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(jī)、送風(fēng)機(jī)、汽輪機(jī)電動(dòng)給水泵、凝結(jié)水泵等耗電量大，同時(shí)這些水泵和風(fēng)機(jī)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(kāi)度。只要這些風(fēng)門或調(diào)節(jié)閥不是全開(kāi)，電動(dòng)機(jī)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(wú)用功。如果風(fēng)門或調(diào)節(jié)閥全開(kāi)，通過(guò)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)速度來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)輸出功率，從而調(diào)節(jié)流體流量，就可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)效率的

火電廠電動(dòng)機(jī)大多采用異步電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)速為n=60f(l - s)/p (1) 式中:n為異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速;f為異步電動(dòng)機(jī)電源頻率;S為異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率;P為異步電動(dòng)機(jī)定子極對(duì)數(shù)。由式(1)可以看出，異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)有3個(gè)變量因子，其中電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率和定子極對(duì)數(shù)的改變相對(duì)困難，電源頻率的改變相對(duì)容易。基于電力電子技術(shù)和現(xiàn)代控制通信技術(shù)實(shí)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(jìn)行調(diào)節(jié)，即通過(guò)變頻技術(shù)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使電動(dòng)機(jī)功率按需分配，實(shí)現(xiàn)流體流量的高效調(diào)節(jié)，從而達(dá)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(dòng)機(jī)保護(hù)的新問(wèn)題

2.1 電動(dòng)機(jī)保護(hù)配置的要求

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

2.2 應(yīng)用變頻器后電動(dòng)機(jī)保護(hù)的問(wèn)題

目前現(xiàn)場(chǎng)電動(dòng)機(jī)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(jìn)入工頻供電時(shí)，變頻器通過(guò)可編程邏輯控制器自動(dòng)完成或手動(dòng)完成變頻狀態(tài)到工頻狀態(tài)的切換;在工頻運(yùn)行時(shí)，如需要重新投入變頻運(yùn)行，也可自動(dòng)或手動(dòng)完成工頻狀態(tài)到變頻狀態(tài)的切換。當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于工頻運(yùn)行工況時(shí)，常規(guī)電動(dòng)機(jī)保護(hù)能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)使用要求;當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于變頻運(yùn)行工況時(shí)，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(méi)有必然的聯(lián)系，如果按原方法進(jìn)行保護(hù)配置，會(huì)影響保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)。因此，對(duì)于使用變頻器的電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，不應(yīng)將變頻器納入差動(dòng)保護(hù)的范圍，應(yīng)只單獨(dú)保護(hù)電動(dòng)機(jī)。差動(dòng)保護(hù)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(kāi)關(guān)側(cè)，末端電流互感器置于電動(dòng)機(jī)的中性點(diǎn)側(cè)。

電動(dòng)機(jī)在變頻運(yùn)行工況時(shí)，變頻器輸出頻率范圍一般可以達(dá)到0.5~120 Hz，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)頻運(yùn)行范圍一般在15~50 Hz。而目前常用的微機(jī)保護(hù)裝置均是根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，即采用固定頻率50Hz進(jìn)行數(shù)字采樣計(jì)算，如何讓微機(jī)保護(hù)裝置能夠適用于大范圍頻率運(yùn)行是變頻電動(dòng)機(jī)保護(hù)必須解決的問(wèn)題。同時(shí)，考慮到在變頻器電源輸出側(cè)不方便裝VT，如何實(shí)時(shí)測(cè)量電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率也是需要解決的難題。