火電廠高壓變頻器的運行與維護

周凱黎

（上海電氣富士電機電氣技術有限公司， 上海 200070）

為了滿足社會發展的需求，火力發電廠單機容量大幅增加，這一過程中經濟性顯得尤為重要。變頻器技術的發展狀況良好，它已經成為了火電廠的重要技術支持。

1 變頻器的作用

1） 顯著減小起動電流，減少機械沖擊所帶來的影響。在一些大轉矩負載場景中，變頻器可以良好地控制起動電流，此時動態轉矩明顯縮小，能夠有效減緩設備的機械沖擊，為相關設備的運行創設穩定的環境；2） 節能降耗。對于當前的一些大型火力發電廠而言，其中的高壓電動機功率高達數百至數千千瓦之間，基于變頻調節的方式，可以控制風機以及水泵的運行參數，使其水壓、溫度等都能夠穩定在合理的狀態，在確保生產質量的同時大幅控制能源的損耗。

2 變頻器的調試

變頻器是貫穿于火電廠運行的重要設備，但受運輸的影響，往往會帶來部件松動或是接線錯誤等問題，對此，當結束安裝工作后應當進行調試，具體流程如下。

1） 檢查配線。注重對設備外部的檢查，此環節以電纜接線尤為關鍵，同時電源也應達到穩定狀態；2） 通電。給變頻器通電，看其顯示屏是否出現異常情況，同時檢查風機的工作狀態；3） 熟悉鍵盤。當前市面上的變頻器類型較多，由此帶來鍵盤配置差異化問題，因此在操作之前需要進行學習，通過說明書了解一些基本操作方式；4） 空載試驗。做好上述檢查工作后，應展開空載試驗，此環節可以分析電機的運行狀況是否發生異常。高壓變頻器內置有多個功率模塊，彼此之間通過串聯的方式連接在一起。為了空載試驗的順利進行，需要對各模塊的輸出功率以及波形進行檢驗，在確保無誤的前提下方可展開空載試驗；5） 帶載試驗。有時會出現負載與電機無法獨立展開空載試驗的情況，對此，可以在帶載的情況下進行，但頻率可以適當增加一些（以5Hz 較為合適），進而分析轉動方向是否出現異常情況。對機械運行狀況展開分析，測定其電流值。如果沒有提出起動時間這一要求，那么起動電流應盡可能控制在額定范圍之內，除此之外諸如電流以及電壓等也是需要重點考慮的對象。

3 變頻器調試過程中的問題與處理措施

3.1 遠程無法正常升降速或升降速不同步

對遠程控制方式進行分析，看其是否與變頻器設定達到相同的狀態。具體來說，如果遠程為4～20mA 的控制機制，但變頻器則為0～10V 控制，這顯然會帶來升降速異常的情況；此外，如果變頻器為0～20mA，那么將會帶來升降速與指令無法同步的問題。

3.2 過電流、過載

1） 變頻器在運行過程中出現過電流現象。當出現此故障后，變頻器將會作出跳閘保護動作。需要對變頻器進行分析，看其輸出側是否發生了短路現象，如果未出現異常后，則需要解掉輸出端接線，此后再展開升頻試驗，如果跳閘現象依然存在，則可以判定變頻器內部出現了短路故障[1]。如果上述檢查均正常，則需要進一步分析是否存在負載過重的問題，之所以會出現此現象，是因為頻率上升到了某一特定值，此時則會帶來過載跳閘問題，如果電機不運轉，則需要對其負載機械部分進行檢查。

2） 升降速過程中出現了過電流。這與升降速度異常有著密切的關聯，當出現此情況后可以適當地調節升降速時間，或者增加電流上限值。

3.3 過電壓及欠電壓

1） 過電壓。重點檢查電源電壓，當其出現超高的情況時，則需要采取措施降低測電壓[2]。受變電所補償電容的影響，極容易帶來干擾過電壓問題，此時可以借助于變頻器重合閘來將該問題解決； 2） 欠電壓。出現此類型故障的原因較多，諸如電源欠電壓或是電源缺相等都是極為典型的誘發因素，對于發電廠而言，以干擾欠電壓最為典型，當變頻器處于運行狀態時，受電機大功率啟動的影響，會在極短的時間內出現瞬間欠電壓問題，對此可以借助變頻器重合閘將該問題解決。

