CN101951017A - 防止电动机意外停机的工频自动切换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于发电机控制领域，涉及一种防止发电机组意外停机的工频自动切换装置，包括变频器，变频器一端接电机，另一端通过断路器连接母线，变频器与旁路断路器并联，并且变频器所在支路两端分别串接网侧断路器和电机侧断路器。变频器运行时，由变频器通过改变电动机转速来进行流量调节；当变频器出现故障并停运时，CPU自动判断，进行一系列动作：断开网侧断路器和电机侧断路器，按照预先设定的当前机组负荷与出口通风挡板之间的对应关系，自动快速关闭出口通风挡板，当该挡板关闭至与设定值之偏差小于15％，同时判断动作时间已大于7秒后，闭合旁路断路器，切换至旁路工频运行，使设备正常运转。
Description
【技术领域】
本发明属于电动机控制领域，更具体地说，涉及一种防止电动机意外停机的工频自动切换装置。
【背景技术】
目前，我国电厂锅炉大功率辅机在运行中普遍存在耗能高的问题。国内在已建机组和新建机组的辅机大量应用变频调速器，一般只采用纯变频运行方式，使设备功耗降低、运行效率提高、厂用电率降低，节能效果显著。变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为不同频率的电能控制装置，它主要由两部分电路构成，一是主电路(整流模块、电解电容和逆变模块)，二是控制电路(开关电源板、控制电路板)。CPU就安装在控制电路板上，变频器的操作软件烧录在CPU上，同一型号的变频器软件是固定的。目前变频技术已广泛应用于工业和民用用电设备上。
由于变频器设备结构复杂、部件较多、发热量大，在运行中发生故障的概率依然存在，尤其在投产初期，故障相对较多，变频器在发生故障后，为保护电动机和变频器自身，必须跳闸。但变频器跳闸意味着整个拖动系统停止工作，造成机组的停机事故，造成很大的安全威胁和严重的经济损失。
【发明内容】
本发明的目的是为了避免变频故障后引起转机停转，从而导致发电机组跳闸事故，提供一种防止电动设备意外停机的工频自动切换装置，采用硬件和软件相结合的方法，在变频器跳闸后，进行一系列后续动作，使电动设备自动切换到工频运行，使机组安全可靠地正常运行。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：防止电动设备意外停机的工频自动切换装置，包括变频器，所述变频器一端接电机，另一端通过断路器连接母线，所述变频器与旁路断路器并联，并且所述变频器所在支路两端分别串接网侧断路器和电机侧断路器。
本发明的原理是：本发明通过对现有设备改造，将常规设计的旁路刀闸改为旁路开关，更改隔离刀闸为满足需要的断路器，并充分考虑设备运行特点，以适当方式在程序控制器内进行程序编写，计算及判断变频器故障后各断路器和出口通风挡板位置，精确控制各设备之间制约关系，合理定位出口通风挡板，统筹安全切换和可靠切换之时间局域。变频器运行时，出口通风挡板置于最大流量开度，由变频器通过改变电动机转速来进行流量调节；当变频器出现故障并停运时，CPU依据控制逻辑自动判断，进行一系列动作：断开网侧断路器和电机侧断路器，按照预先设定的当前机组负荷与出口通风挡板之间的对应关系，自动快速关闭出口通风挡板，当该挡板关闭至与设定值之偏差小于15％，同时判断动作时间已大于7秒后，闭合旁路断路器，切换至旁路工频运行，使设备正常运转，之后将流量控制由出口通风挡板进行控制，满足机组需要，防止机组停运事故发生。
本发明的优点在于：本发明与现有一般的变频改造技术相比，增加了自动旁路的切换，可以有效避免变频器故障后设备的跳闸，保证了机组的安全稳定运行。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
图1为本发明的电路原理图，
图2为本发明在切换过程中的参数变化曲线图，
图3为本发明变频器功能子组起步程序流程图，
图4为本发明出口挡板自动控制原理图，
图5为本发明变频器旁路自动投入逻辑关系图。
【具体实施方式】
如图1所示：现代大型锅炉都是双送风机(或双引风机及双侧一次风机)并列运行的，为6KV控制电机，以送风机为例，分为A侧送风机Ma和B侧送风机Mb。防止风机意外停机的工频自动切换装置，包括变频器1a、1b，变频器1a一端接A侧送风机电机Ma，另一端通过断路器QFa连接母线，变频器1a与旁路断路器QF1a并联，并且变频器1a所在支路两端分别串接网侧断路器QF2a和电机侧断路器QF3a。变频器1b一端接电机Mb，另一端通过断路器QFb连接母线，变频器1b与旁路断路器QF1b并联，并且变频器1b所在支路两端分别串接网侧断路器QF2b和电机侧断路器QF3b。
变频器1a、1b、断路器QFa、QFb为原有设备，新增加网侧断路器QF2a、QF2b、电机侧断路器QF3a、QF3b、旁路断路器QF1a、QF1b。放置相应设备电缆，控制逻辑回路需要针对所使用的控制系统，在其内部具体完成。控制过程参见图3、图4、图5。
上述6KV发电机组在实际施工及程序编译完成后，进行静态试验，模拟实际运行过程，顺序启动转机，模拟不同负荷工况下的条件，投入旁路联锁，在稳态时切除变频器1a，联锁控制立即动作，断开网侧断路器QF2a和电机侧断路器QF3a，关闭出口通风挡板至23.3％后，闭合旁路断路器QF1a，切换到旁路运行，风机风量控制稳定，波动在合理安全范围之内，完全满足需要。
本装置投入正式运行后，曾发生因送风机变频故障，当时发电机组负荷369MW，B送风机变频器1b模块因温度高跳闸，各设备立即按照预定程序执行，变频器1b跳闸后B侧风机出口挡板立即从85％关闭至23.3％，自动调节使A侧送风机Ma变频由22Hz增加至29.02Hz，之后B侧旁路断路器QF1b闭合，B侧送风机Mb切换至工频运行。在此过程中，锅炉炉膛压力波动范围为-189Pa～241Pa(停炉保护动作值是-2500Pa～2500Pa)，机组负荷稳定，效果图如图2所示。其后送、引风机又多次因变频器故障进行自动切换，全部动作正确，未发生故障跳机事故。实践证明，该装置是成熟可靠的。
发电机组在每次机组跳闸后，统计重新启动和跳闸所造成的电量损失，其直接经济损失约为150万元以上。如果再考虑机组跳闸所造成的设备寿命减少，以及对于电网安全的影响和调度对公司的信誉评价，其影响更大。因此这项技术所产生的经济效益和社会效益将是巨大的。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (1)
1.防止发电机组意外停机的工频自动切换装置，包括变频器，所述变频器一端接电机，另一端通过断路器连接母线，其特征在于：所述变频器与一旁路断路器并联，并且所述变频器所在支路两端分别串接网侧断路器和电机侧断路器。
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