一.市场意义
我国电力工业2004年底发电总装机容量达到4.4亿kW，年发电量达到了218700亿kWh。平均每年15%的增长速度，满足不了社会日益增长的电力需求。连续四年的“电荒”，已让国民经济遭受了一万亿元的巨大损失。一方面电力供给不足，另一方面我国低效率、高电耗的工业装备和民用设施还在迅速增长，单位GDP产能消耗的电能为发达国家的3-5倍。同国际先进水平的差距仍在继续拉大。
目前，全世界正在为能源紧缺而困扰，我国的能源形势尤其严峻。在这样的背景下，国家颁布了《节能法》，并号召各级政府、厂矿企业为建设资源节约型社会而努力。推动社会各方面的节能改造，是当前重要工作之一。
节能改造有各种不同的方面，如加强废物利用、利用可再生能源、禁用耗能设备等，但是，通过对拖动风机、水泵、空气压缩机的高电压大功率电动机变频调速方式来实现节能，无疑是潜力最大的节能方式。风机和水泵在国民经济各部门的数量众多，分布面极广，耗电量巨大。据有关部门的统计，全国风机、水泵电动机装机总容量约35000MW，耗电量约占全国电力消耗总量的40%左右。目前，风机和水泵大多数还采用定速运行的方式，利用阀门或挡板的节流进行调节，如果采用调速节能，据估计可达300～500亿kWh/年，相当于6～10个装机容量为1000MW级的大型火力发电厂的年发电总量。
风机、水泵类负载80%的耗电集中在高压大功率电动机上，功率大多集中在300-5000KW之间，分布在各大电厂、自来水厂、钢厂、石油化工企业，进行节能改造易于操作；经过前期的论证和选择，改造后节能一般在20%-40%之间。
3250kW/6kV是迄今为止我公司生产的最大功率的高压变频调速系统，也是目前国产高压交-直-交电压源型变频调速系统达到的最大功率，其额定输出电流达到400A。3250kW/6kV高压变频调速系统的开发成功，进一步满足了市场对大容量高品质高压变频调速系统的需求，标志着我公司高压大功率变频器技术又迈上了一个新的台阶。
下面就其系统原理、功能特点、应用范围、优化设计、技术参数等方面进行详细阐述。
二.系统原理
HARSVERT-A系列高压变频调速系统采用直接“高-高”变换形式，为单元串联多电平拓扑结构，主体结构由多组功率模块串联而成，从而由各组低压叠加而产生需要的高压输出，它对电网谐波污染小，输入电流谐波畸变小于4%，电网输入电压谐波畸变小于2%，直接满足IEEE519-1992的谐波抑制标准，输入功率因数高，不必采用输入谐波滤波器和功率因数补偿装置；输出波形质量好，输出电流谐波畸变小于2%，不存在谐波引起的电机附加发热和转矩脉动、噪音、输出dv/dt、共模电压等问题，不必加输出滤波器，就可以使用普通的异步电机。3250kW/6KV高压变频系统共有15个功率单元，每5个功率单元串连构成一相，其系统结构如下图，其中(1)为高压开关；(2)为干式移相隔离变压器；(3)为电动机；(4)为功率单元；(5)为主控箱；(6)人机接口；(7)为可编程控制器；(8)为电流霍尔；(9)为电压检测。

功率单元
每个功率单元分别由输入变压器的一组副边供电，功率单元之间及变压器二次绕组之间相互绝缘，二次绕组采用延边三角形接法，实现多重化，以达到降低输入谐波电流的目的。每个功率单元结构上完全一致，可以互换，其电路结构图如下，系统为基本的单相逆变电路，整流侧为二极管三相全桥，IGBT逆变桥的控制方式为PWM控制，并且有自动单元旁路功能。
功率单元内器件承受的最高电压为单元内直流母线的电压，可以直接使用低压功率器件，器件不必串联，不存在器件串联引起的均压问题，而且功率单元中采用的低压IGBT功率模块，驱动电路简单，技术成熟可靠，器件工作在低压状态，不易发生故障。
单元旁路功能：当某个功率模块发生故障时自动旁路运行，变频装置不停机，但需降额使用，即在每个功率单元输出端之间并联旁路电路，当功率单元故障时，封锁该功率单元IGBT的触发信号，然后让旁路SCR导通，保证电机电流能通过，仍形成通路。这样能维持生产要求，大大提高了系统运行的可靠性。

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