1.本发明属于电机控制技术领域，具体涉及一种循环水泵运行模式在线切换的系统及方法。
背景技术：
2.各类电厂中的循环水泵(以下简称：循泵)主要用于向常规岛凝汽器提供冷却汽轮机中做功后的乏汽所需的循环冷却水，保证机组的正常热力循环。目前国内已有核电厂对大功率循泵首次采用了先进的变频调速技术实现了对循环水流量在线平稳调节，为保证系统运行可靠性，循泵电机配置方式为“变频器 工频旁路”，可以在冬季降低循泵转速以减少循环水量，循泵可以在变频器故障或变频运行不具有经济性时切换至工频旁路继续运行。近年来，变频器由于在水量调节方面的灵活性、稳定性以及对大容量电机的适用性等优点，越来越多地被应用于电厂循泵调速之中。但在变频器的实际应用中，暴露出了一系列问题，包括：
3.1.对于“变频器 工频旁路”配置的循泵，变频、工频两种运行方式不能在线自动切换，手动切换时必须停运循泵，机组大幅度降功率；
4.2.为保证机组功率稳定，全年均使用变频器带循泵的运行方式，夏季变频器运行在50hz时比工频(旁路)多消耗了伴随变频器运行的强制通风冷却系统运行电功率，降低了经济性，同时还增加了变频器本身的损耗，减少变频器的使用寿命；
5.3.变频器、变频器强制冷却风机、为保证变频器正常运行而配套的厂房通风系统中任意一个环节发生故障均将导致循泵自动停运或被迫停运，造成机组大幅度降负荷，甚至造成停机、停堆，极大地影响了机组运行的稳定性。
6.针对现有循泵变频运行模式所带来的一系列不足，提供了一种循环水泵在线由“变频”切换至“工频”运行模式的控制方法，可以实现变频器运行时发生重故障自动切换至工频运行模式而无需停运循泵，同时在夏季海水温度升高导致循泵变频器稳定运行在50hz不具有经济性时可在线“一键切换”为工频运行模式。
技术实现要素：
7.本发明解决的技术问题：提供一种循环水泵在线运行模式的切换方法，能够实现循环水泵由变频运行模式向工频运行模式的在线快速切换，无需停运循环水泵、不影响机组功率。
8.本发明采用的技术方案：
9.一种循环水泵运行模式在线切换的系统，包括第一循泵和第二循泵，所述第二循泵与第一循泵结构及功能相同，所述第一循泵依次通过及第一循泵变频器出线断路器、第一循泵变频器、第一循泵变频器进线断路器、第一循泵上游断路器与供电母线连接，第一辅助油泵向第一循泵齿轮箱提供循泵启、停及切换期间的润滑油；第一高压油泵向第一循泵的轴瓦提供高压油，在循泵启、停及切换过程中托起转子形成油膜，保证循泵的安全运行；
循泵出口管道与第一循泵至sen系统进水电动阀连接向辅助冷却水系统供水。
10.所述第一循泵直接通过第一循泵变频器旁路断路器、第一循泵上游断路器与供电母线连接。
11.一种循环水泵运行模式在线切换的系统的切换方法，包括如下步骤：
12.步骤一：确认初始状态，确认第一循泵是否能够手动切换，若不能，则进行步骤二；
13.步骤二：控制模块触发变频器切换指令；
14.步骤三：执行变频器切换前工艺系统的操作；
15.步骤四：执行变频器由“变频”向“工频”运行模式的电气切换；
16.步骤五：判断切换是否成功：
17.切换后，若第一循泵变频器进线断路器已分闸、第一循泵变频器出线断路器已分闸与第一循泵变频器旁路断路器已合闸同时存在，则切换成功，进入步骤六；
18.切换后，若第一循泵变频器进线断路器已合闸、第一循泵变频器出线断路器已合闸任一状态存在或第一循泵变频器旁路断路器已分闸存在，则切换失败，进入步骤七；
19.步骤六：恢复工艺系统状态；
20.步骤七：停运循泵。
21.所述第一循泵若能手动切换，需同时满足以下条件：
22.第一循泵变频运行中；第一循泵变频器无重故障信号；第一循泵上游断路器处于“合闸”状态；第一循泵变频器进线断路器、第一循泵变频器出线断路器处于“远控”、“工作位”、“合闸”状态；第一循泵辅助油泵及第一循泵高压油泵处于“停运”、“备用”状态；第二循泵运行中；第一循泵至sen系统进水电动阀、第二循泵至sen系统进水电动阀处于“全开”、“远控”状态；第一循泵变频器旁路断路器无故障报警，处于“远控”、“工作位”、“分闸”状态。
23.所述步骤三中，具体包括如下操作：控制模块触发第一循泵至sen系统进水电动阀关闭指令；第一循泵至sen系统进水电动阀全关到位后，控制模块触发第一循泵辅助油泵和第一循泵高压油泵启动运行90秒指令。
24.所述步骤四中，具体包括：
