得潤(rùn)電氣帶你了解高壓旁路柜的應(yīng)用方式
高壓旁路柜目前越來(lái)越被廣泛使用,可是很多設(shè)計(jì)人員和使用人員卻不是很了解高壓旁路柜的工作原理。下面得潤(rùn)電氣帶您了解高壓旁路柜的應(yīng)用方式。
1 引言
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)人員發(fā)現(xiàn)當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障,需要檢修時(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)人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(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)。
2.1.2 詳細(xì)介紹
(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(biāo)準(zhǔn)柜體尺寸(長(zhǎng)×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(fù)載投入工頻電網(wǎng)運(yùn)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(fù)載在倒入工頻運(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。
2.2 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(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)。
2.2.2 優(yōu)缺點(diǎn)
(1)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)入工頻電網(wǎng)中,斷開(kāi)變頻調(diào)速系統(tǒng)時(shí),而負(fù)載不需要停機(jī),滿足現(xiàn)場(chǎng)不能停機(jī)的要求。
(2)缺點(diǎn)
價(jià)格比較高,使用復(fù)雜。電機(jī)由變頻運(yùn)行時(shí)向工頻運(yùn)行轉(zhuǎn)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(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),因?yàn)樽冾l器自身無(wú)法判斷是自身問(wèn)題還是電機(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)直接投入電網(wǎng)工頻運(yùn)行,會(huì)造成更大的損壞。此外,當(dāng)電機(jī)在低于工頻的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí),如果自動(dòng)切換到工頻,電機(jī)轉(zhuǎn)速突然升高,爐膛負(fù)壓、風(fēng)量等參數(shù)會(huì)發(fā)生突變,這時(shí),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。而手動(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),上述問(wèn)題不存在。
2.3 手動(dòng)一拖二旁路方式介紹
系統(tǒng)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(xiàn)1臺(tái)變頻器可控制2臺(tái)電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)和控制2臺(tái)電動(dòng)機(jī)中的任何一臺(tái)變頻運(yùn)行,或通過(guò)旁路柜實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)工頻運(yùn)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(jī)。
2.3.1 主回路工作原理
以m1號(hào)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行為例,手動(dòng)斷開(kāi)qs3,閉合qs1、qs2,變頻器選擇“變頻運(yùn)行”位置,將qf2閉合,即可實(shí)現(xiàn)m1號(hào)電動(dòng)機(jī)變頻運(yùn)行。
手動(dòng)斷開(kāi)qs1、qs2,閉合qs3,閉合qf2,即可實(shí)現(xiàn)m1工頻運(yùn)行。斷開(kāi)qf2,即可實(shí)現(xiàn)m1號(hào)電動(dòng)機(jī)工頻停機(jī)。
斷開(kāi)qs1、qs2、qs4、qs5,即可實(shí)現(xiàn)變頻器安全檢修。
qs2和qs3之間、qs5和qs6之間均存在機(jī)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(dāng)m1號(hào)電動(dòng)機(jī)使用ⅰ段供電變頻運(yùn)行時(shí), qs1、qs2閉合,qs3、qs4、qs5均被互鎖,不能閉合。當(dāng)m1使用ⅰ段供電工頻運(yùn)行時(shí),qs3閉合, qs1、qs2被互鎖,不能閉合。
m2號(hào)電動(dòng)機(jī)操作要求與m1號(hào)電動(dòng)機(jī)相類似,互鎖、保護(hù)也與m1號(hào)電動(dòng)機(jī)類似。
2.3.2 變頻器與高壓開(kāi)關(guān)的信號(hào)聯(lián)鎖
為保證高壓變頻器的安全運(yùn)行,變頻器與高壓開(kāi)關(guān)有如下信號(hào)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(duì)(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?jǐn)?rdquo;觸點(diǎn)一對(duì)(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?jǐn)唷?/p>
(3)高壓開(kāi)關(guān)(qf2、qf3)各提供“開(kāi)關(guān)已合閘” 觸點(diǎn)一對(duì)(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 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,但是絕大部電力行業(yè)客戶選擇手動(dòng)旁路方案。主要的理由如下:
(1)一般鍋爐的風(fēng)機(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)生突然的滅火事故,鍋爐允許短時(shí)間內(nèi)單側(cè)風(fēng)機(jī)允許。
(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),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,這符合用戶的操作習(xí)慣。
(4)風(fēng)機(jī)類負(fù)載手動(dòng)旁路柜滿足大部分客戶的要求,對(duì)于選擇自動(dòng)旁路柜的現(xiàn)場(chǎng),需要注意旁路切換系統(tǒng)與熱工系統(tǒng)的配合銜接問(wèn)題,避免突然切換造成系統(tǒng)的劇烈擾動(dòng)。
4 結(jié)束語(yǔ)
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。一般來(lái)說(shuō),筆者建議客戶選用手動(dòng)旁路方案,變頻器故障后通過(guò)對(duì)高壓隔離開(kāi)關(guān)的手工操作即可將電機(jī)轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行,其經(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,檢修維護(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),而鍋爐燃燒又不允許電機(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)旁路切換完全可以滿足實(shí)際的生產(chǎn)工藝要求。
總之,合理的選擇技術(shù)方案,不但可以降低設(shè)備采購(gòu)成本,而且可以大大提高系統(tǒng)的可靠性,提升變頻調(diào)速系統(tǒng)的整體性價(jià)比,從而在長(zhǎng)期的運(yùn)行中取得最大化的經(jīng)濟(jì)利益。如果您不知道如何選擇技術(shù)方案,得潤(rùn)電氣可以幫您定制屬于您自己的專屬旁路柜。
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