發(fā)電廠高壓變頻設(shè)備故障分析

見岐武

【摘 ?要】隨著國家節(jié)能環(huán)保工作的推進(jìn)，高壓變頻器技術(shù)逐步成熟，高壓變頻器價格在不斷降低，在火力發(fā)電廠高壓變頻器不斷的大范圍推廣。本文根據(jù)高壓變頻器通用理論及實(shí)際工作中遇到的發(fā)電廠高壓變頻設(shè)備故障案例，對發(fā)電廠高壓變頻設(shè)備的選擇、維護(hù)等要素進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】HAIWORD;高壓變頻;發(fā)電廠

2 高壓變頻設(shè)備的選型

（1）高壓變頻器平均無故障時間。高壓變頻器的指標(biāo)需要生產(chǎn)廠家從采購、設(shè)計、制造、檢驗(yàn)、管理等環(huán)節(jié)加以保證。因此在選型時可以通過收資、調(diào)研，選擇產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)先進(jìn)、生產(chǎn)與品質(zhì)控制嚴(yán)格、設(shè)備運(yùn)行較穩(wěn)定、用戶業(yè)績評價高的產(chǎn)品。

（2）對環(huán)境的適應(yīng)能力。主要表現(xiàn)在一下幾個方面：

a、對電網(wǎng)電壓波動的適應(yīng)能力。當(dāng)母線上電動機(jī)成組自起動、當(dāng)母線上最大一臺電動機(jī)組起動時對變頻器運(yùn)行的影響，這與變頻器允許的輸入電壓波動范圍參數(shù)有關(guān).對于火電機(jī)組應(yīng)保證母線電壓跌落30%時變頻器不會停機(jī)。

b、對現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)能力。高壓變頻器大多安裝于現(xiàn)場輔機(jī)附近，灰塵較多，灰塵進(jìn)人變頻柜內(nèi)會導(dǎo)致絕緣下降或擊穿損壞電子元器件;灰塵堵塞濾網(wǎng)造成功率柜散熱效果差，易導(dǎo)致功率模塊過熱失效損壞。有些廠家把空氣濾網(wǎng)設(shè)計為在運(yùn)行中可拆換清洗，便于維護(hù)。在南方高溫、潮濕氣候地區(qū)，應(yīng)選擇對環(huán)境溫濕度要求低、系統(tǒng)溫升相對低的產(chǎn)品，以保證安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（3）對自身小故障和外部故障的承受能力。高壓變頻器具有單元旁路功能，即某個功率單元出故障時該單元應(yīng)能夠自動退出，整個系統(tǒng)可持續(xù)帶故障運(yùn)行，此時應(yīng)注意單元旁路后對變頻器帶載能力的影響，主要考慮變頻裝置每相功率單元個數(shù)、控制系統(tǒng)的電壓補(bǔ)償。對輸出側(cè)的外部故障.如電纜擊穿短路或電動機(jī)的單相接地甚至相問短路故障對高壓變頻器的影響。高壓變頻器應(yīng)配置單相接地故障檢測功能。根據(jù)現(xiàn)場情況選擇設(shè)定告警或跳閘保護(hù)。

（4）變頻改造對電動機(jī)保護(hù)的影響。高壓變頻器一般均配置工頻旁路柜，以保證在變頻器 現(xiàn)故障或檢修時，通過工頻旁路柜的切換電機(jī)恢復(fù)工頻運(yùn)行，保證生產(chǎn)持續(xù)不斷。但這種切換也帶來了相應(yīng)保護(hù)配置的問題：電動機(jī)在變頻運(yùn)行狀態(tài)下開關(guān)柜應(yīng)裝設(shè)變壓器保護(hù)（因變頻器內(nèi)部與廠用電連接部分為輸人移相整流變壓器），而在工頻運(yùn)行時應(yīng)裝設(shè)電動機(jī)保護(hù)。因此在改造時，原有電動機(jī)保護(hù)應(yīng)保留，作為工頻運(yùn)行時的保護(hù)裝置，如果變頻器控制系統(tǒng)不具備輸入變壓器的保護(hù)功能，從系統(tǒng)安全和合理配置保護(hù)的角度考慮，需加裝“隔離移相變壓器”保護(hù);在電動機(jī)變頻運(yùn)行時.退出電動機(jī)保護(hù)而投變壓器保護(hù)。

