高壓變頻器投運的若干問題及對策

摘要：為了保證高壓變頻器在電廠中發揮節能作用，對高壓變頻器在電廠投運過程進行分析。將遇到的常見問題從前期訂購、電纜統計、安裝、調試四個方面進行闡述。并依據近年來遼寧華電鐵嶺發電有限公司對變頻器的使用經驗提出相應對策。

關鍵詞：高壓變頻器；問題；對策

中圖分類號：TN773 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）29-0124-02

降低廠用電率，減少發電成本，提高上網電能的競爭力，已成為各火電廠努力追求的經濟目標。高壓變頻器的運用可有效節省廠用電，同時還可大幅度降低電動機啟動電流，改善電動機運行環境。基于以上優點，越來越多的電廠在進行高壓電動機變頻調速技術的改造。高壓變頻器安裝、投運是電廠遇到的首要問題。處理好在變頻器投運過程中存在的問題可以安全、高效地保證高壓變頻器在火電廠發揮節能的作用。

一、前期訂購

1.原理層面需要考慮的問題

在選購時，除了合理地選擇變頻器外，還有一些附屬設備的問題需要考慮。

（1）變頻器相關設備的互鎖關系。防止人為誤操作；防止工、變頻之間短路；防止操作順序不當引起的過電壓燒模塊等。在設計時需要電氣硬件與DCS邏輯都應具備這種閉鎖功能。遼寧華電鐵嶺發電公司4號機A、B引風機采用典型“一拖一自動旁路”如圖1所示。

防止工、變頻短路電氣措施是在變頻器進線、出線開關合閘控制回路中，串入工頻開關的常閉接點，在工頻旁路開關串入變頻器進、出線開關常閉接點，如圖2、3所示。

防止變頻器出線側開關突然跳開引起過壓的電氣措施是在QF4分閘回路中串入，變頻器運行時始終發出的“合閘允許”常閉接點。[2]

（2）繼電保護如何配置。由于高壓電機應用變頻器后繼電保護的特殊性，使它與直接起動高壓電機繼電保護整定方法有些區別；由于其位于電力系統的末端，它的整定值大小對系統有較大影響。因此不能按照現有的一般方法進行整定，而根據變頻器的構成原理和電機的保護特性重新配置。鐵電公司在引風機應用中，保持原有工頻的差動保護不變，在變頻運行時通過開關輔助觸點作為信號，將保護轉換為速斷、過流。在變頻切工頻過程中，適當增加過流動作時限以配合轉速變化引起的擾動。[2]

2.根據實際情況對設備做相應的改進

根據運行人員的使用習慣，對生產廠家提出改進。例如設備屏面是否具有明確的示意圖；柜體上有無正確的設備名稱標牌、設備銘牌；各元器件應標有清晰統一編碼等等。

3.常用配件及輔助設備

根據需要選配一些常用的器件可以方便設備操作和緊急的故障處理。如斷路器合、分閘線圈、光纖、繼電器、備用模塊、電磁鎖等。操作工具如操作搖把、斷路器轉運車、液壓車等。

4.圖紙、技術說明

基礎圖、圖紙等需要訂購之后盡快收到，以方便安排土建施工。

二、電纜統計

通常為了減弱來自變頻器外部的干擾，變頻器與外部電氣元件、儀表、DCS之間的連線應選用屏蔽絞合絕緣控制電纜，屏蔽層采取一點接地，接地線不得作為信號的通路；主回路電纜選用銷裝電纜，并良好接地。統計時，應以生產廠家建議為依據，確認電纜型號，核實電纜路徑，確定電纜數量。電纜用途基本包括的類型見表1。

三、安裝

1.基建施工時，建立組織機構

安裝單位應制訂安裝、調試進度表，并建立組織機構。即需要項目負責人、技術負責人、施工管理負責人（見表2）。

2.具體施工

（1）變頻器、防護間及電纜溝的安裝。施工時應先行構建電纜溝、橋架；基礎制作時，要仔細核對廠方設備尺寸與要求。地基槽鋼必須平整穩固，尺寸合適，具有足夠的強度，否則安裝柜體會發生嚴重變形；變頻器柜接地要求嚴格，接地截面必須滿足要求，安裝牢固。安裝后應測試柜體接地電阻≤0.5Ω。防護間封頂之前，變頻器進行安裝，這樣便于使用吊車安裝開關柜、移相變壓器、變頻柜、接觸器柜；設備安裝時，暫時不安裝的電纜、母排、備件應妥善保存，防止丟失。變頻器及附屬設備安裝結束后，應對開關、變壓器耐壓試驗；避雷器試驗合格。

