高壓(ya)電(dian)動機(ji)在未進行調(diao)速改(gai)(gai)造之(zhi)前(qian)，由電(dian)機(ji)上口(kou)的(de)(de)斷路器(qi)控制(zhi)啟停(ting)，電(dian)動機(ji)直接與(yu)(yu)母線(xian)連接，定速運行。在進行變頻調(diao)速改(gai)(gai)造后(hou)，電(dian)動機(ji)與(yu)(yu)母線(xian)之(zhi)間除了(le)原(yuan)來(lai)的(de)(de)高壓(ya)斷路器(qi)外，還(huan)增(zeng)加了(le)一(yi)套高壓(ya)變頻調(diao)速裝置。隨著(zhu)變頻器(qi)使(shi)用的(de)(de)增(zeng)多(duo)，工程技術人(ren)員發現當變頻器(qi)出(chu)現故障(zhang)，需要(yao)(yao)檢修時，電(dian)機(ji)就不得不停(ting)下來(lai)，不能(neng)滿足(zu)現場(chang)連續生產的(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu)。為此，工程技術人(ren)員又(you)在變頻器(qi)和(he)電(dian)機(ji)、母線(xian)之(zhi)間增(zeng)加了(le)一(yi)套切換裝置，以(yi)滿足(zu)電(dian)機(ji)連續運轉的(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu)。

根據切換開關(guan)的(de)(de)不同，變頻(pin)器的(de)(de)旁(pang)路方(fang)(fang)案(an)分(fen)為手動旁(pang)路方(fang)(fang)式與自動旁(pang)路方(fang)(fang)式。下面分(fen)別(bie)介紹如下： 

一、兩(liang)種旁路(lu)方式(shi)的介紹

1.1 一拖(tuo)一手動旁路方式

1.1.1 基本原理

一拖(tuo)一手動旁路方式(shi)是由3個(ge)高壓隔離開(kai)關qs1、qs2和qs3組成，如圖1所示。要求qs2和qs3不(bu)能同時(shi)閉合(he)，在機械上實現(xian)互(hu)鎖(suo)。變頻運行時(shi)，qs1和qs2閉合(he)，qs3斷開(kai)；工頻運行時(shi)，qs3閉合(he)，qs1和qs2斷開(kai)。

1.1.2 詳(xiang)細介紹

（1）隔(ge)離開關(guan)分別(bie)選用gn19系列單投(tou)和雙投(tou)戶內高壓隔(ge)離開關(guan)，相(xiang)間距為(wei)210mm；單投(tou)隔(ge)離開關(guan)的進(jin)線端的三個絕緣端子(zi)為(wei)高壓帶電顯示(shi)裝置的三個傳(chuan)感器；

（2）照明(ming)燈為(wei)柜門式照明(ming)燈；

（3）避雷器采用三相(xiang)組合式(shi)；

（4）外(wai)加輸(shu)入、輸(shu)出端子；工(gong)頻、變(bian)頻指示。

（5）標準(zhun)柜體尺(chi)寸（長×寬(kuan)×高）：1200mm×1200mm×2320mm

1.1.3 優缺點

（1）優點

在檢修變頻(pin)器時，有明(ming)顯斷電(dian)時間，能夠保證(zheng)人身安(an)全(quan)(quan)，同時也(ye)可手動(dong)使負載(zai)投入工頻(pin)電(dian)網(wang)運(yun)行；手動(dong)旁(pang)路(lu)可人為(wei)判斷故障后再切換，比較安(an)全(quan)(quan)；造價低等。

（2）缺點

負載在倒(dao)入(ru)工(gong)頻(pin)運行時必須人工(gong)干預，這不符合(he)有些現場工(gong)況不能(neng)停(ting)機的要求(qiu)。

1.2 一(yi)拖一(yi)自動旁路方式

1.2.1 基(ji)本原理

一拖一自動旁路(lu)方式(shi)是(shi)由3個高(gao)壓真(zhen)空(kong)開關（電(dian)流(liu)小于300a時選(xuan)(xuan)用真(zhen)空(kong)接觸器(qi)，電(dian)流(liu)大于300a時選(xuan)(xuan)用真(zhen)空(kong)斷路(lu)器(qi)）km1、km2和(he)(he)(he)km3組(zu)成，如(ru)圖2所(suo)示。要求km1、km2不能和(he)(he)(he)km3同時閉(bi)(bi)合，在電(dian)氣上實(shi)現(xian)互鎖。變(bian)頻運行(xing)(xing)時，km1和(he)(he)(he)km2閉(bi)(bi)合，km3斷開；工頻運行(xing)(xing)時，km3閉(bi)(bi)合，km1和(he)(he)(he)km2斷開。

