高壓給泵變頻器的運(yùn)行與維護(hù)

潘文良

（江蘇華電戚墅堰發(fā)電有限公司，江蘇 常州 213011）

1 設(shè)備配置

1.1 概述

江蘇華電戚墅堰燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組為“F”級系列、單軸布置，配備了2臺(tái)高壓給水泵。機(jī)組正常工作時(shí)，由A泵提供高壓汽包給水（A泵為變頻調(diào)節(jié)），一臺(tái)為備用（B泵采用液力耦合器調(diào)節(jié)）。

1.2 用戶I/O

I/O模塊允許用戶與機(jī)組DCS系統(tǒng)通信，以滿足現(xiàn)場應(yīng)用需要，故障可通過故障復(fù)位清除。

1.3 單元旁路系統(tǒng)

當(dāng)變頻器內(nèi)部發(fā)生單元故障，則要向閉合接觸器發(fā)出指令，同時(shí)，將故障單元處的電路斷開，保證相鄰的每兩個(gè)單元都能互相連接，進(jìn)而將故障隔離出來，使得變頻器可以重新起動(dòng)，但只能降出力運(yùn)行。另外，中性點(diǎn)漂移技術(shù)使得變頻器在發(fā)生單元旁路后容量的下降最小。

2 參數(shù)調(diào)整

2.1 合理設(shè)置變頻器參數(shù)

變頻器起動(dòng)的時(shí)間不能過長，盡量保證瞬時(shí)起動(dòng)。若是按下起動(dòng)按鍵發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)無法正常轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)生堵轉(zhuǎn)，那么就證明負(fù)載的轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)大于起動(dòng)力矩，進(jìn)而無法正常起動(dòng)。這時(shí)要立即按停止P按鈕，否則時(shí)間一長，電動(dòng)機(jī)要燒毀的。

2.2 運(yùn)行節(jié)能措施

變頻器運(yùn)行時(shí)，合理使用室內(nèi)空調(diào)，加強(qiáng)房間密閉功能以減少內(nèi)外換熱，避免房間內(nèi)外空氣流通影響室內(nèi)環(huán)境；充分利用變頻給泵運(yùn)行（不低于全年運(yùn)行時(shí)間的90%）；變頻器起動(dòng)前30min開輔助油泵；機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)維持高壓給水壓差 1.5～1.8MPa，升降負(fù)荷時(shí)可適當(dāng)調(diào)高高壓給水壓差。

3 故障案例及采取措施

4月30日#2機(jī)組A高壓給泵變頻器故障跳閘（B高壓給泵未聯(lián)動(dòng)），值班人員手動(dòng)起動(dòng)B給泵成功，期間高壓汽包水位最低至-740mm左右。

3.1 故障原因分析

變頻器跳閘畫面顯示W(wǎng)AGO通信報(bào)警，沒有發(fā)現(xiàn)設(shè)備中的元器件有異?，F(xiàn)象，對 WAGO與 CPU間連接線進(jìn)行檢查測量，正常。將變頻器與高壓給泵電動(dòng)機(jī)間的電纜拆除后，變頻器送電調(diào)試，變頻器運(yùn)行正常，無任何報(bào)警顯示?；謴?fù)送電變頻器帶部分負(fù)荷試運(yùn)行90min，正常后帶全負(fù)荷運(yùn)行正常。

在處理過程中，發(fā)現(xiàn)變頻裝置柜內(nèi)積灰較多，考慮到以往發(fā)生過的變頻裝置故障情況，初步認(rèn)為是由于積灰且空氣濕度大，引起變頻裝置故障。以下是曾發(fā)生過的三次變頻裝置故障情況。

第一次：#2機(jī)組A高壓給泵變頻器跳閘，故障代碼 A4單元通信不暢，更換通信調(diào)制板一塊后，投運(yùn)正常。

第二次：#2機(jī)組A高壓給泵變頻器跳閘，畫面顯示，操作面板死機(jī)，后由廠家維修人員更換CPU一個(gè)，投運(yùn)后正常。

第三次：#2機(jī)組A高壓給泵變頻器跳閘，畫面顯示報(bào)單元過熱故障，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)由于環(huán)境灰塵多，濾網(wǎng)積灰嚴(yán)重，通風(fēng)不好，引起通風(fēng)量不夠，造成設(shè)備冷卻效果下降而過熱，經(jīng)濾網(wǎng)更換后，設(shè)備運(yùn)行正常。

為此，對#2機(jī)組A高壓給泵變頻器所處開關(guān)室窗戶進(jìn)行密封處理，制定高壓變頻器濾網(wǎng)定期更換制度等一系列措施進(jìn)行防范。