25.执行步骤三完毕后，控制模块发出“变频切工频”运行模式指令并保持10秒，发出“变频切工频”运行模式指令的时间计为第0s；第0s：向第一循泵变频器发出停运指令；第0.1s：向第一循泵变频器进线断路器发出分闸指令，向第一循泵变频器出线断路器发出分闸指令；第4.8s：确认第一循泵变频器进线断路器已分闸、第一循泵变频器出线断路器已分闸后，向第一循泵变频器旁路断路器发出合闸指令。
26.所述步骤六具体包括：第一循泵自动加载至工频运行；第一循泵辅助油泵及第一循泵高压油泵运行90s后自动停运；加载完成并确认系统无异常后，操纵员开启第一循泵至sen系统进水电动阀；切换过程结束。
27.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
28.(1)本方法首次提出了一种循环水泵正常运行工况下，由变频运行模式一键手动切换至工频(旁路)运行模式运行的方法，使得循泵在夏季可以经旁路供电不启动变频器，达到了降低功耗、提高经济性的目标；
29.(2)提供了一种变频器重故障工况下循环水泵由变频运行模式自动切换至工频(旁路)模式运行的方法，保证了循环水系统的连续可靠运行、机组无需大幅度降负荷运行
之目的，提高了机组运行的稳定性及经济性；
30.(3)提供了通过综合考虑实测电机残压衰减曲线和工艺系统循泵停运时的循环水流量衰减曲线来确定循泵由变频运行模式切换至工频运行的切换时机为变频器进线断路器及出现断路器全断开后5秒，切换过程中既保证了循泵电机的运行安全，又保证了循环水流量不发生明显变化；
31.(4)提出了在循泵由变频运行模式切换至工频模式运行时，提前关闭辅助冷却水系统供水电动阀的方案，保障了切换过程中常规岛系统设备的冷却水供应；
32.(5)提出了在循泵由变频运行模式切换至工频模式运行时，提前启动辅助油泵及高压油泵的方案，保障了循泵切换过程中循泵转速下降时的运行安全。
附图说明
33.图1为单机组循泵-变频器组电气接线示意图；
34.图2为本发明提供的一种循环水泵在线运行模式的切换方法流程图；
35.图中：1-第一循泵上游断路器；2-第一循泵变频器进线断路器；3-第一循泵变频器出线断路器；4-第一循泵变频器旁路断路器；5-第一循泵变频器；6-第一循泵；7-第二循泵上游断路器；8-第二循泵变频器进线断路器；9-第二循泵变频器出线断路器；10-第二循泵变频器旁路断路器；11-第二循泵变频器；12-第二循泵；13-第一循泵辅助油泵；14-第一循泵高压油泵；15-第一循泵至sen系统进水电动阀；16-第二循泵至sen系统进水电动阀；17-第二循泵辅助油泵；18-第二循泵高压油泵。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.图1为单机组循泵-变频器组电气接线示意图，每台机组配置第一循泵6和第二循泵12两台循泵，各承担50％的循环水供水任务，任一循泵停运都会导致机组降功率至50％。单台循泵(以第一循泵为例)由变频切换至工频运行模式的自动控制逻辑如图2所示。第一循泵6可依次通过第一循泵上游断路器1、第一循泵变频器进线断路器2、第一循泵变频器5
以及第一循泵变频器出线断路器3供电变频运行，也可直接通过第一循泵上游断路器1和第一循泵变频器旁路断路器4供电工频运行。第一辅助油泵13向第一循泵6齿轮箱提供循泵启、停及切换期间的润滑油；第一高压油泵14向第一循泵6的轴瓦提供高压油，在循泵启、停及切换过程中托起转子形成油膜，保证循泵的安全运行。循泵出口管道与第一循泵至sen系统进水电动阀15连接向辅助冷却水系统供水。
40.以第一循泵6为例，如图2所示，本发明提供的一种循环水泵在线运行模式的切换方法，所涉逻辑以封装模块的型式组态在电厂dcs系统中，具体包括手动启动切换和故障自动切换两部分逻辑，如下步骤：
41.(一)手动启动切换
42.步骤一：确认初始状态：
43.循环水泵若能手动切换，需同时满足以下条件：
44.①
第一循泵6变频运行中；
45.②
第一循泵变频器5无重故障信号；
46.③
第一循泵上游断路器1处于“合闸”状态；
47.④
第一循泵变频器进线断路器2、第一循泵变频器出线断路器3处于“远控”、“工作位”、“合闸”状态；
48.⑤
第一循泵辅助油泵13及第一循泵高压油泵14处于“停运”、“备用”状态；
49.⑥
第二循泵12运行中；
50.⑦
第一循泵至sen系统进水电动阀15、第二循泵至sen系统进水电动阀18处于“全开”、“远控”状态；
51.⑧
第一循泵变频器旁路断路器4无故障报警，处于“远控”、“工作位”、“分闸”状态。
