高壓變頻器在發(fā)電廠中的運(yùn)行與維護(hù)

彭永

摘 要：節(jié)能降耗是發(fā)電廠的一項(xiàng)重要工作，其關(guān)系到發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益及生存能力，從而使高壓變頻器在火力發(fā)電廠中應(yīng)用變得較為廣泛，通過(guò)高壓變頻改造可以降低廠用電率和供電煤耗，提高上網(wǎng)電價(jià)的競(jìng)爭(zhēng)力。在實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠高壓變頻器在節(jié)能降耗的基礎(chǔ)上，同時(shí)確保發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：節(jié)能降耗；高壓變頻器；運(yùn)行與維護(hù)

中圖分類(lèi)號(hào)：V351 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

廣東粵電云河發(fā)電股份有限公司總裝機(jī)容量：A廠2×125MW；C廠2×300MW。當(dāng)前電力行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩，電力市場(chǎng)供過(guò)于求，燃煤發(fā)電利潤(rùn)壓力逐年增大，隨著廠網(wǎng)分開(kāi)、競(jìng)價(jià)上網(wǎng)改革的深入，節(jié)能降耗已成為發(fā)電廠的一項(xiàng)重要工作，努力降低廠用電率，從而降低發(fā)電成本才能提高上網(wǎng)電價(jià)的競(jìng)爭(zhēng)力，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。降低廠用電率是當(dāng)前發(fā)電企業(yè)節(jié)能降耗的一個(gè)重要方向，因而電廠使用高壓變頻器來(lái)降低廠用電率。

一、我廠高壓變頻器使用概況

隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)發(fā)電企業(yè)的要求也越來(lái)越高，高壓變頻器的技術(shù)也不斷提高，并且不單單只有一種，其類(lèi)別較多，我廠使用以下四種高壓變頻器（共24臺(tái)），其中A、C廠各12臺(tái)。分別使用了北京利得華福高壓變頻器共8臺(tái)，成都東方日立高壓變頻器共6臺(tái)，廣東明陽(yáng)龍?jiān)锤邏鹤冾l器共8臺(tái)，廣州智光高壓變頻器共2臺(tái)。

二、高壓變頻器設(shè)計(jì)原理

高壓大功率變頻器是由多個(gè)功率模塊串聯(lián)而成，通過(guò)將多個(gè)低壓功率模塊的輸出疊加起來(lái)得到高壓輸出。

1.圖1為6kV系列高壓變頻器的典型電路原理圖，對(duì)于不同的輸出電壓等級(jí)，串聯(lián)的模塊數(shù)目是不一樣的，但是其基本原理是一樣的。

2.移相變壓器

移相變壓器輸出給功率模塊供電，為了降低輸入諧波電流，移相變壓器實(shí)行多重化設(shè)計(jì)，以6kV變頻器為例，二次側(cè)共18套副邊繞組，采用延邊三角形聯(lián)結(jié)，每相分為6個(gè)不同的相位組，互差10°電角度。分別有±5°、±15°、±25°等移相角度，這種移相接法可以有效地消除35次以下的諧波，不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的諧波干擾，高壓變頻器的輸入電壓和電流波形都接近正弦波，對(duì)電網(wǎng)的諧波污染小，總體諧波畸變小于4%。同時(shí)，輸入側(cè)的功率因數(shù)高，不必采用功率因數(shù)補(bǔ)償裝置。

3.功率模塊

功率模塊主回路原理圖如圖2所示。

三、故障類(lèi)型及常見(jiàn)故障處理

1.輕故障

不影響變頻器正常運(yùn)行的故障。輕故障出現(xiàn)時(shí)變頻器的處理：

（1）輕故障發(fā)生時(shí)，變頻器給出“音響報(bào)警”報(bào)警狀態(tài)下，如果發(fā)出“報(bào)警解除”指令，則系統(tǒng)撤銷(xiāo)“音響報(bào)警”信號(hào)。

