高壓旁路柜目前越來越被廣泛使用，可是很多設計人員和使用人員卻不是很了解高壓旁路柜的工作原理。下面得潤電氣帶您了解高壓旁路柜的應用方式。

1 引言

高壓(ya)電(dian)(dian)動機在未(wei)進(jin)行調(diao)速改(gai)造(zao)之(zhi)前(qian)，由電(dian)(dian)機上口的(de)(de)斷(duan)路(lu)器(qi)控(kong)制啟停，電(dian)(dian)動機直接(jie)與(yu)母線連接(jie)，定速運行。在進(jin)行變頻調(diao)速改(gai)造(zao)后，電(dian)(dian)動機與(yu)母線之(zhi)間除了(le)原(yuan)來的(de)(de)高壓(ya)斷(duan)路(lu)器(qi)外，還增(zeng)加了(le)一(yi)套高壓(ya)變頻調(diao)速裝置。隨著變頻器(qi)使用的(de)(de)增(zeng)多，工程技術(shu)人員(yuan)發現(xian)當變頻器(qi)出現(xian)故障，需要(yao)檢修時，電(dian)(dian)機就(jiu)不得不停下來，不能滿(man)足現(xian)場連續(xu)生產的(de)(de)要(yao)求(qiu)。為(wei)此，工程技術(shu)人員(yuan)又在變頻器(qi)和電(dian)(dian)機、母線之(zhi)間增(zeng)加了(le)一(yi)套切換(huan)裝置，以滿(man)足電(dian)(dian)機連續(xu)運轉(zhuan)的(de)(de)要(yao)求(qiu)。

根(gen)據切換開(kai)關(guan)的(de)不同(tong)，變(bian)頻器的(de)旁(pang)路方案(an)分為(wei)手動旁(pang)路方式(shi)與(yu)自動旁(pang)路方式(shi)。下面(mian)分別介(jie)紹如下：

2 兩種(zhong)旁路方式的介紹

2.1 一拖一手動旁路方式

2.1.1 基本原理(li)

一拖一手(shou)動(dong)旁(pang)路方式是由(you)3個高壓隔(ge)離開(kai)(kai)關qs1、qs2和qs3組成，如圖1所示。要求qs2和qs3不能同時閉(bi)合(he)，在機械上實現互(hu)鎖(suo)。變(bian)頻運行(xing)時，qs1和qs2閉(bi)合(he)，qs3斷開(kai)(kai)；工頻運行(xing)時，qs3閉(bi)合(he)，qs1和qs2斷開(kai)(kai)。

2.1.2 詳細(xi)介紹(shao)

（1）隔(ge)離(li)開(kai)(kai)關(guan)分(fen)別選用(yong)gn19系列(lie)單投(tou)和雙(shuang)投(tou)戶內高(gao)壓(ya)隔(ge)離(li)開(kai)(kai)關(guan)，相(xiang)間距為(wei)210mm；單投(tou)隔(ge)離(li)開(kai)(kai)關(guan)的(de)進線(xian)端(duan)的(de)三個絕緣(yuan)端(duan)子為(wei)高(gao)壓(ya)帶電顯示裝(zhuang)置的(de)三個傳感器；

（2）照(zhao)(zhao)明燈(deng)為柜門式照(zhao)(zhao)明燈(deng)；

（3）避(bi)雷器采用三相組合式；

（4）外加輸(shu)入、輸(shu)出端子；工頻、變頻指示。

（5）標準柜(ju)體尺寸（長×寬×高）：1200mm×1200mm×2320mm

2.1.3 優缺點

（1）優點

在檢修變頻器時，有明顯斷(duan)電(dian)時間(jian)，能(neng)夠(gou)保(bao)證人(ren)身安全，同時也可手(shou)動使負載投入工(gong)頻電(dian)網運行；手(shou)動旁路(lu)可人(ren)為(wei)判(pan)斷(duan)故障后再切換(huan)，比較安全；造價(jia)低(di)等。

