高(gao)(gao)壓電動機(ji)(ji)在未進(jin)行調(diao)速(su)改(gai)(gai)造之前，由電機(ji)(ji)上口的(de)斷路器(qi)(qi)控制(zhi)啟停，電動機(ji)(ji)直接(jie)與母線(xian)連(lian)接(jie)，定速(su)運行。在進(jin)行變頻調(diao)速(su)改(gai)(gai)造后，電動機(ji)(ji)與母線(xian)之間除了(le)原(yuan)來的(de)高(gao)(gao)壓斷路器(qi)(qi)外，還增加(jia)了(le)一(yi)套高(gao)(gao)壓變頻調(diao)速(su)裝置(zhi)(zhi)。隨著變頻器(qi)(qi)使用的(de)增多，工程技術人(ren)員發現當變頻器(qi)(qi)出現故障，需要(yao)檢修時，電機(ji)(ji)就(jiu)不(bu)得不(bu)停下來，不(bu)能滿(man)足現場連(lian)續生(sheng)產的(de)要(yao)求。為此，工程技術人(ren)員又在變頻器(qi)(qi)和(he)電機(ji)(ji)、母線(xian)之間增加(jia)了(le)一(yi)套切(qie)換(huan)裝置(zhi)(zhi)，以滿(man)足電機(ji)(ji)連(lian)續運轉的(de)要(yao)求。

根(gen)據(ju)切換(huan)開關的不同，變頻器的旁路方(fang)案(an)分為手動旁路方(fang)式與自動旁路方(fang)式。下面(mian)分別介紹(shao)如下： 

一、兩種旁路方(fang)式的介紹

1.1 一(yi)拖一(yi)手動旁路(lu)方式

1.1.1 基本(ben)原理

一(yi)拖一(yi)手動旁路方式(shi)是由3個(ge)高壓隔離開關(guan)qs1、qs2和(he)qs3組成(cheng)，如圖1所示。要求(qiu)qs2和(he)qs3不能同時(shi)閉合(he)(he)，在機械上實現互鎖。變頻(pin)運(yun)行時(shi)，qs1和(he)qs2閉合(he)(he)，qs3斷開；工(gong)頻(pin)運(yun)行時(shi)，qs3閉合(he)(he)，qs1和(he)qs2斷開。

1.1.2 詳細介紹

（1）隔(ge)(ge)離(li)(li)開關分別選用gn19系列單(dan)投(tou)和雙(shuang)投(tou)戶內(nei)高(gao)壓隔(ge)(ge)離(li)(li)開關，相間距為210mm；單(dan)投(tou)隔(ge)(ge)離(li)(li)開關的進線端(duan)的三個絕(jue)緣端(duan)子為高(gao)壓帶電顯(xian)示裝(zhuang)置的三個傳(chuan)感器(qi)；

（2）照明燈(deng)為柜門式照明燈(deng)；

（3）避雷器(qi)采用三相組合式；

（4）外加輸入、輸出(chu)端子；工頻(pin)、變頻(pin)指示。

（5）標(biao)準柜體尺寸(cun)（長(chang)×寬×高）：1200mm×1200mm×2320mm

1.1.3 優缺點

（1）優點

在檢修變頻(pin)器時，有明顯斷電時間，能夠保證人身安全，同時也可(ke)手動使負載投入工(gong)頻(pin)電網運行；手動旁路可(ke)人為判斷故(gu)障(zhang)后再切換，比較安全；造價低(di)等(deng)。

（2）缺點

負(fu)載在倒入工頻運行時必須人(ren)工干預，這不符合有些現(xian)場工況不能停機的要求。

1.2 一拖一自動旁路方式

1.2.1 基(ji)本原(yuan)理

一拖一自動(dong)旁路(lu)方式是由3個高壓(ya)真空(kong)(kong)開(kai)關（電(dian)流小于(yu)300a時(shi)選(xuan)用真空(kong)(kong)接(jie)觸(chu)器，電(dian)流大于(yu)300a時(shi)選(xuan)用真空(kong)(kong)斷(duan)路(lu)器）km1、km2和(he)km3組成，如(ru)圖2所示。要求km1、km2不能和(he)km3同時(shi)閉(bi)(bi)合，在電(dian)氣(qi)上實現互鎖。變頻運(yun)行時(shi)，km1和(he)km2閉(bi)(bi)合，km3斷(duan)開(kai)；工頻運(yun)行時(shi)，km3閉(bi)(bi)合，km1和(he)km2斷(duan)開(kai)。

