CN216649552U

CN216649552U - 一种高压变频器在线工频切换装置

Info

Publication number: CN216649552U
Application number: CN202122925369.1U
Authority: CN
Inventors: 陈洪伟; 周软会; 高瑞峰; 黄启瑞; 焦石榴; 崔世伟; 梅宇飞; 崔文杰; 李雪峰; 才柱
Original assignee: Jinneng Holding Equipment Manufacturing Group Huayu Energy Chemical Shanxi Co ltd
Current assignee: Jinneng Holding Equipment Manufacturing Group Huayu Energy Chemical Shanxi Co ltd
Priority date: 2021-11-26
Filing date: 2021-11-26
Publication date: 2022-05-31
Anticipated expiration: 2031-11-26

Abstract

本实用新型提供了一种高压变频器在线工频切换装置，包括高压变频器断路器QF1、变频器上接触器KM41及控制它的中间继电器J1、变频器下接触器KM42及控制它的中间继电器J2、旁路接触器KM43及控制它的中间继电器J3、隔离开关QS41、QS42、变频器TF,还包括控制器PLC，所述PLC输入接口接入在线工频切换指令SB、断路器DL状态、J1状态、J2状态、J3状态，PLC输出接口输出变频器停机指令、断路器DL分指令、断路器DL合指令、变频器上接触器中间继电器J1分闸指令、变频器下接触器中间继电器J2分闸指令、变频器旁路接触器中间继电器J3分闸指令，PLC内设有逻辑控制单元，断路器QF1通过QF分合闸电路控制分合。本实用新型解决了现有高压变频器出现故障需要停机进行切换的问题。

Description

一种高压变频器在线工频切换装置

技术领域

本实用新型属于工频切换装置，具体涉及一种高压变频器在线工频切换装置。

背景技术

在全国发电量中，其中电动机的用电量约占60%～70%，全国电力年耗电量中风机、水泵等设备约占1/3,在大力提倡节能降耗的政策下，在热电厂锅炉引送风的燃烧系统中应运用高压变频器节能降耗是必然选择。高压变频器在热电厂的应用，大大提高了锅炉的稳定性，实现了电机的软启动，减少了风道的振动与磨损，有利于延长电机的使用寿命，实现了引风机挡板全开，具有良好的节能效果，提高了整个系统的经济性、可靠性、安全性，具有良好的经济效益价值。

鉴于现有热电12台施耐德高压变频器功率模块故障率较高，一旦功率模块出现故障，需要手动将变频器停机，然后切换到工频，再重新启动电机，对锅炉系统的稳定运行造成了极大影响。

发明内容

为了克服现有热电高压变频器出现故障需要停机进行切换的缺陷，本实用新型提供了一种可以在设备不停机的情况下，在线进行切换，不影响锅炉系统运行的热电高压变频器在线工频切换装置。

本实用新型为了实现上述目的所采用的技术方案是：

一种高压变频器在线工频切换装置，包括高压变频器断路器QF1、变频器上接触器KM41及控制它的中间继电器J1、变频器下接触器KM42及控制它的中间继电器J2、旁路接触器KM43及控制它的中间继电器J3、隔离开关QS41、QS42、变频器TF,还包括控制器PLC。所述I路电源通过高压变频器断路器QF1后，一路与变频器旁路接触器KM43一端连接，另一路与变频器上接触器KM41、隔离开关QS41、高压变频器TF、隔离开关QS42及变频器下接触器KM42一端连接，变频器下接触器KM42另一端与变频器旁路接触器KM43另一端连接后与用户负载连接，还包括PLC，所述PLC 输入接口接入在线工频切换指令SB、断路器DL状态、J1状态、J2状态、J3状态，PLC输出接口输出变频器停机指令、断路器DL分指令、断路器DL合指令、变频器上接触器中间继电器J1分闸指令、变频器下接触器中间继电器J2分闸指令、变频器旁路接触器中间继电器J3分闸指令，PLC内设有PLC逻辑控制单元，断路器QF1通过QF分合闸电路控制分合。

进一步地，所述PLC输入接口I0.0一端与在线工频切换指令电路连接，PLC输入接口I0.1与断路器DL辅助触点连接，PLC输入接口I0.2一端与J1辅助触点连接，PLC输入接口I0.3一端与J2辅助触点连接，PLC输入接口I0.4一端与J3辅助触点连接，PLC输入接口I0.0、I0.1、I0.2、I0.3、I0.4另一端与PLC正电源连接，PLC输出接口Q0.0一端连接变频器停机指令触点，PLC输出接口Q0.1一端连接断路器DL分闸指令触点，Q0.2一端连接断路器DL合闸指令触点，PLC输出接口Q0.3一端连接J1分闸指令触点，PLC输出接口Q0.4一端连接J2分闸指令触点，PLC输出接口Q0.5一端连接J3合闸指令触点，PLC输出接口接线端Q0.0、Q0.3、Q0.4、Q0.5另一端连接在一起为公共端，接电源。PLC输出接口接线端Q0.1连接断路器分闸线圈1kA后连接现场电源，输出DL分指令。PLC输出接口接线端Q0.2连接断路器分闸线圈2KA后连接现场电源，输出DL合指令。