（2）缺點

負載在(zai)倒入工頻運(yun)行時必須人工干預(yu)，這不符合有些現場工況不能停機的要求(qiu)。

2.2 一(yi)拖一(yi)自動旁路方式

2.2.1 基(ji)本原理

一拖一自動(dong)旁路方式是由3個高壓真空開(kai)關(guan)（電(dian)流小于(yu)300a時(shi)選用真空接觸器，電(dian)流大于(yu)300a時(shi)選用真空斷路器）km1、km2和(he)km3組成，如圖2所示(shi)。要求km1、km2不能和(he)km3同(tong)時(shi)閉(bi)合，在(zai)電(dian)氣上實現互(hu)鎖。變頻運(yun)(yun)行(xing)(xing)時(shi)，km1和(he)km2閉(bi)合，km3斷開(kai)；工頻運(yun)(yun)行(xing)(xing)時(shi)，km3閉(bi)合，km1和(he)km2斷開(kai)。

2.2.2 優缺點

（1）優點

在變(bian)頻(pin)(pin)器出現(xian)嚴(yan)重故(gu)障時(shi)(shi)，系(xi)統能(neng)夠自動轉入工頻(pin)(pin)電網(wang)中，斷開變(bian)頻(pin)(pin)調(diao)速系(xi)統時(shi)(shi)，而負載不需(xu)要停機(ji)，滿足現(xian)場(chang)不能(neng)停機(ji)的要求。

（2）缺點

價格比較高(gao)，使(shi)用(yong)復(fu)雜。電(dian)機(ji)由(you)變(bian)頻(pin)(pin)運(yun)行(xing)時(shi)(shi)向工(gong)(gong)頻(pin)(pin)運(yun)行(xing)轉換(huan)，自(zi)動(dong)旁路(lu)(lu)開(kai)關一般也不(bu)會有問題。但有一點例外(wai)(wai)，即如(ru)果是由(you)于(yu)(yu)電(dian)機(ji)及其負載(zai)的(de)故障引起變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)停(ting)機(ji)，再(zai)(zai)次旁路(lu)(lu)，有可(ke)能使(shi)故障擴(kuo)大化(hua)。例如(ru)變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)過(guo)流(liu)時(shi)(shi)，因為變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)自(zi)身(shen)無(wu)法判斷是自(zi)身(shen)問題還(huan)是電(dian)機(ji)出現異常(chang)（例如(ru)堵轉、掃膛(tang)、匝間(jian)短(duan)路(lu)(lu)等(deng)）。此時(shi)(shi)將電(dian)機(ji)直接投(tou)入電(dian)網工(gong)(gong)頻(pin)(pin)運(yun)行(xing)，會造成(cheng)更大的(de)損壞。此外(wai)(wai)，當電(dian)機(ji)在低于(yu)(yu)工(gong)(gong)頻(pin)(pin)的(de)轉速(su)下運(yun)行(xing)時(shi)(shi)，如(ru)果自(zi)動(dong)切換(huan)到(dao)工(gong)(gong)頻(pin)(pin)，電(dian)機(ji)轉速(su)突然升高(gao)，爐(lu)膛(tang)負壓、風量等(deng)參數會發生突變(bian)，這時(shi)(shi)，用(yong)戶需要考慮，在采取應(ying)(ying)對措施(shi)之(zhi)前的(de)短(duan)時(shi)(shi)間(jian)內，會不(bu)會對生產造成(cheng)影響。而(er)手動(dong)旁路(lu)(lu)時(shi)(shi)，可(ke)事先采取應(ying)(ying)對措施(shi)再(zai)(zai)重(zhong)新啟動(dong)電(dian)機(ji)，上述問題不(bu)存在。

2.3 手動一拖二旁路方(fang)式介(jie)紹

系統主(zhu)回路采用變頻器加配套(tao)手動旁(pang)(pang)路開關柜(ju)，雙電源(yuan)供電，一(yi)拖二控制方(fang)式。以實現(xian)1臺(tai)變頻器可控制2臺(tai)電動機的軟啟(qi)動和控制2臺(tai)電動機中的任何(he)一(yi)臺(tai)變頻運行，或通過旁(pang)(pang)路柜(ju)實現(xian)電動機工頻運行的目的，如圖3所示。

