双速电机切换柜的制作方法

本发明技术涉及火力发电厂双速电机辅助设备技术领域，具体涉及一种在双速电机高、低速切换时电气一、二次系统切换的双速电机切换柜。

背景技术：

随着我国电力行业的快速发展，电力行业对设备的节能要求越来越高，火力发电厂实际运行情况下低负荷时间比较多，为了适应火力发电厂循环水泵在低负荷下的节能要求，目前电厂的循环水泵电机普遍采用双速电机，高负荷下按高速电机接线，低负荷下按低速电机接线，通常双速电动机需要配置差动保护，双速电机的电气一、二次接线在高、低速下切换时，差动保护的电流互感器CT接线在高、低速切换时也需要相应的切换。目前，国内双速电动机高、低速切换通常有两种配置方案，第一种是同时配置两台配电柜，即高配电柜和低速配电柜，两台配电柜和电动机接线盒按高、低速不同接线做好电缆连接，高、低速配电柜之间做合闸闭锁，在电动机高、低速运行时合相应的配电柜即可，此方案需要两台配电柜，从高配电柜和低速配电柜均需要分别放一、二次电缆至电动机接线盒，配电柜和电缆多，费用高。另一种是配置一台配电柜，电动机一次电缆高、低速的切换通过现场改接接线盒内电缆接线柱方式实现，由于高、低速接线盒在电动机不同位置，此种方式每次切换都需要拖动电缆以更改电缆连接，多次拖动切换后对电缆和电缆头有损伤，直接影响到一次电缆的电气安全性能。此外，电动机二次接线高、低速切换时，先要把电机盒内差动电流互感器CT信号通过电缆引接至配电柜内，差动电流互感器CT在配电柜内装切换片以实现高、低速切换，切换后的电流互感器CT信号送至本柜的差动保护。这种方式电动机盒的电流互感器CT至配电柜的信号电缆多，配电柜上二次切换设备布置多，配电柜整个柜面设备太多，布置紧张。另外，当电动机和配电柜在两个不同地方时，切换操作容易出现一、二次切换设备不在同一接线位置，产生误操作，造成安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种双速电机切换柜，能够不需要现场改接接线盒内电缆接线柱即可实现电动机的一、二次切换。

本实用新型通过以下技术方案解决上述技术问题，

双速电机切换柜，包括柜体和安装在柜体前板的9个一次电缆接线柱、3个铜排连接片和9个二次连接排，其特征在于，

柜体分成上下两层，上层为二次切换回路，下层为一次切换回路；

所述二次切换回路安装有9个并排依次排列的二次连接排；

所述二次连接排设有上、中、下三个连接柱，所述中连接柱上固定连接有连接片，并通过连接片切换连接上或下连接柱；

所述二次连接排的上、下连接柱分别连接双速电机的高、低速接线差动保护装置信号端；

所述一次切换回路安装有9个一次电缆接线柱，9个一次电缆接线柱分成上、中、下三排对齐排列，每排各3个一次电缆接线柱；

所述上排、下排三个一次电缆接线柱分别连接双速电机的高、低速状态电源连接端；

所述中排三个一次电缆接线柱分别连接配电柜的三相电源；

所述9个一次电缆接线柱和9个二次连接排满足电流和电气安全间距的要求；

在所述9个一次电缆接线柱的下部设有3个铜排连接片；

所述铜排连接片分别连接同列的上排与中排的一次电缆接线柱或中排与下排的一次电缆接线柱。

作为优化，所述柜体上下两层通过SMC绝缘板隔离；

作为优化，在所述9个一次电缆接线柱和9个二次连接排的下端或上端设置标签框；在所述柜体前板还设有注明双速电机高、低速时不同接线要求的说明标签框；

作为优化，所述柜体高1700mm,宽1240mm，厚800mm，切换柜柜体板材用2mm厚不锈钢，柜面喷漆，采用静电喷涂后焙烤而成；所述柜体上层高370mm，所述柜体下层高1300mm；

