交流润滑油泵工频与变频无扰动切换装置的制作方法

1.本实用新型涉及交流润滑油泵技术领域，尤其涉及一种交流润滑油泵工频与变频无扰动切换装置。


背景技术：

2.现有燃气蒸汽联合循环运行机组润滑油泵均采用工频运行模式，
3.由于机组停机后盘车运行时间较长，工频交流润滑油泵功率较大，润滑油母管压力调节阀减压，存在节流损失，会造成厂用电浪费。
4.变频器的作用是调整电机的功率、实现电机的变速运行，达到省电的目的。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术当中存在的缺陷和不足，主要设计目标在于促进节能减排，本实用新型对现有交流润滑油泵设备进行改进，提出了一种交流润滑油泵工频与变频无扰动切换装置，通过增加交流润滑油泵变频主回路及其控制回路，实现交流润滑油泵变频运行模式，但又保持了原工频运行模式，并且可以实现静态切换。
6.其具体采用以下技术方案：
7.一种交流润滑油泵工频与变频无扰动切换装置，其特征在于：
8.电源柜经交流润滑油泵变频电源开关、进线刀闸qs1、三相保险熔断器fu连接变频器，经电抗器l连接设置在变频器输出柜的变频器出口接触器km、出线刀闸qs2，再接入交流润滑油泵电机，构成变频回路；
9.所述交流润滑油泵电机经交流润滑油泵工频电源开关连接另一电源柜，构成工频回路；
10.所述变频器和交流润滑油泵电机之间设置有变频控制回路，所述变频控制回路上串联有工频连锁信号控制开关和中间继电器ka1的线圈；
11.所述工频连锁信号控制开关的控制端连接工频回路，用于在工频回路接通时断开，断开时接通；
12.所述中间继电器ka1的常开触点串联在变频回路上，常闭触点串联在工频回路上。
13.进一步地，所述变频控制回路上设置有远控开关。
14.进一步地，所述交流润滑油泵变频电源开关采用抽屉开关。
15.进一步地，所述变频器采用abb 公司 acs580-07 柜体式变频器。
16.进一步地，所述交流润滑油泵电机采用南阳集团防爆电机，电机型号 yb2-315l-4。
17.进一步地，所述变频回路的各柜体之间采用zryjv电缆构成电气连接。
18.本实用新型及其优选方案通过增加交流润滑油泵变频主回路（一次回路）及其控制回路（二次回路），在实现交流润滑油泵变频运行模式，实现节能的基础上，又保持了原工频运行模式，并且可以实现静态切换以及变频、工频的互锁运行，保障了交流润滑油泵变频
运行的稳定性和可靠性。
附图说明
19.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步详细的说明：
20.图1是本实用新型实施例一次系统图；
21.图2是本实用新型实施例主要柜体示意图；
22.图3是本实用新型实施例一次系统电路原理图；
23.图4是本实用新型实施例运行和基本控制逻辑图；
24.图5是本实用新型实施例控制电路图，从左至右依次为：二次原理图、变频器控制端子图、反馈及连锁信号原理图；
25.图6是本实用新型实施例一个应用实例中的真实工况下的运行逻辑图。
具体实施方式
26.为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下：
27.本实施例方案通过增加交流润滑油泵变频主回路及其控制回路，实现交流润滑油泵变频运行模式，但又保持了原工频运行模式，并且可以实现静态切换。
28.如图1-图3所示，对于所增加的变频主回路，电源柜a经交流润滑油泵变频电源开关、进线刀闸qs1、三相保险熔断器fu连接变频器，经电抗器l连接设置在变频器输出柜的变频器出口接触器km、出线刀闸qs2，再接入交流润滑油泵电机。
29.交流润滑油泵电机经交流润滑油泵工频电源开关连接另一电源柜b，构成工频回路；
30.其中，交流润滑油泵电机采用南阳集团防爆电机，电机型号 yb2-315l-4，电机额定功率 160kw，额定电压380v，额定电流 287.8a。
31.变频器采用abb 公司 acs580-07 柜体式变频器，变频器额定输入电压 400v，额定输入电流 363a，额定输出电压 0-400v，额定输出电流363a，额定容量 251kva。
32.各柜体之间采用zryjv电缆进行连接。
33.作为本实施例的优选，且为了方便现场操控，新增变频回路上设置有远控开关，并与交流润滑油泵变频电源抽屉开关qf和变频器出口接触器km构成串联。
34.当远方控制将交流润滑油泵变频电源抽屉开关qf和变频器出口接触器km合闸后，380v交流电通过交流润滑油泵变频电源抽屉开关qf和进线刀闸qs1、三相保险fu进入变频器，在变频器中把工频交流通过整流器转换成直流电源，然后再将直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源送出，经电抗器l、变频器出口接触器km和出线刀闸qs2送至交流润滑油泵电机绕组，拖动交流润滑油泵旋转。
35.需要特别说明的是，以上变频器的工作原理属于本领域公知常识，本实用新型方案的重点在于进行变频改造以及工频与变频无扰动切换实现的电路设计，因此对其他次要技术细节不多做赘述。
36.如图4、图5所示，作为本实施例设计的另一个重点，即工频与变频无扰动切换，主要通过控制回路进行实现：
