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(gao)壓(ya)(ya)(ya)電動(dong)機(ji)(ji)在(zai)未進行調(diao)(diao)速改(gai)造之(zhi)前，由(you)電機(ji)(ji)上口的(de)斷路(lu)器(qi)(qi)控(kong)制啟停，電動(dong)機(ji)(ji)直接(jie)與(yu)母線連(lian)接(jie)，定速運(yun)行。在(zai)進行變(bian)頻(pin)(pin)調(diao)(diao)速改(gai)造后，電動(dong)機(ji)(ji)與(yu)母線之(zhi)間除了原(yuan)來的(de)高(gao)壓(ya)(ya)(ya)斷路(lu)器(qi)(qi)外，還(huan)增(zeng)加了一套高(gao)壓(ya)(ya)(ya)變(bian)頻(pin)(pin)調(diao)(diao)速裝(zhuang)置。隨著變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)(qi)使用的(de)增(zeng)多(duo)，工程(cheng)技術(shu)人員發現(xian)當變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)(qi)出現(xian)故障，需要檢修時(shi)，電機(ji)(ji)就不(bu)(bu)得不(bu)(bu)停下來，不(bu)(bu)能滿(man)足現(xian)場(chang)連(lian)續(xu)生產的(de)要求。為此(ci)，工程(cheng)技術(shu)人員又在(zai)變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)(qi)和(he)電機(ji)(ji)、母線之(zhi)間增(zeng)加了一套切(qie)換裝(zhuang)置，以滿(man)足電機(ji)(ji)連(lian)續(xu)運(yun)轉的(de)要求。

根據(ju)切(qie)換開關的(de)不(bu)同，變頻(pin)器的(de)旁(pang)路(lu)(lu)方案分為手(shou)動旁(pang)路(lu)(lu)方式(shi)與自動旁(pang)路(lu)(lu)方式(shi)。下面分別介紹(shao)如下：

2 兩種旁路方式的介紹

2.1 一(yi)拖一(yi)手(shou)動旁(pang)路方式

2.1.1 基(ji)本原(yuan)理(li)

一(yi)拖(tuo)一(yi)手(shou)動旁(pang)路方式是由(you)3個高壓隔離開(kai)關qs1、qs2和qs3組(zu)成，如圖1所示(shi)。要求qs2和qs3不能同時閉合(he)(he)，在(zai)機(ji)械上實(shi)現互(hu)鎖。變(bian)頻(pin)運行(xing)時，qs1和qs2閉合(he)(he)，qs3斷開(kai)；工(gong)頻(pin)運行(xing)時，qs3閉合(he)(he)，qs1和qs2斷開(kai)。

2.1.2 詳細介(jie)紹

（1）隔離開關(guan)分別選用gn19系(xi)列(lie)單投和雙投戶(hu)內(nei)高壓(ya)隔離開關(guan)，相間距為210mm；單投隔離開關(guan)的進線端(duan)的三個絕(jue)緣端(duan)子為高壓(ya)帶(dai)電顯示(shi)裝(zhuang)置(zhi)的三個傳感(gan)器；

（2）照(zhao)明(ming)燈(deng)為柜(ju)門式(shi)照(zhao)明(ming)燈(deng)；

（3）避雷器采用三相組(zu)合式；

（4）外加輸入、輸出端子(zi)；工頻、變(bian)頻指示。

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

2.1.3 優缺點

（1）優點

在檢修(xiu)變頻器(qi)時(shi)，有(you)明(ming)顯(xian)斷(duan)電(dian)時(shi)間，能夠保證人(ren)身(shen)安(an)全，同時(shi)也可(ke)手(shou)動使負載投(tou)入工頻電(dian)網運(yun)行；手(shou)動旁路可(ke)人(ren)為判斷(duan)故障后再切換，比(bi)較安(an)全；造價低等。

