专利名称：变频工频切换装置及其切换方法
技术领域：
本发明涉及一种变频工频切换装置及其切换方法，特别是涉及一种用于切换一次 风机的电动机的工作方式的变频工频切换装置及其切换方法。
背景技术：
现有技术中的燃煤发电机的驱动一次风机的电动机均是处于变频工作方式，其中 所述一次风机是单独供给锅炉燃料制备和燃烧所需一次空气的风机。所以根据锅炉的燃烧 状况通过变频工作的方式调节进风量，从而提高一次风机的有效工作效率，避免了能量的浪费。
但是作为控制电动机的变频工作的重要部件变频器非常易于损坏，这是因为现有 的变频器中的部件越来越多，越来越复杂，因而整个变频器出现故障的概率不断提升。然而 现有的一次风机的电动机并不具有备用的变频器来控制电动机的变频工作模式。
所以现有技术中需要在变频器故障时，通常是人工地将一次风机的电动机设定于 一固定频率的工作频率上。但是由于这种方式采用人工的方法，所以会使得一次风机在一 段时间内处于不工作状态，从而对燃煤发电机其他部分的正常工作造成了极大的干扰。此 外即使能够快速地将电动机设定于一工作频率上，但是此时一次风机的进风量固定，不能 有效地控制锅炉中燃烧的状态，从而也对锅炉的其他部分造成了干扰。发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中一次风机的电动机的工频方式 和变频方式不具有平滑过渡导致对燃煤发电机其他部分的干扰的缺陷，提供一种变频工频 切换装置及其切换方法，通过在一次风机的电动机的工频方式和变频方式之间平滑地过渡 来减缓对燃煤发电机其他部分的干扰。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的
本发明提供了一种变频工频切换装置，用于一次风机的电动机的工频方式和变频 方式的切换，其特点是所述变频工频切换装置包括
一工频旁路开关、一变频输出开关、一变频输入开关和一变频器；所述工频旁路开 关串接于所述一次风机的电动机和一母线之间，所述变频输出开关、变频器和变频输入开 关依次串接于所述一次风机的电动机和所述母线之间；
其中当切换至变频方式时，所述工频旁路开关断开，所述变频输出开关和所述变 频输入开关闭合；当切换至工频方式时，所述工频旁路开关闭合，所述变频输出开关和所述 变频输入开关断开。
其中本发明中所述工频方式是指一次风机的电动机直接使用工业上使用的具有 固定频率的交流电源，所述变频方式就是指一次风机的电动机使用频率可改变的交流电 源。由于在工频方式下，所述电动机输出的功率的固定的，例如额定功率等，然而锅炉燃料 燃烧的过程是一个不断变化的过程，所需要一次风机吹入的风量是变化的，所以使用工频模式会造成电动机的功率的浪费，而采用变频方式，通过改变供电电源的频率来改变一次 风机输出的功率，因而基于锅炉燃料燃烧的状态来调节所述供电电源的频率，提高了有效 地功率利用率，避免了浪费。
但是由于变频方式中使用的变频器是易损部件，因而当变频器损坏时，无法为一 次风机的电动机提供电源，然而工频方式不存在这种问题，所以为了保证使用一次风机的 燃煤发电机等设备要求必须始终运行，所以还需要引入工频方式来替代所述变频器损坏时 电动机的供电方式。同时也便于对变频器的修理和替换，而且修理后还需要有效平滑的方 式从工频方式切换至变频模式。所以本发明中通过工频旁路开关、变频输出开关和变频输 入开关的联动来实现工频方式的供电和变频方式的供电的切换。
较佳地，所述变频工频切换装置还包括一差动保护单元，用于抑制所述一次风机 的电动机的内部故障，其中当切换至工频方式时，所述差动保护单元接入所述一次风机的 电动机；当切换至变频方式时，所述差动保护单元和所述一次风机的电动机断开。
本发明中所述差动保护单元就是现有技术中广泛使用的对电动机的差动保护的 设备，所以其结构和实现方式本发明中就不再详细地阐述。
