高(gao)壓電動(dong)機(ji)(ji)在(zai)未進(jin)行調(diao)(diao)速改造(zao)之前，由電機(ji)(ji)上口的(de)斷(duan)路器(qi)控制啟(qi)停，電動(dong)機(ji)(ji)直接與(yu)母(mu)線連接，定速運行。在(zai)進(jin)行變(bian)(bian)(bian)頻(pin)調(diao)(diao)速改造(zao)后，電動(dong)機(ji)(ji)與(yu)母(mu)線之間除了(le)原來的(de)高(gao)壓斷(duan)路器(qi)外(wai)，還(huan)增加(jia)了(le)一套(tao)高(gao)壓變(bian)(bian)(bian)頻(pin)調(diao)(diao)速裝置。隨著變(bian)(bian)(bian)頻(pin)器(qi)使用的(de)增多，工程技術(shu)人員(yuan)發現當變(bian)(bian)(bian)頻(pin)器(qi)出現故障(zhang)，需要檢修時，電機(ji)(ji)就不得不停下來，不能(neng)滿足現場連續生(sheng)產的(de)要求(qiu)。為(wei)此，工程技術(shu)人員(yuan)又(you)在(zai)變(bian)(bian)(bian)頻(pin)器(qi)和電機(ji)(ji)、母(mu)線之間增加(jia)了(le)一套(tao)切(qie)換(huan)裝置，以滿足電機(ji)(ji)連續運轉的(de)要求(qiu)。

根據切(qie)換開關的不同，變頻(pin)器的旁路方案分(fen)為手動(dong)旁路方式(shi)與自動(dong)旁路方式(shi)。下(xia)(xia)面分(fen)別介紹如下(xia)(xia)： 

一、兩(liang)種旁路方(fang)式的介(jie)紹

1.1 一(yi)拖一(yi)手動(dong)旁路(lu)方式

1.1.1 基本(ben)原(yuan)理(li)

一拖(tuo)一手動旁(pang)路(lu)方式是由3個高壓隔離開(kai)(kai)關qs1、qs2和(he)qs3組成(cheng)，如圖(tu)1所示。要(yao)求qs2和(he)qs3不能同時(shi)(shi)閉合(he)(he)(he)，在機械上實現(xian)互鎖(suo)。變頻運行(xing)時(shi)(shi)，qs1和(he)qs2閉合(he)(he)(he)，qs3斷開(kai)(kai)；工頻運行(xing)時(shi)(shi)，qs3閉合(he)(he)(he)，qs1和(he)qs2斷開(kai)(kai)。

1.1.2 詳細介(jie)紹

（1）隔離開關(guan)分別選用gn19系列(lie)單投和雙投戶(hu)內高壓(ya)隔離開關(guan)，相間距為210mm；單投隔離開關(guan)的(de)進線端的(de)三(san)個(ge)絕緣(yuan)端子為高壓(ya)帶電顯示(shi)裝(zhuang)置的(de)三(san)個(ge)傳感器；

（2）照明燈為柜門式照明燈；

（3）避雷器采(cai)用(yong)三(san)相組合式；

（4）外加輸入(ru)、輸出端(duan)子；工頻、變頻指示。

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

1.1.3 優缺點

（1）優點

在檢修(xiu)變頻(pin)器時(shi)(shi)，有明顯(xian)斷電時(shi)(shi)間，能夠保證人身(shen)安全(quan)，同時(shi)(shi)也(ye)可手(shou)動使負載投入工(gong)頻(pin)電網運行；手(shou)動旁路可人為判斷故障后再切換，比較(jiao)安全(quan)；造價(jia)低等。

（2）缺點

負載在倒入工(gong)(gong)頻運行時必須(xu)人工(gong)(gong)干預(yu)，這不符(fu)合有些現(xian)場工(gong)(gong)況不能停機(ji)的要求(qiu)。

1.2 一拖一自動(dong)旁路方式(shi)

