35KV真空斷路器的基本原理

一、 35KV真空斷路器的基本原理

在火力發(fā)電廠中，鍋爐引風(fēng)機、送風(fēng)機、汽輪機電動給水泵、凝結(jié)水泵等耗電量大，同時這些水泵和風(fēng)機所在系統(tǒng)通常需要頻繁且幅度較大的流量調(diào)節(jié)。傳統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)方法是調(diào)整這些系統(tǒng)管路中的風(fēng)門或調(diào)節(jié)閥開度。只要這些風(fēng)門或調(diào)節(jié)閥不是全開，電動機所消耗的功率就有一部分轉(zhuǎn)化為克服這些風(fēng)門或調(diào)節(jié)閥阻力的無用功。如果風(fēng)門或調(diào)節(jié)閥全開，通過調(diào)節(jié)電動機速度來調(diào)節(jié)電動機輸出功率，從而調(diào)節(jié)流體流量，就可實現(xiàn)電動機效率的

火電廠電動機大多采用異步電動機，其轉(zhuǎn)速為n=60f(l - s)/p (1) 式中:n為異步電動機轉(zhuǎn)速;f為異步電動機電源頻率;S為異步電動機轉(zhuǎn)差率;P為異步電動機定子極對數(shù)。由式(1)可以看出，異步電動機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)有3個變量因子，其中電動機轉(zhuǎn)差率和定子極對數(shù)的改變相對困難，電源頻率的改變相對容易。基于電力電子技術(shù)和現(xiàn)代控制通信技術(shù)實現(xiàn)的變頻技術(shù)，其基本原理是把工頻為50 Hz的電源整流成直流，再斬波還原成交流，還原后的交流電源頻率根據(jù)流體流量調(diào)節(jié)的需要進行調(diào)節(jié)，即通過變頻技術(shù)調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速，使電動機功率按需分配，實現(xiàn)流體流量的高效調(diào)節(jié)，從而達到提高效率、節(jié)能降耗的目的。

二、35KV真空斷路器的基本原理后電動機保護的新問題

2.1 電動機保護配置的要求

根據(jù)文獻《火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計技術(shù)規(guī)定》，高壓異步電動機應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護。對6.3 MVA及以上的變壓器應(yīng)裝設(shè)本保護，用于保護繞組內(nèi)及引出線上的相間短路故障;保護裝置宜采用三相三繼電器式接線，瞬時動作于變壓器各側(cè)斷路器跳閘，當(dāng)變壓器高壓側(cè)無斷路器時，則應(yīng)動作于發(fā)電機變壓器組總出口繼電器，使各側(cè)斷路器及滅磁開關(guān)跳閘。對2 MVA及以上采用電流速斷保護靈敏性不符合要求的變壓器也應(yīng)裝設(shè)本保護。目前，火力發(fā)電廠高壓電動機的設(shè)計至少要按上述規(guī)定配置繼電保護。一般情況下，電動機采用微機型綜合保護裝置，保護裝置安裝在電動機6kV開關(guān)柜中，差動保護電流取自6 kV開關(guān)柜和電動機中性點側(cè)電流互感器。

2.2 應(yīng)用變頻器后電動機保護的問題

目前現(xiàn)場電動機加裝變頻器所采用的改造方式多為工變頻互切方式，其系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障或者工況要求進入工頻供電時，變頻器通過可編程邏輯控制器自動完成或手動完成變頻狀態(tài)到工頻狀態(tài)的切換;在工頻運行時，如需要重新投入變頻運行，也可自動或手動完成工頻狀態(tài)到變頻狀態(tài)的切換。當(dāng)電動機處于工頻運行工況時，常規(guī)電動機保護能夠滿足現(xiàn)場使用要求;當(dāng)電動機處于變頻運行工況時，由于附加了變頻器裝置，變頻器的輸入和輸出電流在頻率、相位上都沒有必然的聯(lián)系，如果按原方法進行保護配置，會影響保護功能的實現(xiàn)。因此，對于使用變頻器的電動機來說，不應(yīng)將變頻器納入差動保護的范圍，應(yīng)只單獨保護電動機。差動保護范圍為:始端電流互感器應(yīng)置于變頻器的輸出端，而非電源開關(guān)側(cè)，末端電流互感器置于電動機的中性點側(cè)。

電動機在變頻運行工況時，變頻器輸出頻率范圍一般可以達到0.5~120 Hz，現(xiàn)場實際調(diào)頻運行范圍一般在15~50 Hz。而目前常用的微機保護裝置均是根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的，即采用固定頻率50Hz進行數(shù)字采樣計算，如何讓微機保護裝置能夠適用于大范圍頻率運行是變頻電動機保護必須解決的問題。同時，考慮到在變頻器電源輸出側(cè)不方便裝VT，如何實時測量電動機運行頻率也是需要解決的難題。