由于当电动机与母线直接连接时，为了防止电动机的内部故障。例如绕组匝间短 路、接地等内部故障，必然需要采用相位角模式的差动保护的装置，但是由于现有的变频器 与通过调节相位角的方式实现防止电动机的内部故障是不兼容的，所以本发明中仅仅在电 动机切换至工频方式时，将差动保护单元投入，从而对电动机进行保护。
所以优选地，所述差动保护单元串接于所述一次风机的电动机和所述工频旁路开 关之间。
较佳地，所述变频器还用于抑制所述一次风机的电动机的过流、零序、低电压和过载。
本发明中所述变频器为现有技术中用于变频控制的通用的变频器，而且现有的变 频器中均具有保护电动机的过流、零序、低电压和过载的功能，所以此处不再对变频器中如 何实现所述过流、零序、低电压和过载的功能详细地进行阐述。
由于现有的变频器中已经集成了保护电动机的所述过流、零序、低电压和过载的 功能，所以本发明中不再需要单独加入对电动机的过流、零序、低电压和过载的保护。
较佳地，所述变频工频切换装置还包括一 DCS控制系统(Distributed Control System，分布式控制系统)，其中当所述DCS控制系统检测到变频器的重故障信号时，断开所 述工频旁路开关并闭合所述变频输出开关和所述变频输入开关。
现有技术中用于变频控制的通用的变频器还能够基于变频器的工作状态向外部 设备提供轻故障信号和重故障信号等，所以本发明中不再详细地阐述所述变频器中生成轻 故障信号和重故障信号等信号的原理和相应地变频器的结构。
由于当变频器发出轻故障信号时，现有变频器还具有一定的调节功能，所以还能 够维持自身的正常运转，所以工作人员能够基于整个燃煤发电机组等进行变频方式切换为 工频方式的准备工作，从而使得一次风机吹入的风量不会对锅炉燃烧等造成严重的干扰。
但是当变频器发出重故障信号时，变频器会马上计入停止工作状态，所以此时需 要立刻切换至工频方式，从而避免一次风机的停机导致整个燃煤发电机组的故障。所以本 发明中利用DCS控制系统接收到变频器发出的重故障信号的功能，立刻自动地切换至工频方式。
此外所述DCS控制系统是现有技术中燃煤发电机中常用的控制系统，所以此处不 再对其进行详细地阐述。
较佳地，所述DCS控制系统还用于根据使用所述一次风机的一锅炉的工作状态控 制调节所述一次风机的挡板。
由于当DCS控制系统接收到变频器发出的重故障信号的功能时，立刻自动地切换 至工频方式依旧会对锅炉燃烧等造成干扰，而且由于此时处于工频方式，所以一次风机的 功率额定，因而吹入的风量是额定的。为了使得吹入的风量与锅炉燃烧的状况匹配，所以本 发明中利用一次风机的挡板和锅炉的工作状态通过DCS控制系统实现了吹入的风量的调 节。因而进一步地减少了变频工频的切换对锅炉燃烧的影响。
较佳地，所述工频旁路开关和所述变频输出开关互锁。
较佳地，所述工频旁路开关和所述变频输入开关互锁。
本发明将工频方式中母线与电动机之间的开关和变频方式中母线、变频器和电动 机之间的开关通过互锁的方式，使得在同一时刻始终只有一个开关闭合，另一个开关断开， 从而保证工频方式和变频方式的正确地切换，避免其他误操作的产生。
较佳地，所述工频旁路开关、变频输出开关和变频输入开关均为真空开关。
由于本发明中所述一次风机的电动机的母线一般为IOKV的供电电源，所以为了 保证开关的闭合和断开的效果，所述工频旁路开关、变频输出开关和变频输入开关最好采 用真空开关，尤其是IOKV的真空开关。
本发明还提供了一种用于一次风机的电动机的变频方式切换工频方式的方法，其 特点是使用如上所述的变频工频切换装置，并包括以下步骤
Sn、将所述变频器的输出频率调节为一第一额定频率；
S12、断开所述变频输出开关和变频输入开关；
S13、等待一第一预设时间后，闭合所述工频旁路开关。
