ACS550solution20040610 - 图文

???

?

ACS550技术方案

ABB电气传动系统有限公司

技术文件 Page 1 of 20????

目

录

技术规范

附件一

1.1 概述

?

1.2 ABB公司介绍

1.3 ACS 550变频装置的组成和功能 1.4 空冷系统低压变频器技术要求 1.5 系统方案说明 1.6 柜体结构 1.7 性能试验和保证 1.8 质量保证和质量控制 1.9 外部条件要求 2.0 应用标准 2.1 技术数据

技术文件 Page 2 of 20????

1.1 概述

制系统控制，实现整套机组的自动化控制。

?

XXXXXX有限责任公司XXX工程低压变频器设备用于控制和调节空冷风机，对空冷

凝汽器进行直接冷却。每台600MW空冷机组配置56台空冷风机（其中16台为可逆转风机），每台风机需要一台交流变频调速装置驱动，变频器在自动模式下通过DCS控

ABB公司根据XXXXXXXX工程空冷系统低压变频器设备招标文件要求，将采用ABB

最新的全数字交流变频器系列ACS550和与之配套的保护回路等构成完整的变频控制系统，实现对XXXXXXXX空冷凝汽器风机的安全、稳定运行和全线的自动化控制。ABB公司的ACS550 变频传动装置完全能满足这次招标文件中对变频器的技术要求，并且满足未来的空冷系统发展的需要。

1.2 ABB公司介绍

ABB是全球最大的技术性公司之一，它拥有广博的工业方面的知识。它拥有广博

的工业方面的知识。ABB 总部设在瑞士的苏黎世，在全球100多个国家拥有一千多家公司，雇员人数达160000人，业务领域涉及输配电、石油、天然气、化工、制造业、消费行业和过程控制产品等方面，ABB提供完整的工业和特殊行业的解决方案，并且在输配电、工业和产品服务方面居主导地位。

ABB与中国有着长期的合作历史，在中国，ABB已经建立了多个办事处，分布在北 京、香港、上海、武汉、厦门、广州、福州、重庆、沈阳、西安、青岛、昆明、成都等地。作为跨国集团的ABB公司，为中国客户提供了优良可靠的产品及服务。 ABB也积极地发展它在中国内地的制造基地。到2003年底，ABB在中国已建有二十多家合资企业，为中国经济的迅速发展发挥着重大的作用。ABB在协助中国发展的同时，亦投入大量资金对各类技术人员及员工进行培训. 在未来的几年内，ABB在中国的投资将达到50亿美元。

ABB的产品涉及的范围十分广泛, 其技术和已实施的工程项目几乎覆盖了所有的 工业领域无论是已经使用了, 还是未使用ABB产品的厂家, 我们都是以客户的需求和 评价为导向, 以我们积累的经验 和先进的技术来实现客户的要求。

北京ABB电气传动系统有限公司是ABB集团在中国地区交、直流传动产品的主要供货厂商，其生产销售的传动产品用于从0.12KW至4000KW的电机速度控制，广泛应

技术文件 Page 3 of 20????

?

?

用于传送带、挤压机、提升机及风机、泵类负载。ABB传动产品的高精度控制及高效节能特性在冶金、纸浆造纸、石化、电力、供水、建材、印刷及纺织等领域都得到了客户普遍认可和好评。在传动核电机领域，ABB公司始终居于世界领导地位。 北京ABB电气传动系统有限公司生产和销售的主要产品有：

ABB AC Drives

Comp_AC 部件型变频器

? ACS100 变频器 0.12?2.2kW(单相供电) ? ACS140 变频器 0.12?2.2kW(三相供电) ? ACS400 变频器 2.2? 37kW (三相供电) ACS550 标准型变频器

? 0.75KW?110kW 380V – 480V ACS800系统型变频器

? ACS800 SingleDrive 1.5?3000kW 400VAC/500VAC/690VAC ? ACS800 MultiDrive 2.2?4300kW 400VAC/500VAC/690VAC ACS1000 系列高压变频器

? 315?5000kW 2.3/3.3/4.16kV

?

