高壓變頻柜旁路切換柜

高壓電動(dòng)機在未進(jìn)行調速改造之前，由電機上口的斷路器控制啟停，電動(dòng)機直接與母線(xiàn)連接，定速運行。在進(jìn)行變頻調速改造后，電動(dòng)機與母線(xiàn)之間除了原來(lái)的高壓斷路器外，還增加了一套高壓變頻調速裝置。隨著(zhù)變頻器使用的增多，工程技術(shù)職員發(fā)現當變頻器出現題目需要檢驗時(shí)，電機就不得不停下來(lái)，不能滿(mǎn)足現場(chǎng)連續生產(chǎn)的要求。為此，工程技術(shù)職員又在變頻器和電機、母線(xiàn)之間增加了一套切換裝置，以滿(mǎn)足電機連續運轉的要求。根據切換開(kāi)關(guān)的不同，變頻器的旁路方案分為手動(dòng)旁路方式與自動(dòng)旁路方式。下面分別介紹：

一.兩種旁路方式的介紹

1. 一拖一手動(dòng)旁路方式

基本原理：它是由3個(gè)高壓隔離開(kāi)關(guān)QS1、QS2和QS3組成(見(jiàn)左圖)。要求QS2和QS3不能同時(shí)閉合，在機械上實(shí)現互鎖。變頻運行時(shí)，QS1和QS2閉合，QS3斷開(kāi);工頻運行時(shí)，QS3閉合，QS1和QS2斷開(kāi)。

1)隔離開(kāi)關(guān)分別選用GN19系列單投和雙投戶(hù)內高壓隔離開(kāi)關(guān)，相間距為210mm;單投隔離開(kāi)關(guān)的進(jìn)線(xiàn)真個(gè)三個(gè)盡緣端子為高壓帶電顯示裝置的三個(gè)傳感器;

2)照明燈為柜門(mén)式照明燈;

3)避雷器采用三相組合式;

4)外加輸進(jìn)、輸出端子;工頻、變頻指示。

優(yōu)點(diǎn)：在檢驗變頻器時(shí)，有明顯斷電點(diǎn)，能夠保證人身安全，同時(shí)也可手動(dòng)使負載投進(jìn)工頻電網(wǎng)運行;手動(dòng)旁路可人為判定故障后再切換，比較安全;造價(jià)低等。

缺點(diǎn):負載在倒進(jìn)工頻運行時(shí)必須人工干預。這不符合有些現場(chǎng)工況不能停機的要求。

2. 一拖一自動(dòng)旁路方式

基本原理： 它是由3個(gè)高壓真空開(kāi)關(guān)(電流小于300A時(shí)選用真空接觸器，電流大于300A時(shí)選用真空斷路器)KM1、KM2和KM3組成(見(jiàn)左圖)。要求KM1、KM2不能和KM3同時(shí)閉合，在電氣上實(shí)現互鎖。變頻運行時(shí)，KM1和KM2閉合，KM3斷開(kāi);工頻運行時(shí)，KM3閉合，KM1和KM2斷開(kāi)。

優(yōu)點(diǎn)：在變頻器出現嚴重故障時(shí)，系統能夠自動(dòng)轉進(jìn)工頻電網(wǎng)中，切開(kāi)變頻調速系統，而負載不用停機，滿(mǎn)足現場(chǎng)不能停機的要求。

缺點(diǎn):價(jià)格比較高，使用復雜，電機變頻運行時(shí)向工頻運行轉換，自動(dòng)旁路一般也不會(huì )有題目，但有一點(diǎn)例外：假如是由于電機及其負載的故障引起變頻器停機，再次旁路，有可能使故障擴大化;例如變頻器過(guò)流時(shí)，由于變頻器自身無(wú)法判定是自身題目還是電機出現異常(例如堵轉、掃膛、匝間短路等)，此時(shí)將電機直接投進(jìn)電網(wǎng)工頻運行，會(huì )造成更大的損壞。還有當電機在低于工頻的轉速下運行時(shí)，假如自動(dòng)切換到工頻，電機轉速忽然升高，爐膛負壓、風(fēng)量等參數會(huì )發(fā)生突破，作為用戶(hù)需要考慮，在采取應對措施之前的短時(shí)間內，會(huì )不會(huì )對生產(chǎn)造成影響;手動(dòng)旁路時(shí)，可事先采取應對措施再重新啟動(dòng)電機，上述題目不存在。

二.電力行業(yè)應用情況

手動(dòng)旁路方案和自動(dòng)旁路方案在現場(chǎng)均有大量成功應用案例，但是盡大部電力行業(yè)客戶(hù)選擇手動(dòng)旁路方案。主要的理由有：

1. 一般鍋爐的風(fēng)機均為雙側配置，當一側的變頻器發(fā)生故障時(shí)，DCS會(huì )自動(dòng)將另外一側的變頻器提速，執行RB功能，從而保證鍋爐燃燒的連續性，不會(huì )發(fā)生忽然的滅火事故。鍋爐答應短時(shí)間內單側風(fēng)機答應。

2. 變頻器設計有升速限流功能，當需要短時(shí)間內快速加速時(shí)，可以變頻器不因負載的劇烈增加而發(fā)生過(guò)流。

3. 當一側重要輔機停運后，DCS會(huì )自動(dòng)執行RB功能，符適用戶(hù)的操縱習慣。

三.總結

對于手動(dòng)、自動(dòng)切換方案，應按照現場(chǎng)實(shí)際的情況進(jìn)行選擇。一般我們建議客戶(hù)選用手動(dòng)旁路方案，變頻器故障后通過(guò)對高壓隔離開(kāi)關(guān)的手工操縱即可將電機轉為工頻運行，經(jīng)濟性、可靠性都非常高。此外，相對于自動(dòng)旁路方案，手動(dòng)切換方案一次和二次回路均非常簡(jiǎn)單，檢驗維護方便。對于自動(dòng)旁路方案，要有針對性的使用，例如在小型熱電生產(chǎn)單位，鍋爐風(fēng)機配置為單引、單送，電機變頻改造后一旦變頻器運行中需要停機，而鍋爐燃燒又不答應電機停下來(lái)，此時(shí)選擇自動(dòng)旁路切換就是非常適合的。對于大型發(fā)電機組，引、送風(fēng)機，一次風(fēng)機等重要鍋爐輔機，均為兩側配置，單側輔機跳機后，鍋爐仍可維持燃燒，短時(shí)間內不存在停爐的風(fēng)險，此時(shí)選用自動(dòng)旁路方案就沒(méi)什么必要了，手動(dòng)旁路切換完全滿(mǎn)足實(shí)際的生產(chǎn)工藝要求。