變頻器冷卻水泵控制電路改造

付建忠

（國網(wǎng)新源控股有限公司潘家口蓄能電廠，河北唐山064309）

變頻器冷卻水泵控制電路改造

付建忠

（國網(wǎng)新源控股有限公司潘家口蓄能電廠，河北唐山064309）

簡要分析了潘家口蓄能電廠變頻器抽水工況啟動(dòng)過程中，由于經(jīng)常出現(xiàn)因水管老化脫落或斷裂造成跑水現(xiàn)象，為了彌補(bǔ)因去離子水少時(shí)冷卻水泵存在泵燒毀的危險(xiǎn)，因此提出相關(guān)回路改造的處理措施。

抽水蓄能；變頻器；去離子水；水泵

0 引言

潘家口電廠坐落在河北省遷西縣境內(nèi)灤河干流的中上游，是國內(nèi)最早的大型蓄能電站之一。由于華北電網(wǎng)主要以火電為主，受地區(qū)水力資源限制，可供開發(fā)的水電十分有限，電網(wǎng)缺乏經(jīng)濟(jì)的調(diào)峰手段，電網(wǎng)缺電局面由電量缺乏轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)峰容量的缺乏，所以，潘家口電廠在建廠之初便擔(dān)負(fù)著華北電網(wǎng)的調(diào)峰、調(diào)頻和緊急事故備用的艱巨任務(wù)。電廠有3臺(tái)90 MW蓄能機(jī)組，總裝機(jī)容量270 MW，于l991年投入運(yùn)行，由此拉開抽水蓄能電站建設(shè)快速發(fā)展時(shí)期的序幕。抽水蓄能機(jī)組靜止啟動(dòng)變頻器（SFC）系統(tǒng)是抽水蓄能機(jī)組水泵工況啟動(dòng)的主設(shè)備，負(fù)責(zé)在水泵工況下將機(jī)組拖動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速并同期，是大型抽水蓄能機(jī)組輔助設(shè)備的重要組成部分，變頻器系統(tǒng)能否穩(wěn)定運(yùn)行直接影響蓄能機(jī)組的啟動(dòng)成功率。潘家口變頻器系統(tǒng)為ABB公司提供的60 MW的變頻器系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)組的軟啟動(dòng)和變速運(yùn)行功能。

1 潘家口電廠變頻器組成

抽水蓄能機(jī)組靜止啟動(dòng)變頻器采用交—直—交電流源型晶閘管變頻啟動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)負(fù)載換相式變頻調(diào)速，用于完成抽水蓄能發(fā)電電動(dòng)機(jī)抽水工況的啟動(dòng)。潘家口電廠變頻器系統(tǒng)采用高-高6脈波型式，系統(tǒng)配置如圖1所示。電氣一次主回路系統(tǒng)由隔離開關(guān)、整流橋、平波電抗器、逆變橋組成。兩個(gè)閥串之間接直流平波電抗器，用于抑制諧波和續(xù)流作用。整流橋和逆變橋閥串以及平波電抗器采用去離子冷卻水強(qiáng)制水冷卻方式，整流橋和逆變橋閥串是變頻器的重要核心部件，而整流橋和逆變橋閥串在工作中會(huì)產(chǎn)生大量熱量，所以去離子冷卻水循環(huán)系統(tǒng)又是閥橋重要組成部分。冷卻水循環(huán)是否正常直接影響可控硅、電阻、電容以及電抗器等元件的使用壽命，是保證變頻器安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。