ABB DC Drives

DCS400 系列变流器

? 9?522kW 20?1000A DC DCS500B 系列变流器

? 10?4900/9400kW 22?5150A/10300A DC DCS600 系列变流器

? 10?4900/9400kW 22?5150A/10300A DC

1.3 ACS550 变频装置的组成和功能

ACS550变频器安装于一个拼装柜内，门上装有控制盘安装组件及状态指示灯，柜

体内配置了电源输入熔断隔离开关，含快速熔断器，并配有操纵手柄，具有隔离和短路保护双重功能；同时还配置进线接触器，控制逻辑回路等所需的设备，以利于系统更安全、可靠的运行。

技术文件 Page 4 of 20????

1.3.1 ACS550 构成及功能

?

在本投标文件中，空冷机组冷却风机变频控制系统采用ABB公司的ACS550 交流变频器装置以及配套的降压变压器、电机、电缆组成。

ACS550 是ABB公司标准型的无传感器矢量控制全数字交流变频器，它能够在没有

光码盘或测速电机的反馈的条件下，精确控制任何标准鼠笼电机的速度和转矩。ACS550标准变频器模块从 0.75KW至110KW所有功率范围都是IGBT功率模块，并且在变频器内部设置了直流摆式电抗器（0.75KW-37KW）或进线电抗器(45KW-110KW)，从而有效地抑制了高次谐波对电网的影响； ACS550紧凑型的设计已经标配了适用于第一及第二环境的RFI滤波器，而无需任何额外的外部滤波器就可满足EMC标准；ACS550还内置了使用RS485协议的Modbus接口，可以很方便地与PLC或计算机通讯。同时ACS550内部还可以安装三种类型的可选模块：I/O扩展模块、现场总线适配器、脉冲编码器接口模块等。在大多数应用中，ACS550所具有的磁通制动功能可以满足系统快速停车的应用需要；如果系统需要频繁起制动或长时间制动，ACS550也可内置制动斩波器（可选）和制动电阻以实现有效的制动功率。ACS550变频器满足多种应用要求-从最简单的到最复杂要求的应用。 1.3.2 ACS550 的功能描述

ACS550矢量控制的变频器是全数字技术的有电压中间回路的变频器，它具有电机辨识运行功能，此功能在变频器初次驱动电机时，控制电机的运行，创建电机模型，从而达到辨识电机特性，优化控制的目的。因此ACS550适用于风机、水泵和恒转矩等各种变速驱动应用场合。ACS550还预置了八种应用宏，用户可根据实际的应用需要选择不同的应用宏，ACS550将自动管理输入输出和信号处理的配置，其灵活性提供了广泛应用的可能性。 ? 助手型控制盘

ACS550助手型控制盘具有下列性能： ? 启动向导

启动向导会引导用户完成所有的调试步骤 ? 语言的选择 ? 电机参数的设置

技术文件 Page 5 of 20?

???

? 应用宏及I/O口的设置 ? PID调节器自优化 ? 维护助手

?

? 相关参数的其他应用，如危险频率段的设置或恒定速度的设置。

根据所选择的维护基准：千瓦时（Kwh）/运行时间/电机旋转方向，设置预维护功能

? 用户可以建立相关的应用或机械报警 ? 报警可以通过控制盘显示或继电器输出报警 ? 诊断助手

当故障发生时，通过help键显示故障信息及维护建议 ? 与变频器的连接可随时插拔

? 拷贝功能可实现将参数复制到控制盘的存储器中，可用于备份或拷贝参数

到其他的ACS550上去 ? 时钟功能

? 可以按照预先时间改变给定值 ? 显示故障发生的时间 ? 备份电池可用10年

? 传动优化功能

通过传动优化功能可以实现电机的高效、低噪、稳定控制 ? 可改变恒压频比U/F ? 改变IGBT的开关频率

? 磁通优化 – 依据实际负载的变化，改变磁通的幅值 ? 应用宏

ACS550内置了八种标准应用宏： ? ABB标准宏 – 通常方案

? 3 – 线型 – 用于瞬时型按键控制的场合 ? 交变型 – 提供了一种特别的I/O配置

? 电动电位器 – 提供了与PLC相连接的经济型接口

技术文件 Page 6 of 20????

