摘要：本文介紹了火電廠高壓電動機采用變頻裝置調(diào)速經(jīng)常使用幾種接線方式，詳細(xì)分析了自動、手動旁路方式的特點及應(yīng)注意的問題，為火電廠高壓電動機采用變頻裝置調(diào)速時選擇接線方式提供參考。
　　關(guān)鍵詞：高壓變頻裝置，自動旁路，手動旁路
　　1.前言
　　隨著國家電力企業(yè)的迅速發(fā)展，300M、600MW機組將成為火電廠主流機組。積極探索機組的技術(shù)改造，降低發(fā)電成本，提高生產(chǎn)效率，提高大型機組的安全經(jīng)濟運行指標(biāo)，將有著巨大意義。廠用電率是火電廠的一項重要經(jīng)濟指標(biāo)，火電廠的廠用電約占裝機容量的5~10%,其中70~80%為泵與風(fēng)機所消耗。為保證主機的安全運行，
　　火電廠輔機均留有一定的安全裕量，在主機100%額定負(fù)荷下，輔機只占80%的負(fù)荷，有些甚至更低，而機組大部分時間并非工作在滿負(fù)荷狀態(tài)，這就造成了嚴(yán)重浪費。交流變頻調(diào)速技術(shù)經(jīng)過十余年的發(fā)展，目前已非常成熟可靠，在各行業(yè)得以廣泛地應(yīng)用。從單臺設(shè)備到分布式集中控制，可靈活地實現(xiàn)各種控制功能，尤其用在風(fēng)機、泵類負(fù)載上有著顯著的節(jié)能效果。火電廠應(yīng)用變頻調(diào)速在歐美國家已非常普遍，國內(nèi)300MW,600MW機組的送、引風(fēng)機、一次風(fēng)機、給水泵、循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵、灰漿泵等大功率電動機均取得成功應(yīng)用。
　　2.幾種電氣接線方式簡述。
　　2.1一拖一接線方式
　　每臺變頻裝置與一臺電機連接，控制一臺電機的運行被稱為一拖一方式。變頻一拖一接線方式適用于火電廠額定功率較大的電機，如2臺50%容量同時運行的一次風(fēng)機、送、引風(fēng)機等高壓電機，每臺
　　電機配一套高壓變頻裝置。本方式不適用于火電廠兩臺100%容量一工一備運行的電機，如凝結(jié)水泵等，因為如果兩臺電機均配置一臺變頻裝置及相關(guān)回路，正常一工一備運行，變頻裝置設(shè)備閑置投資浪費。如果僅一臺電機配置一臺變頻裝置及相關(guān)回路，這樣裝設(shè)變頻裝置的電機總在工作，另一臺僅工頻運行的電機經(jīng)常停歇可能出現(xiàn)銹蝕情況，一旦變頻裝置及變頻運行的泵有問題，備用泵無法起動機組將被迫停機，影響機組安全運行。
　　2.2一拖二接線方式：
　　一臺變頻裝置與兩臺電機連接，正常可以控制一臺電機的運行，或同時控制兩臺電機的運行。本方式適用于火電廠額定功率較大的電機，一工一備運行工況，變頻裝置容量按控制一臺電機的運行選擇。如火電廠兩臺100%容量一工一備運行的凝結(jié)水泵，兩臺電機（一
　　工一備）共用一臺變頻裝置能節(jié)約一臺變頻裝置費用。當(dāng)兩臺電機功率較小時且正常同時運行時，變頻裝置容量按同時控制兩臺電機的
　　運行選擇，比每臺電機各配一套變頻裝置的方案投資少，可以節(jié)省布置空間，便于現(xiàn)場安裝。
　　2.3旁路接線方式
　　發(fā)電廠高壓電機與機組的穩(wěn)定安全運行有著密切的關(guān)系，為了穩(wěn)定運行考慮，一般都選用工頻旁路系統(tǒng)，因此按旁路系統(tǒng)投入方式又分為一拖一自動旁路方式和一拖一手動旁路方式；一拖二自動旁路方式和一拖二手動旁路方式。
　　3自動、手動旁路接線方式定義及應(yīng)注意的問題具備變頻方式與工頻方式互相平穩(wěn)（無沖擊）自動切換的功能，亦即一旦變頻裝置出現(xiàn)嚴(yán)重故障時，應(yīng)能馬上斷開進(jìn)、出線開關(guān)，將變頻裝置隔離，并自動平穩(wěn)地將電動機切換至工頻方式維持其正常運行；反之，變頻裝置故障處理好或檢修完畢后，亦能通過控制指令將電動機從工頻運行狀態(tài)瞬間平穩(wěn)地自動切換至變頻運行狀態(tài)。
　　3.2選用一拖一、一拖二自動旁路的方式應(yīng)注意的問題：
　　（1）旁路切換開關(guān)的選擇：選用真空斷路器還是真空接觸器，應(yīng)
　　根據(jù)電機的容量及設(shè)備布置、投資等因素考慮。
