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關(guān)鍵字：變頻器 手動(dòng)旁路 自動(dòng)旁路
1 引言
　　隨著(zhù)變頻器使用的增多，工程技術(shù)人員發(fā)現當變頻器出現故障，需要檢修時(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)人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。下面分別介紹如下：
　　

　　2 兩種旁路方式的介紹
　　2.1 一拖一手動(dòng)旁路方式
　　2.1.1 基本原理
　　一拖一手動(dòng)旁路方式是由3個(gè)高壓隔離開(kāi)關(guān)qs1、qs2和qs3組成，如圖1所示。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)。
　　2.1.2 詳細介紹
　　(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)端的三個(gè)絕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)外加輸入、輸出端子;工頻、變頻指示。
　　(5)標準柜體尺寸(長(cháng)×寬×高)：1200mm×1200mm×2320mm
　　2.1.3 優(yōu)缺點(diǎn)
　　(1)優(yōu)點(diǎn)
　　在檢修變頻器時(shí)，有明顯斷電時(shí)間，能夠保證人身安全，同時(shí)也可手動(dòng)使負載投入工頻電網(wǎng)運行;手動(dòng)旁路可人為判斷故障后再切換，比較安全;造價(jià)低等。
　　(2)缺點(diǎn)
　　負載在倒入工頻運行時(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。
　　2.2 一拖一自動(dòng)旁路方式
　　2.2.1 基本原理
　　一拖一自動(dòng)旁路方式是由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，如圖2所示。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)。
　　

　　2.2.2 優(yōu)缺點(diǎn)
　　(1)優(yōu)點(diǎn)
　　在變頻器出現嚴重故障時(shí)，系統能夠自動(dòng)轉入工頻電網(wǎng)中，斷開(kāi)變頻調速系統時(shí)，而負載不需要停機，滿(mǎn)足現場(chǎng)不能停機的要求。
　　(2)缺點(diǎn)
　　價(jià)格比較高，使用復雜。電機由變頻運行時(shí)向工頻運行轉換，自動(dòng)旁路開(kāi)關(guān)一般也不會(huì )有問(wèn)題。但有一點(diǎn)例外，即如果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)，因為變頻器自身無(wú)法判斷是自身問(wèn)題還是電機出現異常(例如堵轉、掃膛、匝間短路等)。此時(shí)將電機直接投入電網(wǎng)工頻運行，會(huì )造成更大的損壞。此外，當電機在低于工頻的轉速下運行時(shí)，如果自動(dòng)切換到工頻，電機轉速突然升高，爐膛負壓、風(fēng)量等參數會(huì )發(fā)生突變，這時(shí)，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。而手動(dòng)旁路時(shí)，可事先采取應對措施再重新啟動(dòng)電機，上述問(wèn)題不存在。
　　2.3 手動(dòng)一拖二旁路方式介紹
　　系統主回路采用變頻器加配套手動(dòng)旁路開(kāi)關(guān)柜，雙電源供電，一拖二控制方式。以實(shí)現1臺變頻器可控制2臺電動(dòng)機的軟啟動(dòng)和控制2臺電動(dòng)機中的任何一臺變頻運行，或通過(guò)旁路柜實(shí)現電動(dòng)機工頻運行的目的，如圖3所示。
　　

　　圖中qf2、qf3為高壓開(kāi)關(guān)，qs1、qs2、qs3、qs4、qs5、qs6為旁路開(kāi)關(guān)柜手動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)，m1、m2為電動(dòng)機。
2.3.1 主回路工作原理
　　以m1號電動(dòng)機運行為例，手動(dòng)斷開(kāi)qs3，閉合qs1、qs2，變頻器選擇“變頻運行”位置，將qf2閉合，即可實(shí)現m1號電動(dòng)機變頻運行。
　　手動(dòng)斷開(kāi)qs1、qs2，閉合qs3，閉合qf2，即可實(shí)現m1工頻運行。斷開(kāi)qf2，即可實(shí)現m1號電動(dòng)機工頻停機。
　　斷開(kāi)qs1、qs2、qs4、qs5，即可實(shí)現變頻器安全檢修。
　　qs2和qs3之間、qs5和qs6之間均存在機械互鎖關(guān)系;qs1和qs4之間、qs2和qs5之間存在電氣互鎖關(guān)系，防止短路。
　　即：當m1號電動(dòng)機使用ⅰ段供電變頻運行時(shí)， qs1、qs2閉合，qs3、qs4、qs5均被互鎖，不能閉合。當m1使用ⅰ段供電工頻運行時(shí)，qs3閉合， qs1、qs2被互鎖，不能閉合。
　　m2號電動(dòng)機操作要求與m1號電動(dòng)機相類(lèi)似，互鎖、保護也與m1號電動(dòng)機類(lèi)似。
　　2.3.2 變頻器與高壓開(kāi)關(guān)的信號聯(lián)鎖
　　為保證高壓變頻器的安全運行，變頻器與高壓開(kāi)關(guān)有如下信號聯(lián)鎖：
　　(1)變頻器給每個(gè)高壓開(kāi)關(guān)(qf2、qf3)各提供“合閘允許”觸點(diǎn)一對(無(wú)源觸點(diǎn)、閉合有效)，在觸點(diǎn)閉合時(shí)，高壓開(kāi)關(guān)才允許閉合。
　　(2)變頻器給每個(gè)高壓開(kāi)關(guān)(qf2、qf3)各提供“緊急分斷”觸點(diǎn)一對(無(wú)源觸點(diǎn)、閉合有效)，在觸點(diǎn)閉合時(shí)，高壓開(kāi)關(guān)必須立即分斷。
　　(3)高壓開(kāi)關(guān)(qf2、qf3)各提供“開(kāi)關(guān)已合閘” 觸點(diǎn)一對(無(wú)源觸點(diǎn)、閉合有效)至變頻器，用于高壓隔離開(kāi)關(guān)的電磁鎖回路操作。
　　3 兩種旁路方案優(yōu)缺點(diǎn)比較
　　根據利德華福公司近2000多套運行業(yè)績(jì)的統計，大部分的客戶(hù)選擇手動(dòng)旁路方案。與自動(dòng)旁路方案比較，二者的區別如附表所示。
　　

　　4 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，但是絕大部電力行業(yè)客戶(hù)選擇手動(dòng)旁路方案。主要的理由如下：
　　(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)生突然的滅火事故，鍋爐允許短時(shí)間內單側風(fēng)機允許。
　　(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)，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，這符合用戶(hù)的操作習慣。
　　(4)風(fēng)機類(lèi)負載手動(dòng)旁路柜滿(mǎn)足大部分客戶(hù)的要求，對于選擇自動(dòng)旁路柜的現場(chǎng)，需要注意旁路切換系統與熱工系統的配合銜接問(wèn)題，避免突然切換造成系統的劇烈擾動(dòng)。
　　5 結束語(yǔ)
　　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。一般來(lái)說(shuō)，筆者建議客戶(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)的手工操作即可將電機轉為工頻運行，其經(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，檢修維護方便。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，而鍋爐燃燒又不允許電機停下來(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)旁路切換完全可以滿(mǎn)足實(shí)際的生產(chǎn)工藝要求。