны

VDPC □□□ /□□□ (*)

Применение силовой ячейки

(«Р» - силовая ячейка с байпасом)

Номинальный ток силовой ячейки, А

Номинальное напряжение силовой ячейки, В

Силовая ячейка VEDADRIVE

Рис. 1.10 - Расшифровка маркировки силовой ячейки

С обратной стороны силовых ячеек предусматривается воздушный канал, по которому охлаждающий воздух через фильтры в двери шкафа, подается на радиаторы охлаждения ячеек и затем отводится в воздушный канал, расположенный в задней части шкафа. Установленный на крыше шкафа центробежный вентилятор удаляет горячий воздух из шкафа силовых ячеек.

В шкафу установлен концевой выключатель двери, который подает аварийный сигнал при ее открытии.

1.6 Секция управления

Система управления преобразователя частоты состоит из следующих частей:

•Контроллера;

•Блока вводов/выводов с логическим контроллером;

•Панель управления с сенсорным дисплеем;

•Блок питания цепей управления;

•Источник бесперебойного питания (опция).

16

Руководство по эксплуатации

Преобразователи частоты VEDADRIVE_____________________________________________________________________

Контроллер состоит из платы процессора (АР4), платы обработки сигналов (AP6), трех плат оптоволоконного интерфейса (AP1, AP2, AP3) и платы подключений (A5).

Плата оптоволоконного интерфейса передает сигналы данных по оптоволоконной линии, каждая плата оптоволоконного интерфейса управляет подключенными к одной фазе ячейками и передает сигналы широтно-импульсной модуляции (ШИМ) или команды рабочего режима на силовую ячейку, а также осуществляет прием сигналов статуса, поступающих от силовых ячеек. Силовая ячейка получает команды на подключение и сигналы статуса по оптоволоконной линии, а также передает сигналы с кодами неисправности на плату оптоволоконного интерфейса. Платы оптоволоконного интерфейса различаются в зависимости от количества ячеек в фазе.

Плата обработки сигналов осуществляет прием аналоговых сигналов выходноговыходного напряжения и тока преобразователя частоты, а после — разделение, фильтрацию и аналого-цифровое преобразование сигналов. После этого сигналы передаются на плату управления для управления и защиты преобразователя частоты. Платы обработки сигналов различаются в зависимости от номинального тока преобразователя частоты.

На плате управления установлен процессор цифровых сигналов (DSP), с помощью которого реализованы все функции управления двигателем и обмена данными. Связь с блоком ввода/вывода осуществляется через последовательный интерфейс RS232. По данному интерфейсу передаются параметры состояния преобразователя частоты и принимаются значения параметров.

Плата подключений используется для формирования и подачи напряжения +5 В и ±15 В, подключения энкодера и дискретных входов-выходов.

Блок вводов/выводов осуществляет логическую обработку внутренних сигналов переключения преобразователя частоты, сигналов управления и сигналов состояния, поступающих от внешнего оборудования. Блок вводов / выводов предназначен для обработки сигналов от двух аналоговых входов и двух аналоговых выходов. Аналоговые входы используются для получения аналоговых сигналов задания и обратной связи (давление, расход и т. д.). Аналоговые выходы используются для передачи данных пользователю на верхний уровень о текущей частоте и выходном токе. Программируемые аналоговые выходы могут также дополнительно передавать: температуру шкафа силовых ячеек, выходной коэффициент мощности, выходную мощность, ток возбуждения. Аналоговые входы могут быть как на ток (4-20 мА), так и на напряжение (0-10 В). Аналоговый выход только на ток (4-20 мА).

Панель управления оснащена удобным для пользователя интерфейсом на русском языке. Реализованное в составе панели управления программное обеспечение осуществляет расчет и вывод на дисплей параметров тока, напряжения, мощности, рабочей частоты и других рабочих параметров с использованием данных, полученных от платы управления и платы вводов / выводов, а также реализует функции аварийной сигнализации и предупреждений в случае возникновения неисправностей.

На двери шкафа располагаются две кнопки:

•Кнопка «Сброс» используется для сброса аварийного состояния системы управления и отключения аварийной блокировки.

17

Руководство по эксплуатации

Преобразователи частоты VEDADRIVE_____________________________________________________________________

•Самоблокирующаяся кнопка «Аварийный останов» предназначена для отключения преобразователя частоты от питающей сети высокого напряжения либо имитации внешней аварии в процессе наладки.

