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高壓變頻柜KMBY-12

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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)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:

一、兩種旁路方式的介紹

1.1 一拖一手動(dòng)旁路方式

1.1.1 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、qs2qs3組成,如圖1所示。要求qs2qs3不能同時(shí)閉合,在機械上實(shí)現互鎖。變頻運行時(shí),qs1qs2閉合,qs3斷開(kāi);工頻運行時(shí),qs3閉合,qs1qs2斷開(kāi)。

1.1.2 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

1.1.3 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。

1.2 一拖一自動(dòng)旁路方式

1.2.1 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、km2km3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),km1km2閉合,km3斷開(kāi);工頻運行時(shí),km3閉合,km1km2斷開(kāi)。

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1.2.2 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。

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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

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。

qs2qs3之間、qs5qs6之間均存在機械互鎖關(guān)系;qs1qs4之間、qs2qs5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。

二、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。三、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)。

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