1.2.1 基本(ben)原理

一拖一自動旁路(lu)方式是由3個高壓真空(kong)開(kai)關(guan)（電流小于(yu)300a時選用真空(kong)接觸(chu)器，電流大于(yu)300a時選用真空(kong)斷路(lu)器）km1、km2和km3組成，如圖2所(suo)示(shi)。要求km1、km2不能和km3同時閉合(he)，在電氣上實現互(hu)鎖。變頻運(yun)行(xing)時，km1和km2閉合(he)，km3斷開(kai)；工頻運(yun)行(xing)時，km3閉合(he)，km1和km2斷開(kai)。

1.2.2 優缺點

（1）優點

在變頻(pin)器出現(xian)嚴重故障時，系(xi)統能夠自動轉入(ru)工頻(pin)電網中，斷開變頻(pin)調速系(xi)統時，而負(fu)載(zai)不(bu)需要(yao)停機，滿足現(xian)場不(bu)能停機的要(yao)求。

（2）缺點

價格比較高，使用復雜。電(dian)(dian)(dian)機由變(bian)頻(pin)(pin)(pin)運行(xing)(xing)時(shi)(shi)向工頻(pin)(pin)(pin)運行(xing)(xing)轉(zhuan)(zhuan)換，自(zi)動(dong)旁(pang)路(lu)開關一般也不(bu)會有問題。但有一點例(li)外，即如(ru)果是(shi)由于(yu)電(dian)(dian)(dian)機及其負(fu)載的(de)故障(zhang)引起變(bian)頻(pin)(pin)(pin)器停(ting)機，再次旁(pang)路(lu)，有可能使故障(zhang)擴大(da)化。例(li)如(ru)變(bian)頻(pin)(pin)(pin)器過流時(shi)(shi)，因為變(bian)頻(pin)(pin)(pin)器自(zi)身無法(fa)判斷(duan)是(shi)自(zi)身問題還(huan)是(shi)電(dian)(dian)(dian)機出(chu)現異(yi)常（例(li)如(ru)堵轉(zhuan)(zhuan)、掃膛、匝間短路(lu)等）。此(ci)時(shi)(shi)將(jiang)電(dian)(dian)(dian)機直接(jie)投入電(dian)(dian)(dian)網工頻(pin)(pin)(pin)運行(xing)(xing)，會造成更大(da)的(de)損(sun)壞。此(ci)外，當電(dian)(dian)(dian)機在(zai)低于(yu)工頻(pin)(pin)(pin)的(de)轉(zhuan)(zhuan)速(su)下運行(xing)(xing)時(shi)(shi)，如(ru)果自(zi)動(dong)切換到工頻(pin)(pin)(pin)，電(dian)(dian)(dian)機轉(zhuan)(zhuan)速(su)突然升(sheng)高，爐膛負(fu)壓、風量等參數會發生突變(bian)，這時(shi)(shi)，用戶(hu)需要考慮(lv)，在(zai)采取應對措施之前的(de)短時(shi)(shi)間內，會不(bu)會對生產造成影響。而手動(dong)旁(pang)路(lu)時(shi)(shi)，可事(shi)先采取應對措施再重新啟(qi)動(dong)電(dian)(dian)(dian)機，上述問題不(bu)存在(zai)。

2.3 手動一拖二旁路方式介紹

系統主回路采(cai)用變頻(pin)器(qi)加(jia)配套手動旁(pang)路開關柜，雙電源供(gong)電，一(yi)拖二控(kong)制方式(shi)。以實現1臺變頻(pin)器(qi)可控(kong)制2臺電動機的(de)(de)軟啟動和控(kong)制2臺電動機中(zhong)的(de)(de)任何一(yi)臺變頻(pin)運(yun)行(xing)(xing)，或通過(guo)旁(pang)路柜實現電動機工頻(pin)運(yun)行(xing)(xing)的(de)(de)目的(de)(de)，如圖3所示。

圖中qf2、qf3為高壓開關，qs1、qs2、qs3、qs4、qs5、qs6為旁(pang)路(lu)開關柜手動(dong)隔(ge)離開關，m1、m2為電動(dong)機。

