组的匝间短路故障和单相接地故障；不正常运行状态主；三、目前变频器电动机保护配置；为保证电力系统的可靠性，高压电动机一般采用变频器；证变频器检修时，与主回路无接触；点，此时k3开关闭合，电动机通过；旁路运行；此时由高压母线工频电压直接驱动；电动机，进线开关QF处保护装置的；保护对象是开关出线以及电动机本；体；保护的要求配置电动机保护，有差动；保护要求的，需要配
组的匝间短路故障和单相接地故障；不正常运行状态主要有过负荷、堵转、起动时间超时、三相供电不平衡或断相运行、电压闪变等。因此，对于高压电动机，根据规程以差动保护或电流速断为主保护，以过负荷保护、过流保护、零序保护及低电压保护等作为后备保护，外部因数以机组故障、润滑、温度等保护。
三、目前变频器电动机保护配置
为保证电力系统的可靠性，高压电动机一般采用变频器带工频旁路，以便即使在变频器检修时也可通过工频旁路，保证电动机的正常运行。如图1 其中k1、k2开关保
证变频器检修时，与主回路无接触
点，此时k3开关闭合，电动机通过
旁路运行。当电动机通过旁路运行，
此时由高压母线工频电压直接驱动
电动机，进线开关QF处保护装置的
保护对象是开关出线以及电动机本
体。因此，此时应该按照常规电动机
保护的要求配置电动机保护，有差动
保护要求的，需要配置电动机差动保
护。当旁路开关K3断开，电动机由
变频器拖动时，进线开关QF处保护装置的保护对象是开关出线以及变频器。由于目前变频器一般由整流变压器、控制柜等部分构成，即进线开关QF
处保护装置的保护对象是开关出线以及整流变压器。此时电动
机成为与母线隔离后高压变频器的负荷，因而电动机的保护应由高压变频系统的控制器实现。对于6～10 kV整流变压器，一般对其配置常规变压器后备保护，在定值整定时和常规变压器略有差异。此时电动机常规差动保护由于开关处电流和电动机中性侧电流频率不一致，无法进行差动保护，只能退出。
目前一般电动机保护配置有：电动机保护测控装置、电动机差动保护装置。电动机保护装置根据变频和工频的切换通过旁路开关进行功能的投退：即旁路开关断开，此时为变频器拖动电动机方式，变压器保护装置投入，电动机保护装置和电动机差动保护装置退出；当旁路开关闭合，此时为工频电压直接拖动电动机，电动机保护装置和电动机差动保护装置投入，变压器保护装置退出。
目前公司电动机保护配置方式主要有以下两种方式：
（1）对于1400kw以下的电动机，由于是工频直接启动。主保护主要以速断保护为主，过负荷、低压等保护为辅，相对比较简单。
（2）对于1400kw以上的电动机，由于是采取星点串阻启动方式。主保护增加差动保护，保护和改造相对比较复杂。
四、高压电动机变频二次回路控制原理
对于星点降压启动方式的大型电动机，在实际改造中存在几个问题：磁平衡差动的电流是在变频器下方，非工频电流。对于微机保护，按照工频50 hz整定的定值不适用于非工频情况。常规差动保护为相量差动，其原理是用傅里叶算法，根据一个周波的采样点计算出流入和流出电流的实虚部，再计算出差动和制动电流的幅值、相位后用相
量比较的方式构成判据。由于电流非50 hz工频，因此在进行傅里叶计算时需要通过频率跟踪保证计算结果的正确。由于变频器下方无电压引入，因此通过常规的电压跟踪频率方式无法实现。因此在变频运行条件下必须将电机差动保护退出。
对于保护控制回路的改造，就需要全面权衡在工频保护下和变频保护下各自保护的对象。我们在实际应用中通过转换开关来接通和打断各自控制保护回路。例如：在工频运行条件下，需要将启动设备（磁控软启或水阻柜）保护接入保护装置进行保护；但是在变频状态下就不需要对启动设备进行保护，而是需要对变频器进行保护。如果考虑不全面就会造成误动或拒动。
五、变频改造方案
通过公司技术人员的论证和讨论，系统在改进时采用双回路控制，即变频控制和原工频控制同时存在，两种控制方式之间用隔离刀闸切换。变频器异常时，停止变频器运行，风机可通过现场手动切换开关切换到工频下运行，正常运行时以变频控制为主。变频控制和工频控制在控制上实现互锁。提高了安全生产的保障能力，变频改进控制原理图如图2。
本方案工频和变频控制系统通过多档转换开关KK实现互锁，①②为常开点，③④为常闭点，⑤⑥为常开点；当工频运行时KK转换开关打到“工频”档位，③④接通，可以实现对启动设备（磁控软起、水阻柜）的保护，闭锁回路需满足状态后方可启动，期间可以对变频器进行检修，且变频器动作不会引起保护跳闸；当变频
图2 高压电动机变频改造二次原理图
运行时，①②点、⑤⑥点接通，保护跳闸回路实现对变频器的保护，闭锁回路屏蔽励磁和磁控软起就绪信号，变频运行期间可对启动设备进行检修而不影响变频运行。通过以上二次回路互锁，有实现两套软起和变频拖动设备互不影响，杜绝检修一方而造成另一方跳闸的事故。 在系统组态编程方面，变频调速操作控制嵌入到原DCS系统中。通过上位机可以对变频器进行启动、停机、调速等控制，在上位机上显示变频器的运行数据和当前状态。为了保障调速系统的可靠性。在上位机流程画面上保留原DCS系统上位机控制方式，作为系统备用，在变频器控制异常时能即时通过手动切换开关切换到原工频控制方式。
六、同步电机变频调速难点及相应措施
同步电机与普通异步电机运行上主要的区别是同步电机在运行时，电枢电压矢量与转子磁极位置之间的夹角必须在某一范围之内，否则将导致系统失步。
因此同步电机变频调速时必须时刻控制这一夹角在允许
的范围内变动，这一点就是同步电机变频和异步电机变频的主要区别。以下将简要介绍同步电机变频调速过程遇到的难点及变频装置相应解决措施：
1、同步电机的启动投励过程，通常同步电机启动有两种方式：一种先投励，同步启动；一种异步启动，后顺极性投励。对于同步电机变频启动均采用先投励，同步启动，但常会出现转子位置判断不正确导致电机启动失败。针对同步电机变频调速改造，很容易采用异步启动，顺极性投励方式，所以变频装置对同步电机进行异步软启动，实现额定启动力矩，将同步电机启动到8hz左右进行顺极性投励，具体所投励磁大小及投励时频率可以根据不同应用场合调试确定。至此，电动机转子磁场和定子磁场间夹角经过小量有阻尼震荡后，电机转子磁极被定子磁极可靠吸引，同步电机进入同步运行状态。变频器按照预先设定的加速度，逐渐加速到给定频率。此时，同步电机电枢电压矢量与转子磁极位置之间的夹角逐渐拉大到某一常值，电机转子磁极在定子磁场的吸引下逐渐加速至期望转速，同步电机起动过程完成。
针对要求重载启动的工况，为了启动力矩更大，可以适当提高变频装置输出电压和同步电机的励磁电流。
2、同步电机稳态调速和励磁调节过程，变频器驱动同步电机调速时，为了解决变频装置和同步电机间的配合，电机速度改变同时变频装置也会协同调节当前励磁电流大小和改变输出电压对应值（不是简单的恒v/f控制）。在某一设定频率点以上范围运行，变频器采集同步电机功率因素，通过内置控制器实时控制同步电动机的励磁电流，实现恒功
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三相交流电机变频调速控制器的设计
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