电机是国民经济中主要的耗电大户，高压大功率的更为突出，而这些设备大部分都有节能的潜力。大力发展高压电机节能技术，将是时代赋予我们的一项神圣使命，而这一使命也将具有深远的意义。
北京中科宇杰节电设备有限公司自主研发、生产的ZK-GY系列高压电机智能节电器以高压变频调速为基础，配套先进、精确的现代控制系统，可使高压电机在最优经济当量运行，降低能源损耗，提高电机效率。
【基本原理】
| ZK-GY系列高压电机节电系统以高压变频器为基础，高压变频采用功率单元串联技术，直接输出6kV、10kV电压。由于采用功率单元串联而非功率器件的直接串联，因此解决了器件耐压的问题。主控部分采用DSP+FPGA（即现场可编程门阵列）+PLC的大规模高速集成数字电路控制模式，高速运算可以实现实时精确电机控制，达到了兼顾高性能和高可靠性的目的。核心控制算法采用空间矢量PWM控制算法，有效提高了直流电压利用率，FPGA实现功率单元脉冲分配算法，实时快速地驱动功率单元，保证所有单元等功率输出。 ZK-GY系列高压电机节电系统由控制柜、功率单元柜、变压器柜、旁路柜组成。结构原理如下： 1.主电路拓扑结构 6kV系列： 共9个功率单元组成，每3个单元构成一相，3相Y接； 10kV系列：共15个功率单元组成，每5个单元构成一相，3相Y接； |
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2.功率单元原理
高压变频器功率单元采用系列化、模块化设计，结构简洁、可靠性高，其中旁路部分设计为可选件,方便用户选择。
ZK-GY系列高压电机节电系统根据电机额定电压的不同，功率单元柜每相所串联的个数也不同，6KV,10KV电压与功率单元关系如下：
| 系列 | 每相单元数 | 单元输入电压 | 单元输出电压 | 输出相电压 | 输出线电压 |
| 6kV | 3 | 1250V | 1250 V | 3750 V | 6 kV |
| 10kV | 5 | 1250V | 1250V | 6250 V | 10 kV |
3.旁路原理
旁路过程无需人为操作，由系统自动完成。即在节电系统出现故障时，可将节电系统进行旁路，将电动机直接接入原电网继续运行。旁路的型式有自动旁路和手动旁路两种型式，主要的区别在于：配置手动旁路功能者，其内部操作机构由隔离刀闸组成，当变频器出现故障时需要按照操作规程进行手动操作将变频器退出，将电机恢复至工频运行状态。当配置了自动工频旁路后，其内部操作机构由隔离刀闸和真空接触器（或断路器）组成，隔离刀闸已预置到相应位置，仅为检修时提供高压断开点，当变频器出现故障时在系统控制器的控制下自动退出变频装置而切换至工频运行状态；当变频器检修完毕后又可以在瞬间由工频运行状态转至变频运行状态，用户的负载无需停车，不影响生产，即可实现工频→变频或是变频→工频的双向互切功能。对于重要工艺情况的负载可采用此种旁路型式。
【性能特点】
* 电气逻辑控制通过 PLC 实现， PLC 具有良好的稳定性和易扩展性，作为强电部分及外部信号的接口，充分发挥了其可靠性高、接口丰富的优点，能为现场运行提供丰富的输入输出节点，并可根据现场实际情况灵活改变控制逻辑和控制方式。
* 功率单元采取 IGBT 直接驱动方式，简洁、可靠， IGBT 采用高压牵引级器件，有较高的耐温特点和较高的电压裕量。
【适用范围】
火力发电：引风机、送风机、给水泵、循环水泵、凝结水泵、压缩机、灰浆泵等。
冶金采矿：引风机、通风风机、除尘风机、泥浆泵、除垢泵、离心进料泵等。
石油化工：引风机、气体压缩机、注水泵、潜油泵、主管道泵、锅炉给水泵、卤水泵、混合器、挤压器等。
水泥制造：窑炉引风机、生料研磨引风机、压力送风机、主吸尘风机、冷却器吸尘风机、冷却器排风机、预热塔风机、分选器风机、窑炉供气风机等。
供水、污水处理：污水泵、清水泵、净化泵、生物粗处理塔泵、送氧鼓风机等。
其他：传动机械装置、风力涡轮机、风洞等电机系统的节能改造。
| 6KV 系列 | |||||
| ZK ——ＧＹ—６Ｋ | 031~096 | 120~154 | 173~240 | 310~500 | |
| 变频器容量（ kVA ） | 315~1000 | 1250~1600 | 1800~2500 | 3150~5000 | |
| 适配电机功率（ kW ） | 250~800 | 1000~1250 | 1400~2000 | 2500~4000 | |
| 外型尺寸（ W*H*L ） | 3800*2400*1400 | 6000*2200*1200 | 6600*2200*1200 | 7800*2200*1200 | |
| 重量（ kg ） | 3000~4300 | 5800~6500 | 7100~9000 | 9500~13000 | |
| 额定输入电压 | 6kV （ -20%~10% ） | ||||
| 每相单元串联数 | 3 | ||||
| 输入频率 | 45~55Hz | ||||
| 调制技术 | SVPWM | ||||
| 控制电源 | 220VAC ， 3kVA | ||||
| 输入功率因数 | 额定负载下 >0.96 | ||||
| 效率（含变压器） | 额定负载下 >96% | ||||
| 输出频率范围 | 0~120Hz | ||||
| 输出频率分辨率 | 0.01Hz | ||||
| 过载能力 | 120% 1 分钟， 150% 立即保护 | ||||
| 模拟量输入 | 两路， 0~10V/4~20mA | ||||
| 模拟量输出 | 四路， 0~10V/4~20mA | ||||
| 上位通讯 | RS485 接口 | ||||
| 加减速时间 | 10~3000 秒，可设定 | ||||
| 开关量输入输出 | 可按用户要求扩展 | ||||
| 运行环境温度 | 0~40 ℃ | ||||
| 存储 / 运输温度 | -40~70 ℃ | ||||
| 冷却方式 | 强迫风冷 | ||||
