熱電廠高壓變頻器應(yīng)用中應(yīng)注意的問題

劉曉光 王曉剛

(國網(wǎng)山東招遠(yuǎn)市供電公司電力設(shè)計院，山東 招遠(yuǎn) 265400)

0 概述

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我們面臨的能源短缺、環(huán)境惡化的局面越來越嚴(yán)重，節(jié)約能源、降低損耗、保護(hù)環(huán)境成為社會各界的共識。熱電聯(lián)產(chǎn)方式由于供熱量大、參數(shù)高、范圍廣、節(jié)能量多受到國家產(chǎn)業(yè)政策積極鼓勵和支持，因此在熱電廠的建設(shè)和運(yùn)行中，進(jìn)一步采取節(jié)能措施，對更好的緩解能源短缺、降低運(yùn)行成本無疑具有良好的經(jīng)濟(jì)價值和重要的現(xiàn)實意義。熱電廠中拖動風(fēng)機(jī)、水泵類輔機(jī)的高壓廠用電動機(jī)的耗電量約占廠用電的80%左右，而風(fēng)機(jī)、水泵類輔機(jī)的變速調(diào)節(jié)所起到的節(jié)能效果可顯著地降低廠用電率和發(fā)電成本，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，高壓變頻器在熱電廠中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

1 高壓變頻器的優(yōu)點

(1)風(fēng)機(jī)、水泵類設(shè)備負(fù)荷率變化較大，傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式大多利用風(fēng)道檔板或出口閥門進(jìn)行節(jié)流調(diào)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(fēng)機(jī)、泵類的轉(zhuǎn)速來達(dá)到節(jié)流的目的，而且與熱電廠DCS系統(tǒng)相連接，可以實現(xiàn)高精度、寬范圍的無極調(diào)速，既便于流量的控制，又節(jié)約了電能，節(jié)能效果明顯。

(2)采用擋板調(diào)節(jié)時異步電動機(jī)直接啟動的電流一般達(dá)到額定電流的5～6倍，啟動轉(zhuǎn)矩很大，容易造成電動機(jī)損傷。高壓變頻器可實現(xiàn)軟啟動，啟動電流很小，大大延長了電動機(jī)的使用壽命。

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

(4)可方便實現(xiàn)電動機(jī)的頻繁啟停、正反轉(zhuǎn)及旋轉(zhuǎn)負(fù)載啟動功能。當(dāng)變頻器瞬間斷電時，可在電動機(jī)還在旋轉(zhuǎn)的情況下，重新使轉(zhuǎn)速跟蹤至啟動位置，恢復(fù)運(yùn)行。

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

2 高壓變頻器應(yīng)用中應(yīng)注意的問題

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

2.1 變頻器的安裝

由于變頻器內(nèi)部有很多電力電子元器件，對溫度、濕度等環(huán)境條件反應(yīng)敏感，要求較高。據(jù)研究表明，環(huán)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(yùn)行情況是否良好，與環(huán)境清潔程度也有很大關(guān)系。因此，變頻器應(yīng)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(huán)境中，室內(nèi)使用。環(huán)境溫度不低于-5℃，不高于+40℃，如環(huán)境溫度超過允許值，應(yīng)安裝安全可靠的通風(fēng)散熱裝置和空調(diào)設(shè)備。并且變頻器安裝時，除裝置正面和背面操作距離滿足規(guī)程規(guī)定外，頂部及側(cè)面需留足夠的散熱距離，裝置側(cè)面距墻壁的最小距離不得小于800mm，裝置頂端距變頻器室內(nèi)屋頂?shù)淖钚【嚯x不得小于1500mm。變頻器對環(huán)境濕度也有一定的要求，環(huán)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(nèi)部有很多精密器件，為保證設(shè)備的正常可靠運(yùn)行，務(wù)必使設(shè)備遠(yuǎn)離較大振動源；為防止相互干擾，應(yīng)避免和其它大干擾設(shè)備或精密儀器近距離放置。設(shè)備現(xiàn)場還應(yīng)具備防止蛇、鼠等小動物侵入的防護(hù)措施，避免小動物侵入造成系統(tǒng)接地短路而形成的設(shè)備損壞。

