高壓給泵變頻器的運行與維護

潘文良

（江蘇華電戚墅堰發電有限公司，江蘇 常州 213011）

1 設備配置

1.1 概述

江蘇華電戚墅堰燃氣蒸汽聯合循環機組為“F”級系列、單軸布置，配備了2臺高壓給水泵。機組正常工作時，由A泵提供高壓汽包給水（A泵為變頻調節），一臺為備用（B泵采用液力耦合器調節）。

1.2 用戶I/O

I/O模塊允許用戶與機組DCS系統通信，以滿足現場應用需要，故障可通過故障復位清除。

1.3 單元旁路系統

當變頻器內部發生單元故障，則要向閉合接觸器發出指令，同時，將故障單元處的電路斷開，保證相鄰的每兩個單元都能互相連接，進而將故障隔離出來，使得變頻器可以重新起動，但只能降出力運行。另外，中性點漂移技術使得變頻器在發生單元旁路后容量的下降最小。

2 參數調整

2.1 合理設置變頻器參數

變頻器起動的時間不能過長，盡量保證瞬時起動。若是按下起動按鍵發現電動機無法正常轉動，發生堵轉，那么就證明負載的轉矩遠大于起動力矩，進而無法正常起動。這時要立即按停止P按鈕，否則時間一長，電動機要燒毀的。

2.2 運行節能措施

變頻器運行時，合理使用室內空調，加強房間密閉功能以減少內外換熱，避免房間內外空氣流通影響室內環境；充分利用變頻給泵運行（不低于全年運行時間的90%）；變頻器起動前30min開輔助油泵；機組正常運行時維持高壓給水壓差 1.5～1.8MPa，升降負荷時可適當調高高壓給水壓差。

3 故障案例及采取措施

4月30日#2機組A高壓給泵變頻器故障跳閘（B高壓給泵未聯動），值班人員手動起動B給泵成功，期間高壓汽包水位最低至-740mm左右。

3.1 故障原因分析

變頻器跳閘畫面顯示WAGO通信報警，沒有發現設備中的元器件有異?，F象，對 WAGO與 CPU間連接線進行檢查測量，正常。將變頻器與高壓給泵電動機間的電纜拆除后，變頻器送電調試，變頻器運行正常，無任何報警顯示。恢復送電變頻器帶部分負荷試運行90min，正常后帶全負荷運行正常。

在處理過程中，發現變頻裝置柜內積灰較多，考慮到以往發生過的變頻裝置故障情況，初步認為是由于積灰且空氣濕度大，引起變頻裝置故障。以下是曾發生過的三次變頻裝置故障情況。

第一次：#2機組A高壓給泵變頻器跳閘，故障代碼 A4單元通信不暢，更換通信調制板一塊后，投運正常。

第二次：#2機組A高壓給泵變頻器跳閘，畫面顯示，操作面板死機，后由廠家維修人員更換CPU一個，投運后正常。

第三次：#2機組A高壓給泵變頻器跳閘，畫面顯示報單元過熱故障，經檢查發現由于環境灰塵多，濾網積灰嚴重，通風不好，引起通風量不夠，造成設備冷卻效果下降而過熱，經濾網更換后，設備運行正常。

為此，對#2機組A高壓給泵變頻器所處開關室窗戶進行密封處理，制定高壓變頻器濾網定期更換制度等一系列措施進行防范。

3.2 B備用泵未聯動分析

低水壓未聯動。根據B給泵聯動條件，給水母管壓力降低至8.45MPa聯動備用泵的壓力信號與備用泵出口電動門開起時允許起動條件的出口壓力大于 5MPa壓力信號取自同一測點。當給水泵變頻器輸出至零，母管壓力低于8.45MPa和5MPa同時發出，但B給水泵在出口壓力小于5MPa時不允許起動，造成聯動失敗。從DCS記憶信息發現，A高壓給泵出現轉速下降，導致給水母管壓力持續快速下降，從曲線上可以看出壓力從 8.92MPa下降至7.59MPa只有1s，而低水壓聯鎖起動備用泵的壓力定值為 8.45MPa，給泵允許起動條件中給水壓力要大于 7.92MPa，由于給水壓力下降太快，使得聯鎖起動備用泵命令無法發出，而壓力小于 7.92MPa后即使 A泵跳閘，B泵由于同樣的原因也無法自起。

電氣聯鎖未聯動。給泵電聯信號取自變頻裝置隔離變高壓側（6kV）開關輔助接點，目前回路設計為變頻器嚴重故障，信號經6kV開關綜保裝置非電量保護出口跳6kV開關。由于這次變頻器故障為非嚴重故障只封鎖功率模塊輸出，使變頻器輸出至零，6kV開關未跳閘，因此備用泵不起動。