При возникновении неисправности или переходе преобразователя частоты в аварийное состояние, или, в случае необходимости экстренного отключения преобразователя частоты от электрической сети высокого напряжения, следует нажать на кнопку «Аварийный останов» тыльной стороной одной руки. Если кнопка заблокировалась в нажатом положении, следует повернуть кнопку на 45° по часовой стрелке для снятия блокировки. При нажатии на кнопку «Аварийный останов» на дисплей выводятся сообщение о неисправности и сообщение о внешней неисправности, цепь сигнала разрешения размыкается, цепь отключения питания замыкается. При проверке или техническом обслуживании эта кнопка должна находиться в нажатом состоянии для исключения случайного подключения преобразователя частоты к питающей сети высокого напряжения.

18

Руководство по эксплуатации

Преобразователи частоты VEDADRIVE_____________________________________________________________________

2. Механический монтаж

2.1 Подготовка места установки

Перед проведением монтажных работ необходимо спроектировать вариант установки преобразователя частоты. Пренебрежение этой стадией может привести к дополнительным трудозатратам как во время монтажа, так и в процессе эксплуатации.

Выберите наилучшее возможное место эксплуатации с учетом следующих факторов:

•Рабочая температура окружающей среды;

•Способ охлаждения;

•Прокладка кабелей.

Следует обеспечить проходы достаточной ширины вокруг шкафов:

•Расстояние системы шкафов двухстороннего обслуживания от их задней стенки до стены должно быть не менее 1000 мм для преобразователей частоты 6 кВ и не менее 1200 мм для преобразователей частоты 10 кВ для обеспечения достаточного пространства при замене силовых ячеек.

•Расстояние между верхним краем крышного вентилятора шкафа и потолком должно быть не менее 800 мм.

•Расстояние между передней частью системы шкафов и стеной должно быть не менее 1500 мм.

Убедитесь, что источники питания подают надлежащее напряжение и обеспечивают достаточный ток.

Шкафы преобразователей частоты одностороннего обслуживания можно устанавливать практически вплотную к стене.

Для уменьшения температуры вследствие работы преобразователей частоты рекомендуется направлять охлаждающий поток воздуха через специальный внешний вентиляционный короб или канал.

2.2 Охлаждение

При работе системы воздушного охлаждения преобразователя частоты воздух забирается через вентиляционные решетки, расположенные на дверях, и выводится через вентиляторы, установленные на крышах шкафов. При высокой температуре окружающей среды или затруднениях для циркуляции охлаждающего воздуха необходимо установить дополнительные вентиляторы, промышленные кондиционеры или внешние вентиляционные каналы

Стандартное расположение вентиляционных коробов охлаждения преобразователя частоты VEDADRIVE показано на рис. 2.1 и 2.2.

19

Руководство по эксплуатации

Преобразователи частоты VEDADRIVE_____________________________________________________________________

Рис. 2.1 - Стандартный вентиляционный короб преобразователя частоты 6 кВ

Рис. 2.2 - Стандартный вентиляционный короб преобразователя частоты 10 кВ

Специальный внешний вентиляционный канал должен быть напрямую соединен с вентиляторами охлаждения. Согласно различному креплению вентиляторов и их направлению на крышах системы шкафов преобразователя частоты возможны два варианта установки внешних вентиляционных каналов.

Установку преобразователя частоты следует производить в достаточно большом помещении для удобства при работе и исключения сильных поворотов вентиляционных каналов.

20

Руководство по эксплуатации

Преобразователи частоты VEDADRIVE_____________________________________________________________________

Расположение внешних вентиляционных каналов охлаждения преобразователя частоты VEDADRIVE показано на рис. 2.3 и 2.4.

Рис. 2.3 - Внешний вентиляционный канал при установке решетки вентилятора параллельно передней или задней стенке преобразователя частоты

Рис. 2.4 - Внешний вентиляционный канал при установке решетки вентилятора параллельно боковой стенке преобразователя частоты

Выходная мощность кондиционера охлаждения должна быть не меньше требуемой, рассчитанной по формуле: 0,02 × PНОМ, где PНОМ — номинальная мощность преобразователя частоты.

Совместное использование кондиционера и воздуховода не рекомендовано из-за возможного образования конденсата во время простоя преобразователя частоты.

