35KV真空断路器的基本原理

一、 35KV真空断路器的基本原理

在火力发电厂中，锅炉引风机、送风机、汽轮机电动给水泵、凝结水泵等耗电量大，同时这些水泵和风机所在系统通常需要频繁且幅度较大的流量调节。传统的流量调节方法是调整这些系统管路中的风门或调节阀开度。只要这些风门或调节阀不是全开，电动机所消耗的功率就有一部分转化为克服这些风门或调节阀阻力的无用功。如果风门或调节阀全开，通过调节电动机速度来调节电动机输出功率，从而调节流体流量，就可实现电动机效率的

火电厂电动机大多采用异步电动机，其转速为n=60f(l - s)/p (1) 式中:n为异步电动机转速;f为异步电动机电源频率;S为异步电动机转差率;P为异步电动机定子极对数。由式(1)可以看出，异步电动机的转速调节有3个变量因子，其中电动机转差率和定子极对数的改变相对困难，电源频率的改变相对容易。基于电力电子技术和现代控制通信技术实现的变频技术，其基本原理是把工频为50 Hz的电源整流成直流，再斩波还原成交流，还原后的交流电源频率根据流体流量调节的需要进行调节，即通过变频技术调节电动机转速，使电动机功率按需分配，实现流体流量的高效调节，从而达到提高效率、节能降耗的目的。

二、35KV真空断路器的基本原理后电动机保护的新问题

2.1 电动机保护配置的要求

根据文献《火力发电厂厂用电设计技术规定》，高压异步电动机应装设纵联差动保护。对6.3 MVA及以上的变压器应装设本保护，用于保护绕组内及引出线上的相间短路故障;保护装置宜采用三相三继电器式接线，瞬时动作于变压器各侧断路器跳闸，当变压器高压侧无断路器时，则应动作于发电机变压器组总出口继电器，使各侧断路器及灭磁开关跳闸。对2 MVA及以上采用电流速断保护灵敏性不符合要求的变压器也应装设本保护。目前，火力发电厂高压电动机的设计至少要按上述规定配置继电保护。一般情况下，电动机采用微机型综合保护装置，保护装置安装在电动机6kV开关柜中，差动保护电流取自6 kV开关柜和电动机中性点侧电流互感器。

2.2 应用变频器后电动机保护的问题

目前现场电动机加装变频器所采用的改造方式多为工变频互切方式，其系统架构如图1所示。

当变频器出现故障或者工况要求进入工频供电时，变频器通过可编程逻辑控制器自动完成或手动完成变频状态到工频状态的切换;在工频运行时，如需要重新投入变频运行，也可自动或手动完成工频状态到变频状态的切换。当电动机处于工频运行工况时，常规电动机保护能够满足现场使用要求;当电动机处于变频运行工况时，由于附加了变频器装置，变频器的输入和输出电流在频率、相位上都没有必然的联系，如果按原方法进行保护配置，会影响保护功能的实现。因此，对于使用变频器的电动机来说，不应将变频器纳入差动保护的范围，应只单独保护电动机。差动保护范围为:始端电流互感器应置于变频器的输出端，而非电源开关侧，末端电流互感器置于电动机的中性点侧。

电动机在变频运行工况时，变频器输出频率范围一般可以达到0.5~120 Hz，现场实际调频运行范围一般在15~50 Hz。而目前常用的微机保护装置均是根据行业标准设计的，即采用固定频率50Hz进行数字采样计算，如何让微机保护装置能够适用于大范围频率运行是变频电动机保护必须解决的问题。同时，考虑到在变频器电源输出侧不方便装VT，如何实时测量电动机运行频率也是需要解决的难题。