（2）對(duì)于輕故障的發(fā)生，變頻器人機(jī)界面上能看到報(bào)警故障情況。

（3）雖然輕故障不會(huì)導(dǎo)致變頻器停機(jī)，但應(yīng)及時(shí)找出原因。

2.重故障

出現(xiàn)后變頻器立即停機(jī)，并切斷輸入側(cè)高壓的故障。采用自動(dòng)旁路系統(tǒng)的變頻器則自動(dòng)切至工頻運(yùn)行或跳開(kāi)6kV開(kāi)關(guān)，采用手動(dòng)旁路系統(tǒng)的變頻器則跳開(kāi)6kV開(kāi)關(guān)。重故障出現(xiàn)時(shí)變頻器的處理：

（1）重故障發(fā)生時(shí)，變頻器給出“音響報(bào)警”、可以用“報(bào)警解除”按鈕清除報(bào)警的音響信號(hào)。

（2）重故障發(fā)生后，應(yīng)及時(shí)查找故障原因，并更具實(shí)際情況處理。

（3）變頻器重故障發(fā)生后，未經(jīng)查證及故障，處理禁止再上高壓。

（4）變頻器重故障發(fā)生后，故障處理完畢，應(yīng)對(duì)變頻器系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位。

3.驅(qū)動(dòng)故障

處理方法：

（1）確認(rèn)發(fā)生驅(qū)動(dòng)故障模塊。

（2）根據(jù)實(shí)際情況保留變頻器運(yùn)行或申請(qǐng)停運(yùn)變頻器檢修。

（3）變頻器轉(zhuǎn)檢修后更換故障模塊。

4.光纖（通信故障）

處理方法：

（1）確認(rèn)發(fā)生光纖故障模塊。

（2）變頻器轉(zhuǎn)檢修后更換故障模塊。

5.單元模塊過(guò)熱故障

處理方法：

（1）是否環(huán)境溫度時(shí)候較高，若是加強(qiáng)變頻器室通風(fēng)。

（2）檢查變頻器室空調(diào)是否有故障或未開(kāi)。如未開(kāi)應(yīng)打開(kāi)空調(diào)。

（3）是否有柜頂風(fēng)機(jī)故障（一般會(huì)有輕故障報(bào)警），根據(jù)實(shí)際情況處理。

（4）如果是外部原因引起的模塊過(guò)熱，一般不需要更換模塊處理，只需處理好外部引起溫度高問(wèn)題，停運(yùn)變頻器，待變頻器冷卻20min以上，重新上電運(yùn)行即可。

（5）如果是模塊誤報(bào)，一般需要更換模塊（或控制板）處理。

6.變壓器溫度高故障

處理方法：

（1）是否環(huán)境溫度時(shí)候較高，若是加強(qiáng)變頻器室通風(fēng)。

（2）檢查變頻器室空調(diào)是否有故障或未開(kāi)。如未開(kāi)應(yīng)打開(kāi)空調(diào)。

（3）是否有柜頂風(fēng)機(jī)故障（一般會(huì)有輕故障報(bào)警），根據(jù)實(shí)際情況處理。

（4）采用紅外測(cè)溫儀，檢查變壓器溫度。

（5）如果以上均正常，則一般考慮溫控器故障，更換溫控器。

7.變頻器輸出過(guò)流跳閘

處理方法：

（1）正常情況下風(fēng)機(jī)類(lèi)變頻器出現(xiàn)。

（2）一般為變頻器啟動(dòng)時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)或正傳過(guò)快，應(yīng)聯(lián)系機(jī)務(wù)剎車(chē)后再啟動(dòng)變頻器。

（3）也有可能是變頻器剛啟動(dòng)后即打開(kāi)風(fēng)門(mén)，一般應(yīng)待變頻器運(yùn)行至一定頻率后自動(dòng)打開(kāi)風(fēng)門(mén)，或者待變頻器運(yùn)行至10Hz后再手動(dòng)操作風(fēng)門(mén)。

四、變頻器日常運(yùn)行維護(hù)的注意事項(xiàng)

1.變頻器啟動(dòng)前的檢查工作

（1）確認(rèn)高壓變頻器進(jìn)出線(xiàn)刀閘已拉開(kāi)（小車(chē)開(kāi)關(guān)在試驗(yàn)位置）或者6kV開(kāi)關(guān)在檢修位置，打開(kāi)變頻器功率柜（模塊柜）門(mén)，檢查變頻器功率模塊應(yīng)無(wú)結(jié)露，表面應(yīng)不潮濕，模塊表面完好；打開(kāi)變壓器柜門(mén)檢查變壓器應(yīng)無(wú)結(jié)露和其他異常現(xiàn)象，檢查正常后鎖好柜門(mén)。