? PID控制 – 用于多种闭环控制系统 ? PFC宏 – 用于泵和风机控制的应用 ? 标准I/O板OMIO包括：

?

? 手动/自动 – 提供了典型的HVAC的I/O配置

? 转矩控制 – 用于要求对电机进行转矩控制的场合

? 2路电压/电流模拟输入，0…10V/0(4)…20mA/10bits ? 2路电流模拟输出，0(4)…20mA/10bits ? 6路数字输入，+ 24V

? 3路继电输出，2A/250VAC or 2A/30VDC ? 可编程的故障保护功能： 外部故障功能--

带有外部故障功能，通过定义一个数字输入口作为 外部联锁信号输入，可以监视外部故障。

电机过热保护--

可以激活电机过热保护功能并选择一种电机过热 保护模式来保护电机防止过热。电机过热保护模式一种是基于电机温度热模型，另一种是基于电机温度传感器元件过温指示。

堵转功能--

变频器在电机发生堵转时保护电机。可以调整监视 极限(频率，时间)，选择传动如何动作(警告显示/故障显示和停止传动/不反应)。

通讯故障功能--

通讯故障功能监测逆变器与外部控制设备(如现场 总线适配器模块)之间的通讯。用户可以定义通讯丢失时传动的动作，以及设定动作的延时。用户还可以定义传动单元中的I/O接口指示通讯连接的是否处于故障状态。

? 已编程的故障保护功能：

技术文件 Page 7 of 20????

过流--

直流过压--

压的最大值。

直流欠压--

?

过流跳闸极限是3.5*I2hd (I2hd为额定输出电流)。 直流过压跳闸极限是1.3*1.35*U1max，这里U1max是主电源电

直流欠压跳闸极限是0.65*1.35*U1min，这里U1min是主 电源电压的最小值。

变频器过温-- 变频器监视IGBT模块的温度。如果IGBT模块 温度超过115OC，给出警告。过温跳闸极限是125OC。

短路-- 变频器具有独立监视电机电缆和变频器短路保护的功能。如果短路发生，传动将不会起动，并显示故障。

内部故障--

缺相--

如果变频器检测到内部故障，传动将停止，并显示故障。 变频器具有独立监视电机回路和变频器缺相的功能。如果缺相发生，传动将不会起动，并显示故障。

? 通讯接口

ACS550内置Modbus现场总线及多种内部安装的可选总线适配器Profibus DP、DeviceNet、LonWorks、CANOpen和ControlNet。通过现场总线或总线适配器模块，PLC或基础自动化系统可以实现： ? 对传动发出控制命令(起动、停止、允许运行等) ? 发送电机速度或转矩给定信号到传动 ? 从传动读取状态信息和实际值 ? 改变传动参数值 ? 复位传动故障

技术文件 Page 8 of 20????

1.3.3 ACS550 的优越性能

波电容器免受电压、电流的冲击。

?