作为优化，所述柜体前板正面做前开单向玻璃门；所述柜体背板做成螺丝固定的可拆卸活动门；

作为优化，所述柜体前板为SMC绝缘板；

作为优化，所述二次连接排为YY1-S型切换片；

作为优化，所述柜体后部两侧设置有固定电缆的固定线槽，分别固定一次电缆和二次导线。

本实用新型使双速电机高、低速的一、二次切换全部在一个切换柜内实现，切换柜内设备少、简单，实用性好。本实用新型适用于现在双速电机高、低速变换下普遍采用的Y-Y或Y-Δ两种模式，适用性强。相比现在普遍采用的双速电机的两种切换配置方案，一方面减少了配电柜和电缆的数量，配电柜由两面变成一面，经济性强；另一方面消除了双速电机高、低速切换时改接一次电缆的安全隐患，在一个切换柜上实现所有的操作，消除了误操作产生的概率，安全性好；取消了在配电柜上的二次切换连接片。本实用新型加工简单、费用省、电气一次和二次接线操作及切换方便、一次电缆高、低速切换安全性高，不仅适用于火力发电厂3kV、6kV、10kV电压等级循环水泵的高、低速切换，同时也适用于国内其它行业中需要高、低速接线切换同时配置差动保护的3～20kV电压等级双速电动机。

附图说明

图1为本发明实施例1主视图；

图2为本发明实施例1右视图；

图3为本发明实施例2电气一次连接图；

图4为本发明实施例2电气二次连接图；

图5为本发明实施例3电气一次连接图；

图6为本发明实施例3电气二次连接图。

具体实施方式

以下结合实施例并对照附图，对本发明进行详细说明。

实施例1

双速电机切换柜，包括柜体和安装在柜体前板的九个一次电缆接线柱、3个铜排连接片71、72、73和九个二次连接排41、42、43、51、52、53、61、62、63，

所述柜体8高1700mm,宽1240mm，厚800mm，切换柜柜体板材用2mm厚不锈钢，柜面喷漆，采用静电喷涂后焙烤而成；所述柜体上层高370mm，所述柜体下层高1300mm；所述柜体前板82为SMC绝缘板；

所述柜体前板82正面做前开单向玻璃门86；所述柜体背板做成螺丝固定的可拆卸活动门；

柜体分成上下两层，上层为二次切换回路，下层为一次切换回路；所述柜体上下两层通过隔板81隔离，所述隔板为SMC绝缘板；

所述二次切换回路安装有9个并排依次排列的二次连接排41、42、43、51、52、53、61、62、63；

所述二次连接排设有上、中、下三个连接柱，所述中连接柱上固定连接有连接片414、424、434、514、524、534、614、624、634，并通过连接片切换连接上或下连接柱；

所述二次连接排的上、下连接柱分别连接双速电机的高、低速接线差动保护装置信号端；所述二次连接排为YY1-S型切换片；

所述一次切换回路安装有9个一次电缆接线柱，9个一次电缆接线柱分成左、中、右三列1、2、3对齐排列，每列各3个一次电缆接线柱；

所述上排12、22、33、下排13、23、33三个一次电缆接线柱分别连接双速电机的高、低速状态电源连接端；

所述中排11、21、31三个一次电缆接线柱分别连接配电柜的三相电源；

所述9个一次电缆接线柱和9个二次连接排满足电流和电气安全间距的要求；

在所述9个一次电缆接线柱和9个二次连接排的下端或上端设置标签框83；在所述柜体前板还设有注明双速电机高、低速时不同接线要求的说明标签框84；

在所述9个一次电缆接线柱的下部设有3个铜排连接片71、72、73；

所述铜排连接片71、72、73分别连接同列的上排12、22、33与中排11、21、31的一次电缆接线柱或中排11、21、31与下排13、23、33的一次电缆接线柱；