更进一步地，所述在线工频切换电路包括转换/工频开关、启动按钮SB、重故障触点开关量K9及J1常开点，所述转换/工频开关一路与PLC输入接口I0.1连接，转换/工频开关另一端与启动按钮SB、重故障开关K9一端连接，启动按钮SB另一端与J1常开点一端连接，重故障开关K9另一端与J1常开点另一端连接。

进一步地，所述QF分合闸电路包括变频器旁路接触器KM43常开点、断路器分闸线圈1KA、断路器合闸线圈2KA、集散控制系统DCS启停命令触点、变频器工作允许触点QC6、变频器故障触点QC7、断路器工作位置触点S9，所述电源KM+分别与变频器工作允许触点QC6常开触点一端、变频器故障触点QC7常闭触点一端、中间继电器1KA常开触点一端、分散控制系统DCS一端连接，变频器旁路接触器KM43常开触点并联在变频器工作允许触点QC6常开触点两端，变频器工作允许触点QC6常开触点另一端与分散控制系统DCS启动指令、断路器合闸线圈串联后分别与QF合闸回路及电源KM-端连接，中间继电器2KA常开触点并联在DCS两端；变频器故障触点QC7常闭触点另一端与变频器旁路接触器KM43常闭触点串联后分别与QF分闸回路及电源KM-端连接，中间继电器1KA常开触点另一端连接在变频器故障触点QC7常闭触点另一端与变频器旁路接触器KM43常闭触点一端之间，分散控制系统DCS停机指令另一端与断路器工作位置触点S9一端连接，断路器工作位置触点S9另一端连接在J3分闸接触器常闭触点KM43另一端与断路器分闸线圈1KA之间。

进一步地，所述PLC逻辑控制单元包括变频转工频指令I0.0、断路器DL状态I0.1、J1分闸状态I0.2、J2分闸状态I0.3、J3分闸状态I0.4、变频器停机指令Q0.0、断路器DL分指令Q0.1、断路器DL合指令Q0.2、J1分闸指令Q0.3、J2分闸指令Q0.4、J3合闸指令Q0.5、输入信号寄存器M0.1、0.3s第一计时器T40、0.3s第二计时器T37、0.6s第三计时器T38、0.9s计时器T39，所述变频转工频I0.0与变频器停机Q0.0连接，变频转工频I0.0与输入信号寄存器M0.1置位端连接，断路器DL状态I0.1与J3分闸状态I0.4与输入信号寄存器M0.1复位端连接，输入信号寄存器M0.1与断路器DL状态I0.1、0.3s第一计时器T40依次连接。输入信号寄存器M0.1、0.3s第一计时器T40、断路器DL分Q0.1依次连接，输入信号寄存器M0.1与断路器DL状态I0.1及0.3s第二计时器T37依次连接，输入信号寄存器M0.1与断路器DL状态I0.1及0.6s计时器T38依次连接，输入信号寄存器M0.1与断路器DL状态I0.1及0.9s第二计时器T39依次连接，输入信号寄存器M0.1与断路器DL状态I0.1及0.3s第二计时器T37、 J1分闸指令Q0.3依次连接，输入信号寄存器M0.1与断路器DL状态I0.1、0.6s计时器T38、 J2分闸指令Q0.3依次连接，输入信号寄存器M0.1与断路器DL状态I0.1、0.9s计时器T39、 J3分闸指令Q0.3依次连接，输入信号寄存器M0.1与J1分闸状态I0.2、J2分闸状态I0.3、J3分闸状态I0.4、断路器DL合闸指令Q0.2依次连接。

本实用新型在高压变频器控制柜内新增加一台PLC，在变频器出现轻故障时手动启动在线工频切换，或者在变频器出现重故障时，自动进行在线工频切换；变频到工频切换设置硬压板，可以手动投入和退出；设置变频转工频按钮，出现轻故障时，可以根据需要手动进行在线切换。

本实用新型在变频器故障时，不停机的情况下在线切换工频，避免了设备停运；充分利用原有的手动旁路柜，不新增一次设备，减少改造费用；利用PLC进行自动控制，提高设备可靠性和逻辑功能的严密性；在线切换工频功能可根据需要投退，不影响原有系统的正常运行。本实用新型在改造过程中未更改高压变频器主要参数及运行方式，新增加工频切换PLC，利用原PLC出口节点同步控制，达到设计使用要求。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步描述，其中：