2.3 Перечень предмонтажных проверок

Порядок проведения осмотра при приемке преобразователя частоты:

•Перед снятием упаковки убедитесь в отсутствии повреждений упаковки.

•Распакуйте оборудование и убедитесь в отсутствии наружных повреждений преобразователя частоты.

21

Руководство по эксплуатации

Преобразователи частоты VEDADRIVE_____________________________________________________________________

•Сравните заказной код, указанный на паспортной табличке, с номером в заказе, чтобы убедиться в соответствии полученного оборудования.

•Убедитесь, что все детали рассчитаны на одинаковое напряжение: питающая сеть, преобразователь частоты, двигатель.

•Убедитесь, что выходной номинальный ток преобразователя частоты равен или превышает ток полной нагрузки двигателя.

•Проверьте отгрузочную ведомость / упаковочный лист и убедитесь в наличии всех необходимых частей преобразователя частоты.

При обнаружении каких-либо повреждений преобразователя частоты откажитесь от подписания акта приемки и незамедлительно известите об этом поставщика.

2.4 Подъем и перемещение преобразователя частоты

Подъем и перемещение шкафов преобразователя частоты можно осуществлять следующими тремя способами:

•Подъем с помощью мостового крана;

•Подъем с помощью ручной цепной тали;

•Перемещение с помощью катков.

Места строповки упакованных шкафов должны быть определены в соответствии с нанесенной маркировкой мест строповки и центра тяжести (см. рис. 2.5). Стропы должны быть правильно уложены с обеих сторон паллеты с выступами. Как при использовании крана, так и при использовании вилочного погрузчика положение строп и вил должно определяться с учетом расположения центра тяжести.

После демонтажа всех элементов упаковки (кроме паллеты) требуется кран или вилочный погрузчик для снятия шкафов с паллет. При использовании крана подъем шкафов осуществлять посредством четырех колец на верхней части каждого шкафа (кроме шкафа трансформатора).

Подъем шкафа трансформатора следует производить в соответствии с маркировкой на упаковке и положениями на чертеже.

При подъеме следует принять все возможные меры, чтобы центр подъема совпадал с осевой линией шкафа трансформатора и шкафа силовых ячеек.

22

Руководство по эксплуатации

Преобразователи частоты VEDADRIVE_____________________________________________________________________

	Места строповки	Места строповки и
		положения вил

Место ввода вил

Рис. 2.5 - Строповка (паллеты с выступом - слева, паллеты без выступа - справа)

Если на крыше шкафа трансформатора установлены вентиляторы, то их следует демонтировать перед подъемом. Порядок демонтажа: снимите верхнюю крышку вентилятора, отсоедините кабель питания вентилятора на клеммах, запомните порядок подключения жил кабеля для последующего восстановления соединения, отверните болты на основании крепления вентилятора (крыше шкафа).

Доступ к подъёмным кольцам трансформатора осуществляется либо через отверстия для вентиляторов, либо через специальные люки в крыше шкафа. Также подъёмные кольца трансформатора могут быть выведены на крышу шкафа.

Катки пригодны для использования в стесненных условиях при отсутствии крана или цепной тали.

Кран или ручная цепная лебедка должны иметь соответствующую грузоподъемность.

Подъемные стропы должны иметь достаточную длину и прочность, чтобы выдержать массу груза.

Не допускать повреждения поверхности шкафа при перемещении мостовым краном, ручной цепной талью или на катках.

При транспортировке распакованного шкафа трансформатора не допускается подъем с зацеплением только за подъемное кольцо шкафа (рым-болты), т.к. он имеет большой вес — необходимо использовать подъемную проушину специальных швеллеров, покрашенных в желтый цвет. Либо использовать подъемные кольца непосредственно на трансформаторе, как показано на рис.

2.6.

При установке на неровных поверхностях металлические шкафы преобразователя частоты могут изгибаться, что вызовет перекос дверей и проблемы с их открытием/закрытием.

Запрещается стоять под грузом при подъеме шкафа краном.

Запрещается корректировать положение шкафа, если шкаф наклонился во время подъема — это может привести к его падению.

Соблюдайте осторожность для исключения повреждения и деформации шкафов.