? ACS550 系列标准内置直流摆动式电抗器（R1-R4）或交流电抗器（R5-R6），

明显降低了进线电源的高次谐波含量，大大降低了变频器的电磁辐射，同时滤

? 电源断电时的运行—ACS550将利用正在旋转着的电机的动能继续运行，只要

电机旋转并产生能量，ACS550将继续运行。 ? 过载能力—

ACS550在一般使用时刻提供1.1*I2N；在重载使用时可提供1.5*I2hd；最大过载能力可达到1.8*I2hd 2秒/60秒。

? 自动起动—ACS550的自动起动特性超过一般变频器的飞升起动和积分起动的

性能。 ? 磁通优化—

在优化模式下，电机磁通被自动地适应于负载以提高效率，同时降低电机的噪音。得益于磁通优化，基于不同的负载，变频器和电机的总效率可提高1%~10%。 ? 磁通制动—

ACS550能通过提高电机的磁场来提供足够快的减速，代替积分停车。通过增加电机磁通量，电机在制动过程中产生的电能可转化为热能。

? 静音特性—ACS550可自动根据变频器的温度优化IGBT的开关频率，降低电机

的噪音；同时，可控的冷却风机能够改善传动的噪音并提高功效。 ? ACS550内置的RFI滤波器作为标准配置，适用于第一和第二环境，不需要额

外的外部滤波器就可以满足EMC标准。

1.4 空冷系统低压变频器技术要求

空冷凝汽器系统包括放置在室外并适合于自然环境的带有齿轮箱的轴流风机，所

有这些由电机（380V/50Hz）驱动的风机都要采用变频器。每台空冷机组配置56台风机，其中16台为可逆转风机，每台风机配置一台变频器。本工程两台机组共配置112台变频器。变频器根据负荷状况机电机的参数进行设计：

技术文件 Page 9 of 20????

载荷情况（%） 100 110 电机数据：

电压 频率 转速

频率（Hz） 50 55

380V 50Hz 1000rpm 75kW 150A

?

电机转速（rpm） 1000 1100 电机轴功率（KW） 47 63.4 电机额定功率 电机额定电流

电机装有3个正温度系数热敏电阻（PTC）用于热保护。PTC需有变频器检查，且

当高温时电机必须切断。

变频器的启动、运行及停车顺序等所有功能都有DCS控制系统操纵。为满足这些

要求，变频器控制柜要与DCS交换相关的信号。数字输入输出的控制电源为24VDC；模拟信号，如给定频率和实际频率为4…20mA；补充及任选的信号交换应由Modbus系统或等同的接口通讯系统执行。

变频器输出至电机的电缆长度不小于200米。

1.5 系统方案说明

根据空冷系统低压变频器设备招标文件技术要求，我们将两台ACS550变频器安装

于一个830mm宽的拼装柜内，两台变频器分别独立供电；门上装有控制盘安装组件，通过控制盘可以对变频器进行调试，修改参数；本地/远程转换；故障信息显示和诊断；电机速度的给定及旋转速度的切换；以及在控制盘上显示运行、停止状态。柜体内配置了电源输入熔断隔离开关，含快速熔断器，并配有操纵手柄，具有隔离和短路保护双重功能；同时还配置进线接触器，控制逻辑回路等所需的设备，以利于系统更安全、可靠的运行。

柜的外形尺寸为 830mm×644mm×2078mm（宽×深×高）。PC柜进、出线方式为柜底电缆进出线。

技术文件 Page 10 of 20?

???

?

变频器装于ABB的MNS柜中，控制方式采用程序控制和就地手动控制，变频器自身控制系统采用灵活的参数配置方式，具有就地操作及显示功能 (最低要求)。安装于柜门上的操作控制盘提供交流电机调试的修改键。

控制盘能反映所有有关电量的数值, 构造参数, 输入/输入赋值等, 应用及行为功能的入口, 故障局部控制, 调试储存, 自检及诊断都要以操作员语言及简明的英文表示。

控制盘具备以下专用操作员控制装置: ? ? ? ? ?

技术文件 本地/远程转换 手动速度电位器 电源接通指示器 驱动器运行指示器 驱动器故障指示器

Page 11 of 20????

Soft key 1 functionSoft key 1Down button (to change parameters and their value)Loc / Rem mode?

Soft key 2 FunctionSoft key 2Up button (to change parameters and their value)Help buttonStop buttonStart button

由于空冷机组凝汽器系统对变频其输入/输出控制接口的要求，我们对ACS550的I/O接口进行重新配置。同时由于每台空冷机组中有16台可逆转风机，控制此风机的变频器必须接受反向指令，并送出方向状态信号，因此在控制此风机的变频器上加装扩展继电器输出模块OREL，以满足控制和指示功能。ACS550的I/O配置如下：