图1为现有电路连接图；

图2为PLC连接图；

图3为接线端子图；

图4为断路器QF的分合闸电路图；

图5为PLC逻辑控制单元图。

具体实施方式

如图1至5所示，本实施例的热电高压变频器在线工频切换装置，包括高压变频器断路器QF1、变频器上接触器KM41、变频器下接触器KM42、变频器旁路接触器KM43、隔离开关QS41、QS42、变频器TF, 所述I路电源通过高压变频器断路器QF1后，一路与变频器旁路接触器KM43一端连接，另一路与变频器上接触器KM41、隔离开关QS41、高压变频器TF、隔离开关QS42及变频器下接触器KM42一端连接，变频器下接触器KM42另一端与变频器旁路接触器KM43另一端连接后与用户负载连接，还包括PLC，所述PLC 输入接口接入在线工频切换指令SB、断路器DL状态、J1状态、J2状态、J3状态，PLC输出接口输出变频器停机指令、断路器DL分指令、断路器DL合指令、变频器上接触器中间继电器J1分闸指令、变频器下接触器中间继电器J2分闸指令、变频器旁路接触器中间继电器J3分闸指令，PLC内设有PLC逻辑控制单元，断路器QF1通过QF分合闸电路控制分合。

进一步地，所述PLC输入接口I0.0一端与在线工频切换指令电路连接，PLC输入接口I0.1与断路器DL辅助触点连接，PLC输入接口I0.2一端与J1辅助触点连接，PLC输入接口I0.3一端与J2辅助触点连接，PLC输入接口I0.4一端与J3辅助触点连接，PLC输入接口I0.0、I0.1、I0.2、I0.3、I0.4另一端与PLC正电源连接，PLC输出接口Q0.0一端连接变频器停机指令触点，PLC输出接口Q0.1一端连接断路器DL分闸指令触点，Q0.2一端连接断路器DL合闸指令触点，PLC输出接口Q0.3一端连接J1分闸指令触点，PLC输出接口Q0.4一端连接J2分闸指令触点，PLC输出接口Q0.5一端连接J3合闸指令触点，PLC输出接口接线端Q0.0、Q0.3、Q0.4、Q0.5另一端连接在一起为公共端，接电源。PLC输出接口接线端Q0.1连接断路器分闸线圈1KA后连接现场电源，输出断路器DL分指令。PLC输出接口接线端Q0.2连接断路器分闸线圈2KA后连接现场电源，输出断路器DL合指令。

优选的，所述PLC选用S7-200。

PLC I/O点分配

本实用新型的切换顺序如下：

1、向高压变频控制器发出停机命令。

2、断开高压进线断路器。

3、延时0.3秒， J1分闸。

4、延时0.6秒，J2分闸。

5、延时0.9秒，J3合闸。

6、J2分闸、J1分闸，J3合闸，执行到位后，合上高压进线断路器。

保证安全逻辑如下：

1、J2和J3要设置互锁，只能有一个合闸。

2、J3分闸的情况下，变频器才可以跳断路器。

3、断路器DL分开后，才可以分J1、J2。

4、J3合闸或者变频器许可，只有二者满足其一，DL才允许合闸。

5、DCS要使用变频故障信号做联锁，必须串入“变频状态”信号。

Claims

1.一种高压变频器在线工频切换装置，其特征在于，包括高压变频器断路器QF1、变频器上接触器KM41及控制它的中间继电器J1、变频器下接触器KM42及控制它的中间继电器J2、旁路接触器KM43及控制它的中间继电器J3、隔离开关QS41、QS42、变频器TF,还包括控制器PLC，I路电源通过高压变频器断路器QF1后，一路与变频器旁路接触器KM43一端连接，另一路与变频器上接触器KM41、隔离开关QS41、高压变频器TF、隔离开关QS42及变频器下接触器KM42一端连接，变频器下接触器KM42另一端与变频器旁路接触器KM43另一端连接后与用户负载连接，还包括PLC，所述PLC 输入接口接入在线工频切换指令SB、断路器DL状态、J1状态、J2状态、J3状态，PLC输出接口输出变频器停机指令、断路器DL分指令、断路器DL合指令、变频器上接触器中间继电器J1分闸指令、变频器下接触器中间继电器J2分闸指令、变频器旁路接触器中间继电器J3分闸指令，PLC内设有PLC逻辑控制单元，断路器QF1通过QF分合闸电路控制分合。