（2）缺點

負載在倒入工(gong)頻運行時(shi)必須人工(gong)干預(yu)，這不(bu)符合(he)有些現場工(gong)況不(bu)能停機的要求(qiu)。

2.2 一(yi)(yi)拖(tuo)一(yi)(yi)自動旁路方式

2.2.1 基本原理

一拖一自動(dong)旁路方式是(shi)由3個高壓真(zhen)空(kong)開(kai)關（電流(liu)小于300a時(shi)(shi)選用真(zhen)空(kong)接觸器，電流(liu)大于300a時(shi)(shi)選用真(zhen)空(kong)斷路器）km1、km2和km3組成，如圖2所示。要求km1、km2不能和km3同時(shi)(shi)閉合(he)，在電氣上實現互鎖(suo)。變頻運行時(shi)(shi)，km1和km2閉合(he)，km3斷開(kai)；工(gong)頻運行時(shi)(shi)，km3閉合(he)，km1和km2斷開(kai)。

2.2.2 優缺點

（1）優點

在變頻器出現(xian)嚴重故障時，系(xi)(xi)統能夠自動轉入工(gong)頻電網中(zhong)，斷(duan)開變頻調速系(xi)(xi)統時，而負載(zai)不(bu)需(xu)要(yao)停機，滿足現(xian)場不(bu)能停機的(de)要(yao)求。

（2）缺點

價格比較高，使(shi)用(yong)復雜(za)。電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)由變(bian)頻運(yun)行(xing)時(shi)(shi)(shi)向工頻運(yun)行(xing)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)換，自動(dong)(dong)旁路(lu)開關(guan)一般也不會(hui)有(you)(you)問題。但(dan)有(you)(you)一點例(li)(li)外，即如果(guo)是由于電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)及其負載的(de)故(gu)障引起變(bian)頻器(qi)停機(ji)(ji)(ji)，再次旁路(lu)，有(you)(you)可能使(shi)故(gu)障擴大化。例(li)(li)如變(bian)頻器(qi)過(guo)流時(shi)(shi)(shi)，因為變(bian)頻器(qi)自身(shen)無法判斷是自身(shen)問題還是電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)出現異常（例(li)(li)如堵轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)、掃膛(tang)、匝間(jian)短路(lu)等）。此時(shi)(shi)(shi)將電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)直接投入電(dian)(dian)網工頻運(yun)行(xing)，會(hui)造(zao)(zao)成更(geng)大的(de)損壞。此外，當電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)在低(di)于工頻的(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)下運(yun)行(xing)時(shi)(shi)(shi)，如果(guo)自動(dong)(dong)切換到(dao)工頻，電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)突然升高，爐膛(tang)負壓、風量等參數會(hui)發生突變(bian)，這時(shi)(shi)(shi)，用(yong)戶需(xu)要考慮，在采取(qu)應對(dui)措施之前(qian)的(de)短時(shi)(shi)(shi)間(jian)內，會(hui)不會(hui)對(dui)生產(chan)造(zao)(zao)成影響。而手動(dong)(dong)旁路(lu)時(shi)(shi)(shi)，可事(shi)先采取(qu)應對(dui)措施再重新啟動(dong)(dong)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)，上述(shu)問題不存在。

2.3 手動一拖(tuo)二旁路方式介紹(shao)

系統主回路采用變(bian)頻(pin)器加配套手動旁路開(kai)關柜，雙(shuang)電源(yuan)供電，一拖二控制方式。以(yi)實現1臺(tai)變(bian)頻(pin)器可控制2臺(tai)電動機的軟啟動和(he)控制2臺(tai)電動機中的任何一臺(tai)變(bian)頻(pin)運行(xing)(xing)，或通過(guo)旁路柜實現電動機工頻(pin)運行(xing)(xing)的目的，如圖3所示。

