熱電廠高壓變頻器應用中應注意的問題

劉曉光 王曉剛

(國網山東招遠市供電公司電力設計院，山東 招遠 265400)

0 概述

隨著經濟的快速發展，我們面臨的能源短缺、環境惡化的局面越來越嚴重，節約能源、降低損耗、保護環境成為社會各界的共識。熱電聯產方式由于供熱量大、參數高、范圍廣、節能量多受到國家產業政策積極鼓勵和支持，因此在熱電廠的建設和運行中，進一步采取節能措施，對更好的緩解能源短缺、降低運行成本無疑具有良好的經濟價值和重要的現實意義。熱電廠中拖動風機、水泵類輔機的高壓廠用電動機的耗電量約占廠用電的80%左右，而風機、水泵類輔機的變速調節所起到的節能效果可顯著地降低廠用電率和發電成本，隨著電力電子技術的發展，高壓變頻器在熱電廠中得到了越來越廣泛的應用。

1 高壓變頻器的優點

(1)風機、水泵類設備負荷率變化較大，傳統的調節方式大多利用風道檔板或出口閥門進行節流調整，人為地增加了管道阻力，增大了損耗，造成浪費。而高壓變頻器通過改變風機、泵類的轉速來達到節流的目的，而且與熱電廠DCS系統相連接，可以實現高精度、寬范圍的無極調速，既便于流量的控制，又節約了電能，節能效果明顯。

(2)采用擋板調節時異步電動機直接啟動的電流一般達到額定電流的5～6倍，啟動轉矩很大，容易造成電動機損傷。高壓變頻器可實現軟啟動，啟動電流很小，大大延長了電動機的使用壽命。

(3)采用高壓變頻器可對電動機功率因數實現就地補償，避免電動機啟動時廠用電母線電壓的大幅波動，功率因數可提高到0.95，無需電容補償裝置。

(4)可方便實現電動機的頻繁啟停、正反轉及旋轉負載啟動功能。當變頻器瞬間斷電時，可在電動機還在旋轉的情況下，重新使轉速跟蹤至啟動位置，恢復運行。

(5)具有完善的保護功能，發生短路、過壓、欠壓、缺相、過流、過載等故障時能即時得到保護。

2 高壓變頻器應用中應注意的問題

鑒于高壓變頻器所帶設備在熱電廠中的作用，如何使高壓變頻器能夠長期穩定、可靠運行便顯得尤為重要，因此，在變頻器的安裝及日常運行維護中應注意以下問題：

2.1 變頻器的安裝

由于變頻器內部有很多電力電子元器件，對溫度、濕度等環境條件反應敏感，要求較高。據研究表明，環境溫度超過允許值，升高10℃后，高壓變頻器使用壽命將減半。此外，高壓變頻器運行情況是否良好，與環境清潔程度也有很大關系。因此，變頻器應安裝于無腐蝕性、易燃性氣體，無滴水、鹽份、油煙和粉塵的干燥環境中，室內使用。環境溫度不低于-5℃，不高于+40℃，如環境溫度超過允許值，應安裝安全可靠的通風散熱裝置和空調設備。并且變頻器安裝時，除裝置正面和背面操作距離滿足規程規定外，頂部及側面需留足夠的散熱距離，裝置側面距墻壁的最小距離不得小于800mm，裝置頂端距變頻器室內屋頂的最小距離不得小于1500mm。變頻器對環境濕度也有一定的要求，環境濕度過高，變頻器本身的電氣絕緣降低，母排等金屬部分容易腐蝕，而濕度過低又容易致使絕緣破壞，一般濕度保持在40%-90%為宜。

另外，由于高壓變頻器內部有很多精密器件，為保證設備的正常可靠運行，務必使設備遠離較大振動源；為防止相互干擾，應避免和其它大干擾設備或精密儀器近距離放置。設備現場還應具備防止蛇、鼠等小動物侵入的防護措施，避免小動物侵入造成系統接地短路而形成的設備損壞。

2.2 變頻器的接線

接線前，應核對導線截面積、電壓等級是否符合要求。變壓器和輸入、輸出高壓電纜應進行耐壓測試，測試時功率單元不接入。

接線時，輸入和輸出電纜應分別配線，防止混線。引入柜體的電纜應排列整齊，編號清晰，避免交叉，并應牢固固定，不得使所接端子排受到機械應力，防止絕緣損壞。柜體內的導線不應有接頭，導線芯線應無損傷。導線與電氣元件間采用螺栓連接、插接、焊接或壓接等，均應牢固可靠。強、弱電回路不應使用同一根電纜，并應分別成束分開排列，當有困難時應設強絕緣隔板。信號線與電源線不要長距離平行布線，信號線與通訊線必須采用屏蔽電纜，屏蔽層單端接地。

2.3 變頻器的日常運行巡視與維護

目前的高壓變頻器雖具有較高的可靠性，但由于受環境因素的影響、變頻器內部器件的老化及磨損等諸多原因，都會導致變頻器潛在的故障發生，因此，應做好變頻器的運行巡視與維護保養。

日常的巡視檢查工作主要內容包括：經常檢查變頻器室內是否衛生，室內溫度是否超過允許值；通風散熱情況是否良好，變頻器下進風口、上出風口是否積塵，散熱風機運轉是否正常；變頻器是否有異常響聲、振動及異味；所有電力電纜、控制電纜有無損傷，電力電纜冷壓端子是否松動，高壓絕緣熱縮管是否松動；定期記錄變頻器的運行情況，發生故障跳閘時，要記錄故障情況，查明原因并排除后方可再次上電。

定期的運行維護保養工作主要內容包括：高壓變頻器因本身散熱要求通風量大，故運行一定時間以后，表面積塵嚴重，須定期進行清潔除塵。建議每運行一個月，對變頻器進行一次除塵操作，重點是功率單元柜和變壓器柜，對變頻器室進風口濾網和變頻器進風口濾網進行清洗。如灰塵較多，除塵周期可縮短。每運行半年，對電路板、風道上的粉塵進行一次全面的清掃，最好用吸塵器。投入運行第一個月內，將變壓器所有進出線電纜、功率單元進出線電纜、制動電阻柜進出線電纜以及控制電纜緊固一遍，以后每半年緊固一遍。停機時，將變頻器前門打開,仔細檢查功率單元交、直流接線端子、變壓器接線柱、進線柜接線端子有無變形、腐蝕、氧化，連接處螺絲有無松脫，各安裝固定點處螺絲有無松脫，固定用絕緣片或絕緣柱有無老化開裂或變形，如有應及時更換，重新緊固。在觸摸屏中單獨起動風機，觀察風機有無卡死或雜音，必要時進行更換或維修。對功率單元快熔進行全面檢查，發現熔斷及時更換。仔細檢查端子排有無老化、松脫，是否存在短路隱性故障，各連接線連接是否牢固，線皮有無破損，各電路板接插頭接插是否牢固。進出主電源線連接是否可靠，連接處有無發熱氧化等現象，接地是否良好。如果變頻器長期停機，半年左右應通過高壓電一次，持續最少一個小時，以防電解電容發生漏電增加、耐壓降低的劣化現象。

3 結束語

本文從安裝、接線及日常運行巡視與維護方面介紹了熱電廠高壓變頻器應用中應注意的問題，為熱電廠建設與運檢人員提供參考。

[1]吳學文.高壓變頻器在火電廠的應用[J].電力設備,2006.

[2]朱益飛.變頻器常見故障及預防措施[J].電氣時代,2008.