提高機組變頻并網成功率專題分析

侯桂欣 李珅 谷崢

摘 要：十三陵電廠變頻器控制系統改造后，一次主設備與控制系統的邏輯配合存在缺陷，導致改造完成后的一年當中變頻器的啟動成功率僅為98%。運維檢修部成立攻關小組，反復論證，克服困難，最終解決了這個問題。

關鍵詞：變頻器；并網；運維檢修

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.167

1 專題分析概述

十三陵電廠于2013年2月完成了對變頻器控制系統的更新改造，由于升級改造的范圍不包括變頻器一次主設備和冷卻設備，變頻器一次主設備與控制系統的邏輯配合存在缺陷，導致改造完成后的一年當中變頻器的啟動成功率僅為98%。為此我廠運維檢修部成立攻關小組，反復論證，克服困難，最終解決了這個問題，并通過半年的抽水啟動情況證明了邏輯修改的正確性，大大提高了我廠變頻器啟動抽水機組成功率。

2 專題分析內容簡述

變頻器改造后啟動不成功原因故障類型分為以下四種：

（1）二次差流閉鎖故障機組跳閘 2nd BI FT；（2）可控硅故障 NB THYRISTORS ARM 2 FAULT；（3）starting FT；（4）網線干擾造成的風扇故障及AK03跳閘。

3 專題分析內容

3.1 二次差流閉鎖故障機組跳閘 2nd BI FT

終端keypad 顯示故障編碼 P2.5 故障描述 I NB1 FT，為網側差流故障NB1 differential fault，此時脈沖閉鎖pulse blocked，網側電流I NB1下降為0，后重新恢復脈沖觸發，網側電流開始逐漸上升。

程序邏輯及分析如下：

變頻器內部邏輯為網側電流 I NB1 與機側電流 I MB1電流值得差大于0.3時，當I NB1- I MB1>0.3時，出現P2.5 I NB1>I MB1 FT報警。

I NB1- I MB1達到定值后延時0.02s輸出為1，隨后展寬脈寬2s，經0.25s延時輸出1，之后如再發生一次I NB1- I MB1>0.3則報二次閉鎖故障2nd BI FT，出口跳閘。與廠家進行靜態試驗后跳閘時間250ms。

針對變頻器多次出現差流甚至導致變頻抽水調相啟動失敗的問題，考慮到二次差流閉鎖故障保護為差動保護，能夠正確的反映變頻器可控硅整流逆變過程的差流故障，不能完全取消保護功能，我廠考慮通過更改參數的方案解決此問題。處理措施：

（1）將REGUL邏輯中參數修改為：R2960：0.165；R2958：0.92；R2957：0.165。

更改參數后，變頻器啟動速率身高，但此后仍沒有解決網側大于機側電流故障。

（2）考慮將參數 R99 從0.005秒改成10秒，即在強迫換相轉自然換相后10s內閉鎖差流檢測，將保護暫時屏蔽一段時間。程序下裝后，試驗中機組抽水調相啟動過程中未出現此故障。

3.2 可控硅故障

可控硅故障均為2號橋臂故障，報警名稱為NB THYRISTORS ARM 2 FAULT。

通過邏輯，可控硅故障通過兩條并行的回路進行檢測，一個是通過光纖進入process_Fault_memo分別報網側與機側橋臂ARM1-ARM6故障，故障編碼P2.233-P2.248，另一個通過網線Ecat進入process_Fault_memo分別報網側與機側橋臂ARM1-ARM6故障，故障編碼P2.457-P2.488，并且進入process_Alarm_memo分別報網側與機側橋臂ARM1-ARM6告警，故障編碼P2.329-P2.456。

3.3 starting FT

針對故障，我方認真對程序及波形進行了分析，認為變頻器變頻抽水啟動過程，強迫換相轉自然換相過程中，由于我廠勵磁系統的限制，11%轉速時勵磁會有一個下降，導致變頻器檢測到的機側磁通量低于定值0.4，因此出現Starting fault。處理措施：

對參數R1026 從0.4 改為0.2，降低磁通量跳閘門檻值，以躲避勵磁磁通量下降超過定值導致的Starting fault，并于晚上進行了變頻抽水啟動四號機組。時至今日，此故障未出現過。

3.4 網線干擾造成的風扇故障及AK03跳閘

AK03合閘后幾秒鐘，變頻器報I/O Station 1 FT、I/O Station 2 FT、CUC CB Supplies FT，AK03跳開，報警可復歸。

我廠新控制系統采用EtherCAT network的型式，通過RJ45網線將B&R APC620 CPU、PIBe 、BEKHOFF相連接，實現信號直接互聯的通路。

此故障出現后，攻關小組認真分析排查，模擬重現當時故障現象，將BEKHOFF與CPU之間的通信模塊網線拔掉后便報上述故障，因此判斷此故障為網線通信信號受到干擾所致。處理措施：

（1）進行了設備異動，變頻器整流電源仍取自1#廠高變，變頻器冷卻水閥門和變頻器冷卻風扇的電源由3D一段改動到3D二段，3D二段由2#廠高變提供電源，實現了變頻器整流輸入電源與輔助一次負荷分開。

（2）進行了設備異動，將風扇啟動SFC變頻器控制柜F01+CUC2內加裝一個雙位置繼電器，通過監控發令來控制繼電器的勵磁或失磁從而控制冷卻風扇的啟停，解決了AK03開關與風扇接觸器同時合閘易產生干擾信號的問題。

（3） 進行了設備異動，在變頻器冷卻水閥旁邊加裝一個冷卻風扇控制箱，將CUC1與CUC3風扇控制回路均移到此控制箱內，包括4個空氣開關及4個交流接觸器，單獨從3D室拉一根動力電纜為風扇提供380V電源，實現了控制盤一次電纜與二次電纜分開。

經過以上措施后，AK03合閘成功率100%。

經過最后一項措施的完成，截至2015年1月15日，變頻器抽水啟動開機次數133次，成功133次，啟動成功率達100%。

參考文獻：

[1]袁超.分布式風力發電機組遠程監控系統的設計[D].西安理工大學，2017.

[2]王鵬.基于SCADA系統的風力發電機組狀態及故障診斷研究[D].河北科技大學，2018.