循环投切的工作过程
众所周知,变频器的输出端不能连接电源,也不能运行中带载脱闸,切换过程应按以下的程序进行。循环投切恒压供水系统投入运行时,当变频器的输出频率已达到50Hz或52Hz时,能否将变频器的上限频率设为52Hz,取决于水泵电机运行在52Hz时是否超载。在50Hz频率下运行60s管网水压未达到给定值,此时,该台水泵需切换到工频运行。切换过程是:先关该台水泵电动阀,然后变频器停车(停车方式设定为自由停车),水泵电机惯性运转,考虑到电机中的残余电压,不能将电机立即切换到工频,而是延时一段时间,到电机中的残余电压下降到较小值,这个值保证电源电压与残余电压不同相时造成的切换电流冲击较小,在某水厂160kW水泵电机的切换时间为600ms。连接在电机工频回路中的空气开关容量为400A,经现场调试切换过程的电流冲击较小,每一次切换都百分之百的成功。关阀后停车,水泵电机基本上处于空载运转,到600ms时电机的转速下降不是很多,使切换时电流冲击较小。切换完成后,再打开电动阀;已停车的变频器切换到另外的水泵上起动并运行,再开电动阀。切除工频泵时,先关阀,后停车,这样无“水锤”现象产生。这些操作都是由PLC控制自动完成。
实际上,电机的传统起动方式也存在一定的电流冲击。对电机直接起动时,起动电流是额定电流的5~7倍,小功率的电机经常采用直接起动方式。电机功率较大时,常用星—三角或自耦减压起动器。自耦减压起动器起动电机时,首先加60%的电压,属恒频调压调速,数秒钟或数十秒钟后(根据电机的容量而定),电机加速到60%电压时的速度,将60%的电压切除后立即连接到100%(380V)电源上。切除60%电压时,电机的速度较变频器投到工频时电机的速度要低,残余电压相对低一些,投切是在瞬间完成的,电流冲击可能性较大,为保证切换成功,回路上的空气开关容量一般都选得比较大。循环投切时,电机从变频往工频切换,只要切换的延时足够,电机由变频切换到工频时的电流冲击不大。一般残余电压的衰减时间为1—2秒,切换延时也不是越长越好,延时短,残余电压高,速度降落少;延时长,残余电压低,但速度降落大。选择延时需二者兼顾,以求得最小的冲击电流。如果要使切换过程无电流冲击,需采用同步切换方式,加入一些控制手段和控制元件就可实现,但考虑经济上是否合算。
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