圖1 變頻器主接線圖

2 冷卻水泵控制回路改造問題的提出

潘家口變頻器去離子冷卻水泵的正常運(yùn)行對(duì)變頻器閥橋的冷卻效果非常重要，直接影響變頻器元件使用壽命以及變頻器的正常運(yùn)行，進(jìn)而影響機(jī)組的啟動(dòng)成功率。電廠變頻器投入運(yùn)行近20年，去離子水管已老化嚴(yán)重且無法進(jìn)行更換，經(jīng)常出現(xiàn)因水管老化脫落或斷裂造成跑水現(xiàn)象。由于變頻器冷卻水泵運(yùn)行靠去離子水冷卻，如果冷卻水泵運(yùn)行時(shí)冷卻水少而未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，水泵就會(huì)因?yàn)槭ダ鋮s而燒毀（泵的啟動(dòng)方式有兩種：①手動(dòng)啟動(dòng)；②變頻器抽水啟動(dòng)時(shí)泵自動(dòng)啟動(dòng)；泵的停止運(yùn)行方式只有1種：就是變頻器本體手動(dòng)現(xiàn)地停止運(yùn)行）。冷卻水泵控制示意如圖2所示。為了防止因去離子水少時(shí)冷卻水泵持續(xù)運(yùn)行導(dǎo)致水泵被燒毀，因此提出此次變頻器冷卻水泵控制回路改造。

圖2 改造前冷卻水泵主接線圖

3 總體設(shè)計(jì)思路

此次改造利用變頻器去離子水箱浮筒，將用于中控室變頻器水位低報(bào)警的行程開關(guān)電路（圖3）加以改造，新增兩條變頻器冷卻水泵控制回路（如圖4所示）。自動(dòng)監(jiān)視變頻器去離子水箱的水位信號(hào)，并判斷是否達(dá)到冷卻水泵的停泵水位，以實(shí)現(xiàn)去離子水少時(shí)自動(dòng)停泵的功能。

圖3 變頻器去離子水箱（改造前）示意圖

4 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

（1）水位低報(bào)警行程開關(guān)帶動(dòng)一個(gè)型號(hào)為KC22E的繼電器1K1，此繼電器有兩對(duì)開接點(diǎn)兩對(duì)閉接點(diǎn)（如圖5）。

（2）第1對(duì)接點(diǎn)（11、12）接在冷卻水泵1的控制回路中。

圖4 冷卻水泵控制（改造后）圖

（3）第2對(duì)接點(diǎn)（21、22）接在冷卻水泵2的控制回路中。

（4）第3對(duì)接點(diǎn)（13、14）接原來的中控室變頻器水位報(bào)警回路中。

在變頻器本體盤內(nèi)取220 V直流，作為繼電器1K1的工作電源，變頻器去離子水箱浮筒帶動(dòng)行程開關(guān)，當(dāng)水箱水位下降到水位低報(bào)警時(shí)，行程開關(guān)接點(diǎn)接通，繼電器1K1勵(lì)磁，繼電器1K1第1對(duì)閉接點(diǎn)和第2對(duì)閉接點(diǎn)打開，此時(shí)冷卻水泵如果在運(yùn)行態(tài)，也會(huì)因接觸器K17、K18失磁而停泵，如果此時(shí)泵在停泵態(tài)，人為也無法使泵啟動(dòng)；繼電器1K1的第3對(duì)接點(diǎn)同時(shí)會(huì)向中控室發(fā)變頻器水位低報(bào)警信號(hào)。及時(shí)與運(yùn)維人員聯(lián)系解決處理

圖5 改造后冷卻水泵主接線圖

5 結(jié)束語

通過此次變頻器冷卻器水泵控制回路的改造，實(shí)現(xiàn)了變頻器冷卻水量減少時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)并自動(dòng)停止水泵運(yùn)行的功能；而且水泵在停止態(tài)時(shí)出現(xiàn)冷卻水量減少情況，還會(huì)將冷卻水泵閉鎖，無法手動(dòng)起泵。此次改造減輕了我廠運(yùn)維人員的工作量，提升了設(shè)備運(yùn)行的自動(dòng)化程度，確保了變頻器的安全穩(wěn)定運(yùn)行，保證了機(jī)組的啟動(dòng)成功率。在加強(qiáng)安全生產(chǎn)，消除設(shè)備隱患，提升工作效率等方面均具有積極意義，對(duì)其他抽水蓄能機(jī)組具有很好的借鑒作用。

TV734.4

B

1672-5387（2017）12-0010-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.12.004

2017-11-01

付建忠（1973-），男，技師，從事機(jī)電設(shè)備運(yùn)維工作。