3.2 B備用泵未聯(lián)動(dòng)分析

低水壓未聯(lián)動(dòng)。根據(jù)B給泵聯(lián)動(dòng)條件，給水母管壓力降低至8.45MPa聯(lián)動(dòng)備用泵的壓力信號與備用泵出口電動(dòng)門開起時(shí)允許起動(dòng)條件的出口壓力大于 5MPa壓力信號取自同一測點(diǎn)。當(dāng)給水泵變頻器輸出至零，母管壓力低于8.45MPa和5MPa同時(shí)發(fā)出，但B給水泵在出口壓力小于5MPa時(shí)不允許起動(dòng)，造成聯(lián)動(dòng)失敗。從DCS記憶信息發(fā)現(xiàn)，A高壓給泵出現(xiàn)轉(zhuǎn)速下降，導(dǎo)致給水母管壓力持續(xù)快速下降，從曲線上可以看出壓力從 8.92MPa下降至7.59MPa只有1s，而低水壓聯(lián)鎖起動(dòng)備用泵的壓力定值為 8.45MPa，給泵允許起動(dòng)條件中給水壓力要大于 7.92MPa，由于給水壓力下降太快，使得聯(lián)鎖起動(dòng)備用泵命令無法發(fā)出，而壓力小于 7.92MPa后即使 A泵跳閘，B泵由于同樣的原因也無法自起。

電氣聯(lián)鎖未聯(lián)動(dòng)。給泵電聯(lián)信號取自變頻裝置隔離變高壓側(cè)（6kV）開關(guān)輔助接點(diǎn)，目前回路設(shè)計(jì)為變頻器嚴(yán)重故障，信號經(jīng)6kV開關(guān)綜保裝置非電量保護(hù)出口跳6kV開關(guān)。由于這次變頻器故障為非嚴(yán)重故障只封鎖功率模塊輸出，使變頻器輸出至零，6kV開關(guān)未跳閘，因此備用泵不起動(dòng)。

3.3 防范措施及改進(jìn)建議

加強(qiáng)日常巡查，檢查室內(nèi)溫度和通風(fēng)情況，室內(nèi)溫度最好保持在25℃左右，最高不得高于40℃；保持室內(nèi)清潔衛(wèi)生；檢查變頻器是否有異聲，異味，柜體是否發(fā)熱。由于變頻器整個(gè)裝置采取的是冷卻風(fēng)扇向外排風(fēng)，濾網(wǎng)進(jìn)風(fēng)防塵的冷卻方式，環(huán)境中粉塵較多，影響冷卻風(fēng)量，因此在巡檢中要經(jīng)常性用 A4紙測試濾網(wǎng)進(jìn)風(fēng)量，并且檢查變頻器風(fēng)扇是否有問題。

做好定期維護(hù)，每半個(gè)月對變頻器的所有濾網(wǎng)進(jìn)行一次清洗。確保濾網(wǎng)干燥無積灰；每月根據(jù)日常機(jī)組投運(yùn)情況，擇日對變頻器內(nèi)部器件，功率單元進(jìn)行清掃，用吸塵器將柜內(nèi)的灰塵清除干凈；每半年檢查所有進(jìn)出線電纜，功率單元進(jìn)出線，控制線，控制柜端子排，若有松動(dòng)現(xiàn)象，應(yīng)將其緊固；每半年根據(jù)日常機(jī)組投運(yùn)情況，組織專門人員對變頻器內(nèi)部電子線路板以及光纖進(jìn)行檢查與清掃。由于印刷線路板上有許多元件對靜電很敏感，因此當(dāng)作業(yè)人員接觸時(shí)須佩戴接地防靜電措施；或者在接觸中通過不斷的觸摸接地金屬片消除靜電。

電聯(lián)改進(jìn)意見。將變頻器內(nèi)部非嚴(yán)重故障只封鎖功率模塊輸出，改為變頻器輸出至零信號接入6kV開關(guān)非電量保護(hù)，跳6kV開關(guān)。

但由于本機(jī)組高壓給泵是后續(xù)技改項(xiàng)目，受原DCS邏輯限制，A高壓給泵 DCS操作起停取點(diǎn)在6kV開關(guān)處，起泵時(shí)先合6kV開關(guān)，過幾秒延時(shí)起用變頻器，停泵時(shí)相反。若將變頻器非嚴(yán)重故障接入6kV非電量保護(hù)，每次正常停用保護(hù)都會(huì)動(dòng)作，給變頻器判斷是高壓側(cè)電源異常引起跳泵故障，對變頻器長期運(yùn)行是一種危害，且再次起動(dòng)都要對變頻器檢查一下看是否是真的有故障發(fā)生，檢查動(dòng)作原因，復(fù)位保護(hù)。

