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高壓變頻柜旁路切換柜

高壓電動(dòng)機(jī)在未進(jìn)行調(diào)速改造之前，由電機(jī)上口的斷路器控制啟停，電動(dòng)機(jī)直接與母線連接，定速運(yùn)行。在進(jìn)行變頻調(diào)速改造后，電動(dòng)機(jī)與母線之間除了原來(lái)的高壓斷路器外，還增加了一套高壓變頻調(diào)速裝置。隨著變頻器使用的增多，工程技術(shù)職員發(fā)現(xiàn)當(dāng)變頻器出現(xiàn)題目需要檢驗(yàn)時(shí)，電機(jī)就不得不停下來(lái)，不能滿足現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)生產(chǎn)的要求。為此，工程技術(shù)職員又在變頻器和電機(jī)、母線之間增加了一套切換裝置，以滿足電機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。根據(jù)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(jī)械上實(shí)現(xiàn)互鎖。變頻運(yùn)行時(shí)，QS1和QS2閉合，QS3斷開(kāi);工頻運(yùn)行時(shí)，QS3閉合，QS1和QS2斷開(kāi)。

1)隔離開(kāi)關(guān)分別選用GN19系列單投和雙投戶內(nèi)高壓隔離開(kāi)關(guān)，相間距為210mm;單投隔離開(kāi)關(guān)的進(jìn)線真?zhèn)€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(yàn)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(fù)載投進(jìn)工頻電網(wǎng)運(yùn)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(fù)載在倒進(jìn)工頻運(yùn)行時(shí)必須人工干預(yù)。這不符合有些現(xiàn)場(chǎng)工況不能停機(jī)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(xiàn)互鎖。變頻運(yùn)行時(shí)，KM1和KM2閉合，KM3斷開(kāi);工頻運(yùn)行時(shí)，KM3閉合，KM1和KM2斷開(kāi)。

優(yōu)點(diǎn)：在變頻器出現(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)轉(zhuǎn)進(jìn)工頻電網(wǎng)中，切開(kāi)變頻調(diào)速系統(tǒng)，而負(fù)載不用停機(jī)，滿足現(xiàn)場(chǎng)不能停機(jī)的要求。

缺點(diǎn):價(jià)格比較高，使用復(fù)雜，電機(jī)變頻運(yùn)行時(shí)向工頻運(yùn)行轉(zhuǎn)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(jī)及其負(fù)載的故障引起變頻器停機(jī)，再次旁路，有可能使故障擴(kuò)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(jī)出現(xiàn)異常(例如堵轉(zhuǎn)、掃膛、匝間短路等)，此時(shí)將電機(jī)直接投進(jìn)電網(wǎng)工頻運(yùn)行，會(huì)造成更大的損壞。還有當(dāng)電機(jī)在低于工頻的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，假如自動(dòng)切換到工頻，電機(jī)轉(zhuǎn)速忽然升高，爐膛負(fù)壓、風(fēng)量等參數(shù)會(huì)發(fā)生突破，作為用戶需要考慮，在采取應(yīng)對(duì)措施之前的短時(shí)間內(nèi)，會(huì)不會(huì)對(duì)生產(chǎn)造成影響;手動(dòng)旁路時(shí)，可事先采取應(yīng)對(duì)措施再重新啟動(dòng)電機(jī)，上述題目不存在。

二.電力行業(yè)應(yīng)用情況

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

1. 一般鍋爐的風(fēng)機(jī)均為雙側(cè)配置，當(dāng)一側(cè)的變頻器發(fā)生故障時(shí)，DCS會(huì)自動(dòng)將另外一側(cè)的變頻器提速，執(zhí)行RB功能，從而保證鍋爐燃燒的連續(xù)性，不會(huì)發(fā)生忽然的滅火事故。鍋爐答應(yīng)短時(shí)間內(nèi)單側(cè)風(fēng)機(jī)答應(yīng)。

2. 變頻器設(shè)計(jì)有升速限流功能，當(dāng)需要短時(shí)間內(nèi)快速加速時(shí)，可以變頻器不因負(fù)載的劇烈增加而發(fā)生過(guò)流。

3. 當(dāng)一側(cè)重要輔機(jī)停運(yùn)后，DCS會(huì)自動(dòng)執(zhí)行RB功能，符適用戶的操縱習(xí)慣。

三.總結(jié)

對(duì)于手動(dòng)、自動(dòng)切換方案，應(yīng)按照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的情況進(jìn)行選擇。一般我們建議客戶選用手動(dòng)旁路方案，變頻器故障后通過(guò)對(duì)高壓隔離開(kāi)關(guān)的手工操縱即可將電機(jī)轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行，經(jīng)濟(jì)性、可靠性都非常高。此外，相對(duì)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(yàn)維護(hù)方便。對(duì)于自動(dòng)旁路方案，要有針對(duì)性的使用，例如在小型熱電生產(chǎn)單位，鍋爐風(fēng)機(jī)配置為單引、單送，電機(jī)變頻改造后一旦變頻器運(yùn)行中需要停機(jī)，而鍋爐燃燒又不答應(yīng)電機(jī)停下來(lái)，此時(shí)選擇自動(dòng)旁路切換就是非常適合的。對(duì)于大型發(fā)電機(jī)組，引、送風(fēng)機(jī)，一次風(fēng)機(jī)等重要鍋爐輔機(jī)，均為兩側(cè)配置，單側(cè)輔機(jī)跳機(jī)后，鍋爐仍可維持燃燒，短時(shí)間內(nèi)不存在停爐的風(fēng)險(xiǎn)，此時(shí)選用自動(dòng)旁路方案就沒(méi)什么必要了，手動(dòng)旁路切換完全滿足實(shí)際的生產(chǎn)工藝要求。