摘要：针对火力发电厂中高压变频器一拖二运行方式采用两个还是三个电源柜的问题，从电气和运行方面考虑，通过对比分析做出电源柜配置方案选择的参考，经过实践验证，为方案设计提供可靠的保证。
关键词：高压变频；火电厂；电源柜
引言
大功率的风机、泵类设备往往电耗较高，因此，电厂的风机和水泵常采用变频调速技术，从而降低风机和水泵运行能耗。[1]对于老电厂的凝结水泵、引风机，往往后期都进行了变频改造，对于最近几年流行的供热改造行业，热网循环泵也常常设置为变频器驱动。由于大功率的变频器价格是比较贵的，因而为了节省投资，对于有一运一备需求的大功率风机泵类负载，变频器设置通常采用一拖二驱动方案。
1一拖二驱动方案的电源选择
变频器一拖二驱动方案的主要目的是为实现用一台变频器既可以带电机A，又可以带电机B，同时为了可靠，还需必配变频器旁路，实现电机A和电机B的工频启停。为了实现这一目的，有多种不同的电气主回路形式，但是从所需电源开关数量的不同来讲，有两种方案，方案一采用2个电源开关，方案二采用3个电源开关。
2采用2个电源开关的方案
如图所示，采用2个电源开关的方案从厂用电6kV A段和B段各取一个电源开关供电。1QF、2QF分别为两段6kV中的真空断路器，高压变频器部分总共含3面柜子，其中1面是高压变频器本体部分，另2面是旁路柜。本图旁路中KM1~KM6采用的是真空接触器，可以实现旁路的自动切换，当然旁路也可以采用手动切换，这时只需删除KM1、KM2、KM4、KM5这4个真空接触器，同时将KM3、KM6这2个真空接触器替换为隔离开关即可。
QS1~QS4为隔离开关，只有在变频器检修时断开，正常运行时都处于闭合状态。正常运行时，A、B两台电机都可以实现工频运行，也可以实现变频运行，变频器运行时只带一台电机，其中一台电机运行时，另一台电机处于热备状态，1QF、2QF都处于合闸状态。
当A电机变频运行时，B电机处于备用状态，如需要切换至B电机工频运行时，可将变频器给定运行频率升到50Hz，然后合KM6，待稳定后停变频器，再分KM1和KM2。
当A电机变频运行时，如需要切换至B电机变频运行时，可先按上一步骤将B电机切换至工频运行，然后再合KM3，启动A电机工频运行，待稳定后，分KM6停B电机，然后再合KM4、KM5启动变频器使B电机变频运行，稳定后再分KM3停A电机。
当A电机工频运行，需要切换至B电机工频运行时，合KM6启动B电机，待稳定后分KM3停A电机。
当A电机工频运行，需要切换至B电机变频运行时，合KM4、KM5后启动变频器，待稳定后分KM3。
3采用3个电源开关的方案
如图所示，采用3个电源开关的方案从厂用电6kV A段和B段各取一个电源开关为A电机和B电机供电，同时从6kV B段（也可从6kV A段）取一个电源开关为变频器供电，变频器下端通过2个隔离开关分别接至A电机和B电机。
本图中变频主回路通过QS1、QS2两个隔离开关接通，这种切换过程需要手动切换，当然也可以改为隔离开关加真空接触器的自动切换。
当A电机变频运行时，如需要切换至B电机工频运行时，可将变频器给定运行频率升到50Hz，然后合2QF，待稳定后停变频器，再分1QF。
当A电机变频运行时，如需要切换至B电机变频运行时，可先按上一步骤将B电机切换至工频运行，然后再合1QF启动A电机，待稳定后分2QF停B电机，然后合QS2、3QF后再启动变频器。
当A电机工频运行，需要切换至B电机工频运行时，合2QF启动B电机，待稳定后分1QF停A电机。
当A电机工频运行，需要切换至B电机变频运行时，合QS2、3QF启动变频器，待稳定后分1QF。
4两种方案对比分析
1）电源柜的差异
方案一比方案二少用一个6kV真空断路器柜，成本相对节约不少。
2）变频器柜的差异
在两个方案都采用自动切换方式条件下，方案一需要6个真空接触器和4个隔离开关，方案二需要2个真空接触器和2个隔离开关，同功率条件下，方案一比方案二的变频器柜体积大，成本也高一些。
3）二次保护的差异
方案一中1QF和2QF在整个运行过程中所带的负载可能是电动机，也可能是变频器，如果按照标准配法，每个电源回路需要配置2套综合保护装置，二次回路用主回路的接通状态去选择接通对应的保护装置的电源。方案二中1QF和2QF的负载是电动机，3QF带的负载是变频器，综合保护装置配置类型很简单明确。按照标准配置，方案一需要2台电动机型综保和2台变压器型综保，方案二需要2台电动机型综保和1台变压器型综保。按照节省原则配置，方案一也可只配置2台电动机型负载，但是由于电动机和变频器的容量有差异，保护的整定值会有差异，如果通过调整整定值使满足2种负载的需求时，会牺牲保护的灵敏性。
4）高压电缆的差异
方案二比方案一多一根6kV段至变频器柜的高压电缆。
5）控制系统的复杂度有差异
方案一比方案二少一个真空断路器的控制，但是比方案二的变频器主回路的切换中多6个真空接触器的控制，就复杂程度和占用远方DCS的IO点来说，方案一比方案二复杂，占用IO点更多。
5结束语
这两种高压变频器所用电源开关的方案每种都在电厂有应用，实际实施时还要结合厂用电6kV的备用回路和备用柜位以及运行操作的管理制度来具体判断。对于无法提供3个电源开关的情况，只能采用方案一。对于能提供3个电源开关的情况，如果不考虑变频器柜大小不同的影响和投资的影响，建议采用方案二。单从考虑投资的角度出发，方案二略高于方案一，因此其它条件不考虑时，采用方案一更节省成本。
参考文献：
[1]彭秀群.高压变频器在600MW机组凝结水泵一拖二的应用[J].电气技术，2013，12：116-118.
作者简介：
姜钧，男，湖北随州人，研究方向为电厂电气工程及自动化。
论文作者:姜钧
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/2
标签：变频器论文; 电机论文; 方案论文; 接触器论文; 电源开关论文; 回路论文; 高压论文; 《基层建设》2019年第1期论文;