1.2.2 優缺點

（1）優點

在(zai)變頻器出現嚴(yan)重故障時(shi)，系統能夠自動轉入工(gong)頻電(dian)網中，斷開變頻調速(su)系統時(shi)，而負載(zai)不需要停(ting)機(ji)，滿足現場(chang)不能停(ting)機(ji)的要求(qiu)。

（2）缺點

價格比較高(gao)(gao)，使用復雜。電(dian)機(ji)(ji)由變頻(pin)運(yun)行時向(xiang)工(gong)頻(pin)運(yun)行轉換，自(zi)動(dong)(dong)(dong)旁(pang)(pang)路開(kai)關一(yi)(yi)般也不會有問題(ti)。但有一(yi)(yi)點例外，即如(ru)果(guo)(guo)是(shi)(shi)由于電(dian)機(ji)(ji)及其(qi)負載的故障引(yin)起(qi)變頻(pin)器(qi)停機(ji)(ji)，再(zai)次旁(pang)(pang)路，有可(ke)能使故障擴大化(hua)。例如(ru)變頻(pin)器(qi)過流(liu)時，因為(wei)變頻(pin)器(qi)自(zi)身無法判(pan)斷是(shi)(shi)自(zi)身問題(ti)還是(shi)(shi)電(dian)機(ji)(ji)出現異常(chang)（例如(ru)堵轉、掃膛、匝(za)間短路等(deng)）。此時將電(dian)機(ji)(ji)直接投入(ru)電(dian)網工(gong)頻(pin)運(yun)行，會造(zao)成更(geng)大的損壞。此外，當電(dian)機(ji)(ji)在低(di)于工(gong)頻(pin)的轉速下運(yun)行時，如(ru)果(guo)(guo)自(zi)動(dong)(dong)(dong)切換到工(gong)頻(pin)，電(dian)機(ji)(ji)轉速突然升(sheng)高(gao)(gao)，爐膛負壓(ya)、風量(liang)等(deng)參(can)數會發生突變，這(zhe)時，用戶需要(yao)考(kao)慮，在采取應(ying)(ying)對(dui)措施之前(qian)的短時間內，會不會對(dui)生產(chan)造(zao)成影響。而手動(dong)(dong)(dong)旁(pang)(pang)路時，可(ke)事(shi)先采取應(ying)(ying)對(dui)措施再(zai)重新啟動(dong)(dong)(dong)電(dian)機(ji)(ji)，上(shang)述(shu)問題(ti)不存在。

2.3 手(shou)動一拖二旁路方式(shi)介紹

系統主回路(lu)采(cai)用變(bian)頻(pin)器(qi)加配套手動旁路(lu)開關(guan)柜，雙電(dian)(dian)(dian)源供電(dian)(dian)(dian)，一拖二(er)控制方式。以實現1臺變(bian)頻(pin)器(qi)可控制2臺電(dian)(dian)(dian)動機(ji)的(de)軟啟動和控制2臺電(dian)(dian)(dian)動機(ji)中的(de)任何一臺變(bian)頻(pin)運行，或(huo)通過(guo)旁路(lu)柜實現電(dian)(dian)(dian)動機(ji)工頻(pin)運行的(de)目的(de)，如圖3所示。