圖(tu)中qf2、qf3為高壓開關，qs1、qs2、qs3、qs4、qs5、qs6為旁(pang)路開關柜手動隔(ge)離開關，m1、m2為電動機。

2.3.1 主回路工作原理

以m1號電動(dong)機(ji)運行為例(li)，手動(dong)斷開qs3，閉(bi)合qs1、qs2，變頻(pin)器選(xuan)擇(ze)“變頻(pin)運行”位置，將qf2閉(bi)合，即可實現m1號電動(dong)機(ji)變頻(pin)運行。

手動斷(duan)開(kai)qs1、qs2，閉(bi)合qs3，閉(bi)合qf2，即可(ke)實(shi)現(xian)m1工(gong)頻運行。斷(duan)開(kai)qf2，即可(ke)實(shi)現(xian)m1號電(dian)動機(ji)工(gong)頻停機(ji)。

斷開qs1、qs2、qs4、qs5，即可實現變頻器安全檢修。

qs2和qs3之(zhi)間(jian)、qs5和qs6之(zhi)間(jian)均(jun)存(cun)在機械互鎖關系；qs1和qs4之(zhi)間(jian)、qs2和qs5之(zhi)間(jian)存(cun)在電氣(qi)互鎖關系，防止短路(lu)。

即：當m1號(hao)電(dian)動機使用ⅰ段供(gong)電(dian)變頻運行(xing)時(shi)， qs1、qs2閉(bi)合(he)(he)，qs3、qs4、qs5均被(bei)互鎖，不(bu)能閉(bi)合(he)(he)。當m1使用ⅰ段供(gong)電(dian)工頻運行(xing)時(shi)，qs3閉(bi)合(he)(he)， qs1、qs2被(bei)互鎖，不(bu)能閉(bi)合(he)(he)。

m2號電(dian)動(dong)機操(cao)作要求與m1號電(dian)動(dong)機相類似(si)，互(hu)鎖(suo)、保(bao)護也(ye)與m1號電(dian)動(dong)機類似(si)。

2.3.2 變頻器與高壓開關的信號聯鎖

為(wei)保證高壓(ya)(ya)變頻器的安全(quan)運行，變頻器與高壓(ya)(ya)開關有如下信(xin)號聯鎖：

（1）變(bian)頻器給每個(ge)高壓(ya)開關（qf2、qf3）各(ge)提供“合閘允許”觸(chu)點一對（無源觸(chu)點、閉合有效(xiao)），在觸(chu)點閉合時，高壓(ya)開關才允許閉合。

（2）變頻器給每個高壓(ya)開(kai)關（qf2、qf3）各提供“緊急分斷”觸點(dian)(dian)(dian)一對（無源觸點(dian)(dian)(dian)、閉(bi)合(he)有效），在觸點(dian)(dian)(dian)閉(bi)合(he)時，高壓(ya)開(kai)關必須立即(ji)分斷。

（3）高壓開(kai)關（qf2、qf3）各提供(gong)“開(kai)關已合閘” 觸點一對（無源觸點、閉合有效）至(zhi)變頻器，用于(yu)高壓隔離開(kai)關的(de)電磁(ci)鎖回路操作。

　　3 電力行業(ye)應用(yong)情況

手(shou)動(dong)旁路方(fang)案(an)和(he)自動(dong)旁路方(fang)案(an)在現場均有大(da)量成功應用案(an)例(li)，但(dan)是絕大(da)部電力行業(ye)客戶(hu)選擇手(shou)動(dong)旁路方(fang)案(an)。主要的理由如下：

（1）一般鍋(guo)爐(lu)的(de)(de)風機(ji)均為(wei)雙側配置，當一側的(de)(de)變頻(pin)器(qi)發生故障時，dcs會(hui)(hui)自動將另外一側的(de)(de)變頻(pin)器(qi)提(ti)速，執行(xing)rb功能，從而保證鍋(guo)爐(lu)燃燒(shao)的(de)(de)連(lian)續性，不會(hui)(hui)發生突然的(de)(de)滅火事故，鍋(guo)爐(lu)允許短(duan)時間(jian)內單側風機(ji)允許。