圖中qf2、qf3為高壓開(kai)關(guan)，qs1、qs2、qs3、qs4、qs5、qs6為旁(pang)路開(kai)關(guan)柜手(shou)動隔離開(kai)關(guan)，m1、m2為電動機。

2.3.1 主回路(lu)工(gong)作原(yuan)理

以m1號電動機(ji)(ji)運行為例，手動斷開qs3，閉(bi)合qs1、qs2，變(bian)頻器選擇“變(bian)頻運行”位置(zhi)，將qf2閉(bi)合，即可實現m1號電動機(ji)(ji)變(bian)頻運行。

手動斷開(kai)qs1、qs2，閉(bi)合qs3，閉(bi)合qf2，即可實(shi)現(xian)m1工(gong)(gong)頻(pin)運行(xing)。斷開(kai)qf2，即可實(shi)現(xian)m1號電(dian)動機工(gong)(gong)頻(pin)停機。

斷開(kai)qs1、qs2、qs4、qs5，即(ji)可(ke)實現變頻器安全檢(jian)修。

qs2和qs3之(zhi)間、qs5和qs6之(zhi)間均(jun)存(cun)在(zai)機械互(hu)鎖關(guan)(guan)系；qs1和qs4之(zhi)間、qs2和qs5之(zhi)間存(cun)在(zai)電(dian)氣互(hu)鎖關(guan)(guan)系，防止短路。

即(ji)：當m1號電(dian)(dian)動機使用(yong)(yong)ⅰ段供(gong)電(dian)(dian)變頻運行時(shi)， qs1、qs2閉(bi)合，qs3、qs4、qs5均被互鎖(suo)，不能閉(bi)合。當m1使用(yong)(yong)ⅰ段供(gong)電(dian)(dian)工頻運行時(shi)，qs3閉(bi)合， qs1、qs2被互鎖(suo)，不能閉(bi)合。

m2號電動(dong)機操作(zuo)要求與m1號電動(dong)機相類(lei)似，互鎖、保(bao)護也(ye)與m1號電動(dong)機類(lei)似。

2.3.2 變頻器與高壓(ya)開關的信(xin)號聯鎖

為保(bao)證(zheng)高(gao)壓變(bian)頻器(qi)的安(an)全運行，變(bian)頻器(qi)與高(gao)壓開(kai)關有如下信號聯鎖：

（1）變頻器給(gei)每個高(gao)壓(ya)開關(guan)（qf2、qf3）各提供(gong)“合(he)(he)(he)閘允許(xu)”觸(chu)(chu)點一對(dui)（無源(yuan)觸(chu)(chu)點、閉合(he)(he)(he)有效），在觸(chu)(chu)點閉合(he)(he)(he)時，高(gao)壓(ya)開關(guan)才允許(xu)閉合(he)(he)(he)。

（2）變頻器給每個高壓開關（qf2、qf3）各提供“緊急分斷”觸(chu)點(dian)(dian)一對（無源(yuan)觸(chu)點(dian)(dian)、閉合有效(xiao)），在(zai)觸(chu)點(dian)(dian)閉合時，高壓開關必(bi)須立即分斷。

（3）高壓開關(guan)（qf2、qf3）各提供(gong)“開關(guan)已合閘(zha)” 觸點一對（無源觸點、閉合有效）至變頻器，用于高壓隔離開關(guan)的(de)電磁鎖回(hui)路操作。

　　3 電力行業應用情(qing)況

手(shou)動旁(pang)路(lu)(lu)方(fang)案(an)和自動旁(pang)路(lu)(lu)方(fang)案(an)在現場均有大(da)(da)量成功應用案(an)例，但是絕大(da)(da)部電(dian)力(li)行業客戶選(xuan)擇手(shou)動旁(pang)路(lu)(lu)方(fang)案(an)。主要的理由(you)如(ru)下：

