鍋爐空氣預熱器運行中電流至0的故障分析

許 震，馬劍宇

（中國國電集團公司諫壁發電廠，江蘇 鎮江 212006）

鍋爐空氣預熱器運行中電流至0的故障分析

許 震，馬劍宇

（中國國電集團公司諫壁發電廠，江蘇 鎮江 212006）

介紹了某電廠1 000 MW機組空氣預熱器運行故障的現象及處理情況，通過分析空氣預熱器的控制邏輯，找出故障的原因為空氣預熱器主電機變頻器在運行中程序瞬間混亂，并提出了運行、檢修技改中的防范措施。

鍋爐；空氣預熱器；變頻器；控制邏輯

0　引言

某廠1 000 MW機組鍋爐空氣預熱器采用的變頻傳動控制裝置（transducer transm ission control device，簡稱TTCD），是針對空氣預熱器這類大慣性負載而設計的，其啟動平穩、對電機沖擊小、運行可靠、結構簡單并具有調速功能。鍋爐每側空氣預熱器變頻傳動控制裝置配備1臺控制柜，控制柜中配置2個同型號變頻器分別控制主、備用電機，1用1備，各電機電源獨立。當主電機或是主變頻器發生故障時，可以切換到備用變頻器控制備用電機運行。控制裝置具有過電流保護功能，當變頻器正常工作時，如果電機出現過電流，可以通過自動降低電機轉速來降低電機電流。

1　故障過程

2015-09-09T23：16，A空氣預熱器主電機跳閘，輔電機未聯動，手動搶合輔電機未成功；23：17，主電機自啟，電流正常；23：20，A空氣預熱器主電機再次跳閘，輔電機未聯動，手動搶合輔電機未成功，之后搶合主電機也未成功，1 m in后空氣預熱器RB動作正常；23：23，主電機再次自啟；23：31，主電機電流大幅晃動，最大至72 A；23：33，手動停運主電機，聯系檢修處理。次日03：30，啟動A空氣預熱器輔電機正常，主電機投聯動。

異常情況出現時，無主電機變頻器故障信號發出；無主電機變頻器電源故障信號發出，有變頻器運行反饋信號丟失及電流至0信號。

2　空氣預熱器控制方式

2.1空氣預熱器至DCS 信號

（1） 變頻器故障信號反饋：主（輔）電機或主（輔）變頻器故障時，此信號通；

（2） 電機電源開關合閘信號反饋：主（輔）回路的空氣開關合閘后，此信號通；

（3） 電機電源故障信號反饋：主（輔）電源回路有故障時，此信號通；主（輔）電源回路得電時，此信號不通；

（4） 變頻器運行信號反饋：主（輔）變頻器運行（有速度輸出）時，此信號通；

（5） 變頻器運行電流反饋：主（輔）變頻器運行（有電流輸出）時，此信號通。

當主電機或主變頻器故障時，柜門上主回路報警燈亮，并發送主回路報警信號至DCS，輔回路同理。當主回路和輔回路同時故障時，自動切換到空氣馬達運行。空氣預熱器主電機額定電流為23-35 A，高報警值為67.1 A，高跳閘值大于77.2 A（反時限）。當空氣預熱器停運（主輔電機停運60 s），會觸發空氣預熱器RB動作。

2.2空氣預熱器主輔電機聯動邏輯

主電機變頻聯動輔電機變頻回路要具備以下幾個條件：

（1） 要有主電機變頻器故障信號；

（2） 輔電機變頻器無故障，具備投運條件；

（3） 主電機變頻器電源開關接觸器斷開；

（4） 輔電機變頻器處于停止狀態（電源開關接觸器斷開）；

（5） 聯動開關投入“自動”位置。

2.3變頻器運行狀態丟失信號分析

DCS熱工邏輯中，空氣預熱器運轉信號為空氣預熱器電機電源開關合閘反饋信號與變頻器運行反饋信號組成與門發出，只要其中一個信號丟失，便認為變頻器未運轉，從而報運行狀態丟失信號。若此時空氣預熱器電機電源未跳而只是變頻器無速度、無電流輸出，也會報空氣預熱器運行狀態丟失，造成運行人員誤判斷認為變頻器已跳閘。