1.2.2 優缺點

（1）優點

在變(bian)(bian)頻器出(chu)現嚴重故障時(shi)，系(xi)(xi)統(tong)能(neng)夠(gou)自(zi)動轉入(ru)工頻電網中，斷開變(bian)(bian)頻調速系(xi)(xi)統(tong)時(shi)，而負(fu)載(zai)不需要停(ting)機(ji)(ji)，滿足現場(chang)不能(neng)停(ting)機(ji)(ji)的要求。

（2）缺點

價(jia)格比(bi)較(jiao)高(gao)，使(shi)用復雜。電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)由變(bian)頻(pin)(pin)(pin)運(yun)行(xing)(xing)時(shi)(shi)向(xiang)工(gong)頻(pin)(pin)(pin)運(yun)行(xing)(xing)轉(zhuan)換，自(zi)動旁(pang)路(lu)(lu)(lu)開關一般(ban)也不會(hui)有(you)問題(ti)(ti)。但有(you)一點例(li)外，即(ji)如(ru)果是由于電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)及(ji)其負(fu)載(zai)的故(gu)(gu)障引起變(bian)頻(pin)(pin)(pin)器(qi)停機(ji)(ji)(ji)(ji)，再(zai)次(ci)旁(pang)路(lu)(lu)(lu)，有(you)可(ke)能使(shi)故(gu)(gu)障擴大(da)(da)化。例(li)如(ru)變(bian)頻(pin)(pin)(pin)器(qi)過流(liu)時(shi)(shi)，因為變(bian)頻(pin)(pin)(pin)器(qi)自(zi)身(shen)無法判(pan)斷是自(zi)身(shen)問題(ti)(ti)還是電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)出(chu)現異常（例(li)如(ru)堵轉(zhuan)、掃(sao)膛、匝間短(duan)路(lu)(lu)(lu)等）。此時(shi)(shi)將電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)直接投入電(dian)網工(gong)頻(pin)(pin)(pin)運(yun)行(xing)(xing)，會(hui)造(zao)成(cheng)更大(da)(da)的損壞(huai)。此外，當(dang)電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)在低于工(gong)頻(pin)(pin)(pin)的轉(zhuan)速下運(yun)行(xing)(xing)時(shi)(shi)，如(ru)果自(zi)動切(qie)換到工(gong)頻(pin)(pin)(pin)，電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)轉(zhuan)速突(tu)然升(sheng)高(gao)，爐膛負(fu)壓、風量等參數會(hui)發生突(tu)變(bian)，這時(shi)(shi)，用戶需要考慮，在采(cai)取應對(dui)(dui)措(cuo)(cuo)施之前的短(duan)時(shi)(shi)間內，會(hui)不會(hui)對(dui)(dui)生產造(zao)成(cheng)影響(xiang)。而手(shou)動旁(pang)路(lu)(lu)(lu)時(shi)(shi)，可(ke)事先采(cai)取應對(dui)(dui)措(cuo)(cuo)施再(zai)重新(xin)啟動電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)，上述問題(ti)(ti)不存在。

2.3 手動(dong)一拖(tuo)二旁(pang)路方式介紹(shao)

系統主回路采用變(bian)(bian)頻(pin)器加配(pei)套手動(dong)旁路開關柜，雙電(dian)源供電(dian)，一拖二控制方式。以實現1臺(tai)變(bian)(bian)頻(pin)器可控制2臺(tai)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)軟啟動(dong)和控制2臺(tai)電(dian)動(dong)機(ji)中的(de)任何(he)一臺(tai)變(bian)(bian)頻(pin)運行，或通過旁路柜實現電(dian)動(dong)機(ji)工頻(pin)運行的(de)目(mu)的(de)，如圖(tu)3所(suo)示(shi)。