2.2 變頻器的接線

接線前，應(yīng)核對導(dǎo)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(yīng)進(jìn)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(yīng)分別配線，防止混線。引入柜體的電纜應(yīng)排列整齊，編號清晰，避免交叉，并應(yīng)牢固固定，不得使所接端子排受到機(jī)械應(yīng)力，防止絕緣損壞。柜體內(nèi)的導(dǎo)線不應(yīng)有接頭，導(dǎo)線芯線應(yīng)無損傷。導(dǎo)線與電氣元件間采用螺栓連接、插接、焊接或壓接等，均應(yīng)牢固可靠。強(qiáng)、弱電回路不應(yīng)使用同一根電纜，并應(yīng)分別成束分開排列，當(dāng)有困難時應(yīng)設(shè)強(qiáng)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(yùn)行巡視與維護(hù)

目前的高壓變頻器雖具有較高的可靠性，但由于受環(huán)境因素的影響、變頻器內(nèi)部器件的老化及磨損等諸多原因，都會導(dǎo)致變頻器潛在的故障發(fā)生，因此，應(yīng)做好變頻器的運(yùn)行巡視與維護(hù)保養(yǎng)。

日常的巡視檢查工作主要內(nèi)容包括：經(jīng)常檢查變頻器室內(nèi)是否衛(wèi)生，室內(nèi)溫度是否超過允許值；通風(fēng)散熱情況是否良好，變頻器下進(jìn)風(fēng)口、上出風(fēng)口是否積塵，散熱風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)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(yùn)行情況，發(fā)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(yùn)行維護(hù)保養(yǎng)工作主要內(nèi)容包括：高壓變頻器因本身散熱要求通風(fēng)量大，故運(yùn)行一定時間以后，表面積塵嚴(yán)重，須定期進(jìn)行清潔除塵。建議每運(yùn)行一個月，對變頻器進(jìn)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(jìn)風(fēng)口濾網(wǎng)和變頻器進(jìn)風(fēng)口濾網(wǎng)進(jìn)行清洗。如灰塵較多，除塵周期可縮短。每運(yùn)行半年，對電路板、風(fēng)道上的粉塵進(jìn)行一次全面的清掃，最好用吸塵器。投入運(yùn)行第一個月內(nèi)，將變壓器所有進(jìn)出線電纜、功率單元進(jìn)出線電纜、制動電阻柜進(jìn)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(jī)時，將變頻器前門打開,仔細(xì)檢查功率單元交、直流接線端子、變壓器接線柱、進(jìn)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(yīng)及時更換，重新緊固。在觸摸屏中單獨起動風(fēng)機(jī)，觀察風(fēng)機(jī)有無卡死或雜音，必要時進(jìn)行更換或維修。對功率單元快熔進(jìn)行全面檢查，發(fā)現(xiàn)熔斷及時更換。仔細(xì)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(jìn)出主電源線連接是否可靠，連接處有無發(fā)熱氧化等現(xiàn)象，接地是否良好。如果變頻器長期停機(jī)，半年左右應(yīng)通過高壓電一次，持續(xù)最少一個小時，以防電解電容發(fā)生漏電增加、耐壓降低的劣化現(xiàn)象。

3 結(jié)束語

本文從安裝、接線及日常運(yùn)行巡視與維護(hù)方面介紹了熱電廠高壓變頻器應(yīng)用中應(yīng)注意的問題，為熱電廠建設(shè)與運(yùn)檢人員提供參考。

[1]吳學(xué)文.高壓變頻器在火電廠的應(yīng)用[J].電力設(shè)備,2006.

[2]朱益飛.變頻器常見故障及預(yù)防措施[J].電氣時代,2008.