23

Руководство по эксплуатации

Преобразователи частоты VEDADRIVE_____________________________________________________________________

Подъемные кольца на трансформаторе

Рис. 2.6 - Подъем шкафа трансформатора

2.5 Монтаж преобразователя частоты

Для обеспечения безопасности и удобства при прокладке кабеля рекомендуется устанавливать шкафы над кабельным каналом (см. рис. 2.7). Нижнее основание преобразователя частоты выполнено из швеллера шириной 100 мм. Если номинальная мощность составляет 1600 кВт и выше, то это основание изготавливается из стального швеллера шириной 160 мм. Если номинальная мощность превышает 4000 кВт, используется стальная двутавровая балка шириной 180 мм. Таким образом, следует выбрать надлежащий профиль в соответствии с массой преобразователя частоты. Если смотреть спереди, то шкаф трансформатора установлен слева от шкафа силовых ячеек и рядом друг с другом на одном уровне горизонта.

Следует установить преобразователь частоты на основание и надежно заземлить. Трансформатора и клеммная коробка должны быть заземлены Сопротивление цепи заземления должно быть не более 4 Ом. Все шкафы должны быть соединены между собой болтами с образованием единой конструкции.

	100
			1000
530	330	300	300

Рис. 2.7 - Монтаж преобразователя частоты на основание

24

Руководство по эксплуатации

Преобразователи частоты VEDADRIVE_____________________________________________________________________

3. Электрический монтаж

3.1 Выбор силовых кабелей

При выборе силовых кабелей следует строго соблюдать соответствующие нормы и руководствоваться следующими требованиями:

Установленное значение предельно допустимого тока;

•Стандарт изготовителя;

•Способы прокладки и монтажа;

•Величина падения напряжения в зависимости от длины кабеля;

•Электротехнические стандарты;

•Стандарты электромагнитной совместимости.

Для подключения электродвигателя к преобразователю частоты следует использовать высоковольтные бронированные кабели с экранированием, которые отвечают требованиям к электромагнитной совместимости.

Если общая площадь сечения составляет менее 50 % от площади сечения однофазного проводника, то необходима установка кабеля заземления для исключения возникновения сверхтоков в экране кабеля, вызванного разницей потенциалов в сети заземления. Площадь сечения кабелей заземления должна быть более 16 мм2.

После установки шкафов следует закрепить шкафы к стальным швеллерам основания с помощью точечной сварки, такое основание должно быть надежно заземлено. Сопротивление цепи заземления не должно превышать 4 Ом.

3.2 Выбор кабелей управления

Следующие типы кабелей должны быть использованы для подключений сигналов управления:

•Кабели для аналоговых входов и выходов: полностью экранированный кабель, площадь сечения 0,5–1,5 мм2, тип: витая пара.

•Кабели для дискретных входов и выходов: полностью экранированный кабель, площадь сечения 0,5–1,5 мм2, тип: витая пара.

•Кабель энкодера: полностью экранированный кабель, площадь сечения 0,5–1,5 мм2, тип: витая пара.

•Коммуникационный кабель: специальный коммуникационный кабель или полностью экранированный кабель, площадь сечения 0,5–1,5 мм2, тип: витая пара.

Типы кабелей управления могут быть произведены на базе одиночной витой пары с индивидуальным и общим экраном

Управляющие, сигнальные, коммуникационные и силовые кабели следует прокладывать отдельно в кабельных каналах и соединительных коробах. В случае совместной прокладки расстояния между слаботочными и силовыми кабелями должны быть не менее 300 мм друг от друга. Не рекомендуется параллельная прокладка кабелей.

25

Руководство по эксплуатации

Преобразователи частоты VEDADRIVE_____________________________________________________________________

Если такой тип прокладки необходимо выполнить, то следует увеличить расстояние между вспомогательными и силовыми кабелями по мере увеличения их длин параллельно проложенных кабелей.

Не допускается, чтобы силовые кабели или кабели заземления имели общий провод экранирования с сигнальными кабелями.

Если длина сигнального или управляющего кабеля превышает 50 м, то рекомендуется предусмотреть разделительный преобразователь и вспомогательное реле на входе и выходе кабеля.

Экраны кабелей следует заземлять только со стороны преобразователя частоты.

Для уменьшения разницы электрических потенциалов между различными компонентами следует проложить кабель выравнивания электрических потенциалов параллельно управляющим кабелям, при этом сечение такого кабеля должно быть больше 16 мм2.