3　空氣預熱器故障原因分析

3.1歷史曲線分析

調閱相關曲線得知，當A主電機變頻器電流至0時，其變頻器運行反饋也消失，但無A主電機變頻器故障和電源故障信號。此時A主電機電源開關合閘信號未消失，說明空氣預熱器A主電機電源回路未失電，變頻器還處于得電狀態，只是變頻器輸出至0（電流至0）。約18 s后變頻器自動恢復電流輸出。再經過4 m in，A主電機變頻器電流至0時，其A主電機變頻器運行反饋消失，發出空氣預熱器停轉信號。

3.2輔電機不聯動原因分析

輔電機不聯動的原因如下：當時無主電機變頻器故障信號發出；無主電機變頻器電源故障信號；主電機電源開關合閘信號未消失，不具備聯動條件。

3.3輔電機搶合不成功原因分析

同輔電機不聯動的原因一樣，由于當時主電機變頻器有電機電源開關合閘信號，也不具備聯動條件（主電機運行時閉鎖輔電機），故無法搶合成功。

3.4空氣馬達無法啟動原因分析

空氣馬達啟動是在主/輔電機變頻器有故障信號輸出時，才具備啟動條件；而當時變頻器無故障信號輸出，故也無法啟動。

3.5故障原因綜合分析

判斷此次異常情況是由空氣預熱器主電機變頻器在運行中程序瞬間混亂引起的，原因如下。

（1） A空氣預熱器主電機自啟，從硬接線控制回路分析，在DCS沒有發出合閘指令時是無法實現預熱器主電機自啟的，且查閱DCS實時記錄曲線，自啟動時DCS沒有發出合閘指令。

（2） A空氣預熱器主電機自啟后，DCS實時記錄曲線電流存在突變，變頻器頻率自動從0升至50 HZ，其頻率的升降不是由DCS控制，而是由變頻器存儲的程序控制。

（3） 從檢修檢查情況分析，在未進行任何修理的情況下，在就地手動方式及遠控方式下，變頻器啟停試驗均正常。

4　防范措施

（1） 機組正常運行時，空氣預熱器主電機停運后（主電機變頻器電流至0），如果輔電機聯動成功則按規程相應規定處理；未聯動則按規程要求進行搶合。若搶合不成功，可先將主電機變頻器進行急停，再去搶合輔電機，此時應可以成功；若急停不成功，可迅速將主電機變頻器控制電源開關停用，再去搶合輔電機，為確保啟動輔電機創造條件。

（2） 機組正常運行時，空氣預熱器如果出現主回路故障，需立即到現場查看變頻器顯示面板上故障代碼；若輔電機聯動成功，則迅速根據故障代碼情況決定是否對主電機變頻回路進行隔離檢修。

（3） 定期查看控制柜內部元器件，并清理控制柜內部灰塵。只要系統運行，就應打開控制柜內部冷卻風扇，確保變頻器在良好運行環境下運行。

（4） 在機組檢修技改時，考慮增加變頻器轉速至0或變頻器無運行反饋時，經延時跳變頻器電源接觸器邏輯，以確保聯動成功；考慮增加變頻啟動方式，待啟動正常頻率達到設定值時，自動無擾切至工頻旁路運行方式，以杜絕變頻器在運行中出現異常而影響空預器正常運行的情況。

2015-09-15；

2016-03-15。

許 震（1976-），男，高級技師，主要從事發電廠機組運行維護工作，email：x ly030930@163.com。

馬劍宇（1979-），男，工程師，主要從事發電廠鍋爐運行工作。