（2）檢查高壓變頻器控制電源已送電，控制柜所有空開(kāi)、保險(xiǎn)已合上，控制柜UPS已開(kāi)機(jī)，人機(jī)界面上無(wú)異常信號(hào)，所有變壓器柜風(fēng)機(jī)、模塊柜風(fēng)機(jī)電源空開(kāi)均已合上。

（3）測(cè)量移相變壓器高壓側(cè)絕緣，（低壓側(cè)嚴(yán)禁帶模塊側(cè)絕緣）。

2.變頻器啟動(dòng)后的檢查工作

（1）檢查變頻器室空調(diào)是否已打開(kāi)。

（2）檢查變頻器柜頂風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常，空開(kāi)無(wú)跳閘。

（3）檢查變頻器人機(jī)界面上變頻器電流、頻率無(wú)跳變、無(wú)異常信號(hào)。

（4）對(duì)于安裝有水冷器的變頻器，應(yīng)檢查冷卻水閥門(mén)已打開(kāi)，增壓風(fēng)機(jī)已投運(yùn)。

（5）斷開(kāi)變頻器所有加熱器電源。

3.變頻器日常運(yùn)行維護(hù)的注意事項(xiàng)

（1）變頻器運(yùn)行后，不定期檢查變頻器室的環(huán)境溫度，一般不超過(guò)26℃，空調(diào)無(wú)跳閘。

（2）檢查人機(jī)界面應(yīng)無(wú)報(bào)警。

（3）對(duì)于安裝有水冷器的變頻器，應(yīng)確保冷卻水壓力及流量充足以及增壓風(fēng)機(jī)已投運(yùn)。

4.變頻器停運(yùn)后的維護(hù)工作

（1）檢查有加熱器的變頻器的加熱器應(yīng)投入。

（2）變頻器停運(yùn)非檢修需要一般不能斷開(kāi)變頻器所有控制電源（如果兩路至少保持一路），若檢修需要斷開(kāi)變頻器控制電源，則檢修任務(wù)完成后，應(yīng)盡快送上控制電源。

（3）如果變頻器停運(yùn)時(shí)間長(zhǎng)，應(yīng)定期檢查變頻器是否有結(jié)露，如有應(yīng)采取相應(yīng)的措施。

5.變頻器的定檢注意事項(xiàng)

（1）半個(gè)月左右清理一次柜門(mén)防塵濾網(wǎng)的灰塵，保證冷卻風(fēng)路的通暢。如果環(huán)境灰塵污染嚴(yán)重，定期清理的時(shí)間還應(yīng)縮短。

（2）固定螺栓的緊固，隨機(jī)組大中小修，對(duì)所有螺栓進(jìn)行一次檢查，看是否發(fā)生松動(dòng)或變色，若松動(dòng)則應(yīng)重新緊固。

（3）變頻器柜內(nèi)衛(wèi)生清潔，隨機(jī)組大小修進(jìn)行，如時(shí)間長(zhǎng)也可利用變頻器停運(yùn)后進(jìn)行衛(wèi)生清潔。

（4）自動(dòng)旁路系統(tǒng)切換試驗(yàn)，隨機(jī)組大小修，必要時(shí)應(yīng)對(duì)變頻器進(jìn)行一次模擬重故障切工頻試驗(yàn)。

6.其他注意事項(xiàng)

高壓變頻器停運(yùn)后再啟動(dòng)，應(yīng)在合上6kV開(kāi)關(guān)后，待5min～10min后再啟動(dòng)變頻器運(yùn)行。從目前來(lái)看，能有效地減少變頻器啟動(dòng)過(guò)程故障。

結(jié)語(yǔ)

我廠自從將引風(fēng)機(jī)電機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)、循環(huán)水泵、及凝結(jié)水泵電機(jī)由工頻運(yùn)行改裝高壓變頻裝置后，其節(jié)能降耗效果顯著，實(shí)現(xiàn)了降低廠用電率、使得發(fā)電成本降低，因而提高發(fā)電企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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