圖中qf2、qf3為高(gao)壓開關，qs1、qs2、qs3、qs4、qs5、qs6為旁路開關柜手動隔離開關，m1、m2為電(dian)動機。

2.3.1 主(zhu)回路工作原(yuan)理

以m1號(hao)(hao)電動機(ji)運(yun)行為例，手(shou)動斷開qs3，閉合qs1、qs2，變(bian)頻(pin)器選擇“變(bian)頻(pin)運(yun)行”位置(zhi)，將qf2閉合，即(ji)可實現m1號(hao)(hao)電動機(ji)變(bian)頻(pin)運(yun)行。

手動斷(duan)開qs1、qs2，閉合qs3，閉合qf2，即可實(shi)現(xian)m1工(gong)頻運(yun)行。斷(duan)開qf2，即可實(shi)現(xian)m1號電動機工(gong)頻停機。

斷開qs1、qs2、qs4、qs5，即可實現變頻器安全檢修。

qs2和(he)qs3之間、qs5和(he)qs6之間均存(cun)在機械互鎖(suo)關系(xi)；qs1和(he)qs4之間、qs2和(he)qs5之間存(cun)在電氣互鎖(suo)關系(xi)，防止短路。

即：當(dang)m1號電(dian)(dian)動機(ji)使用ⅰ段供(gong)電(dian)(dian)變頻運行(xing)時， qs1、qs2閉(bi)合(he)，qs3、qs4、qs5均被互(hu)(hu)鎖，不能閉(bi)合(he)。當(dang)m1使用ⅰ段供(gong)電(dian)(dian)工頻運行(xing)時，qs3閉(bi)合(he)， qs1、qs2被互(hu)(hu)鎖，不能閉(bi)合(he)。

m2號電動機(ji)操作要求與m1號電動機(ji)相類似(si)，互(hu)鎖、保護也(ye)與m1號電動機(ji)類似(si)。

2.3.2 變(bian)頻器與高(gao)壓開關的信號聯鎖

為保證高(gao)壓(ya)變(bian)(bian)頻器的(de)安(an)全運行(xing)，變(bian)(bian)頻器與高(gao)壓(ya)開關(guan)有(you)如下信號聯鎖：

（1）變頻器給每個(ge)高壓開(kai)關（qf2、qf3）各提供“合(he)(he)閘(zha)允許(xu)”觸(chu)點(dian)(dian)一對（無源(yuan)觸(chu)點(dian)(dian)、閉(bi)(bi)合(he)(he)有(you)效），在觸(chu)點(dian)(dian)閉(bi)(bi)合(he)(he)時，高壓開(kai)關才允許(xu)閉(bi)(bi)合(he)(he)。

（2）變頻器給每(mei)個高壓(ya)開關(guan)（qf2、qf3）各(ge)提供“緊急分斷”觸點(dian)(dian)一對(dui)（無(wu)源觸點(dian)(dian)、閉合(he)有(you)效），在(zai)觸點(dian)(dian)閉合(he)時，高壓(ya)開關(guan)必須立即(ji)分斷。

（3）高壓(ya)(ya)開關(guan)（qf2、qf3）各提供“開關(guan)已合閘” 觸(chu)點一對（無源觸(chu)點、閉(bi)合有(you)效）至變頻器，用(yong)于(yu)高壓(ya)(ya)隔離開關(guan)的電磁(ci)鎖回(hui)路操(cao)作。

二、兩種旁路方案優(you)缺點比較

根(gen)據利德華福公(gong)司近2000多套(tao)運行(xing)業績的(de)(de)統計，大部分的(de)(de)客戶選擇(ze)手動(dong)旁(pang)路(lu)方案(an)。與自動(dong)旁(pang)路(lu)方案(an)比較，二者(zhe)的(de)(de)區別如附(fu)表(biao)所示。

三(san)、電力行業應用情(qing)況

手動(dong)旁(pang)路方案(an)和自動(dong)旁(pang)路方案(an)在現場均(jun)有大量成功應(ying)用(yong)案(an)例，但是絕大部電力行業客戶選擇手動(dong)旁(pang)路方案(an)。主要的理(li)由如下：