ACS550 Standard I/O Board OMIOACS550 标准I/O 板OMIOX1 I/O Setting123456SCR AI1 AGND10V AI2 AGNDAO1 AO2 AGNDACS550 Relay Output Extension OREL-01ACS550 继电输出扩展OREL-01信号电缆的屏蔽层（屏蔽端）外部频率给定1：0…10V / 0…20mA模拟输入电路的公共端参考电压10VDC未使用模拟输入电路的公共端输出转速：0…20mA输出电流：0…20mA模拟输出电路的公共端To DCS19202122232425RO4CRO4ARO4BRO5CRO5ARO5BRO6CRO6ARO6BFrom DCSRelay output 4 继电输出4Reverse反向Relay output 5 继电输出5no Use未使用Relay output 6 继电输出6No Use未使用To DCSTo DCS78910111224V GND DCOMDI1 DI2 DI3 DI4 DI5 DI6 辅助电压输出+24VDI返回信号的公共端所有数字输入的公共端起动停止正反向未使用未使用电机温度监测Relay output 1 继电输出1Local / Remote本地/ 远程Relay output 2 继电输出2Running运行Relay output 3 继电输出3Fault故障2627From DCSFrom DCS1314151617From Motor1819RO1CRO1ARO1BRO2CRO2ARO2BRO3CRO3ARO3BTo DCS202122To DCS232425To DCS2627用于可逆转风机用于可逆转风机技术文件 Page 12 of 20????

?

ACS550变频其自身具备完备的电气保护合自检功能，能发出迎接线信号。变频器

能提供电动机所需的过载、过流、接地、过压、欠压、过热、缺相等保护，保护动作应能发出硬接线信号。ACS550还内置了RS485接口，具有与机组分散控制系统DCS及厂用通信管理单元的通讯接口（RS485），通讯接口支持MODBUS等通讯协议，可方便的与厂用通信管理单元进行通信，以满足现场厂用电自动化管理的要求。每台机组56台变频器应组成现场总线网，即各个变频器通信接口串接在一起，以一个接口与通信单元连接。具体通信方案和通信协议将在技术协议或详细设计阶段确定，待确定后ABB将提供通讯模件及全部通讯附件，包括可能需要的光缆接口等（价格另议）。

ACS550-01-157A-4变频器内置交流电抗器有效地抑制高次谐波对电网的影响，交

流电抗器用于衰减主供电回路中的谐波成分，改善进线电流波形。它将减小电容器的脉动电流，并提高电容器的寿命。电抗器位于整流桥的交流侧，保护整流桥的二极管免受进线电压的冲击。电抗器也可减少变频器的电磁辐射。变频装置内部通讯采用光纤连接，以提高通讯速率和抗干扰能力；变频器柜内强电信号和弱电信号分开布置，以避免干扰；柜内设有屏蔽端子和接地设施。变频器至电动机之间联络电缆应考虑抑制电磁波的辐射和传导以及谐波影响，ACS550-01-157A-04变频器至电动机的距离再不带输出电抗器的情况下可达到200米，充分满足空冷系统对电缆的具体要求。

ACS550变频器独特的降噪功能，极大改善了变频器的噪音并提高了功效，即当变

频器的温度降低时，ACS550可以自动增加IGBT开关频率，改善电机的噪音；同时ACS550采用可控的冷却风机方式，仅在需要时启动冷却风机。

ACS550变频器本身具有磁通优化功能，当变频器运行在轻载状态时，可以减少总

能耗，使效率提高1%到10%，大小取决于负载转矩和速度。如果进线供电压被切断，ACS550将利用正在旋转着的电机的动能继续运行。只要电机旋转并产生能量供给ACS550，ACS550将继续运行。

1.6 柜体结构

柜体结构采用MNS频装式结构，柜架采用双叠边工艺加工的型材; 面板喷塑均

匀平滑外观美，结构合理匀称，平直度高，颜色色标为：RAL7032。

技术文件 Page 13 of 20????

柜体外壳防护等级：IP23。

?