本发明在变频方式切换工频方式的过程中，需要在断开变频方式的供电后，等待 电动机中残压消失后，在通过工频方式对电动机进行供电，从而防止供电方式的切换对电 动机的损害。
此外在变频方式中供电的频率增加至最大，从而避免变频方式供电和工频方式供 电输出功率差距太大，从而使得供电方式的切换对电动机的损害。
本发明中针对中国国内普通的电网的电源供电过程中变频器和电动机的特点，优 选地将所述第一额定频率设定为50Hz。并将所述第一预设时间设定为3秒。
较佳地，所述变频工频切换装置还包括一差动保护单元，并在步骤S13中还包括下 步骤所述差动保护单元接入所述一次风机的电动机。
此外为了在工频方式供电时还能够对电动机进行保护，所以当切换至工频方式 时，将差动保护单元投入来保护电动机。
本发明还提供了一种用于一次风机的电动机的工频方式切换变频方式的方法，其 特点是使用如上所述的变频工频切换装置，并包括以下步骤
S21、所述变频器充电；
S22、等待一第二预设时间后，断开所述工频旁路开关；
S23、等待一第三预设时间后，所述变频器停止充电，并且闭合所述变频输出开关和 变频输入开关。
由于现有的变频器在启动过程中需要预充电等初始化操作，所以需要一定的启动 时间，因此本发明在工频方式切换变频方式的过程中，需要预先对变频器进行充电，从而在 闭合所述变频输出开关和变频输入开关时，变频器能够立刻为电动机提供电能。
同时同样需要在断开工频方式的供电后，等待电动机中残压消失后，在通过变频 方式对电动机进行供电，从而防止供电方式的切换对电动机的损害。
而且为了提高工频变频的切换速度，所述等待残压消失和变频器的充电的操作可 以同时进行。
较佳地，所述第二预设时间为4. 7秒。
较佳地，所述第三预设时间为O. 3秒。
本发明中针对现有技术中变频器和电动机的特点，优选地将所述第二预设时间设 定为4. 7秒。并将所述第三预设时间设定为O. 3秒。
较佳地，所述变频工频切换装置还包括一差动保护单元，并在步骤S23中还包括下 步骤所述差动保护单元和所述一次风机的电动机断开。
此外由于工频方式供电时对电动机的保护的差动保护方式，当工频方式供电时， 负荷对象为电动机。微机保护装置通用技术中规定参数频率50Hz，因此其中的数字信号处 理是基于傅里叶变换的，傅里叶变换有一个基波频率只能计算整数次谐波分量，所以微机 保护装置一般设置有低通滤波器，而傅里叶变换的基波频率跟踪范围是45飞0Hz。因而远小 于变频器变换范围，因此差动保护不适用于变频回路。所以在变频方式供电时，需退出差动 保护。
本发明还提供了一种用于一次风机的电动机的变频方式切换工频方式的方法，其 特点是使用如上所述的变频工频切换装置，并包括以下步骤
S31、所述DCS控制系统检测到所述变频器是否发出了重故障信号，若是则进入步 骤S32，否则重复步骤S31 ；
S32、断开所述变频输出开关和变频输入开关；
S33、等待一第四预设时间后，闭合所述工频旁路开关。
较佳地，所述第四预设时间为3秒。
本发明中针对现有技术中燃煤发电机组中变频器和电动机的特点，优选地将所述 第四预设时间设定为3秒，从而能够满足等待残压消失等技术要求。
较佳地，所述DCS控制系统还用于控制调节所述一次风机的挡板，并在步骤S33之 后还包括下步骤
所述DCS控制系统根据使用所述一次风机的一锅炉的工作状态，调节所述一次风 机的挡板。
由于基于变频器的重故障信号切换至工频方式时，整个燃煤发电机组并未进行任 何参数的调整，所以此时一次风机提供的风量必然与锅炉燃烧的要求是不匹配的，所以对 锅炉燃烧产生了扰动，因此本发明中通过一次风机中的挡板来遮蔽进风量，从而可以根据 锅炉燃烧的状态来调节锅炉的进风量，从而使得在工频方式工作时，燃煤发电机组的锅炉 燃烧依旧能够保持好的燃烧效率。