所述柜体后部两侧设置有固定电缆的固定线槽85，分别固定一次电缆和二次导线。

由于双速电机高、低速变换时可以采用Y-Δ或Y-Y两种模式实现，国内有代表性的电机制造厂：上海电机厂和湘潭电机厂的双速电机，其高、低速变换分别就采用了Y-Δ和Y-Y模式，所以下面就举上海电机厂Y-Δ和湘潭电机厂Y-Y方案的实施例对切换柜的接线进行详细说明。

实施例2（上海电机厂Y-Δ方案）

某火力发电厂的循环水泵电机采用上海电机厂的双速电机，高速接线时电动机采用Y接线，功率3800kW；低速接线时电动机采用Δ接线，功率2700kW，上海电机厂Y、Δ接线时一次接线要求：Y接线时2U1接A相，2V1接B相，2W1接C相；1U1和1W2连接，1V1和1U2连接，1W1和1V2连接。Δ接线时1V2接A相，1U2接B相，1W2接C相；1U1和1W2连接，1V1和1U2连接，1W1和1V2连接。

Y、Δ接线时二次接线要求：差动保护仅用于保护电动机内的绕组相间短路故障。Y接线时2LH、3LH和4LH的叠加电流送往差动保护；Δ接线时3LH和4LH的电流送往差动保护，其中一组电流互感器CT（4LH）的极性和Y接线时相反，2LH采取防止二次开路措施。

由于电机厂Y、Δ接线时都要求1U1和1W2连接、1V1和1U2连接、1W1和1V2连接，所以在电动机接线盒中把上述端子固定连接。

Y、Δ接线时电动机的一、二次电缆接线柱和切换柜中接线柱按图3、4电气一、二次连接原理图对应连接。

一次电缆接线柱12、22、32分别连接双速电机的1V1、1W2、1V2的接线柱，一次电缆接线柱13、23、33分别连接双速电机的2V1、2W2、2V2的接线柱；一次电缆接线柱11、21、31分别连接配电柜9的B相、C相、A相电源；

二次连接排接线柱411、413和421、423和431、433、512和613、611和623、511和522、621和633、521和532、631、531分别连接双速电机侧电流互感器CT的接线柱A421、B421、C421、N421、N441、A441、NA441、B441、NB441、C441、NC441；二次连接排接线柱412和513、422和523、432和533分别连接配电柜9侧电流互感器CT的接线柱A421、B421、C421；二次连接排接线柱612、622、632分别连接双速电机侧和配电柜9的侧电流互感器CT的接线柱A431、B431、C431。

通过本装置实施Y、Δ切换功能，Y接线时切换柜一、二次连接：铜排连接片71、72、73和相对应的一次切换回路中的接线柱1和2切换连接；连接片414、424、434、514、524、534、614、624、634和相对应的二次切换回路中的接线柱1和2切换连接。切换柜按此连接后，实现了电动机一次电缆的Y型连接，二次电流互感器CT中2LH电流、3LH和4LH的叠加电流一同送往配电柜的差动保护装置。

Δ接线时切换柜一、二次连接：铜排连接片71、72、73和相对应的一次切换回路中的接线柱1和3切换连接；连接片414、424、434、514、524、534、614、624、634和相对应的二次切换回路中的接线柱1和3切换连接。切换柜按此连接后，实现了电动机一次电缆的Δ型连接，二次电流互感器CT中3LH、4LH的电流送往配电柜的差动保护，4LH电流的极性和Y接线时相反，2LH电流回路形成了闭环。

实施例3（湘潭电机厂Y-Y方案）

某火力发电厂的循环水泵电机采用湘潭电机厂的双速电机，高速接线时电动机采用Y接线，功率3400kW；低速接线时电动机也采用Y接线，功率2500kW，湘潭电机厂高、低速Y接线时一次接线要求：高速Y接线时1U1接A相，1V1接B相，1W1接C相；低速Y接线时2W1接A相，2V1接B相，2U1接C相。

高、低速Y接线时二次接线要求：差动保护用于保护电动机绕组内及引出线上的相间短路故障，所以双速电动机只需要送出一组用于差动保护的电流互感器CT信号，另一组用于差动保护的电流互感器CT装于配电柜内。高速Y接线时2LH的电流送往差动保护，4LH采取防止二次开路措施；低速Y接线时4LH的电流送往差动保护，2LH采取防止二次开路措施。