（2）敷設電纜。應較早根據變頻設備接口清單，對DCS設備安排相應點位。做好電纜敷設表；動力、控制電纜分層敷設。動力電纜接線：一拖二方式應檢查電源與電機側電纜在刀閘柜的接線位置是否正確，A、B路電源所接入的刀閘柜是否正確。一拖一方式電源側電纜接在變頻器入口，電機側電纜接在出口；對電纜高壓預試應符合規定。控制線接線：電纜屏蔽層保證可靠一點接地，變頻器內部與DCS之間應盡量采用繼電器隔離的方法，防止信號干擾。

四、調試

1.靜態試驗

在動纜、控纜敷設完畢后即可聯系廠家，確定試驗時間。此階段還應將變頻器外部電源所需開關、抽屜安裝調試好，為上電試驗做好準備。

（1）本體處試驗。

1）開關、刀閘部分。刀閘合、分閘試驗；斷路器運行位、試驗位操作及防誤試驗；開關合、分閘試驗；目的是為了檢查開關是否好用，刀閘是否到位，反饋信號是否良好，防誤功能是否可靠。

2）變頻器部分。安裝模塊，盤間動纜電纜連接，確保緊固；控纜接引，固定好；檢查風機控制回路，控制交流上電，試轉風機，檢查轉向；根據電動機的額定功率及現場實際情況對變頻器進行參數設置。控制功能切至調試狀態，檢查各信號是否有輸出；耦合上電試驗，確認模塊狀況良好。由于設備運輸原因，模塊受損，上電試驗可以提前發現問題。可采用高壓開關對模塊空載充電或移相變低壓側加壓對模塊空載試驗。控制方式切至就地，本地設置頻率檢查模塊狀態輸出響應；檢查變壓器風機轉向；設置移相變壓器溫度定值；打開柜門，看信號反應是否正確；待一切正常后，試驗事故按鈕，停止變頻器。

（2）DCS操作試驗。在就地試驗變頻器的同時，應安裝變頻器DCS邏輯。二次接線完畢，可以先檢查遠程信號接線。試驗信號包括：開關量指令、反饋；模擬量極性確認正確。上控制電，就地試驗、運行位置合、分開關；切換刀閘，檢查信號轉換對否；遠方合、分斷路器試驗。

一拖二邏輯試驗：主開1聯鎖主開2投入。刀閘：1側投變頻刀閘，2投工頻刀閘。開關：合上主開1，主開2在試驗位置。變頻器遠方啟動，升頻，再降，拍事故按鈕，則主開1跳，主開2合。同樣，這種試驗1、2對調再試（見圖4）。

2.動態試驗

（1）空載試驗。解開對輪，工頻上電，試驗電機正反轉；若反轉，則停電更換電機接線相序。變頻上電試電機正反轉。若反轉，則更改變頻器設置。變頻投入升速，檢查各個頻率振動情況。由于運行中每臺電機低頻振動點都不一致，找到電機低頻振動和噪聲異常點，以便避開運行。[3]

（2）負載試驗。連接對輪，變頻逐步升速試驗；檢查整體震動情況；一拖一做變頻切工頻試驗：投入聯鎖，啟動變頻器，升頻率至運行期望值，按事故按鈕。QF3、QF4跳，QF6聯合工頻轉電動機。在變切工過程中，隨著轉速的升高，應充分考慮到運行時擋板開度問題。選擇適當切換延時時間，通過現場經常運行的負荷做試驗，以配合關擋板的動作時間。[4]

五、結論

由于國內高壓變頻器技術標準有待規范，高壓變頰器相配套的產業不發達，加之生產工藝落后，目前所使用的產品仍處于不斷研發、改造中。客觀上需要電廠在安裝、投運過程中提出有益的問題，并加以完善，以便變頻器生產廠家革新技術，同時也保證電廠在高壓變頻器使用中的安全性、可靠性。

參考文獻：

[1]國電南京自動化股份有限公司.高壓變頻工程應用技術[Z].

2010.

[2]李健，朱彪，梅興虎，等.應用高壓變頻器后電動機繼電保護新問題[J].江蘇電器，2008，10（8）：21.

[3]羅毅.火力發電廠高壓變頻器的運行與維護[J].重慶電力高等專科學校學報，2011，（16）6：74.

[4]柳江山.高壓變頻器工作可靠性分析[J].新疆電力技術，2011，

3（110）：66.

（責任編輯：王祝萍）