较佳地，所述变频工频切换装置还包括一差动保护单元，并在步骤S33中还包括下 步骤所述差动保护单元接入所述一次风机的电动机。
本发明的积极进步效果在于
本发明的变频工频切换装置及其切换方法通过工频旁路开关和变频输出开关以 及变频输入开关实现了一次风机的电动机的工频方式和变频方式的切换，由于所述工频旁 路开关和变频输出开关以及变频输入开关是互锁联动的，所以在脱离变频方式时，必然进 入工频方式，当脱离工频方式时，必然进入变频方式，所以实现了一次风机的电动机的工频 方式和变频方式之间平滑地过渡。
此外，还通过在进入工频方式时，加入差动保护，在脱离工频方式时，取消差动保 护，从而避免了工频方式的保护措施和变频方式的保护措施的冲突。从而有效地保护一次 风机的电动机。
另外，利用现有变频器能够提供自身故障状况的信号，在变频器内部重故障时，通 过DCS控制系统自动切换至工频方式，从而避免了变频器损坏造成的一次风机的电动机的 停机等状况的产生。
图1为本发明的变频工频切换装置的较佳实施例的结构示意图。
图2为本发明的较佳实施例的一种变频方式切换工频方式的流程图。
图3为本发明的较佳实施例的一种工频方式切换变频方式的流程图。
图4为本发明的较佳实施例的另一种变频方式切换工频方式的流程图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
实施例
由于正常工况下一次风机以变频方式运行。同时，为满足在变频器故障时，不影响 整个燃煤发电机组运行，提高系统的可靠性、可用性以及连续性，所以需要在燃煤发电机组 在不停机的情况下，将一次风机的电动机从变频方式运行平滑地切换至工频方式运行，同 样也能够在维修或更换变频器后，将一次风机的电动机从工频方式运行平滑地切换至变频 方式运行。
为此如图1所示，本实施例的变频工频切换装置中包括一工频旁路开关1、一变频 输出开关2、一变频输入开关3、一变频器4、一差动保护单兀5和一 DCS控制系统6。
其中所述工频旁路开关I串接于一次风机的电动机7和一母线8之间，所述变频 输出开关2、变频器4和变频输入开关3依次串接于所述一次风机的电动机7和所述母线8 之间。
其中本实施例的一次风机的电动机7应用于90万千瓦的燃煤发电机组，所以为所 述一次风机的电动机7提供的电源的母线8是IOKV母线，同样为了能够在IOKV下保持有 效的开关动作，所述工频旁路开关1、变频输出开关2和变频输入开关3均为IOKV的真空开关。
本实施例中当需要切换至变频时，所述工频旁路开关I断开，所述变频输出开关2和所述变频输入开关3闭合。同样当需要切换至工频时，所述工频旁路开关I闭合，所述变 频输出开关2和所述变频输入开关3断开。
而且为了在变频工频的切换过程中，从工频方式进入变频方式或变频方式进入工 频方式的过程是连续地、无时间间隔的切换过程，所以本实施例中所述工频旁路开关I和 所述变频输出开关2互锁，因而在同一时刻始终只有一个开关闭合，另一个开关断开。所以 保证一次风机的电动机不是处于工频方式就是处于变频方式，因而不会因为误操作导致工 频旁路开关I和所述变频输出开关2均闭合或均断开的情况发生。
此外开发人员还可以根据需要使得所述工频旁路开关I和变频回路中其他的开 关互锁，例如，工频旁路开关I和所述变频输入开关3互锁，来实现相同的功能。此处就不 再详细赘述。
而且由于在工频方式运行时，要求必须投入差动保护作为电动机的主保护。所以 本实施例中的差动保护单元5串接于所述一次风机的电动机7和所述工频旁路开关I之 间，并在一次风机的电动机7以工频方式运行时，为电动机7提供内部故障等保护。而且由 于差动保护不适用于变频回路，所以在一次风机的电动机7重新以变频方式运行时，需要 停止所述差动保护单元5对所述电动机7的保护。因此当切换至工频方式时，所述差动保 护单元5接入所述一次风机的电动机7。当切换至变频方式时，所述差动保护单元5和所述 一次风机的电动机7断开。本实施例中可以采用西门子公司的7UT612型的差动保护装置 作为所述差动保护单元5。