低水壓聯(lián)動(dòng)（熱聯(lián)）改進(jìn)意見。按照聯(lián)動(dòng)可靠、投資節(jié)省、改進(jìn)方便原則，將高壓給水泵允許起動(dòng)條件出口壓力≥5MPa改為出口壓力≥5MPa （出口壓力消失后）且能自保持5～10s，即運(yùn)行泵失去5～10s內(nèi)，備用給水泵應(yīng)聯(lián)動(dòng)正常。

4 運(yùn)行注意事項(xiàng)

變頻器投運(yùn)必須先合上變頻器控制電源，系統(tǒng)初始化（約1min）正常，確認(rèn)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)正常，才可以將高壓側(cè)開關(guān)轉(zhuǎn)熱備用，將變頻器控制柜“就地/遠(yuǎn)程”切換開關(guān)打到“遠(yuǎn)程”位置；在DCS發(fā)變頻器起動(dòng)指令，DCS在收到變頻器準(zhǔn)備就緒信號后自動(dòng)發(fā)出起動(dòng)信號，合高壓側(cè)開關(guān)，起動(dòng)變頻器，如果此時(shí) DCS沒有轉(zhuǎn)速設(shè)定信號給變頻器,則變頻器按變頻器控制器預(yù)設(shè)的最小轉(zhuǎn)速（1200r/min）起動(dòng)，然后可以再通過 DCS畫面按鈕，調(diào)節(jié)變頻器的輸出；運(yùn)行中若發(fā)現(xiàn)變頻器輸出下降或輸出已直接至零，應(yīng)盡快檢查備用泵自起情況，或直接手動(dòng)起動(dòng)備用泵；變頻器出現(xiàn)異常情況時(shí)，即會(huì)發(fā)出信號，就地鍵盤上故障燈若是長時(shí)間發(fā)亮，則表示產(chǎn)生了故障；若是故障燈一閃一閃發(fā)生閃爍，則表示正在報(bào)警，但是變頻器仍然能夠正常運(yùn)行。發(fā)生故障主要包括兩種類型，其中一種就是跳高壓側(cè)開關(guān)（其表現(xiàn)主要包括：柜門直接打開，按下急停按鍵，風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障無法正常運(yùn)行，變壓器溫度急速上升，變頻器的損耗極速增大，另外，變壓器還會(huì)發(fā)生次級短路）。另一種不跳高壓側(cè)開關(guān)，兩種故障都會(huì)使變頻器停止輸出，電動(dòng)機(jī)自由滑行至停轉(zhuǎn)；做好巡查工作，聽變頻器柜中是否出現(xiàn)了比較異常的聲響，有沒有出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，排風(fēng)口的位置是否出現(xiàn)了異樣的味道，變頻器柜頂風(fēng)機(jī)應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)情況，柜內(nèi)不允許結(jié)露受潮進(jìn)水，另外，對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行絕緣處理期間，要保證變頻器和電動(dòng)機(jī)二者之間是分離開來的，變頻器輸出端沒有進(jìn)行高壓加持；變頻器中存在一些線路板，工作人員絕對不能直接用手觸碰，主要是因?yàn)槭稚蠋в械撵o電很容易引發(fā)短路，進(jìn)而將線路板直接燒壞。變頻器運(yùn)行的過程中，其柜門一定要保持始終關(guān)閉的狀態(tài)，工作人員也不能在柜子周圍活動(dòng)，避免造成人身危險(xiǎn)。運(yùn)行巡檢中要注意檢查油泵站內(nèi)油壓、油溫、濾網(wǎng)壓差、油位及滲漏情況是否正常，務(wù)必保持油泵站柜門關(guān)閉良好，以防雨天受潮積水發(fā)生不安全情況，并確保潤滑油泵聯(lián)鎖投入有效；變頻器運(yùn)行時(shí)節(jié)能參數(shù)控制。

5 結(jié)論

變頻泵運(yùn)行時(shí)（負(fù)荷280～400MW），變頻器高壓側(cè)電流在104～152A范圍變化，而若采用B泵定速運(yùn)行，其高壓側(cè)電流基本為154A；根據(jù)年度機(jī)組利用小時(shí)統(tǒng)計(jì)，全年 A泵（變頻泵）耗電 657萬kW·h，占廠用電耗0.423%；若采用B泵運(yùn)行，全年耗電 766萬 kW·h，暫廠用電耗 0.493%，比 A泵多耗電109萬kW·h，變頻泵運(yùn)行節(jié)能效果明顯。