变频器柜柜内元、器件应选用性能优良产品，所有一次设备及元件短路动、热稳定电流应能承受不低于系统动、热稳定电流值而不损坏，所有电气元件均经过CCC认证，提供有全型式试验/部分型式试验，并具有足够运行业绩。

产品供货时，应提供检验记录，试验报告及质量合格证等出厂报告。

每个变频器柜门上都应有一个刻有设备名称的铭牌，设备铭牌用不锈钢板制造，

铭牌上至少应按标准规定标示所有的额定值，并用中文书写。提供的铭牌放在易观察的位置上。铭牌应符合IEC56标准。具体要求由买方提供。

1.7 性能试验和保证

1.7.1 例行试验

所有变频器柜及其电器元件均应在工厂内进行例行试验，例行试验根据有关国标和IEC的规范，并应有合格的例行试验合格证书。 1.7.2 现场试验

需方对供方提供的全部或部分产品，进行现场验收试验。需方在现场验收试验期间，破损零件的更换由供方提供。现场验收项目按产品技术条件规定的出厂试验项目进行。

设备安装完成后，供货商应负责检查设备是否具备运行的条件，检查设备内部接线及与外部接线。

变频装置应在现场条件下经受各种负载长期运行的考验。

现场测量输入(断路器下口)、输出(电动机侧)电压和电流波形以及谐波含量(电动机启动时、频率在25Hz时、频率在38Hz时、频率在50Hz时)。

为验证变频调速系统是否达到技术协议书和相关标准规定的有关性能指标和功能要求，应至少进行以下试验项目：

? 电机启动性能试验：启动电机，观察变频器输出线电流波形和幅值，检查

电机的启动性能。要求起动电流小，启动转距大，保证电机稳定起动。 ? 频率(或转速)调节范围测试：测试最高频率(或转速)和最低频率(或转

速)。 ? 电机振动测试：分别测试电机两端轴向、垂直径向和水平径向共6点的振

动幅值。 ? 节电效果测试：在调速状态和异步运行工况下，测试节电效果。 ? 功率因数测试：在调速状态测试电动机功率因数。

? 静态精度测试(闭环控制的速度偏差)：在冷态情况下测试电动机频率变

化，每点测试时间为5min。 技术文件 Page 14 of 20????

1.8 质量保证/质量控制

?

? 输出电压不对称度测试：测试三相线电压 ? 效率试验：变频器效率为输出和输入功率之比。

? 按本技术规范所提供的服务、工艺、流程、产品和材料实行质量控制。 ? 用质量控制计划检查各项目和服务，质量控制系统应符合ISO9000系列标准的要

求。 ? 开始制造前，卖方应提交制造顺序，介绍要进行的检验和/或试验。买方代表有

权进入制造中检验和/或最终检验和试验。 ? 质量保证/质量控制文件应包括但不限于：

o 性能试验报告 o 电气试验报告

1.9 外部条件要求

1.9.1 供电要求：

供电电压：380V…480VAC 三相 +10% / -15%

可能的短路电流（IEC629 ）:如果主电源电缆使用合适的熔断器进行保护，进线侧允许的最大可能的短路电流是65kA

电网频率：48 至 63 Hz，最大变化速率为17 %/s 电网不平衡度：最大为电网线电压的 ? 3% 1.9.2 环境条件：ACS550 变频装置的环境限制

条件

运行 存贮 运输 为静止使用而安装 在保护性包装中 在保护性包装中 安装现场的海拔高度 在海拔0到1000米， 空气温度 相对湿度 污染等级 (IEC 721-3-3) 额定输出功率。 OOOOO-15至+40C -40C至+70C -40C至+70C O最高50C，需降容10% <95% 最大95% 最大95% 不允许冷凝。在腐蚀气体中最大允许相对湿度为60%。 不允许有传导性粉尘。 ACS550安装在清洁的通风环境中。 不允许有导电性粉不允许有导电性粉冷却空气必须是清洁尘存在。 尘存在。 的，无腐蚀气体和无导化学气体：1C2 级 化学气体：1C2 级 电性粉尘。 固体颗粒：1S2 级 固体颗粒：1S2 级 化学气体：3C2 级 固体颗粒：3S2 级 技术文件 Page 15 of 20?

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/09l6.html