本实施例中根据运行工况的要求，对变频方式和工频方式有针对性的配置不同的 保护。同时，在保证安全、适应工频和变频运行时继电保护动作正确前提下，尽可能灵活和 方便。当切换至工频方式时，虽然能正常运行，但一旦切至变频方式运行时却合闸故障，需 要切回工频方式时，差动保护已闭锁工频旁路开关I合闸。即使正常切至变频方式后，但需 要切回工频方式时，也会遇到合不上工频旁路开关I的情况。为此，本实施例将差动保护单 元5可以采用7UT612型，利用7UT612型中的保护出口自动闭锁/解除功能达到了差动正 确动作的目的。经过7UT612型功能设定，开放BI2导通时闭锁B04输出，使差动保护在不 退出的情况下，以工频方式运行时差动保护能够正常投入，而在变频方式运行时闭锁差动 输出工频旁路开关I动作，既能躲过差动保护单元通电启动时的出口动作，防止误动，又保 证了有故障时能正确动作。同时差动保护单元上设定的LED灯(发光二极管)还能够在线监 视运行工况。
此外本实施例中所述变频器4和现有技术中常用的变频器一样，也具有抑制所述 一次风机的电动机7的过流、零序、低电压和过载。由于所述对电动机7的保护功能均集成 于所述变频器4内，所以在变频工频的切换过程中，所述保护功能随着所述变频器4的投入 或切除而实现或取消。
本实施例中还利用现有的变频器能够基于变频器的工作状态向外部设备提供轻 故障信号和重故障信号等的功能，从而通过DCS控制系统6来检测到变频器4是否发出了 重故障信号，由于当变频器4发出了重故障信号时，表示变频器4马上就要停止工作，所以 此时DCS控制系统6需要立刻断开所述工频旁路开关I并闭合所述变频输出开关2和所述 变频输入开关3，从而将一次风机的电动机7从变频方式运行切换至工频方式运行。
而且本实施例中进一步地利用一次风机的挡板，从而在电动机7以工频方式运行时，DCS控制系统6根据燃煤发电机组中锅炉的燃烧状态来调节挡板从而控制一次风机吹 入锅炉的风量，所以即使在电动机7以工频方式运行时，燃煤发电机组依旧能够具有较高 的燃烧效率。
下面将对本实施例的变频工频切换装置的工频变频切换的使用方法进行说明。
由于现有技术中用于变频控制的通用的变频器还能够基于变频器的工作状态向 外部设备提供轻故障信号和重故障信号等。而且当变频器发出轻故障信号时，现有变频器 还具有一定的调节功能，所以还能够维持自身的正常运转，所以工作人员能够基于整个燃 煤发电机组等进行变频方式切换为工频方式的准备工作，从而使得一次风机吹入的风量不 会对锅炉燃烧等造成严重的干扰。
所以本实施例中首先是在正常工况下，一次风机电动机7由变频器4提供变频工 作电源，变频输出开关2和变频输入开关3处于合闸状态。当变频器4出现异常而未跳闸 时，即所述变频器4处于轻故障状态，此时一次风机的电动机7不但可以通过手动方式切换 到工频方式，也可以使用自动的方式切换至工频方式，正对实施例的一次风机的电动机7， 需要先将变频器4输出频率升至50Hz，再断开变频输出开关2和变频输入开关3，然后工频 旁路开关I自动延时3秒后闭合，IOKV母线8通过工频旁路开关I为一次风机的电动机7 提供工频电源。
所以在这种情况下，如图2所示，一次风机的电动机的变频方式切换工频方式的 过程中包括以下步骤
步骤11，将所述变频器4的输出频率调节为一第一额定频率，本实施例中所述第 一额定频率为50Hz。
步骤12，断开所述变频输出开关2和变频输入开关3。
步骤13，等待一第一预设时间后，闭合所述工频旁路开关I。本实施例中所述第一 预设时间为3秒。
步骤14，所述差动保护单元5接入所述一次风机的电动机。