（2）變頻(pin)器設計有升速限流功(gong)能(neng)，當需要(yao)短(duan)時(shi)間內快(kuai)速加速時(shi)，變頻(pin)器不因負載的(de)劇烈增加而發生過流。

（3）當一側重要(yao)輔機(ji)停運后，dcs會自(zi)動執(zhi)行rb功能，這符合用戶的操作(zuo)習(xi)慣。

（4）風機類負載(zai)手動旁(pang)路(lu)柜滿足大部分客(ke)戶的(de)要求，對于選擇(ze)自動旁(pang)路(lu)柜的(de)現(xian)場，需要注(zhu)意(yi)旁(pang)路(lu)切換系(xi)統與熱工系(xi)統的(de)配合銜接問(wen)題，避免突然切換造成系(xi)統的(de)劇烈擾動。

4 結束語

對(dui)(dui)于(yu)(yu)手(shou)(shou)動(dong)、自(zi)動(dong)切(qie)換方(fang)案(an)，應按照現場實際(ji)的(de)(de)情(qing)況進行選擇。一(yi)般(ban)來說，筆(bi)者建議客戶選用(yong)手(shou)(shou)動(dong)旁(pang)路(lu)方(fang)案(an)，變(bian)頻(pin)器故(gu)障后(hou)(hou)通過對(dui)(dui)高壓隔離(li)開關的(de)(de)手(shou)(shou)工(gong)操作即可將(jiang)電(dian)(dian)機(ji)(ji)轉(zhuan)為(wei)工(gong)頻(pin)運行，其經濟性、可靠性都非常(chang)高。此外，相(xiang)對(dui)(dui)于(yu)(yu)自(zi)動(dong)旁(pang)路(lu)方(fang)案(an)，手(shou)(shou)動(dong)切(qie)換方(fang)案(an)一(yi)次(ci)和二(er)次(ci)回路(lu)均非常(chang)簡單，檢修維(wei)護方(fang)便。對(dui)(dui)于(yu)(yu)自(zi)動(dong)旁(pang)路(lu)方(fang)案(an)，要有(you)針對(dui)(dui)性的(de)(de)使用(yong)，例如(ru)在小型熱電(dian)(dian)生產(chan)單位，鍋(guo)爐風(feng)機(ji)(ji)配置為(wei)單引、單送，電(dian)(dian)機(ji)(ji)變(bian)頻(pin)改(gai)造后(hou)(hou)一(yi)旦變(bian)頻(pin)器運行中(zhong)需要停(ting)機(ji)(ji)，而(er)鍋(guo)爐燃(ran)燒(shao)又不允許電(dian)(dian)機(ji)(ji)停(ting)下(xia)來，此時(shi)(shi)選擇自(zi)動(dong)旁(pang)路(lu)切(qie)換就(jiu)是非常(chang)適合的(de)(de)。對(dui)(dui)于(yu)(yu)大型發電(dian)(dian)機(ji)(ji)組，引、送風(feng)機(ji)(ji)，一(yi)次(ci)風(feng)機(ji)(ji)等(deng)重要鍋(guo)爐輔機(ji)(ji)，均為(wei)兩側配置，單側輔機(ji)(ji)跳(tiao)機(ji)(ji)后(hou)(hou)，鍋(guo)爐仍(reng)可維(wei)持燃(ran)燒(shao)，短時(shi)(shi)間內不存在停(ting)爐的(de)(de)風(feng)險，此時(shi)(shi)選用(yong)自(zi)動(dong)旁(pang)路(lu)方(fang)案(an)就(jiu)沒什么必要了，手(shou)(shou)動(dong)旁(pang)路(lu)切(qie)換完全可以滿(man)足實際(ji)的(de)(de)生產(chan)工(gong)藝(yi)要求(qiu)。

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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