试论高压变频器的同步投切与飞车切换方式1.docxVIP

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试论高压变频器的同步投切与“飞车”切换方式

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摘要：本文基于高压变频器同步投切系统主回路实现的根本原理及方法之上，提出一拖二的高压变频器方式，能够实现同步投切及“飞车”切换，在切换过程中达到变频器的输出电压一致于电网电压幅值、相位、频率。经研究发现本文提出此种新型切换方式，不仅比较简便还可以更安全省电，从而有效预防误操作情况发生。

关键词：高压变频器；同步投切；“飞车”切换

高压变频器作为目前被广泛运用于水泵、风机等高效节能设备，达到较好的节能降耗成效，不仅创造经济效益更实现了社会效益。但是高压变频器的系统元件比较复杂，极有可能出现元气组件的使用期限较久出现老化，以及运用环境恶劣、母线电压波动等因素制约所致发生变频器非正常停机故障情况。而一旦变频器出现故障则需要借助旁路开关及时切工，假若变切工失败则需要降低机组负荷来实现稳定炉膛压力，但是一旦RB联锁失效，最终必然会影响机组生产的稳定性[2]。因此本文提出高压变频器实现同步投切及“飞车”切换方式。

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高压变频器同步投切系统主回路基本原理

想要实现高压变频器的同步投切，系统主回路的主要原理图（见图1），系统元件组成包括了开关、高压变频器、并网电抗器与控制系统可编程PLC。该控制系统能够实现对数据的实时采集、分析、处理脉冲、控制警报、输入输出锁相等这一功能。同步切换需要依照相应的运行方式，转变频工投切与工频投切，在实现频工投切过程中需要拖动变频器电机运行，并借助锁相技术在变频器的输出幅值、频率、相位始终相符于电网并网，在并网之后切出电动机变频运行。在实现工频投切过程中，变频器首先空载运行之后，经由锁相技术达到变频器的输出幅值、频率、相位一致时并网，在并网之后切出电动机工频即投入至变频运行。

图1同步投切系统一次回路

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变频器结构组成及电气闭锁

针对一拖二变频器通常包括了6Kv工频与变频共用的两开关，变频器对接触器KM41和KM52连接，出现KM42与KM52，工频接触器KM43及KM53，在电抗器及电抗器旁侧的接触器QFO（见图2）。

图2变频器原理示意图

在泵运行过程中主要有三种状态，即工频运行、变频运行、工频备用。根据上图示例在A泵变频或工频运行状态下，以B泵工频备用，图示QF1与QF2分别为A、B两泵的6Kv开关。如上假设的具体情况包括：其一在工频运行状态下的A泵，KM43开关合，QF1开关合，KM41与KM42两开关在分位；其二在变频运行状态下的A泵，KM41、KM42与QF1开关均合，KM43开关在分位；其三在工频备用状态下的B泵，KM51、KM52与QF2开关在分位，KM53则合。

为了对变频器与接触器之间发生误操作等情况，通过将电气闭锁设置于变频器中，包括如下三种：

其一在KM41与KM43、KM51与KM53处于闭锁情况下，高压运用同步投切实现水泵变频切换至工频，在KM41（KM51）处于合闸位情况下，KM43（KM53）能够合闸，但是一旦合闸那么KM41（KM51）则无法合闸。运用“飞车”切换方式实现凝结、闭式两种水泵的变频切换，在KM41（KM51）处于合闸时，KM43（KM53）无法合闸，同样在KM43（KM53）处于合闸位情况下，KM41（KM51）则无法合闸，仅1台变频器正常运行；

其二在KM41与KM51闭锁情况下，KM41处于合闸位那么KM51即无法成功合闸，保证能够正常运行一台变频器；

其三在KM41与KM43、KM51与KM53全部处于闭锁状态，那么KM42和KM52便仅仅能够待在QF1、KM41（KM51）处于合闸位，变频器状态为待机情况下KM42（KM52）才能够合。此种做法能够有效预防泵的状态切换过程中，电机残压影响变频器的反送电。

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同步投切

变频器实现同步投切，主要是变频器能够实现工频与变频之间无扰动的状态切换，通过运用锁频锁相技术，能够确保变频器的输出幅值、频率及相位，能够一致于工频，从而实现变频负载稳步切换至工频，从而预防变频器的输出电压、工频电压存在相位差情况，进而产生冲击电流对设备造成较大损坏。同步投切关键实现技术主要需要借助变频器内部的电抗器与真空接触器，在实现变频器的同步投切过程中，电抗器接入达到涌流控制这一作用，保证不会改变电流。同步投切主要实现两种状态转变，包括了变频投工频、工频投变频。

3.1变频投工频

此种状态转变主要指的是变频器接收同步投切指令后，转变原本的变频运行负载方式，提升负载为工频负载，变频器输出经由电抗器后锁定至工频等同的幅值、电压与相位，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。

3.2工频投变频

此种状态转变主要变频器接