一起6 kV高壓變頻器通風(fēng)故障的分析與處理

楊云珍

(廣東省粵瀧發(fā)電有限責(zé)任公司，廣東 羅定 527200)

一起6 kV高壓變頻器通風(fēng)故障的分析與處理

楊云珍

(廣東省粵瀧發(fā)電有限責(zé)任公司，廣東 羅定 527200)

說明了6 kV高壓變頻器冷卻方式及冷卻系統(tǒng)的工作原理，介紹了某電廠循環(huán)水泵高壓變頻器在使用過程中發(fā)生跳閘的事件，對事件進行了分析，并查找出故障原因，提出了相應(yīng)的防范措施，為類似故障的處理提供參考。

高壓變頻器；通風(fēng)；冷卻；熱量

1 6 kV高壓變頻器冷卻方式

高壓變頻器效率一般可達96 %以上，約4 %的損失以熱量形式散失到環(huán)境中去。

為了維護高壓變頻器等設(shè)備的安全穩(wěn)定運行，需要對高壓變頻器進行冷卻，主要采取以下2種冷卻方式。

(1) 開式循環(huán)。熱量直接散發(fā)到空氣中，優(yōu)點是運營成本較低；但高壓變頻器的內(nèi)部電子元件極易受周圍環(huán)境影響，當(dāng)周圍環(huán)境粉塵較大時，易對元件造成損壞。

(2) 空—水冷卻閉式循環(huán)系統(tǒng)。特點是房間密閉、粉塵少、空氣質(zhì)量干凈、維護量小。

2 6 kV高壓變頻器冷卻系統(tǒng)工作原理

現(xiàn)就某電廠采用的空—水冷卻閉式循環(huán)系統(tǒng)進行分析，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。

(1) 變壓器柜采用2臺風(fēng)扇抽風(fēng)，安裝在設(shè)備柜子頂部，明裝，出口共用1個風(fēng)道，2臺風(fēng)扇電源共用1個空氣開關(guān)。

圖1 空—水冷卻閉式循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理

(2) 功率柜采用3臺風(fēng)扇抽風(fēng)，裝在風(fēng)盒中，暗裝，3個風(fēng)扇分出3個風(fēng)盒，3個風(fēng)盒平均分配帶走功率模塊發(fā)熱量。每一個功率模塊的尾部均插入風(fēng)盒中，冷卻風(fēng)從功率模塊散熱片的前端通過散熱片(封閉的風(fēng)道)進入風(fēng)盒。相應(yīng)的風(fēng)機運行，抽走熱風(fēng)，再通過水冷器，進行熱交換，把冷風(fēng)送回變頻器房間內(nèi)，完成設(shè)備的冷卻。出口共用2個風(fēng)道，3臺風(fēng)扇電源由1個空氣開關(guān)控制。

3 故障經(jīng)過及設(shè)備檢查

3.1 故障經(jīng)過

2016-05-17，某電廠3號循環(huán)水泵高壓變頻器在運行中跳閘，變頻器B2，B3功率模塊過熱，在現(xiàn)場檢查時聞到少許燒焦味。查故障記錄為重故障跳閘。

3.2 設(shè)備檢查

圍繞高壓變頻器重故障跳閘、相應(yīng)功率模塊過熱的情況，對設(shè)備進行檢查。

(1) 拆除B2，B3功率模塊，對外觀進行檢查，未發(fā)現(xiàn)有零部件燒毀。經(jīng)現(xiàn)場檢測，確認B2，B3無異常。

(2) 更換新的變頻器功率模塊后，重新試運，現(xiàn)場觀察通風(fēng)情況，風(fēng)量正常。運行約30 min后，A1，B3功率模塊過熱故障報警，用紅外線測溫計測量功率模塊表面，溫度為45 ℃。

(3) 拆下變頻器功率模塊，在實驗室檢測功率模塊溫度繼電器，溫度繼電器動作正常，達到85 ℃報警，正常；功率模塊上的溫度繼電器檢測點在單元控制板上短接測試正常。

(4) 懷疑變頻器控制裝置誤報警。更換變頻器相關(guān)通信控制模塊，更換相關(guān)模塊測量用光纖數(shù)據(jù)線后運行，現(xiàn)場觀察通風(fēng)情況，風(fēng)量正常。運行10多分鐘后，變頻器再次出現(xiàn)重故障報警跳閘情況。

(5) 再次進行3號循環(huán)水泵試運，全面檢查變頻系統(tǒng)、功率模塊、變壓器冷卻風(fēng)扇電源開關(guān)。其中功率模塊冷卻風(fēng)扇電源開關(guān)在跳閘狀態(tài)，懷疑之前在試運時，未檢查冷卻風(fēng)扇電源開關(guān)，導(dǎo)致功率模塊溫度過高。投入冷卻風(fēng)扇電源開關(guān)后啟動變頻器運行，在啟動初期，設(shè)備正常運行，變頻器房間無異味。13 min后，房間出現(xiàn)異味，檢查功率模塊風(fēng)扇電源開關(guān)已跳閘，手動停運3號循環(huán)水泵。

(6) 拆開功率模塊上部風(fēng)盒(狀態(tài)密封，運行時無法觀察風(fēng)扇運行狀態(tài))，檢查風(fēng)扇，發(fā)現(xiàn)其中一個風(fēng)扇電機繞組處有異味。檢查該風(fēng)扇電機繞組，用兆歐表測量其對地及相間絕緣電阻為0，判斷該風(fēng)扇已經(jīng)損壞。將其更換后，設(shè)備運行正常。

4 事故原因分析及防范措施

4.1 事故原因

本次高壓變頻器故障溫度保護正確動作，因功率柜其中一臺風(fēng)扇故障，跳開功率模塊柜所有通風(fēng)風(fēng)扇總電源，功率模塊熱量無法帶走，導(dǎo)致模塊溫度上升達到跳閘值，報重故障觸發(fā)跳閘變頻器。

4.2 防范措施

根據(jù)以上分析，提出以下幾個防范措施。

(1) 啟動變頻器時，必須先檢查其風(fēng)扇開關(guān)狀態(tài)，確保啟動時能正確通風(fēng)，保證設(shè)備的安全可靠。

(2) 定期檢查通風(fēng)風(fēng)扇，測量風(fēng)扇電機電阻，檢查風(fēng)扇葉片積灰情況并進行清理，減輕風(fēng)扇負荷，避免過載。

(3) 定期檢查變頻器室內(nèi)溫度，確定不超溫；運行過程中檢查變頻器室內(nèi)通風(fēng)情況，可用紙張簡單測試柜內(nèi)的通風(fēng)情況。

(4) 做好日常設(shè)備的維護管理工作，統(tǒng)計風(fēng)扇風(fēng)機運行時間，超過或達到運行時間的必須更換。

(5) 對功率柜風(fēng)扇電源控制系統(tǒng)進行適當(dāng)?shù)募夹g(shù)改造，使每臺風(fēng)扇的由單獨電源供電，并增加電源跳閘故障報警。

1 馬賢寧，祁 晨，田美文，等.6 kV高壓變頻器運行維護實踐[J].電力安全技術(shù)，2013，15(12)：50-52.

2 慕容永堅.6 kV風(fēng)機變頻器故障分析[J].華電技術(shù)，2012，34(8)：37-39.

2016-12-12；

2017-03-01。

楊云珍(1977—)，男，高級工程師，主要從事電廠設(shè)備維修維護管理工作，email：997434239@qq.com。