2.根据权利要求1所述的高压变频器在线工频切换装置，其特征在于，所述PLC输入接口I0.0一端与在线工频切换指令电路连接，PLC输入接口I0.1与断路器DL辅助触点连接，PLC输入接口I0.2一端与J1辅助触点连接，PLC输入接口I0.3一端与J2辅助触点连接，PLC输入接口I0.4一端与J3辅助触点连接，PLC输入接口I0.0、I0.1、I0.2、I0.3、I0.4另一端与PLC正电源连接，PLC输出接口Q0.0一端连接变频器停机指令触点，PLC输出接口Q0.1一端连接断路器DL分闸指令触点，Q0.2一端连接断路器DL合闸指令触点，PLC输出接口Q0.3一端连接J1分闸指令触点，PLC输出接口Q0.4一端连接J2分闸指令触点，PLC输出接口Q0.5一端连接J3合闸指令触点，PLC输出接口接线端Q0.0、Q0.3、Q0.4、Q0.5另一端连接在一起为公共端，接电源，PLC输出接口接线端Q0.1连接断路器分闸线圈1KA后连接现场电源，输出DL分指令，PLC输出接口接线端Q0.2连接断路器分闸线圈2KA后连接现场电源，输出断路器DL合指令。

3.根据权利要求1或2所述的高压变频器在线工频切换装置，其特征在于，所述在线工频切换电路包括转换/工频开关、启动按钮SB、重故障触点开关量K9及J1常开点，所述转换/工频开关一路与PLC输入接口I0.1连接，转换/工频开关另一端与启动按钮SB、重故障开关K9一端连接，启动按钮SB另一端与J1常开点一端连接，重故障开关K9另一端与J1常开点另一端连接。

4.根据权利要求1所述的高压变频器在线工频切换装置，其特征在于，所述QF分合闸电路包括变频器旁路接触器KM43常开触点、断路器分闸线圈1KA、断路器合闸线圈2KA、集散控制系统DCS启停命令触点、变频器工作允许触点QC6、变频器故障触点QC7、断路器工作位置触点S9，电源KM+分别与变频器工作允许触点QC6常开触点一端、变频器故障触点QC7常闭触点一端、断路器分闸线圈1KA常开触点一端、分散控制系统DCS一端连接，变频器旁路接触器KM43常开触点并联在变频器工作允许触点QC6常开触点两端，变频器工作允许触点QC6常开触点另一端与分散控制系统DCS启动指令、断路器合闸线圈串联后分别与QF合闸回路及电源KM-端连接，断路器分闸线圈2KA常开触点并联在DCS两端；变频器故障触点QC7常闭触点另一端与变频器旁路接触器KM43常闭触点串联后分别与QF分闸回路及电源KM-端连接，断路器分闸线圈1KA常开触点另一端连接在变频器故障触点QC7常闭触点另一端与变频器旁路接触器KM43常闭触点一端之间，分散控制系统DCS停机指令另一端与断路器工作位置触点S9一端连接，断路器工作位置触点S9另一端连接在J3分闸接触器常闭触点KM43另一端与断路器分闸线圈1KA之间。

5.根据权利要求1所述的高压变频器在线工频切换装置，其特征在于，所述PLC逻辑控制单元包括变频转工频指令I0.0、断路器DL状态I0.1、J1分闸状态I0.2、J2分闸状态I0.3、J3分闸状态I0.4、变频器停机指令Q0.0、断路器DL分指令Q0.1、断路器DL合指令Q0.2、J1分闸指令Q0.3、J2分闸指令Q0.4、J3合闸指令Q0.5、输入信号寄存器M0.1、0.3s第一计时器T40、0.3s第二计时器T37、0.6s第三计时器T38、0.9s计时器T39，所述变频转工频I0.0与变频器停机Q0.0连接，变频转工频I0.0与输入信号寄存器M0.1置位端连接，断路器DL状态I0.1与J3分闸状态I0.4与输入信号寄存器M0.1复位端连接，输入信号寄存器M0.1与断路器DL状态I0.1、0.3s第一计时器T40依次连接，输入信号寄存器M0.1、0.3s第一计时器T40、断路器DL分Q0.1依次连接，输入信号寄存器M0.1与断路器DL状态I0.1及0.3s第二计时器T37依次连接，输入信号寄存器M0.1与断路器DL状态I0.1及0.6s计时器T38依次连接，输入信号寄存器M0.1与断路器DL状态I0.1及0.9s第二计时器T39依次连接，输入信号寄存器M0.1与断路器DL状态I0.1及0.3s第二计时器T37、 J1分闸指令Q0.3依次连接，输入信号寄存器M0.1与断路器DL状态I0.1、0.6s计时器T38、 J2分闸指令Q0.3依次连接，输入信号寄存器M0.1与断路器DL状态I0.1、0.9s计时器T39、 J3分闸指令Q0.3依次连接，输入信号寄存器M0.1与J1分闸状态I0.2、J2分闸状态I0.3、J3分闸状态I0.4、断路器DL合闸指令Q0.2依次连接。