高压变频器工频旁路设计及保护配置整定_马晋辉.pdf

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1、·继电保护与自动装置·!""#年第!$卷第%&期高压变频器工频旁路设计及保护配置整定!!摘!要!近年高压变频器在电厂的推广应用越来越广泛，频拖动而不影响发电机组的正常运行，提考虑到电厂生产工艺对设备运行可靠性的要求非常高，重要高机组辅机运行可靠性及系统可利用率。辅机进行变频改造时一般都会要求配备工频旁路柜，对高压高压变频器设置旁路的一次接线方式及由变频器工频旁路柜设计及继电保护配置整定的相关问题进行此而产生的二次保护配置问题是本文讨论探讨。的主要问题。#"高压变频器工频旁路一次接线马晋辉"华能北京热电有限责任公司方

2、式!!高压变频器设置工频旁路一般有两种方式，一种是手动旁路，采用旁路手动刀开关结构，在变频器故障退出或检修时，!"引言手动断开变频器输入"输出侧刀开关，再手动合入旁路刀开关。一种是自动旁路，随着变频控制理论和制造工艺的进一采用旁路开关或旁路接触器结构，工"变步发展，国内外变频厂家对其变频器产品频切换既可以手动进行，又可以自动进进行了大量的技术改进与完善，变频器的行。应用较多的一次接线方式如图#运行可靠性较前几年已经有了很大的提所示。高。但不可否认，变频器作为一个复杂的方式一中变频器输入侧、工频旁路采大功率电力电子装

3、置，其长期稳定运行仍用小车真空断路器，变频器输出侧采用高然受一定因素的影响，如电磁干扰、元器压限流熔断器$真空接触器，旁路控制方关键词!件质量、环境温度、空气洁净度和人员维式为手"自动旁路；方式二中变频器输入"高压变频器·护水平等，正由于有上述因素的存在，发输出侧均采用手动隔离刀开关$真空接触工频旁路·电厂在厂用高压电动机变频改造上抱有疑器，工频旁路采用真空接触器，旁路控制继电保护·虑，发电厂重要辅机一旦跳闸，将直接导方式为手"自动旁路；方式三中变频器输致发电生产过程的波动、中断，给电厂安入"输出侧、工频旁路均采用

4、手动隔离刀全稳定运行造成冲击。在变频改造中，如开关，旁路控制方式为手动旁路；方式四何避免由于变频器故障造成的事故，提高中变频器输入侧采用手动隔离刀开关，输机组辅机的运行可靠性，成为电厂最重要出侧及工频旁路采用手动单刀双掷隔离刀的考虑。为此，除了选择可靠性高的变频开关，旁路控制方式为手动旁路。器产品外，电厂一般还会要求配置工频旁若仅考虑手动旁路方式，如方式三、路柜，做到即使变频器故障，检修时也可方式四，可采用隔离刀开关，在变频器检实现电动机工频旁路运行，以保证辅机工修时一次回路中产生明显断开点。但隔离—!!—!""#

5、年第!$卷第%&期高压变频器工频旁路设计及保护配置整定均发生变化。如何明确各种故障情况下的保护动作行为，以确定保护的配置及动作定值整定，是保证整个电动机及变频系统安全运行的关键。现以方式一为例，就变频系统在工频、变频运行方式下，各设备故障情况的保护动作行为进行分析。!#$"工频运行工况保护配置电动机及出线电缆的保护由$%&的保护装置来实现，故障类型主要包括电动机定子绕组相间短路、断线、接地和转子堵转图!"高压变频器及旁路一次接线方式等。电动机微机保护选配相应的刀开关另一侧依然带高压电，一旦检修时人员误碰电气量保护：

6、或误合闸，以及运行中误切刀开关，都将会发生严（!）电动机起动超时保护。当电动机正常起动重的人身设备损坏事故。所以方式三、方式四设备时，电流由零突然增大，超过!,-!.（!.为电动机少，结构简单，但防误操作性能差，刀开关易发生额定电流定值），随后电流将逐渐减小；在电动机操作卡涩、接触部分发热等问题。若考虑自动旁路起动时间内，电流将逐渐减小到!,-!.以下，电动方式，如方式一、方式二，一般采用断路器或接触机起动结束后电动机起动超时保护退出。在起动超器。方式一采用小车开关，变频器检修时将输入#时保护动作期间，保护速断定值

7、、反时限过电流定输出侧小车拉出即可产生明显断开点，还可以方便值自动升为整定电流值的整定倍数以躲过电动机的同时进行开关检修工作，另$%!、$%&开关均具备起动电流；!段定时限过电流保护、过载保护在电切断故障电流的能力。方式二采用接触器，变频器动机起动过程中自动退出。这样可有效防止起动过检修时将输入#输出侧接触器断开，拉开隔离刀开程中因起动电流过大而引起误动，同时还能保证运关即可产生明显断开点，但由于接触器采用固定式行中保护有较高的灵敏度。结构，电动机运行中不便进行接触器的检修工作，（&）两段式定时限电流及反时限过电流

8、保护。另’(!、’(&接触器不具备切断故障电流的能力，"段一般用于电流速断保护，反映电动机的定子绕只能断开负荷电流。所以方式一、方式二设备相对组或引线的相间短路。!段为过流保护，作为电流较多，但防误操作性能较好，便于维护检修工作。速断保护的后备保护，为电动机的堵转提供保护。从自动旁路切换方式看，变频切换至工频方式反时限电流保护反映电动机严重的过负荷。可由变频