37.其中，变频控制回路上串联有工频连锁信号控制开关和中间继电器ka1的线圈；
38.工频连锁信号控制开关的控制端连接工频回路，接受工频回路的通断状态信息并进行开断的反馈，在工频回路接通时断开，断开时接通；
39.中间继电器ka1的常开触点串联在变频回路上，常闭触点串联在工频回路上。
40.在该控制电路的运行过程中，如果工频回路是接通的，那么工频连锁信号控制开关根据该接通的信号则始终保持断开的状态，此时中间继电器ka1的常开触点断开，变频回路无法被接通；而如果工频回路未接通，则工频连锁信号控制开关不影响变频回路的上电，此时如果变频回路被启动，则中间继电器ka1的线圈得电，常闭触点被断开，此时工频回路无法被导通，由此实现了类似“互锁”的无扰动切换。
41.以上是通过实施例对本实用新型的装置和电路基本结构和运作机理的介绍，下面通过一个具体实例，对本实施例装置的应用作进一步的拓展，并给出其节能和兼顾稳定运行的效果分析。
42.经设计者分析，本实施例方案较为适合对于燃气蒸汽联合循环运行机组年运行小时数不高时的情况。
43.有某地燃气蒸汽联合循环运行机组设有主备两台交流润滑油泵a和交流润滑油泵b，其中交流润滑油泵b长期处于备用状态，润滑油系统连续运行，交流润滑油泵长期处于出口高压力旁通减压运行方式，因此该实例采取停机备用阶段将交流润滑油泵b改造为本实施例所示的装置结构，转为双频运行模式。
44.如图6所示，经过改造的系统的运行逻辑主要包括：
45.1、燃气蒸汽联合循环机组运行。保持一台交流润滑油泵a运行，另一台交流润滑油泵b工频和变频均保持正常备用。当运行交流润滑油泵故障时，控制逻辑联锁启动备用交流润滑油泵工频。
46.2、燃气蒸汽联合循环机组停机后润滑油泵切换。当机组停运满1个小时、且交流润滑油泵为运行状态，手动启动备用交流润滑油泵变频运行，将润滑油母管压力调节正常后，再选择后启动变频交流润滑油泵b为主泵，此时交流润滑油泵b变频运行下闭锁了本台交流润滑油泵的工频运行请求，因此工频将不会启动；同时逻辑中原运行工频运行交流润滑油泵a运行请求条件均不满足，工频交流润滑油泵a自动停运。
47.3、如果燃气蒸汽联合循环机组停机后交流润滑油泵b变频运行故障。
48.交流润滑油泵变频运行故障分2种情况：
49.交流润滑油泵变频运行信号正常，润滑油泵母管压力低，根据逻辑联锁启动此时的备用交流润滑油泵a，同时停运变频交流润滑油泵b，交流润滑油泵a、b控制逻辑恢复至最初的默认逻辑。
50.交流润滑油泵变频故障跳闸，运行信号消失；润滑油泵母管压力低，则根据方案逻辑联锁启动备用交流润滑油泵a。交流润滑油泵控制逻辑恢复至改造前逻辑。
51.4、燃气蒸汽联合循环机组准备启动，恢复工频交流润滑油泵运行。如果选择备用交流润滑油泵b，则工频交流润滑油泵启动（如果此时再选择变频，工频泵将自动停运，由于变频运行，工频将不会运行）。
52.综上所述，可以看出，本实施例设计方案的主要要点和优势包括：
53.1、通过工频交流润滑油泵开关和变频交流润滑油泵开关双电源控制同一台泵，实
现双电源开关不能同时合闸，能够杜绝非同期事故，确保就地和远方均有效防护，做到保护无死区；
54.2、通过工频交流润滑油泵开关和变频交流润滑油泵开关双电源控制同一台泵，保证了燃气蒸汽联合循环机组运行期间工频交流润滑油泵开关处于备用或运行状态，燃气蒸汽联合循环机组备用期间变频交流润滑油泵开关回路运行；
55.3、实现工频交流润滑油泵开关和变频交流润滑油泵开关（远方）无扰动切换，既保证了切换的准确性，也降低就地操作工作量。
56.可能的替代方案分析：
57.1、通过新增一台变频备用泵来实现本方案中变频部分的替代方案，但需要增加较多设备，并需考虑润滑油箱和润滑油管道的空间、控制系统的变更等。此方案需要消除新增设备在运行期间对主设备的干扰。
58.2、可通过新增一台小工频泵，仅在需要低润滑油压力运行时启动，但也需考虑润滑油箱和润滑油管道的空间。此方案也需要消除新增设备在运行期间对主设备的干扰。
59.本实施例装置在对现有设备进行改进和安装的过程中可以克服以上缺陷，且能够充分利用现有资源，控制了成本。
60.技术效果分析：
61.燃气蒸汽联合循环机组为确保日常运行和事故状态下的处理，润滑油泵设计扬程一般高出最低容许扬程2倍左右。
62.以m701f3型机组为例，设计扬程0.59mpa，调压后供油压力0.26mpa，低报警压力0.189mpa，额定功率160kw。通过功率相似定律可知：功率之比与转速比的三次方成正比。考虑到机械效率和管道损失，将润滑油泵出口压力降至0.24mpa运行，润滑油泵变频器将频率由50hz降至40hz，功率下降达到48.8%，降低78kw，按年机组发电小时2000h计算，全年能够节约能源52.728万kw/h。
63.需要注意的是，以上控制方案并非本实用新型的保护对象，仅为展示采用本实施例优选装置及电路结构所能够实现的一种相对理想的效果。
64.本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的交流润滑油泵工频与变频无扰动切换装置，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。