（1）一般鍋爐的風機均為雙(shuang)側配(pei)置，當一側的變(bian)頻器發生故(gu)障時(shi)，dcs會(hui)自動(dong)將另外一側的變(bian)頻器提速，執(zhi)行rb功能，從而保證鍋爐燃(ran)燒的連續(xu)性，不會(hui)發生突然的滅(mie)火事故(gu)，鍋爐允許短時(shi)間內單側風機允許。

（2）變頻(pin)器設計有升速限流功(gong)能，當需要短時間內快速加速時，變頻(pin)器不因負載的(de)劇烈增加而發生過流。

（3）當一(yi)側重要輔(fu)機停運后，dcs會自(zi)動執行rb功能，這符合用戶的操作(zuo)習(xi)慣。

（4）風機類負載(zai)手(shou)動旁路柜滿足(zu)大部分(fen)客戶的(de)(de)要求，對于選擇(ze)自動旁路柜的(de)(de)現場，需要注(zhu)意旁路切(qie)換系(xi)統(tong)與熱(re)工系(xi)統(tong)的(de)(de)配合(he)銜接問(wen)題(ti)，避(bi)免突然切(qie)換造成(cheng)系(xi)統(tong)的(de)(de)劇(ju)烈擾動。

四、結束語

對(dui)(dui)于手動(dong)、自(zi)(zi)動(dong)切換(huan)方(fang)案，應按照現場(chang)實際(ji)的情況進行(xing)(xing)選(xuan)(xuan)擇。一般(ban)來說，筆(bi)者(zhe)建議(yi)客(ke)戶選(xuan)(xuan)用手動(dong)旁(pang)(pang)路(lu)(lu)方(fang)案，變頻(pin)器故障后通(tong)過對(dui)(dui)高壓(ya)隔離開(kai)關的手工(gong)操作即可(ke)(ke)(ke)將(jiang)電機(ji)(ji)轉為工(gong)頻(pin)運行(xing)(xing)，其經濟性(xing)、可(ke)(ke)(ke)靠(kao)性(xing)都非常高。此外，相對(dui)(dui)于自(zi)(zi)動(dong)旁(pang)(pang)路(lu)(lu)方(fang)案，手動(dong)切換(huan)方(fang)案一次(ci)和二次(ci)回(hui)路(lu)(lu)均(jun)非常簡單，檢修維(wei)護方(fang)便(bian)。對(dui)(dui)于自(zi)(zi)動(dong)旁(pang)(pang)路(lu)(lu)方(fang)案，要有針對(dui)(dui)性(xing)的使用，例(li)如在小型熱電生(sheng)產(chan)(chan)單位(wei)，鍋爐(lu)(lu)風機(ji)(ji)配置為單引、單送(song)，電機(ji)(ji)變頻(pin)改造(zao)后一旦(dan)變頻(pin)器運行(xing)(xing)中需要停機(ji)(ji)，而鍋爐(lu)(lu)燃(ran)燒又不允許(xu)電機(ji)(ji)停下來，此時選(xuan)(xuan)擇自(zi)(zi)動(dong)旁(pang)(pang)路(lu)(lu)切換(huan)就是非常適合的。對(dui)(dui)于大型發(fa)電機(ji)(ji)組，引、送(song)風機(ji)(ji)，一次(ci)風機(ji)(ji)等重要鍋爐(lu)(lu)輔(fu)機(ji)(ji)，均(jun)為兩側配置，單側輔(fu)機(ji)(ji)跳機(ji)(ji)后，鍋爐(lu)(lu)仍(reng)可(ke)(ke)(ke)維(wei)持(chi)燃(ran)燒，短時間內不存在停爐(lu)(lu)的風險，此時選(xuan)(xuan)用自(zi)(zi)動(dong)旁(pang)(pang)路(lu)(lu)方(fang)案就沒什么(me)必(bi)要了，手動(dong)旁(pang)(pang)路(lu)(lu)切換(huan)完全可(ke)(ke)(ke)以(yi)滿足實際(ji)的生(sheng)產(chan)(chan)工(gong)藝(yi)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。