　　（2）當(dāng)變頻裝置故障發(fā)生后自動切換至工頻運行，應(yīng)避免轉(zhuǎn)至工
　　頻運行時對電機的沖擊。
　　（3）當(dāng)電機變頻運行故障時，自動向工頻旁路轉(zhuǎn)換，如果是由于
　　電機及其負(fù)載的故障引起變頻裝置停機，再次旁路，有可能使故障擴
　　大；例如變頻裝置過流時，如果變頻裝置自身無法判斷是自身問題還是電機出現(xiàn)異常故障時，變頻裝置自動切換至工頻，會加劇電動機的故障，并有使故障擴大化的危險。在具體的應(yīng)用中，應(yīng)充分考慮“自動旁路切換功能”的利弊，最好變頻裝置控制系統(tǒng)具有判別自身故障和負(fù)載故障的能力。
　　（4）如果自動切換到工頻旁路，電機轉(zhuǎn)速突然升高，爐膛負(fù)壓、風(fēng)量等參數(shù)會發(fā)生突變，控制系統(tǒng)應(yīng)注意工藝風(fēng)門或閥門的聯(lián)動調(diào)節(jié)。
　　3.3手動旁路方式定義
　　變頻方式與工頻方式切換需要人工現(xiàn)場操作，亦即一旦變頻裝置出現(xiàn)嚴(yán)重故障時，能馬上斷開進(jìn)線開關(guān)，運行人員現(xiàn)場檢查和處理，確認(rèn)不是由于電機及其負(fù)載的故障引起變頻裝置停機后將變頻裝置隔離，手動將電動機切換至工頻方式運行；反之，變頻裝置故障處理好或檢修完畢后，手動將電動機從工頻運行狀態(tài)切換至變頻運行狀態(tài)。
　　3.4選用一拖一、一拖二手動旁路的方式應(yīng)注意的問題：
　　（1）變頻裝置故障后通過對高壓隔離開關(guān)的手工操作即可將電
　　機轉(zhuǎn)為工頻運行，經(jīng)濟性、可靠性都非常高。此外，相對于自動旁路方案，手動切換方案一次和二次回路均非常簡單，檢修維護(hù)方便，但電機需短時停電。
　　（2）如果大型發(fā)電機組的引、送風(fēng)機，一次風(fēng)機等重要鍋爐輔機
　　為兩側(cè)配置，單側(cè)輔機跳機后，鍋爐仍可維持燃燒，短時間內(nèi)不存在停爐的風(fēng)險，此時可選擇手動旁路切換。如果現(xiàn)場工況要求單臺輔機不能停此時不能選擇手動旁路切換。
　　4火電廠高壓電機采用變頻裝置應(yīng)注意其他的問題
　　（1）變頻裝置的故障應(yīng)靠變頻裝置自身的檢測保護(hù)系統(tǒng)完成。變
　　頻裝置應(yīng)構(gòu)成整套系統(tǒng)完整的保護(hù)功能，整套系統(tǒng)完整的保護(hù)功能
　　包括電動機保護(hù)(過載、過流、過電壓、欠電壓、斷相、短路等)、變頻裝置保護(hù)、隔離變保護(hù)、變頻裝置輸出至電動機連接電機的接地和短路保護(hù)。
　　（2）按DL/T5153-2002火電廠廠用電設(shè)計技術(shù)規(guī)定要求：2MW
　　及以上的電動機應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)。現(xiàn)國內(nèi)無中壓保護(hù)廠家能提
　　供變頻運行方式下的電動機差動保護(hù)。高壓開關(guān)柜內(nèi)配置電動機保護(hù)裝置及變壓器保護(hù)裝置。工頻運行時投入電動機保護(hù)裝置，變頻運
　　行時投入變壓器保護(hù)裝置，工頻旁路切換，注意開關(guān)柜內(nèi)保護(hù)裝置的投換問題，應(yīng)注意變頻運行時將工頻差動保護(hù)退出，以免保護(hù)誤動。
　　（3）當(dāng)變頻裝置發(fā)生故障發(fā)出跳閘信號時，斷路器應(yīng)可靠動作跳
　　閘。然而，普通斷路器高壓開關(guān)柜內(nèi)部出現(xiàn)控制回路斷線或直流控制電源消失的情況，變頻裝置恰好出現(xiàn)故障（要求斷路器跳閘）時，跳閘線圈已失電，斷路器拒絕動作，因而造成變頻裝置內(nèi)部的功率器件損壞。所以在設(shè)計中選擇帶有欠壓脫扣線圈的斷路器，一旦出現(xiàn)控制回路斷線或控制電源消失的情況，斷路器首先自動跳閘，以保護(hù)變頻裝置的電機安全。
　　5、結(jié)束語
　　以上對火電廠工程設(shè)計過程中遇到的高壓電機采用變頻調(diào)速的幾種典型接線進(jìn)行了分析，并對各種接線應(yīng)注意的問題提出建議，對于如何選擇手動、自動旁路切換方案，應(yīng)按照現(xiàn)場實際的情況進(jìn)行選擇。