2.3.1 主回路工(gong)作原理

以(yi)m1號電(dian)動機(ji)運行為(wei)例(li)，手動斷開qs3，閉合(he)qs1、qs2，變(bian)(bian)頻(pin)器選(xuan)擇“變(bian)(bian)頻(pin)運行”位置，將qf2閉合(he)，即可實(shi)現m1號電(dian)動機(ji)變(bian)(bian)頻(pin)運行。

手動(dong)斷開qs1、qs2，閉合qs3，閉合qf2，即可實現(xian)m1工(gong)頻運行。斷開qf2，即可實現(xian)m1號電動(dong)機工(gong)頻停機。

斷開qs1、qs2、qs4、qs5，即可實現變頻器安(an)全檢修。

qs2和qs3之間、qs5和qs6之間均存(cun)在(zai)機械互(hu)鎖(suo)關(guan)系；qs1和qs4之間、qs2和qs5之間存(cun)在(zai)電氣互(hu)鎖(suo)關(guan)系，防止短路(lu)。

即：當(dang)m1號(hao)電(dian)動機使(shi)用ⅰ段供電(dian)變(bian)頻(pin)運(yun)行(xing)時， qs1、qs2閉(bi)合(he)，qs3、qs4、qs5均被(bei)互鎖(suo)，不能閉(bi)合(he)。當(dang)m1使(shi)用ⅰ段供電(dian)工頻(pin)運(yun)行(xing)時，qs3閉(bi)合(he)， qs1、qs2被(bei)互鎖(suo)，不能閉(bi)合(he)。

m2號電動機(ji)(ji)操作要求與m1號電動機(ji)(ji)相類(lei)似，互鎖、保護也(ye)與m1號電動機(ji)(ji)類(lei)似。

2.3.2 變頻器與高壓開關的(de)信(xin)號聯鎖(suo)

為保證高壓變(bian)(bian)頻(pin)器的安全運行(xing)，變(bian)(bian)頻(pin)器與高壓開關有如下(xia)信號(hao)聯鎖(suo)：

（1）變(bian)頻器給每個(ge)高壓開關（qf2、qf3）各提(ti)供“合閘允許”觸點(dian)(dian)一對（無源觸點(dian)(dian)、閉合有效(xiao)），在觸點(dian)(dian)閉合時，高壓開關才(cai)允許閉合。

（2）變(bian)頻器給每(mei)個高壓開(kai)關(guan)（qf2、qf3）各提(ti)供“緊急分斷”觸點(dian)一對（無源觸點(dian)、閉合(he)有效），在(zai)觸點(dian)閉合(he)時，高壓開(kai)關(guan)必須(xu)立(li)即分斷。

（3）高壓開(kai)關（qf2、qf3）各提供“開(kai)關已合閘” 觸(chu)點一對（無源觸(chu)點、閉合有效）至(zhi)變頻器，用于高壓隔離開(kai)關的電磁鎖回路操作。

二(er)、兩種旁路方案優缺點比較

根(gen)據利德華(hua)福公司近2000多套運行業(ye)績的統計，大部分(fen)的客(ke)戶選(xuan)擇手動(dong)旁(pang)(pang)路(lu)方案。與自動(dong)旁(pang)(pang)路(lu)方案比較(jiao)，二者的區別如(ru)附表所(suo)示。

三(san)、電力行業應用情況

手動旁(pang)(pang)路(lu)方案(an)(an)和自動旁(pang)(pang)路(lu)方案(an)(an)在現場均有大量成功應用(yong)案(an)(an)例(li)，但是絕大部電力(li)行(xing)業客戶(hu)選擇手動旁(pang)(pang)路(lu)方案(an)(an)。主要的理由(you)如下(xia)：

（1）一(yi)般鍋(guo)爐(lu)(lu)的(de)風(feng)機均(jun)為雙側(ce)配置，當一(yi)側(ce)的(de)變(bian)頻器發(fa)(fa)生故(gu)障時(shi)，dcs會自動將(jiang)另外(wai)一(yi)側(ce)的(de)變(bian)頻器提速，執(zhi)行(xing)rb功能，從而(er)保證鍋(guo)爐(lu)(lu)燃燒的(de)連續性，不會發(fa)(fa)生突然的(de)滅(mie)火事故(gu)，鍋(guo)爐(lu)(lu)允許短時(shi)間內單側(ce)風(feng)機允許。

