大功率变频电源替换发电机对整厂生产设备供电

大功率变频电源替换发电机对整厂生产设备供电

    随着我国的改革开放，大量使用60HZ电源供电的生产线、设备搬到我国使用。由于我国供电电源频率标准为50HZ，如果直接将这些生产线、设备接入我国电网使用，一般情况下设备的整体效率会下降30％；如果是精密的设备则不能工作。所以现在一般的做法是自备发电机发60HZ电源供设备使用。随着世界能源的紧缺，小规模的自备发电成本日益高昂；而且自备发电造成噪音、环境等严重污染及发电效率低的问题。怎样彻底解决这些问题，降低生产成本，提高企业的竞争力，江门市安利机电工程有限公司成功开发出大功率变频电源设备替换发电机发电，并在东莞台丰印刷电路板厂得以应用，取得极其满意的效果及非常显著的经济效益。

随着现代电力电子技术、微电子控制技术的不断发展，采用IGBT作为功率器件的大功率逆变电路（400KW以上）日趋成熟和稳定。特别在变频调速领域，大功率变频器更得到广泛的应用，世界上几家有名的变频器生产厂家均形成了系列化规模化生产大功率变频器产品，从而使大功率变频器无论在价格上、质量上、稳定性等方面都有较大的改善，为采用大功率变频电源替换发电机打下坚实基础。

江门市安利机电工程有限公司与芬兰Vacon Plc公司共同研发的VF系列变频电源，单台功率容量从45KVA～1500KVA。它是专门针对替换发电机对整厂生产设备供电而特殊设计的，与市场上其它一般的变频电源、UPS电源有如下三点不同。

1、稳定性

因为对整厂生产设备进行供电不同于对单一台设备供电，如果电源出现问题将会引起全厂停电而造成巨大损失，所以电源的稳定性是首要考虑的问题。

现在市场上一般的变频电源其逆变部分都是厂家用IGBT自行搭配的逆变电路，由于规模小和产量少，其元器件的筛选及检测手段、电路设计及制造工艺与大厂规模生产相比相差甚远，所以稳定性相应较差，平均无故障工作时间（MTBF）一般在1万小时以下。

江门市安利机电工程有限公司VF系列变频电源采用芬兰Vacon Plc公司生产的大功率通用变频器为逆变单元，该变频器是当今世界上**秀的变频器之一，平均无故障工作时间（MTBF）大于50万小时。而且VF系列变频电源除变频器外，变频电源的主回路均采用无源器件，同样具有极高的稳定性及可靠性，完全满足高可靠性的整厂电源供电要求。

2、高过载及峰值电流能力

因为整厂生产设备的负载性质较复杂，考虑电机（感性负载）、整流器（容性负载）等设备的起动峰值电流问题，所以在变频电源的额定电流一定的情况下，变频电源设备必须要有较高的过载能力及峰值电流能力。

变频电源的过载能力主要取决于IGBT功率器件的功率容量、性能和电路设计，一般变频电源设计的过载能力为额定电流的1.2～1.5倍；峰值跳闸电流为额定电流的1.5～2倍。而我司VF系列变频电源的过载能力为额定电流的2.5倍；峰值跳闸电流为额定电流的4倍，在相同额定功率容量的情况，更能适应复杂负载起动电流的冲击。

3、低的输入谐波电流

因为现在的逆变电路都是采用交—直—交的逆变电路形式，其整流部分都是采用非线性的整流器件，这就必然产生谐波电流注入电网和影响其它设备的工作。当功率容量较小时，该问题影响不大。但如果对整厂设备供电这么大的功率容量来说必须对输入谐波电流加以认真考虑。

一般国内标准生产的三相6脉冲整流器，其总谐波电流失真度THDi约在60％～80％左右。而Vacon变频器由于严格按照欧洲标准生产，其总谐波电流失真度THDi约在30％～45％左右。另外，大于90KW的变频器，12脉冲整流为标准配置，只要通过简单的接线，就能实现6脉冲或12脉冲的整流方式。如果采用12脉冲整流方式，根据对称原理，则可以消除11次以下的谐波电流，总谐波电流失真度THDi在5％以下。属于绿色环保产品。

东莞台丰印刷电路板厂是一间生产PCB电路板的企业，它的生产设备是由台湾、日本进口的生产线，使用三相220V／60HZ的电源。该厂24小时不间断生产。当日班生产高峰时线电流为1912A（220X1912X1.732≈729KVA），晚班生产时为1345A（220X1345X1.732≈513KVA）。其中冲压车间的20T冲床每冲压一次均产生300多安电流（有效值）的波动。该厂原用5台300kw发电机（3用2备）发电供生产设备使用，当20T冲床冲压时，明显感觉到3台发电机较为吃力，而且输出频率在±1周范围变化，输出电压波动范围在15V左右（含主线路损耗），输出电压总谐波失真度THD＝2.4％（满载）。

根据上述情况，该厂于今年4月份选用安装1套由江门市安利机电工程有限公司生产的VF—800KVC的变频电源设备。并通过转换柜与发电机组连接，当市电停电时用发电机发电。该套变频电源采用Vacon C X系列800KW通用变频器作为逆变部分；采用我司与顺特电气共同研发的变频电源特种干式变压器为输出隔离调压变压器；正弦滤波采用我司生产的SIN—2500A正弦滤波器；所有输入输出开关选用三菱AE系列智能空开。该设备于4月19日正式投入使用，经测试电源输出电压总谐波失真度空载时THD＝0.8％；满负载时THD＝1.8％；空载时输出电压波动小于3.8V ；负载电流在0～1900A突变化时电压波动小于7.4V；输出频率始终稳定在60.00HZ。电源质量比发电机发电更优，完全满足该厂生产设备对电源的要求。经过5个多月以来日日夜夜不间断的运行，变频电源设备的所有部件一切正常，没有发生任何故障。