圖中(zhong)qf2、qf3為(wei)高壓開(kai)(kai)(kai)關(guan)(guan)，qs1、qs2、qs3、qs4、qs5、qs6為(wei)旁路開(kai)(kai)(kai)關(guan)(guan)柜手動隔(ge)離(li)開(kai)(kai)(kai)關(guan)(guan)，m1、m2為(wei)電動機。

2.3.1 主回路工(gong)作原(yuan)理

以m1號(hao)電動機(ji)(ji)運(yun)行為例，手動斷開qs3，閉合(he)(he)qs1、qs2，變(bian)頻器選擇“變(bian)頻運(yun)行”位置，將qf2閉合(he)(he)，即可實現m1號(hao)電動機(ji)(ji)變(bian)頻運(yun)行。

手(shou)動(dong)斷開qs1、qs2，閉(bi)合(he)qs3，閉(bi)合(he)qf2，即可實現m1工頻(pin)運行(xing)。斷開qf2，即可實現m1號電動(dong)機工頻(pin)停機。

斷開qs1、qs2、qs4、qs5，即可實(shi)現變頻器安全檢修。

qs2和(he)qs3之(zhi)間(jian)、qs5和(he)qs6之(zhi)間(jian)均存(cun)(cun)在機械互(hu)鎖關系(xi)(xi)；qs1和(he)qs4之(zhi)間(jian)、qs2和(he)qs5之(zhi)間(jian)存(cun)(cun)在電氣互(hu)鎖關系(xi)(xi)，防止短路。

即(ji)：當m1號電(dian)(dian)動機使(shi)用(yong)ⅰ段(duan)供(gong)電(dian)(dian)變(bian)頻運行時， qs1、qs2閉(bi)合(he)(he)，qs3、qs4、qs5均被(bei)互鎖，不能閉(bi)合(he)(he)。當m1使(shi)用(yong)ⅰ段(duan)供(gong)電(dian)(dian)工頻運行時，qs3閉(bi)合(he)(he)， qs1、qs2被(bei)互鎖，不能閉(bi)合(he)(he)。

m2號(hao)(hao)電動機操(cao)作要求與m1號(hao)(hao)電動機相(xiang)類(lei)似，互鎖、保護也與m1號(hao)(hao)電動機類(lei)似。

2.3.2 變頻器與高壓開關的信號聯鎖

為保證高壓變(bian)頻器(qi)的安全運行，變(bian)頻器(qi)與(yu)高壓開關(guan)有如下信號聯(lian)鎖：

（1）變頻器給每個(ge)高壓開關(guan)(guan)（qf2、qf3）各提供“合(he)閘允(yun)許”觸點一(yi)對（無源觸點、閉(bi)(bi)合(he)有效(xiao)），在觸點閉(bi)(bi)合(he)時(shi)，高壓開關(guan)(guan)才允(yun)許閉(bi)(bi)合(he)。

（2）變頻器給(gei)每(mei)個(ge)高(gao)壓(ya)開關(guan)（qf2、qf3）各提供(gong)“緊(jin)急(ji)分斷”觸(chu)點(dian)一對（無(wu)源觸(chu)點(dian)、閉合有(you)效），在觸(chu)點(dian)閉合時，高(gao)壓(ya)開關(guan)必(bi)須立即分斷。

（3）高壓(ya)開(kai)關（qf2、qf3）各提供“開(kai)關已合閘(zha)” 觸(chu)點(dian)(dian)一對（無源觸(chu)點(dian)(dian)、閉合有效）至變頻(pin)器，用于高壓(ya)隔離開(kai)關的電磁鎖回路操作。

二、兩種旁路方案優缺點比較

根據利德華福公司(si)近(jin)2000多套運行業(ye)績的(de)統計(ji)，大部分的(de)客戶(hu)選擇手動(dong)(dong)旁路方(fang)(fang)案(an)。與自動(dong)(dong)旁路方(fang)(fang)案(an)比(bi)較，二者的(de)區(qu)別如(ru)附表所示。

三、電力行業應用情況

手動(dong)旁(pang)路方案(an)和自動(dong)旁(pang)路方案(an)在現場均有大量成功應(ying)用案(an)例，但是絕(jue)大部電力行(xing)業(ye)客戶選擇(ze)手動(dong)旁(pang)路方案(an)。主要的理(li)由如下：