| 环境湿度 | <90%, 无凝露 | ||||
| 安装海拔高度 | <1000 米（超过时需降额使用） | ||||
| 防护等级 | IP20 | ||||
| 10KV 系列 | |||||
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ＺＫ—ＧＹ－１０Ｋ |
029~072 |
092~130 |
144~231 |
290~462 |
|
| 变频器容量（ kVA ） |
500~1250 |
1600~2250 |
2500~4000 |
5000~8000 |
|
| 适配电机（ kW ） |
400~1000 |
1250~1800 |
2000~3200 |
4000~6300 |
|
|
外型尺寸（ W*H*L ） |
4800*2400*1400 |
7800*2200*1200 |
8800*2200*1200 |
9800*2200*1200 |
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|
重量（ kg ） |
4200~5800 |
6500~7800 |
8800~12000 |
13000~20000 |
|
| 每相单元串联数 |
5 |
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| 额定输入电压 |
10kV （ -20%~10% ） |
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| 输入频率 |
45~55Hz |
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| 调制技术 |
SVPWM |
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| 控制电源 |
220VAC ， 3kVA |
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| 输入功率因数 |
额定负载下 >0.96 |
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| 效率（含变压器） |
额定负载下 >96% |
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| 输出频率范围 |
0~120Hz |
||||
| 输出频率分辨率 |
0.01Hz |
||||
| 过载能力 |
120% 1 分钟， 150% 立即保护 |
||||
| 模拟量输入 |
两路， 0~10V/4~20mA |
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| 模拟量输出 |
四路， 0~10V/4~20mA |
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| 上位通讯 |
RS485 接口 |
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| 加减速时间 |
10~3000 秒，可设定 |
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| 开关量输入输出 |
可按用户要求扩展 |
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| 运行环境温度 |
0~4 0 ℃ |
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| 存储 / 运输温度 |
-40~7 0 ℃ |
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| 冷却方式 |
强迫风冷 |
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| 环境湿度 |
<90%, 无凝露 |
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| 安装海拔高度 |
<1000 米（超过时需降额使用） |
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| 防护等级 |
IP20 |
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型号规格：
| 产品型号 | 电压等级（ KV ） | 标称功率（ KW ） | 尺寸（ L*W*H ） mm |
| ZK-GY-6K-031 ～ 096 | 6 | 315 ～ 1000 | 3800*2400*1400 |
| ZK-GY-6K-120 ～ 154 | 6 | 1250 ～ 1600 | 6000*2200*1200 |
| ZK-GY-6K-173 ～ 240 | 6 | 1800 ～ 2500 | 6600*2200*1200 |
| ZK-GY-6K-310 ～ 500 | 6 | 3150 ～ 5000 | 7800*2200*1200 |
| ZK-GY-10K-029 ～ 072 | 10 | 500 ～ 1250 | 4800*2400*1400 |
| ZK-GY-10K-092 ～ 130 | 10 | 1600 ～ 2250 | 7800*2200*1200 |
| ZK-GY-10K-144 ～ 231 | 10 | 2500 ～ 4000 | 8800*2200*1200 |
| ZK-GY-10K-290 ～ 462 | 10 | 5000 ～ 8000 | 9800*2200*1200 |
