一、低壓變頻器調(diào)速控制帶有工頻旁路停機切換方式
如圖1 的變頻器調(diào)速控制接線方式, 是一種在各類企業(yè)中應(yīng)用比較普遍的典型接線方式, 對于變頻器故障情況下緊急可以工頻起動、運行的機組非常適用。該接線方式的變頻運行方式是斷路器qf合閘, 變頻與工頻運行方式通過變頻、工頻轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇, 選擇變頻位置時接觸器km1 吸合, 變頻器上電自檢, 按起動按鈕接觸器km2 吸合后, 變頻器起動輸出, 通過改變調(diào)速信號改變變頻器的輸出頻率調(diào)整電動機轉(zhuǎn)速。當變頻器故障需要維修、更換時,將選擇開關(guān)選到工頻位置, 接觸器km1、km2 都釋放, 按起動按鈕接觸器km3 吸合, 電動機工頻起動、運行, 此時電動機通過低壓馬達控制器或者熱繼電器作為保護。該接線方式的優(yōu)點是切換時間相對較短, 變頻器可以脫離電源維修、更換等, 造價相對較低, 缺點是變頻與工頻之間必須停機切換。
圖1
二、低壓雙變頻器調(diào)速控制短時間切換方式
這種控制方式比較特殊, 如圖2 的變頻器調(diào)速控制主接線方式, 主要應(yīng)用在煉油企業(yè)加氫穩(wěn)定裝置和煤直接液化裝置懸浮床反應(yīng)器循環(huán)泵上, 工藝條件比較苛刻, 要求正在運行的一路電源系統(tǒng)失壓或者變頻器故障情況下, 從故障一路切換到處于熱備狀態(tài)的變頻器調(diào)速控制, 切換時間要求控制在5秒以內(nèi), 并且要保持機組在原速度連續(xù)運行。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置中主要設(shè)備選用西門子產(chǎn)g130 型雙變頻器,雙冗余s7- 300 plc 及通訊模塊。國內(nèi)標準中壓系統(tǒng)電壓等級是6( 10) kv, 本控制方案中變頻器電壓等級是0. 6 kv, 需要選擇兩臺6(10) / 0. 6 kv 變壓器, 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置復雜、成本很高。
圖2
該控制系統(tǒng)的正常運行方式是0. 6 kv 兩段母線分段運行, 母聯(lián)斷路器52b 備自投熱備, 斷路器52b1、52b2 以及斷路器cb- 1、隔離開關(guān)g1 和斷路器cb- 2、隔離開關(guān)g2 都合閘, 變頻器vfd- 1、vfd- 2 上電, 兩臺變頻器直流側(cè)有電壓輸出。如果選擇變頻器vfd- 1 引導, 按起動按鈕接觸器m1 吸合, 變頻器vfd- 1 起動輸出, 通過改變調(diào)速信號改變變頻器的輸出頻率調(diào)整電動機轉(zhuǎn)速, 同時變頻器vfd- 2 一直跟蹤調(diào)速信號, 處于熱備等待狀態(tài)。當0. 6kv ⅰ段母線失壓, 母聯(lián)斷路器52b 備自投時間小于2 秒恢復電壓, 由于變頻器直流環(huán)節(jié)電容電壓的存在, 變頻器v fd- 1 仍然繼續(xù)運行; 當52b 備自投時間大于2 秒時, 判斷為系統(tǒng)失壓故障, 或者變頻器vfd- 1 發(fā)生故障, 接觸器m1 釋放后, 接觸器m2吸合, 自動切換到變頻器vfd- 2 跟蹤原速度運行。斷開斷路器cb- 1 和隔離開關(guān)g1, 使變頻器vfd-1 脫離電源, 能夠維修、更換部件或更換變頻器。該系統(tǒng)也可以使用手動切換指令使運行的變頻器自動切換到另外一臺變頻器運行。
該接線方式的優(yōu)點是可靠性高, 切換時間很短,變頻器之間相當于不間斷切換, 變頻器可以脫離電源維修、更換部件等, 缺點是系統(tǒng)配置結(jié)構(gòu)復雜、造價高。
三、中壓變頻器調(diào)速控制帶有工頻旁路停機切換方式
中壓調(diào)速控制方式圖3 所示, 類似于圖1 所示的低壓調(diào)速控制方式。同樣這也是一種在各類企業(yè)中應(yīng)用比較普遍的典型接線方式, 發(fā)生變頻器故障情況下對于緊急可以工頻啟動、運行的機組非常適用。該結(jié)構(gòu)配置方式中旁路柜單獨組柜, 隔離開關(guān)g1、g2 與g3 互鎖, 當旁路起動運行時, 在中壓柜上安裝保護繼電器作為電動機和線路的保護。變頻與工頻運行方式是通過安裝在中壓柜上的變頻、工頻轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇, 選擇變頻位置時, 操作隔離開關(guān)g1、g2合閘, 然后操作斷路器52b 合閘, 變頻器上電自檢,按起動按鈕變頻器起動輸出, 通過改變調(diào)速信號改變變頻器的輸出頻率調(diào)整電動機轉(zhuǎn)速。當變頻器故障需要維修、更換部件, 此時操作斷路器52b 分閘,將中壓柜上選擇開關(guān)轉(zhuǎn)換到工頻位置, 拉開隔離開關(guān)g1、g2 后, 合上隔離開關(guān)g3, 按起動按鈕斷路器52b 合閘, 電動機工頻起動、運行。這種控制方式可選擇的中壓變頻器比較多, 比如abb 的acs1000、西門子羅賓康完美無諧波變頻器等。該方式的優(yōu)點是切換時間相對較短, 中壓變頻器可以脫離電源維修、更換部件等, 缺點是變頻與工頻之間必須停機切換、造價相對較高。
圖3
四、中壓變頻器調(diào)速控制帶有工頻旁路不停機切換方式
這種控制方式圖4 所示, 所謂的不停機切換方式是指變頻器運行故障情況下往工頻方式的切換,由工頻回切到變頻需要停機切換。這種控制方式一般應(yīng)用在液態(tài)含固物料的加壓輸送,比如煤直接液化裝置中的油煤漿進料往復泵電機, 工藝上要求物料在輸送過程中防止停機物料結(jié)焦, 以及往復泵不能在停機情況下工頻起動。工藝上條件比較苛刻, 要求從變頻器切換到工頻時間越短越好, 利用機組的慣性轉(zhuǎn)速切換到工頻, 降低對往復泵的沖擊作用, 防止設(shè)備損壞。
圖4
該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置中主要設(shè)備選用羅克維爾pow er flex 7000 變頻器, 成套控制幾臺機組時, 需要配置雙冗余plc 及通訊模塊。該控制系統(tǒng)的正常運行方式是首先操作變頻器柜上隔離開關(guān)g1、g2、g3、g4 合閘, 操作中壓柜斷路器52b 合閘, 合上變頻器柜內(nèi)真空接觸器di, 變頻器上電自檢, 按起動按鈕變頻回路真空接觸器op 吸合, 同時變頻器起動輸出, 通過改變調(diào)速信號改變變頻器的輸出頻率調(diào)整電動機轉(zhuǎn)速。當變頻器故障發(fā)出跳閘信號真空接觸器di 釋放, 工頻旁路真空接觸器bp 自動吸合,實現(xiàn)變頻與工頻的不停機切換。該方式優(yōu)點是可靠性高, 切換時間很短, 變頻器與工頻旁路切換相當于不間斷切換, 變頻器可以脫離電源維修、更換部件等, 缺點是系統(tǒng)配置結(jié)構(gòu)復雜、造價高。