（2）變頻(pin)器(qi)設計有升(sheng)速(su)限流(liu)功能，當需(xu)要短時間內(nei)快速(su)加速(su)時，變頻(pin)器(qi)不因負(fu)載的劇烈增加而發生過流(liu)。

（3）當一側重要輔(fu)機停運(yun)后，dcs會自動執(zhi)行(xing)rb功(gong)能，這符合(he)用戶的操(cao)作習慣。

（4）風機類負載(zai)手動旁路(lu)柜(ju)滿足大部分(fen)客戶的(de)要(yao)求，對于選擇自動旁路(lu)柜(ju)的(de)現場，需要(yao)注意旁路(lu)切換系(xi)統(tong)與熱工系(xi)統(tong)的(de)配合銜(xian)接問題，避免突然切換造成(cheng)系(xi)統(tong)的(de)劇烈擾動。

四、結束語

對(dui)(dui)于(yu)手(shou)動(dong)、自動(dong)切換(huan)方(fang)(fang)案，應按照現場(chang)實際的情(qing)況進(jin)行選(xuan)(xuan)擇(ze)。一般來(lai)說，筆者建議客戶選(xuan)(xuan)用手(shou)動(dong)旁(pang)(pang)(pang)路(lu)方(fang)(fang)案，變頻(pin)(pin)(pin)器(qi)故障后(hou)通過對(dui)(dui)高壓隔(ge)離開關的手(shou)工操作(zuo)即(ji)可(ke)(ke)將電(dian)機(ji)轉為工頻(pin)(pin)(pin)運(yun)行，其經濟性、可(ke)(ke)靠性都非常(chang)高。此外，相(xiang)對(dui)(dui)于(yu)自動(dong)旁(pang)(pang)(pang)路(lu)方(fang)(fang)案，手(shou)動(dong)切換(huan)方(fang)(fang)案一次和二(er)次回路(lu)均(jun)非常(chang)簡(jian)單(dan)，檢修(xiu)維護(hu)方(fang)(fang)便。對(dui)(dui)于(yu)自動(dong)旁(pang)(pang)(pang)路(lu)方(fang)(fang)案，要有針對(dui)(dui)性的使用，例如在小型(xing)熱電(dian)生產單(dan)位(wei)，鍋(guo)爐(lu)風(feng)(feng)機(ji)配置為單(dan)引、單(dan)送，電(dian)機(ji)變頻(pin)(pin)(pin)改(gai)造后(hou)一旦變頻(pin)(pin)(pin)器(qi)運(yun)行中需要停機(ji)，而鍋(guo)爐(lu)燃燒(shao)又不允許電(dian)機(ji)停下來(lai)，此時(shi)選(xuan)(xuan)擇(ze)自動(dong)旁(pang)(pang)(pang)路(lu)切換(huan)就是非常(chang)適合的。對(dui)(dui)于(yu)大型(xing)發電(dian)機(ji)組，引、送風(feng)(feng)機(ji)，一次風(feng)(feng)機(ji)等重要鍋(guo)爐(lu)輔機(ji)，均(jun)為兩(liang)側(ce)(ce)配置，單(dan)側(ce)(ce)輔機(ji)跳(tiao)機(ji)后(hou)，鍋(guo)爐(lu)仍可(ke)(ke)維持燃燒(shao)，短時(shi)間內不存在停爐(lu)的風(feng)(feng)險(xian)，此時(shi)選(xuan)(xuan)用自動(dong)旁(pang)(pang)(pang)路(lu)方(fang)(fang)案就沒什么必要了，手(shou)動(dong)旁(pang)(pang)(pang)路(lu)切換(huan)完全可(ke)(ke)以滿足實際的生產工藝要求。

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。