技术特征：
1.一种交流润滑油泵工频与变频无扰动切换装置，其特征在于：电源柜经主润滑油泵变频电源开关、进线刀闸qs1、三相保险熔断器fu连接变频器，经电抗器l连接设置在变频器输出柜的变频器出口接触器km、出线刀闸qs2，再接入交流润滑油泵电机，构成变频回路；所述交流润滑油泵电机经交流润滑油泵工频电源开关连接另一电源柜，构成工频回路；所述变频器和交流润滑油泵电机之间设置有变频控制回路，所述变频控制回路上串联有工频连锁信号控制开关和中间继电器ka1的线圈；所述工频连锁信号控制开关的控制端连接工频回路，用于在工频回路接通时断开，断开时接通；所述中间继电器ka1的常开触点串联在变频回路上，常闭触点串联在工频回路上。2.根据权利要求1所述的交流润滑油泵工频与变频无扰动切换装置，其特征在于：所述变频控制回路上设置有远控开关。3.根据权利要求1所述的交流润滑油泵工频与变频无扰动切换装置，其特征在于：所述交流润滑油泵变频电源开关采用抽屉开关。4.根据权利要求1所述的交流润滑油泵工频与变频无扰动切换装置，其特征在于：所述变频器采用abb 公司 acs580-07 柜体式变频器。5.根据权利要求1所述的交流润滑油泵工频与变频无扰动切换装置，其特征在于：所述交流润滑油泵电机采用南阳集团防爆电机，电机型号 yb2-315l-4。6.根据权利要求1所述的交流润滑油泵工频与变频无扰动切换装置，其特征在于：所述变频回路的各柜体之间采用zryjv电缆构成电气连接。

技术总结
本实用新型提出一种交流润滑油泵工频与变频无扰动切换装置，其中，电源柜经交流润滑油泵变频电源开关、进线刀闸QS1、三相保险熔断器FU连接变频器，经电抗器L连接设置在变频器输出柜的变频器出口接触器KM、出线刀闸QS2，再接入交流润滑油泵电机，构成变频回路；所述交流润滑油泵电机经交流润滑油泵工频电源开关连接另一电源柜，构成工频回路；所述变频器和交流润滑油泵电机之间设置有变频控制回路，所述变频控制回路上串联有工频连锁信号控制开关和中间继电器KA1的线圈；所述工频连锁信号控制开关的控制端连接工频回路，用于在工频回路接通时断开，断开时接通；所述中间继电器KA1的常开触点串联在变频回路上，常闭触点串联在工频回路上。工频回路上。工频回路上。


技术研发人员：黎晖 江昌标 王睿弘 王新年 邱贤明 念小文 周向艺 王树庆 赖武 彭振宇
受保护的技术使用者：中海福建燃气发电有限公司
技术研发日：2023.04.12
技术公布日：2023/7/28