火力發電廠高壓變頻器運行常見問題探討

火力發電廠高壓變頻器運行常見問題探討

大唐韓城第二發電有限責任公司 黨鐵虎

現今火力發電廠面臨清潔能源發展日益強盛的壓力，應當從軟硬件設施進行升級，以提高企業的綜合競爭實力，獲得持久的發展。本文對火力發電廠的高壓變頻器的運行常見問題進行簡單的探討，并從幾個方面提出建議以保障高壓變頻器的高效運行，以供大家參考。

高壓變頻器；穩定運行；常見問題

1 引言

隨著人們對能源需求的增大，電廠作為主要能源供應企業所面臨的壓力也越來越大。因此，電力企業需要不斷地對自身的軟硬件進行升級優化，提高使用效率。火力發電廠當前面臨的各種壓力更大，更加需要采取措施提高競爭實力。高壓變頻器作為一項重要的設備，其能否正常高效地運作，直接影響著企業的生產活動，企業生產效率的高低。本文對火電廠的高壓變頻器穩定運行的重要性進行分析，并探討當前高壓變頻器運行中存在的問題，提出相應地改善措施，以促進企業的穩定經營發展。

2 高壓變頻器穩定運行的重要性

變頻器的技術是由變頻技術和微電子技術兩者所支持的，其可以對工作電源的頻率進行變頻調節，以更好地對使用交流電作為電源的重要設備進行控制。變頻器在工作時，對主電路的調節是通過變頻控制電路實現的，而變頻控制電路的組成為：整流、控制和逆變三個環節。即：在整流環節，交流工頻電源轉變為直流電源；在控制和逆變環節，直流電源在特定的逆變電路轉變為頻率、幅度等參數均可控制的交流電源，從而實現其控制設備交流電動機工作狀態的目的。已知的電機學中，交流電動機的轉速n（r/min）、極對數p、轉差率s和交流電源的電源頻率f四者滿足式：n=60f（1-s）/p，此方程式表明：在電動機極對數p和轉差率s為定值時，電動機的轉速與電源的頻率f成正比，即電源頻率越大則電動機轉速越大，因此可以通過變頻器對交流電源的頻率進行調節，從而達到調節電動機轉速的目的[1]。火電廠設備使用高壓變頻器可以起到以下作用：①降低設備的啟動電流，從而達到降低設備的機械沖擊，延長設備的使用年限。②降低能源消耗，達到節能減排的環保目的[2]，降低發電廠廠用電率。

3 高壓變頻器運行常見問題

高壓變頻器在火力發電廠的實際運用中，阻礙其穩定運行的常見問題有電磁干擾和變頻器自身故障兩個大的方面，以下對兩個方面進行簡單地探討分析。

3.1 高壓變頻器的電磁干擾

圖1 變頻器工作原理圖

高壓變頻器在工作時，其受到的電磁干擾來源于各種外來電磁信號，當高壓變頻器受到電磁干擾時，其變頻信號可能出現信號的中斷、減弱或者消失等問題，導致其無法有效地對設備進行變頻調速，造成相關設備的損壞。高壓變頻器的電磁干擾來源可以分為以下四類：①整流橋，整流橋是由二極管改造后構成的整流電路，可以確保線路的電流能夠穩定輸出，但是作為非線性負載的整流橋容易對電網造成諧波，從而對電子電氣設備引起較強的電磁干擾，影響電子電氣設備的正常穩定運行；②諧波，諧波作為最常見的電力系統問題，其可以嚴重影響電網線路的運行，并阻礙線路間的信號傳遞，電網中諧波的產生大多因為使用了脈沖寬度調制技術，該技術在使用中易產生多耦合性的噪音，當噪音超標時就對高壓變頻器引起了較強的電磁干擾；③電網噪音，該類型干擾源于電網自身所存在的噪音，其產生主要是各個設備的運行超過負荷時電力系統中的電壓電流發生突變所引起的；④供電電源，高壓變頻器的供電電源作為設備的動力，當其發生過壓、欠壓、斷電或者外部環境因素的干擾等均會引起高壓變頻器的電磁干擾。

不同的電磁干擾來源對高壓變頻器造成電磁干擾主要通過以下三種方式：①輻射，即整流橋所產生的諧波通過電網系統輻射電網內的設備造成影響；②傳導，與輻射相比，該方式的電磁干擾的影響具備范圍廣、強度大的特點，其主要是電磁干擾隨著電網傳遞至各個配電網絡中，從而影響配電母線相關的電氣設備因電磁干擾導致變頻器的信號出現異常；③電磁感應，線路間因耦合產生電磁感應，從而影響電路中的電流電壓，引起較大的電磁干擾。