3高壓變頻器的常見故障及原因分析

（1）變頻器過流。主要原因有加速時間短、電機(jī)故障、負(fù)載卡澀、模塊損壞、霍爾傳感器損壞、變頻器容量選擇太小。

（2）變頻器過壓。主要原因有減速時間短、變頻器負(fù)載突然降低、變頻器中間直流回路電容容量下降、變頻器電源母線電壓高或變壓器分接頭設(shè)置不合理。

（3）變頻器欠壓。主要原因?yàn)樽冾l器電源母線電壓低或變壓器分接頭使用不當(dāng)造成變頻器電壓降低。

（4）功率單元過熱。主要原因有變頻器環(huán)境溫度高、風(fēng)機(jī)出口堵塞、功率柜風(fēng)機(jī)配置容量不足。

（5）變壓器溫度高。變壓器選擇容量太小，變壓器過負(fù)荷或變壓器冷卻風(fēng)機(jī)容量小或風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不正常。變頻器電源電壓低，造成變壓器變頻器側(cè)電流增加，發(fā)熱量增加。

（6）變頻器無故障顯示，但不能高速運(yùn)行。主要原因可能為變頻器輸入側(cè)缺相，電壓降低但是達(dá)不到報警值。

（7）變頻器不過載，電機(jī)過熱。可能設(shè)置變頻器參數(shù)不當(dāng)或電機(jī)長期在低頻狀態(tài)下運(yùn)行造成電機(jī)散熱不良所致。

（8）變頻器觸摸屏死機(jī)，將觸摸屏24V 電源瞬時停電，重新啟動觸摸屏即可。

（9）變頻器旁路柜五防鎖故障。變頻器五防鎖的萬能鑰匙正常應(yīng)該封存在單元控制室內(nèi)，如果五防鎖無法正常打開，應(yīng)該請示值長同意，核對操作間隔正確后，使用萬能鑰匙打開五防鎖。如果五防鎖機(jī)械部分出現(xiàn)故障，萬能鑰匙將失去作用，此時應(yīng)該將高壓開關(guān)停電保證不會突然高壓來電，將柜體側(cè)面面板打開，將五防鎖拆下來進(jìn)行維修。五防鎖正常后恢復(fù)各個部件正常。使用完畢應(yīng)該及時將萬能鑰匙封存。

4 案例分析

（1）2011年7月13日15時30分左右，一期#2輔機(jī)冷卻水泵運(yùn)行中跳閘，經(jīng)維護(hù)人員就地檢查，發(fā)現(xiàn)#2輔機(jī)冷卻水泵變頻器報“A8B8功率單元超溫”故障，變頻器保護(hù)動作跳閘，引起輔機(jī)冷卻水泵跳閘。

經(jīng)過進(jìn)一步檢查分析，輔機(jī)冷卻水變頻器室環(huán)境較差，由于變頻器通風(fēng)濾網(wǎng)未能及時檢查清理，濾網(wǎng)上存積有大量灰塵，導(dǎo)致通風(fēng)不暢，而設(shè)備連續(xù)運(yùn)行產(chǎn)生大量熱量不能及時散出，是設(shè)備元件溫度逐漸上升，最終致使變頻器保護(hù)跳閘。經(jīng)過清理濾網(wǎng)，將變頻器故障復(fù)位后重新啟動即可正常工作。

（2）2011年8月11日上午，#2機(jī)組A凝結(jié)水泵變頻器DCS顯示溫度快速升高，運(yùn)行人員接地檢查變頻器無故障報警，為避免變頻器跳閘，隨即將A凝結(jié)水泵切換至工頻運(yùn)行，停止該變頻器工作。

經(jīng)過全面檢查發(fā)現(xiàn)該變頻器后部通風(fēng)濾網(wǎng)積灰嚴(yán)重，隨即對其進(jìn)行了徹底清理，投入變頻器運(yùn)行正常，分析發(fā)現(xiàn)由于后部濾網(wǎng)不顯眼，導(dǎo)致定期清理時經(jīng)常漏清，長期積累的灰塵印象了變頻器的散熱。

這兩個案例充分說明了變頻器的選址和定期維護(hù)工作非常重要。

5 高壓變頻器的日常維護(hù)

（1）高壓變頻器正常運(yùn)行，檢查變頻器周圍環(huán)境無煙氣，無粉塵污染。

（2）檢查變頻器柜體沒有明顯的異常振動。

（3）檢查環(huán)境溫度在0℃～40℃，以25℃左右為好。變壓器溫度正常（一般不超過95℃），各風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

（4）檢查變頻器冷卻裝置運(yùn)行正常。

（5）檢查變頻器觸摸屏沒有報警信息。

（6）變頻器功率柜和變壓器柜濾網(wǎng)定期進(jìn)行清理。

（7）變頻小間的空調(diào)定期維護(hù)，保證制冷效果。

（8）如果泵與風(fēng)機(jī)一用一備的方式運(yùn)行，對于備用設(shè)備應(yīng)該定期試驗(yàn)，保證正常備用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 電機(jī)學(xué)，葉東，天津科學(xué)技術(shù)出版社。

[2] 通用變頻器應(yīng)用技術(shù)指南，蔡士齊

（作者單位：華電寧夏靈武發(fā)電有限公司）