52.若以上任一条件不满足，则不具备切换条件。
53.步骤二：控制模块触发变频器切换指令：
54.若系统检测满足步骤一中所述条件，此时点击循泵“变频切工频”切换按钮，控制模块内部发出60秒高电平脉冲，触发变频器切换指令。
55.步骤三：执行变频器切换前工艺系统的操作：
56.①
控制模块触发第一循泵至sen系统进水电动阀15关闭指令；
57.②
第一循泵至sen系统进水电动阀15全关到位(阀门关闭时间约50秒)后，控制模块触发第一循泵辅助油泵13和第一循泵高压油泵14启动运行90秒指令。
58.步骤四：执行变频器由“变频”向“工频”运行模式的电气切换；
59.①
执行步骤三完毕后，控制模块发出“变频切工频”运行模式指令并保持10秒，发出“变频切工频”运行模式指令的时间计为第0s；
60.②
第0s：向第一循泵变频器5发出停运指令；
61.③
第0.1s：向第一循泵变频器进线断路器2发出分闸指令，向第一循泵变频器出线断路器3发出分闸指令；
62.④
第4.8s：确认第一循泵变频器进线断路器2已分闸、第一循泵变频器出线断路器3已分闸后，向第一循泵变频器旁路断路器4发出合闸指令。
63.步骤五：判断切换是否成功：
64.切换后，若第一循泵变频器进线断路器2已分闸、第一循泵变频器出线断路器3已
分闸与第一循泵变频器旁路断路器4已合闸同时存在，则切换成功，进入步骤六；
65.切换后，若第一循泵变频器进线断路器2已合闸、第一循泵变频器出线断路器3已合闸任一状态存在或第一循泵变频器旁路断路器4已分闸存在，则切换失败，进入步骤七。
66.步骤六：恢复工艺系统状态：
67.①
第一循泵6自动加载至工频运行；
68.②
第一循泵辅助油泵13及第一循泵高压油泵14运行90s后自动停运；
69.③
加载完成并确认系统无异常后，操纵员开启第一循泵至sen系统进水电动阀15；
70.④
切换过程结束。
71.步骤七：停运循泵：
72.第6s：向第一循泵上游断路器1发出分闸指令，第一循泵6停运，切换失败。
73.(二)变频器故障切换
74.步骤一：确认初始状态：
75.循环水泵若能故障切换，需同时满足以下条件：
76.①
第一循泵6变频运行中；
77.②
第一循泵上游断路器1处于“合闸”状态；
78.③
第一循泵变频器旁路断路器4无故障报警，处于“远控”、“工作位”、“分闸”状态。
79.若否，则不具备切换条件。
80.步骤二：控制模块触发变频器切换指令：
81.若控制模块检测满足步骤一中所述条件，此时收到第一循泵变频器5重故障信号，触发10秒脉冲。
82.步骤三：执行变频器切换前工艺系统的操作：
83.故障切换信号触发后，无需对工艺系统提前操作，第一循泵至sen系统进水电动阀15在切换过程中不关闭，第一循泵辅助油泵13和第一循泵高压油泵14与第一循泵变频器进线断路器2、第一循泵变频器出线断路器3同时操作。
84.步骤四：执行变频器由“变频”向“工频”运行模式的电气切换；
85.①
执行步骤三完毕后，控制模块发出变频切工频运行模式指令并保持10秒，发出变频切工频运行模式指令的时间计为第0s；
86.②
第0s：向第一循泵变频器5发出停运指令；
87.③
第0.1s：向第一循泵变频器进线断路器2发出分闸指令、向第一循泵变频器出线断路器3发出分闸指令；
88.④
第4.8s：确认第一循泵变频器进线断路器2已分闸、第一循泵变频器出线断路器3已分闸后，向第一循泵变频器旁路断路器4发出合闸指令。
89.步骤五：判断切换是否成功：
90.切换后，若第一循泵变频器进线断路器2已分闸、第一循泵变频器出线断路器3已分闸与第一循泵变频器旁路断路器4已合闸存在，则切换成功，进入步骤六；
91.切换后，若第一循泵变频器进线断路器2已合闸、第一循泵变频器出线断路器3已合闸任一状态存在或第一循泵变频器旁路断路器4已分闸存在，则切换失败，进入步骤七。
92.步骤六：恢复工艺系统状态：
93.①
第一循泵6自动加载至工频运行；
94.②
第一循泵辅助油泵13及第一循泵高压油泵14运行90s后自动停运；
95.③
切换过程结束。
96.步骤七：停运循泵：
97.控制模块向第一循泵上游断路器1发出分闸指令，第一循泵6停运，切换失败。
98.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
99.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。