当变频器发出重故障信号时，变频器会马上计入停止工作状态，所以此时需要立 刻切换至工频方式，从而避免一次风机的停机导致整个燃煤发电机组的故障。所以本实施 例中当所述DCS控制系统接收到变频器发出的重故障信号的功能，立刻自动地切换至工频 方式。
所以本实施例中首先变频器4正常运行时，若变频器4发生内部重故障，变频器4 向DCS控制系统6发重故障信号，连锁跳开变频输出开关2和变频输入开关3，再自动延时 3s，所述延时时间由调试时测得，以满足技术要求为准，然后闭合工频旁路开关1，一次风机 的电动机7实现自动切换到工频方式，此后DCS控制系统6根据接收的燃煤发电机组中锅 炉燃烧状态的、信号调节一次风机的挡板来控制锅炉的进风量。
所以在这种情况下，如图4所示，一次风机的电动机的变频方式切换工频方式的 过程中包括以下步骤
步骤31，所述DCS控制系统检测到所述变频器，6是否发出了重故障信号，若是则 进入步骤32，否则重复步骤31。
步骤32，断开所述变频输出开关2和变频输入开关3。
步骤33，等待一第四预设时间后，闭合所述工频旁路开关I。本实施例中所述第四预设时间为3秒。
步骤34，所述差动保护单元5接入所述一次风机的电动机7。
步骤35，所述DCS控制系统6根据使用所述一次风机的一锅炉的工作状态，调节所 述一次风机的挡板。
此后可对变频回路中的变频器4进行维护或更换，当维修完毕后，需要将一次风 机的电动机7从工频方式进入更加节省功耗的变频方式。
所以本实施例中首先以工频方式运行时，工频旁路开关I处于合闸状态。变频器 4接收到“工频切变频”指令后，变频器4自动开始充电，同时延时4. 7s断开工频旁路开关 1，在5s充电结束后，自动闭合变频输出开关2和变频输入开关3，然后变频器4自动检测电 动机7运行相位和频率，在没有电流冲击的情况下，将电动机7投入变频运行，并且在充电 过程中变频器4的频率直接升至50HZ并锁定频率，此后再接受DCS控制系统6提供的给定 频率来进行变频供电。
所以在这种情况下，如图3所示，一次风机的电动机的工频方式切换变频方式的 过程中包括以下步骤
步骤21，所述变频器4充电。
步骤22，等待一第二预设时间后，断开所述工频旁路开关I。本实施例中所述第二 预设时间为4. 7秒。
步骤23，等待一第三预设时间后，所述变频器停止充电，并且闭合所述变频输出开 关2和变频输入开关3。本实施例中所述第三预设时间为O. 3秒。
步骤24，所述差动保护单元5和所述一次风机的电动机7断开。
本实施例中所述变频方式切换工频方式和工频方式切换变频方式中所述第一预 设时间、第二预设时间、第三预设时间和第四预设时间以及第一额定频率的大小均是基于 90万千瓦燃煤发电机进行调试和测试的结果。其中对本实施例的变频工频切换装置的试验 分静态和动态两种。
其中所述静态调试包括
1、变频输入开关3和工频旁路开关I继电保护校验。2、接线检查，控制板、PLC模 块(可编程逻辑控制器)、微机等进行电气绝缘测量，两路控制电源切换小于O.1秒等。3、按 硬逻辑原理图对电气硬闭锁校验。4、DCS控制系统6画面显示、报警校验、开关量、模拟量输 入/输出核对。5、按软闭锁原理图对PLC软闭锁逻辑校验。6、变频器4与DCS控制系统6 联调，并在DCS控制系统中强制相关条件，分别测试工频启动、变频启动、工切变、有准备变 切工和故障变切工逻辑。
所述动态调试包括