（1）一般鍋(guo)爐的風機均為雙側配置，當一側的變(bian)頻(pin)器(qi)發(fa)生故障時，dcs會自動將另(ling)外一側的變(bian)頻(pin)器(qi)提速，執行(xing)rb功能，從而保證鍋(guo)爐燃燒的連續性，不(bu)會發(fa)生突然(ran)的滅火事(shi)故，鍋(guo)爐允(yun)(yun)許短時間內(nei)單(dan)側風機允(yun)(yun)許。

（2）變頻(pin)器(qi)(qi)設計有升速限(xian)流(liu)功(gong)能(neng)，當需要短時間內快速加(jia)速時，變頻(pin)器(qi)(qi)不因負(fu)載的(de)劇烈增加(jia)而發(fa)生(sheng)過(guo)流(liu)。

（3）當一側重要輔(fu)機停運后，dcs會(hui)自(zi)動執行rb功能，這符合用戶的(de)操作(zuo)習慣。

（4）風機(ji)類(lei)負載(zai)手動旁路柜滿(man)足(zu)大(da)部分客戶的要求，對于選擇自(zi)動旁路柜的現場(chang)，需要注意旁路切(qie)(qie)換(huan)系(xi)統(tong)與熱工系(xi)統(tong)的配合銜接(jie)問題，避免突然切(qie)(qie)換(huan)造成系(xi)統(tong)的劇(ju)烈擾動。

四、結束語

對(dui)于手(shou)動(dong)(dong)(dong)(dong)、自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)切(qie)換(huan)方(fang)案，應按照現場實(shi)際(ji)(ji)的(de)(de)情況(kuang)進行(xing)選(xuan)擇。一(yi)般(ban)來(lai)說，筆者建議客戶選(xuan)用手(shou)動(dong)(dong)(dong)(dong)旁路(lu)(lu)(lu)方(fang)案，變頻器故障后(hou)通(tong)過對(dui)高(gao)(gao)壓(ya)隔離開關(guan)的(de)(de)手(shou)工操作即可(ke)將電(dian)機(ji)轉(zhuan)為工頻運行(xing)，其經濟性(xing)(xing)、可(ke)靠性(xing)(xing)都非(fei)常(chang)高(gao)(gao)。此(ci)(ci)(ci)外，相對(dui)于自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)旁路(lu)(lu)(lu)方(fang)案，手(shou)動(dong)(dong)(dong)(dong)切(qie)換(huan)方(fang)案一(yi)次和二次回(hui)路(lu)(lu)(lu)均(jun)非(fei)常(chang)簡單，檢(jian)修(xiu)維護方(fang)便。對(dui)于自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)旁路(lu)(lu)(lu)方(fang)案，要(yao)有針對(dui)性(xing)(xing)的(de)(de)使用，例如在小型(xing)熱(re)電(dian)生產單位，鍋(guo)爐風(feng)(feng)(feng)機(ji)配置為單引(yin)、單送，電(dian)機(ji)變頻改(gai)造后(hou)一(yi)旦變頻器運行(xing)中需要(yao)停機(ji)，而鍋(guo)爐燃燒又不允許電(dian)機(ji)停下來(lai)，此(ci)(ci)(ci)時(shi)選(xuan)擇自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)旁路(lu)(lu)(lu)切(qie)換(huan)就(jiu)是非(fei)常(chang)適合的(de)(de)。對(dui)于大(da)型(xing)發電(dian)機(ji)組，引(yin)、送風(feng)(feng)(feng)機(ji)，一(yi)次風(feng)(feng)(feng)機(ji)等重要(yao)鍋(guo)爐輔機(ji)，均(jun)為兩側(ce)配置，單側(ce)輔機(ji)跳機(ji)后(hou)，鍋(guo)爐仍可(ke)維持(chi)燃燒，短時(shi)間(jian)內不存在停爐的(de)(de)風(feng)(feng)(feng)險，此(ci)(ci)(ci)時(shi)選(xuan)用自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)旁路(lu)(lu)(lu)方(fang)案就(jiu)沒什么必要(yao)了，手(shou)動(dong)(dong)(dong)(dong)旁路(lu)(lu)(lu)切(qie)換(huan)完全可(ke)以(yi)滿足(zu)實(shi)際(ji)(ji)的(de)(de)生產工藝要(yao)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。