（1）一(yi)般鍋(guo)爐的(de)風機均(jun)為雙側(ce)(ce)配置，當(dang)一(yi)側(ce)(ce)的(de)變頻器(qi)發生(sheng)故(gu)障時，dcs會自動將(jiang)另(ling)外一(yi)側(ce)(ce)的(de)變頻器(qi)提(ti)速(su)，執(zhi)行rb功能，從而(er)保證鍋(guo)爐燃燒的(de)連續性，不會發生(sheng)突然的(de)滅火事故(gu)，鍋(guo)爐允許短(duan)時間內單側(ce)(ce)風機允許。

（2）變(bian)頻器(qi)設計有(you)升速(su)限流功能，當需要短時間內快速(su)加速(su)時，變(bian)頻器(qi)不因負載的(de)劇烈增加而發生(sheng)過流。

（3）當一側重要輔機停運后，dcs會自動執行rb功能，這符(fu)合用戶(hu)的操(cao)作習慣。

（4）風機類(lei)負載手(shou)動(dong)(dong)旁路(lu)柜(ju)滿足大部分客戶的(de)(de)要求(qiu)，對(dui)于選(xuan)擇自(zi)動(dong)(dong)旁路(lu)柜(ju)的(de)(de)現場(chang)，需要注意旁路(lu)切換系統(tong)與熱工系統(tong)的(de)(de)配合銜接(jie)問題，避(bi)免突然切換造成系統(tong)的(de)(de)劇烈(lie)擾動(dong)(dong)。

4 結束語

對(dui)(dui)(dui)于(yu)手動、自(zi)動切(qie)換方案，應按照現場實(shi)際(ji)的情(qing)況(kuang)進行(xing)選擇。一般來(lai)說，筆者建議客戶選用(yong)(yong)手動旁(pang)路(lu)方案，變頻(pin)器(qi)故障后(hou)通過對(dui)(dui)(dui)高壓隔離開關(guan)的手工(gong)操作即可將電機(ji)(ji)轉為(wei)工(gong)頻(pin)運(yun)行(xing)，其(qi)經濟性(xing)、可靠性(xing)都非常高。此外，相對(dui)(dui)(dui)于(yu)自(zi)動旁(pang)路(lu)方案，手動切(qie)換方案一次(ci)和二次(ci)回路(lu)均非常簡單，檢修維(wei)護方便。對(dui)(dui)(dui)于(yu)自(zi)動旁(pang)路(lu)方案，要有針對(dui)(dui)(dui)性(xing)的使(shi)用(yong)(yong)，例(li)如在小型熱(re)電生產(chan)單位，鍋爐風機(ji)(ji)配(pei)(pei)置為(wei)單引、單送，電機(ji)(ji)變頻(pin)改造后(hou)一旦變頻(pin)器(qi)運(yun)行(xing)中需(xu)要停機(ji)(ji)，而鍋爐燃(ran)燒又不允許(xu)電機(ji)(ji)停下來(lai)，此時(shi)(shi)選擇自(zi)動旁(pang)路(lu)切(qie)換就(jiu)是非常適(shi)合的。對(dui)(dui)(dui)于(yu)大型發電機(ji)(ji)組，引、送風機(ji)(ji)，一次(ci)風機(ji)(ji)等重要鍋爐輔機(ji)(ji)，均為(wei)兩側配(pei)(pei)置，單側輔機(ji)(ji)跳機(ji)(ji)后(hou)，鍋爐仍可維(wei)持燃(ran)燒，短時(shi)(shi)間(jian)內不存在停爐的風險，此時(shi)(shi)選用(yong)(yong)自(zi)動旁(pang)路(lu)方案就(jiu)沒什么必要了，手動旁(pang)路(lu)切(qie)換完全可以滿足(zu)實(shi)際(ji)的生產(chan)工(gong)藝要求。

總之，合理的選擇技術方案，不但可以降低設備采購成本，而且可以大大提高系統的可靠性，提升變頻調速系統的整體性價比，從而在長期的運行中取得最大化的經濟利益。如果您不知道如何選擇技術方案，得潤電氣可以幫您定制屬于您自己的專屬旁路柜。

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