浅谈高压变频器的同步投切和“飞车”切换

工作中真正实现不停电切换。

同步投切的关键技术是变频器中含有1台电抗器和1台真空接触器，当进行同步切换时，需将电抗器接入运行，电抗器起到抑制涌流的作用，使电流不会突变。同步投切包括变频投工频和工频投变频2种。

变频投工频是指原先负载处于变频运行方式，变频器收到同步投切指令后，将变频器的频率升至工频，变频器输出通过电抗器后锁定工频的电压、幅值和相位，然后将工频输出开关合闸，变频器和工频并列运行向负载供电，再将负载从变频器转移至工频运行后，断开负载的变频开关，负载完全工频运行。

工频投变频是指原先负载处于工频运行方式，变频器收到同步投切指令后，将变频器的频率升至工频后，锁定电网电压、幅值和相位，然后将变频器输出通过电抗器与工频并列运行向负载供电，再将负载从工频转移至变频运行，断开负载的工频电源，使负载完全变频运行。

某燃机电厂高压给水泵主要供高压汽包水位、燃机TCA冷却水和高压过热器减温水。在机组运行期间，任意一路发生故障，都会引起进组跳闸，所以，给水泵的切换必须采用无扰切换，以保障机组的安全运行。在同步投切时，可采用变频投工频的方式。下面，以A泵变频器切换至B泵变频器为例加以说明：①检查电抗器刀闸QF0在分闸位；②将高压汽包水位控制方式由变频控制水位切换至给水调节阀控制水位；③将变频运行A泵的频率升至50 Hz，完成锁频锁相功能，自动合KM43，A泵工频和变频共同运行；④自动停A泵变频器，分KM42和KM41，A泵工频运行；⑤B泵退出备用，自动分KM53；⑥变频启动B泵，自动合KM51，合QF2，合KM52，同时，变频器频率升至50 Hz；⑦停A泵工频运行，自动分QF1和KM43。

3 “飞车”切换

高压变频器的“飞车”切换也叫转速跟踪启动，是指当电机定子与工频脱离时，电机定子“无源”，电机处于转动状态。但是，在转速随机不确定状态下，可将高压变频器接入电机定子，使电机定子从“无源”到“有源”，电机定子的旋转磁场从无到有，最后电机定子旋转磁场拖到电子转子进入正常驅动过程。简单地讲，当电机工频运行，停止工频运行电机，电机转速将下降，电机变频器启动后捕捉电机转子频率，捕捉到电机转子频率后，变频器再按捕捉到的转子频率作为输出频率将电机转速升至额定转速的过程。

“飞车”切换需要将变频器的输出电压加在电机定子上时，大多数情况下，由于电动机的反动势和变频器的输出电压的相位和大小是不同步的，变频器和电机承受的冲击电压一般为额定电压的2～3倍。因此，消除冲击电流，使电动机反动势和变频器输出电压同步是“飞车”切换的关键。施耐德变频器利用电机的剩磁，通过矢量控制检测确定当前转子的转速，以当前的转速为基础开始加速到额定转速，从而实现无冲击启动。

某燃机电厂闭式水泵主要提供闭式冷却水，其作用向燃机、汽机、余热锅炉和发电机的辅助设备提供冷却水。在闭式水泵变频器切换的过程中，可以采用“飞车”切换方式，短时中断闭式水不会影响机组的安全运行。但是，在切换的过程中，需考虑闭式水压力低可能引起运行泵跳闸的问题。例如，空压机冷却水流量低会引起空压机跳闸，所以，在闭式水泵变频切换前，空压机的闭式水转由临机供，以保障闭式水泵变频切换过程中机组的运行安全。

某燃机电厂凝结水泵正常运行时，主要给低压汽包供水，低压汽包容积很大，而低压汽包低水位跳闸保护值设定很低。鉴于此，在凝结水泵变频器切换的过程中，可以采用“飞车”切换方式，短时中断凝结水，这样就不会因为汽包水位低而导致机组跳闸。

“飞车”切换采用变频—工频—变频的切换方式，以A泵变频器切换至B泵变频器为例加以说明：①将变频运行A泵的频率升至50 Hz；②自动合B泵QF2，B泵工频运行；③停A泵变频器运行，自动分QF1、KM42和KM41；④自动合KM43；⑤发出“A泵切B泵”指令后，自动合KM51，变频器待机；⑥自动断开KM53，合KM52，变频器自动启动。

4 结论

随着自动控制技术的快速发展，高压变频器已成为降本增效的重要手段。为了提高公司的经济效益，变频器在电厂的应用越来越广泛，但是，传统变频器切换方式对6 kV电机的损伤比较大，而且切换复杂。根据电机在运行中的重要程度，采用同步投切和“飞车”切换的方式，整个切换过程便于操作、安全可靠、节省时间，将被广泛运用于电厂。

参考文献

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[3]张震宇，吴芸，胡志涛.基于高压变频器的新型工/变频无扰切换技术[J].变频器世界，2016（1）：79-63.

[4]吴伟.高压变频器在电厂一次风机上的实际应用[J].科技与创新，2016（1）：10.

〔编辑：白洁〕

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