При наличии в цепи реле или контакторов, или, если нагрузка имеет индуктивную или емкостную составляющую, следует предусмотреть установку в цепях реле и контакторов в специальном низковольтном отсеке.

Управляющие, сигнальные и коммуникационные кабели следует прокладывать по краям каналов с нулевым электрическим потенциалом для повышения защищенности от помех. Кабели для передачи различных сигналов должны прокладываться с перекрещиванием.

Участки подключения слоя экранирования к клеммам должны быть максимально короткими. Не рекомендуется заземлять экранирование с помощью отдельного длинного кабеля. После завершения прокладки кабелей выполните следующие проверки:

•Проверьте правильность подключения кабелей;

•Убедитесь в отсутствии взаимных коротких замыканий выводов и кабелей или коротких замыканий на землю;

•Убедитесь в том, что подключены все необходимые кабели;

•Убедитесь в том, что изоляционное расстояние и длина пути тока утечки отвечают установленным требованиям.

3.3Подключение силовых кабелей

Однолинейная схема подключения силовых кабелей изображена на рис. 3.1.

Преобразователь частоты к высоковольтной секции шин следует подключать через ячейку с высоковольтным выключателем (QF), оснащенную:

•Релейной защитной аппаратурой для защиты электродвигателя и ПЧ;

•Защитой от грозовых разрядов;

•Заземляющим устройством.

В высоковольтной ячейке (QF) также необходимо предусмотреть блокировку, обеспечивающую:

26

Руководство по эксплуатации

Преобразователи частоты VEDADRIVE_____________________________________________________________________

•При отказе преобразователя частоты включение высоковольтной ячейки (QF) должно быть невозможным;

•При отказе преобразователя частоты отключение высоковольтной ячейки (QF) должно быть автоматическое.

FU

QF

TV

1 TA

2 TA

SQ

QE F

HL

TAN

L1.L2.L3

ПЧ

U.V.W.

М

Рис. 3.1 - Электрическая схема силовой цепи

Неправильное подключение кабеля питания на входе, а также кабеля на выходе, приведет к повреждению преобразователя частоты и/или к несчастным случаям с персоналом.

Выводы вторичной обмотки трансформатора должны совпадать с маркировкой входного кабеля питания силовых ячеек.

При подключении электрических кабелей, шинок к силовым ячейкам и вторичным обмоткам трансформатора, рекомендуется использовать динамометрический инструмент. Момент затяжки: 70-90 кгс-см.

В нижней левой и задней части шкафа трансформатора размещена медная шина заземления. После монтажа преобразователя частоты, контакты заземления трансформатора и шкафа должны быть присоединены к медной шине заземления и к локальной сети заземления.

27

Руководство по эксплуатации

Преобразователи частоты VEDADRIVE_____________________________________________________________________

3.4 Электрическая блокировка вводного выключателя

Между преобразователем частоты и вводным выключателем (автоматическим выключателем / вакуумным контактором) должна быть реализована электрическая блокировка:

•Сигнал преобразователя частоты о его готовности к включению («Разрешение замыкания ВН») последовательно заведен на вход вводного выключателя «Замыкание», как условие включения.

•Сигнал преобразователя частоты о его неготовности («Размыкание ВН») заведен параллельно на вход вводного выключателя «Размыкание» для обесточивания преобразователя частоты при аварийном событии.

3.5Подключение проводов управления

Клеммы для подключения цепей управления располагаются в секции управления

(рис. 3.2):

•XS1T-XS4T: над контроллером ввода/вывода;

•XS11T-XS18T: под контроллером ввода/вывода.

Схема подключения цепей управления приведена на рис. 3.3.

В нижней части секции управления находятся клеммы XT3 и XT4, предназначенные для питания системы управления преобразователя частоты.

Клеммы XS1T-XS4T, располагаемые над интерфейсной платой, в основном предназначены для подключения входных сигналов дистанционного управления.

Список сигналов клемм XS1T-XS4T приведен в таблице 3.1.

Часть входов управления — управляющие пуском и остановом — могут работать в двух режимах:

•по логическому уровню сигнала, определяемому напряжением;

•по импульсу (фронту) сигнала.

Выбор режима производится в пункте «Режим дистанц. пуска/останова» панели управления.

Импеданс нагрузки не должен превышать 500 Ом.

28