高、低速Y接线时电动机的一、二次电缆接线柱和切换柜中接线柱按图5、6实施例2的电气一、二次连接原理图对应连接。

Y接线时，一次电缆接线柱12、22、32分别连接双速电机的1V1、1W2、1V2的接线柱，一次电缆接线柱13、23、33分别连接双速电机的2V1、2W2、2V2的接线柱；一次电缆接线柱11、21、31分别连接配电柜9的B相、C相、A相电源；

Δ接线时，二次连接排接线柱411、412和421、422和431、511和523、521和533、531、513分别连接双速电机侧电流互感器CT的接线柱A421、B421、C421、A441、B441、N441；二次连接排接线柱413和512、423和522、433和532分别连接配电柜9侧电流互感器CT的接线柱A421、B421、C421；二次连接排接线柱61、62、63空载。

通过本装置实施高、低速Y接线切换功能，高速Y接线时切换柜一、二次连接：铜排连接片71、72、73和相对应的一次切换回路中的接线柱1和2切换连接；连接片414、424、434、514、524、534和相对应的二次切换回路中的接线柱1和3切换连接，连接片614、624、634连接片无需连接，做备用。切换柜按此连接后，实现了电动机一次电缆的高速Y型连接，二次电流互感器CT中2LH的电流送往差动保护，4LH电流回路形成了闭环。

低速Y接线时切换柜一、二次连接：铜排连接片71、72、73和相对应的一次切换回路中的接线柱1和3切换连接；连接片414、424、434、514、524、534和相对应的二次切换回路中的接线柱1和2切换连接，连接片614、624、634连接片无需连接，做备用。切换柜按此连接后，实现了电动机一次电缆的低速Y连接，二次电流互感器CT中4LH的电流送往差动保护，2LH电流回路形成了闭环。

本发明的切换装置构成原理：切换柜安装9个一次电缆接线柱，其中3个连接配电柜电源，其余6个连接电动机一次电缆接线盒内的高、低速6个接线柱，接线柱之间通过3个铜排连接片的不同连接实现高、低速的切换。安装27个二次接线柱，接线柱和对应的电动机接线盒内差动电流互感器CT信号、配电柜内差动保护所需电流互感器CT信号连接，接线柱之间通过9个二次连接排的不同连接实现高、低速的电流互感器CT切换。所有的连接片和连接柱满足电流和电气安全间距的要求。

工作原理：先把切换柜和电动机接线盒、配电柜之间用一、二次电缆按电气原理连接好。9个二次连接排在1、2、3柱之间切换连接，把高、低速接线差动保护装置所需的切换后电流互感器CT信号送至配电柜，在切换柜上实现了高、低速二次电流的切换；3个一次铜排连接片在1、2、3柱之间切换连接，更改了电动机的高、低速接线，在切换柜上实现了电动机高、低速的一次接线切换。

本实用新型使双速电机高、低速的一、二次切换全部在一个切换柜内实现，切换柜内设备少、简单，实用性好。本实用新型适用于现在双速电机高、低速变换下普遍采用的Y-Y或Y-Δ两种模式，适用性强。相比现在普遍采用的双速电机的两种切换配置方案，一方面减少了配电柜和电缆的数量，配电柜由两面变成一面，经济性强；另一方面消除了双速电机高、低速切换时改接一次电缆的安全隐患，在一个切换柜上实现所有的操作，消除了误操作产生的概率，安全性好；取消了在配电柜上的二次切换连接片。本实用新型加工简单、费用省、电气一次和二次接线操作及切换方便、一次电缆高、低速切换安全性高，不仅适用于火力发电厂3kV、6kV、10kV电压等级循环水泵的高、低速切换，同时也适用于国内其它行业中需要高、低速接线切换同时配置差动保护的3～20kV电压等级双速电动机。