1、电机空载调试(靠背轮拆除)，其中一次风机的变频器水冷却系统正常投运，DCS 控制系统上远方启动变频器。调整变频器励磁参数，使之与本台电机相匹配。记录O 50Hz 期间电机、电源开关侧的电流、电压变化情况及时间、转速、振动等。记录空载工频/变频切 换时的电流、时间及残压数据。2、带负载调试(连接靠背轮)，其中一次风机的变频器水冷却 系统正常投运，启动投入送风机和引风机，DCS控制系统上远方启动变频器。电机从零转速 直接升到全转速，对电机电流、电压变化情况和启动时间进行录波。打通3台磨煤机的风路 系统，调整一次风机的静叶开度，维持频率50Hz，风压14000Pa，记录变频器的负载和温度情况，记录开关、电机侧电流。在风量、风压不变的情况下，进行风机的静叶开度和风机频率 关系的测试，记录开关、电机侧电流。3、带负荷切换调试(热控DCS控制系统操作)，其中在 5磨工况下，有准备变频切工频。电气专业记录切换时间及电机冲击电流，对电动机的电流 和电压进行录波，热控专业对切换时间和风压变化进行录波。在5磨工况下，有准备工频 切变频。电气专业记录切换时间及电机冲击电流，对电动机的电流和电压进行录波，热控专 业对切换时间和风压变化进行录波。在就地模拟变频器重故障，做无准备变频切工频(重故 障)。变频器向DCS控制系统发重故障信号，同时变频器自动完成变/工的切换，DCS控制 系统收到电气重故障信号后，一次风压由变频器自动切至风机静叶控制，无故障侧一次风 机频率自动升至50Hz。模拟无准备变频切工频时变频器重故障(切换不成功)，触发一次风 机RB (Runback,后退)逻辑，进行残压测试。
通过上述静态和动态调试，能够基于燃煤发电机组的技术要求得到本实施例中各 个参数大小的最优值。实际采用所述最优值是，以每年发电量为100亿计算，每台机组全年 可节约标煤2100吨，按每吨标煤900元计算，预计每台机组每年可节约189万元。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式
，但是本领域的技术人员应当理解，这些 仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背 离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更 和修改均落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种变频工频切换装置，用于一次风机的电动机的工频方式和变频方式的切换，其特征在于，所述变频工频切换装置包括 一工频旁路开关、一变频输出开关、一变频输入开关和一变频器；所述工频旁路开关串接于所述一次风机的电动机和一母线之间，所述变频输出开关、变频器和变频输入开关依次串接于所述一次风机的电动机和所述母线之间； 其中当切换至变频方式时，所述工频旁路开关断开，所述变频输出开关和所述变频输入开关闭合； 当切换至工频方式时，所述工频旁路开关闭合，所述变频输出开关和所述变频输入开关断开。
2.如权利要求1所述的变频工频切换装置，其特征在于，所述变频工频切换装置还包括一差动保护单元，用于抑制所述一次风机的电动机的内部故障，其中当切换至工频方式时，所述差动保护单元接入所述一次风机的电动机；当切换至变频方式时，所述差动保护单元和所述一次风机的电动机断开。
3.如权利要求2所述的变频工频切换装置，其特征在于，所述差动保护单元串接于所述一次风机的电动机和所述工频旁路开关之间。
4.如权利要求1所述的变频工频切换装置，其特征在于，所述变频器还用于抑制所述一次风机的电动机的过流、零序、低电压和过载。
5.如权利要求1-4中任一项所述的变频工频切换装置，其特征在于，所述变频工频切换装置还包括一 DCS控制系统，其中当所述DCS控制系统检测到变频器的重故障信号时，断开所述变频输出开关和所述变频输入开关并闭合所述工频旁路开关。
6.如权利要求5所述的变频工频切换装置，其特征在于，所述DCS控制系统还用于根据使用所述一次风机的一锅炉的工作状态控制调节所述一次风机的挡板。
7.如权利要求1-4中任一项所述的变频工频切换装置，其特征在于，所述工频旁路开关和所述变频输出开关互锁。