3.3 防范措施及改進建議

加強日常巡查，檢查室內溫度和通風情況，室內溫度最好保持在25℃左右，最高不得高于40℃；保持室內清潔衛生；檢查變頻器是否有異聲，異味，柜體是否發熱。由于變頻器整個裝置采取的是冷卻風扇向外排風，濾網進風防塵的冷卻方式，環境中粉塵較多，影響冷卻風量，因此在巡檢中要經常性用 A4紙測試濾網進風量，并且檢查變頻器風扇是否有問題。

做好定期維護，每半個月對變頻器的所有濾網進行一次清洗。確保濾網干燥無積灰；每月根據日常機組投運情況，擇日對變頻器內部器件，功率單元進行清掃，用吸塵器將柜內的灰塵清除干凈；每半年檢查所有進出線電纜，功率單元進出線，控制線，控制柜端子排，若有松動現象，應將其緊固；每半年根據日常機組投運情況，組織專門人員對變頻器內部電子線路板以及光纖進行檢查與清掃。由于印刷線路板上有許多元件對靜電很敏感，因此當作業人員接觸時須佩戴接地防靜電措施；或者在接觸中通過不斷的觸摸接地金屬片消除靜電。

電聯改進意見。將變頻器內部非嚴重故障只封鎖功率模塊輸出，改為變頻器輸出至零信號接入6kV開關非電量保護，跳6kV開關。

但由于本機組高壓給泵是后續技改項目，受原DCS邏輯限制，A高壓給泵 DCS操作起停取點在6kV開關處，起泵時先合6kV開關，過幾秒延時起用變頻器，停泵時相反。若將變頻器非嚴重故障接入6kV非電量保護，每次正常停用保護都會動作，給變頻器判斷是高壓側電源異常引起跳泵故障，對變頻器長期運行是一種危害，且再次起動都要對變頻器檢查一下看是否是真的有故障發生，檢查動作原因，復位保護。

低水壓聯動（熱聯）改進意見。按照聯動可靠、投資節省、改進方便原則，將高壓給水泵允許起動條件出口壓力≥5MPa改為出口壓力≥5MPa （出口壓力消失后）且能自保持5～10s，即運行泵失去5～10s內，備用給水泵應聯動正常。

4 運行注意事項

變頻器投運必須先合上變頻器控制電源，系統初始化（約1min）正常，確認風機轉動正常，才可以將高壓側開關轉熱備用，將變頻器控制柜“就地/遠程”切換開關打到“遠程”位置；在DCS發變頻器起動指令，DCS在收到變頻器準備就緒信號后自動發出起動信號，合高壓側開關，起動變頻器，如果此時 DCS沒有轉速設定信號給變頻器,則變頻器按變頻器控制器預設的最小轉速（1200r/min）起動，然后可以再通過 DCS畫面按鈕，調節變頻器的輸出；運行中若發現變頻器輸出下降或輸出已直接至零，應盡快檢查備用泵自起情況，或直接手動起動備用泵；變頻器出現異常情況時，即會發出信號，就地鍵盤上故障燈若是長時間發亮，則表示產生了故障；若是故障燈一閃一閃發生閃爍，則表示正在報警，但是變頻器仍然能夠正常運行。發生故障主要包括兩種類型，其中一種就是跳高壓側開關（其表現主要包括：柜門直接打開，按下急停按鍵，風機出現故障無法正常運行，變壓器溫度急速上升，變頻器的損耗極速增大，另外，變壓器還會發生次級短路）。另一種不跳高壓側開關，兩種故障都會使變頻器停止輸出，電動機自由滑行至停轉；做好巡查工作，聽變頻器柜中是否出現了比較異常的聲響，有沒有出現發熱現象，排風口的位置是否出現了異樣的味道，變頻器柜頂風機應運轉情況，柜內不允許結露受潮進水，另外，對電動機進行絕緣處理期間，要保證變頻器和電動機二者之間是分離開來的，變頻器輸出端沒有進行高壓加持；變頻器中存在一些線路板，工作人員絕對不能直接用手觸碰，主要是因為手上帶有的靜電很容易引發短路，進而將線路板直接燒壞。變頻器運行的過程中，其柜門一定要保持始終關閉的狀態，工作人員也不能在柜子周圍活動，避免造成人身危險。運行巡檢中要注意檢查油泵站內油壓、油溫、濾網壓差、油位及滲漏情況是否正常，務必保持油泵站柜門關閉良好，以防雨天受潮積水發生不安全情況，并確保潤滑油泵聯鎖投入有效；變頻器運行時節能參數控制。

5 結論

變頻泵運行時（負荷280～400MW），變頻器高壓側電流在104～152A范圍變化，而若采用B泵定速運行，其高壓側電流基本為154A；根據年度機組利用小時統計，全年 A泵（變頻泵）耗電 657萬kW·h，占廠用電耗0.423%；若采用B泵運行，全年耗電 766萬 kW·h，暫廠用電耗 0.493%，比 A泵多耗電109萬kW·h，變頻泵運行節能效果明顯。