4 變頻器的日常維護措施

4.1 物理環境

變頻器所處的運行環境至關重要，這是設備性能與壽命的關鍵影響因素，為了提升設備的效益性，必須對變頻器展開定期維護工作。

1） 工作溫度。從構成上考慮，設備內部有豐富的大功率電子元件，在運行過程中極容易受到工作溫度的影響，為了元器件的穩定運行，要求工作溫度介于0～55℃范圍內，但為了進一步延長設備的壽命，并提升其運行可靠性，應采取措施將工作溫度降低到40℃以內。通常來說，變頻器安裝在控制箱的上部區域，在實際安裝過程中應嚴格遵循說明書的要求而進行，禁止出現易發熱元件安裝于變頻器底部的現象。

2） 環境溫度。如果變頻器所處的溫度出現了過高或是過低的現象，那么則會引發設備結露等問題，此時會對設備的絕緣性能造成直接影響，甚至會引發短路故障。對此，應當在箱體中增設干燥劑與加熱器，如果所處南方，則需要增設一個加熱器，在其作用下可以將潮氣驅趕出去。當遇到通風狀況欠佳的情況時，則需要在變頻器內部增設軸流風機，顯著降低環境溫度，在短時間內將變頻器熱量快速排出。

3） 振動和沖擊。當控制柜遇到機械沖擊等不良影響時，則會進一步引發電氣接觸不良問題，對此，應當盡可能提升控制柜的強度，將其設置在與沖擊源較遠的區域，同時增設抗震橡皮墊[3]。設備每運行一段時間后，均需要對其接線情況進行分析與維護。控制柜如圖1 所示。

4.2 變頻器啟動前的檢查工作

1） 對高壓變頻器狀態進行分析，確保進出線刀閘處于拉開的狀態，此后方可將變頻器的功率柜門打開，對內部的各模塊進行檢查，看其是否出現了結露現象，需要做好表面不潮濕且完好，做好上述檢查工作后應當將柜門鎖好；2）確保變頻器已經處于通電的狀態，檢查控制柜的各個保險是否已經合上，控制柜UPS 是否處于開機狀態，同時界面是否發出異常信號提醒；3） 對高壓側進行分析，要求其達到絕緣狀態。

圖1 變頻器控制柜

4.3 變頻器啟動后的檢查工作

1） 看變頻器空調的開啟狀態；2） 分析頂風機的運行狀態，應達到空開無跳閘的基本要求；3） 對人機界面上的變頻器電流進行分析，不允許出現異常信號，且頻率應足夠穩定；4） 若變頻器設置有水冷裝置，此時應當確保冷卻水閥門處于開啟狀態；5） 要求加熱器電源均處于斷開狀態。

4.4 變頻器停運后的維護工作

1） 對加熱器的運行狀況進行檢查；2） 在檢修工作中通常不允許將所有控制電源都斷開，當僅存在兩路時要求保持一路；3） 當變頻器停運時間偏長時，則需要進行定期檢查，重點圍繞變頻器的結露現象而展開，當出現此問題時則需要隨即采取可行措施。

4.5 變頻器的定檢注意事項

1） 做好對柜門防塵濾網的清理工作，通常以半個月一次為宜，要求將其中的灰塵清理干凈，且冷卻風路應達到暢通的狀態；2） 做好對固定螺栓的檢修工作，不允許出現松動或是變色問題；3） 注重對變頻器柜內的清潔；4） 展開自動旁路系統切換試驗，圍繞變頻器展開模擬分析。

5 結語

為了推動火力發電廠的穩定發展，就必須做好高壓變頻器的運維工作，這既是火力發電的基本保障，又是提升經濟效益的重要途徑。對此，工程人員在日常工作中應當加大研究力度，提出一些更為可行的運維措施。