8.如权利要求1-4中任一项所述的变频工频切换装置，其特征在于，所述工频旁路开关和所述变频输入开关互锁。
9.如权利要求1所述的变频工频切换装置，其特征在于，所述工频旁路开关、变频输出开关和变频输入开关均为真空开关。
10.一种用于一次风机的电动机的变频方式切换工频方式的方法，其特征在于，使用如权利要求1所述的变频工频切换装置，并包括以下步骤 Sn、将所述变频器的输出频率调节为一第一额定频率； 512、断开所述变频输出开关和变频输入开关； 513、等待一第一预设时间后，闭合所述工频旁路开关。
11.如权利要求10所述的变频方式切换工频方式的方法，其特征在于，所述第一额定频率为50Hz。
12.如权利要求10所述的变频方式切换工频方式的方法，其特征在于，所述第一预设时间为3秒。
13.如权利要求10所述的变频方式切换工频方式的方法，其特征在于，所述变频工频切换装置还包括一差动保护单元，并在步骤S13中还包括下步骤所述差动保护单元接入所述一次风机的电动机。
14.一种用于一次风机的电动机的工频方式切换变频方式的方法，其特征在于，使用如权利要求1所述的变频工频切换装置，并包括以下步骤 521、所述变频器充电； 522、等待一第二预设时间后，断开所述工频旁路开关； 523、等待一第三预设时间后，所述变频器停止充电，并且闭合所述变频输出开关和变频输入开关。
15.如权利要求14所述的工频方式切换变频方式的方法，其特征在于，所述第二预设时间为4. 7秒。
16.如权利要求14所述的工频方式切换变频方式的方法，其特征在于，所述第三预设时间为O. 3秒。
17.如权利要求14所述的工频方式切换变频方式的方法，其特征在于，所述变频工频切换装置还包括一差动保护单元，并在步骤S23中还包括下步骤所述差动保护单元和所述一次风机的电动机断开。
18.一种用于一次风机的电动机的变频方式切换工频方式的方法，其特征在于，使用如权利要求5所述的变频工频切换装置，并包括以下步骤 531、所述DCS控制系统检测到所述变频器是否发出了重故障信号，若是则进入步骤S32,否则重复步骤S31 ； 532、断开所述变频输出开关和变频输入开关； 533、等待一第四预设时间后，闭合所述工频旁路开关。
19.如权利要求18所述的工频方式切换变频方式的方法，其特征在于，所述第四预设时间为3秒。
20.如权利要求18所述的工频方式切换变频方式的方法，其特征在于，所述DCS控制系统还用于控制调节所述一次风机的挡板，并在步骤S33之后还包括下步骤 所述DCS控制系统根据使用所述一次风机的一锅炉的工作状态，调节所述一次风机的挡板。
21.如权利要求18所述的变频方式切换工频方式的方法，其特征在于，所述变频工频切换装置还包括一差动保护单元，并在步骤S33中还包括下步骤所述差动保护单元接入所述一次风机的电动机。
全文摘要
本发明公开了一种变频工频切换装置及其切换方法，用于一次风机的电动机的工频方式和变频方式的切换，其包括一工频旁路开关、一变频输出开关、一变频输入开关和一变频器；所述工频旁路开关串接于所述一次风机的电动机和一母线之间，所述变频输出开关、变频器和变频输入开关依次串接于所述一次风机的电动机和所述母线之间；其中当切换至变频方式时，所述工频旁路开关断开，所述变频输出开关和所述变频输入开关闭合；当切换至工频方式时，所述工频旁路开关闭合，所述变频输出开关和所述变频输入开关断开。本发明的变频工频切换装置及其切换方法通过工频旁路开关和变频输出开关以及变频输入开关实现了一次风机的电动机的工频方式和变频方式的切换。
文档编号H02H7/08GK103051282SQ20121030421
公开日2013年4月17日 申请日期2012年8月23日 优先权日2012年8月23日
发明者张建华, 张益鸣, 孙兵, 俞振华, 高磊, 张建明, 戴岳 申请人:上海外高桥第二发电有限责任公司