3.2 高壓變頻器的常見故障

高壓變頻器作為驅動電廠設備運行的能源供應設備，其在工作時易受到各種因素干擾而引起故障，從而影響高壓變頻器的穩定運行，給發電廠的穩定運行帶來一定的影響。高壓變頻器常見的故障主要有以下幾類：①過電壓故障，即高壓變頻器在工作時其工作電壓超過了設備的額定電壓，從而影響設備的運作；②運行參數設置不合理，高壓變頻器的參數設置需要根據設備的實際運行情況和電動機的運行參數進行設定，若參數的設置不合理，則會導致高壓變頻器出現故障而停止運作；③過流故障，其發生是因高壓變頻器在運行時，設備的調速過快或負荷發生突變，導致高壓變頻器的電流超過額定電流，引起設備發生故障；④元器件過熱故障，當設備的工作環境溫度過高、電動機異常、溫度傳感器異常時，高壓變頻器就容易發生過熱保護出現停跳，影響相關設備的運行[3]。

4 保證高壓變頻器穩定運行的策略

4.1 高壓變頻器的抗電磁干擾措施

火力發電廠需要根據企業生產的實際情況，針對性地對可能產生電磁干擾的問題進行分析，并有計劃地對引起電磁干擾的因素進行改造處理，具體可以根據以下幾點進行：①屏蔽處理，針對可引起高壓變頻器產生電磁干擾的干擾源采用屏蔽處理，即在高壓變頻器的外周加上適當的鐵殼屏蔽干擾源的電磁干擾，并適當地縮減信號傳輸線路的長度；②接地處理，該處理方式可以有效地減弱因線路噪音所引起的電磁干擾，通常工作人員可以根據電力系統運行的實際需求，采用一點或多點接地、母線接地等接地方式，以此控制線路噪音的耦合，提高高壓變頻器的抗電磁干擾的能力；③濾波處理，交流電動機的控制是由高壓變頻器控制交流電源的頻率所實現的，因此若對輸入的變頻信號事先對異常的信號進行過濾，可以有效地避免線路中諧波和噪音傳導所引起的電磁干擾；④隔離處理，該處理方式是對高壓變頻器的工作環境進行檢測，對周圍可引起電磁干擾的線路和設備采取適當的措施，將其與高壓變頻器隔離開來，從而減少電磁干擾[4]。

4.2 減少高壓變頻器的常見故障發生

通過以上的高壓變頻器的常見故障的分析，可以針對性地提出相應的改善措施，以減少變頻器故障的發生，具體如下：①對于變頻器的過電壓和過電流故障，可以使用具備非線性特性的壓敏電阻進行保護，當與變頻器并聯的壓敏電阻兩端的電壓超過設備的額定電壓時，壓敏電阻可以被擊穿而疏導電流，從而降低了變頻器兩端的電壓，從而起到保護作用，避免故障的發生；②高壓變頻器的運行參數的設定，需要工作人員根據相關電動機的運行情況進行分析，并結合其工作需求，設定合適的工作參數；③高壓變頻器發生過熱故障，通常是因為變頻器過載運行或者變壓器的冷卻風機無法正常運行，或因環境溫度高變頻器通風濾網積灰引起。因此工作人員需要對高壓變頻器的工作載荷進行實時的監控，并定期對其冷卻風機、通風濾網進行檢修、保養、清灰，避免風機的零部件老化和通風濾網積塵過多導致的散熱不佳所致的過熱故障。

5 結語

面對激烈的競爭壓力及嚴峻的市場環境，火力發電廠不僅需要積極進行管理的改革，還需要對如高壓變頻器等關鍵設備進行優化運維，以確保各種設備穩定、安全、高效運行，方可提高企業的競爭實力和經濟效益。

[1]曹磊.火力發電廠高壓電動機變頻改造及其安全性經濟性分析[D].山東大學，2015.

[2]倪瑋琳.高壓變頻器在大型火力發電廠的應用與維護[J].自動化應用，2011（07）：34-36.

[3]符大利，郭建.變頻器常見的故障與處理方法[R].陜西省煤炭學會專題資料匯編，2011：157-160.

[4]黃剛毅.高壓變頻器應用中的問題分析及對策研究[J].企業技術開發，2012（01）：50-51.