火電廠高壓變頻器的運(yùn)行與維護(hù)

周凱黎

（上海電氣富士電機(jī)電氣技術(shù)有限公司， 上海 200070）

為了滿足社會(huì)發(fā)展的需求，火力發(fā)電廠單機(jī)容量大幅增加，這一過程中經(jīng)濟(jì)性顯得尤為重要。變頻器技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r良好，它已經(jīng)成為了火電廠的重要技術(shù)支持。

1 變頻器的作用

1） 顯著減小起動(dòng)電流，減少機(jī)械沖擊所帶來的影響。在一些大轉(zhuǎn)矩負(fù)載場(chǎng)景中，變頻器可以良好地控制起動(dòng)電流，此時(shí)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩明顯縮小，能夠有效減緩設(shè)備的機(jī)械沖擊，為相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行創(chuàng)設(shè)穩(wěn)定的環(huán)境；2） 節(jié)能降耗。對(duì)于當(dāng)前的一些大型火力發(fā)電廠而言，其中的高壓電動(dòng)機(jī)功率高達(dá)數(shù)百至數(shù)千千瓦之間，基于變頻調(diào)節(jié)的方式，可以控制風(fēng)機(jī)以及水泵的運(yùn)行參數(shù)，使其水壓、溫度等都能夠穩(wěn)定在合理的狀態(tài)，在確保生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)大幅控制能源的損耗。

2 變頻器的調(diào)試

變頻器是貫穿于火電廠運(yùn)行的重要設(shè)備，但受運(yùn)輸?shù)挠绊?，往往?huì)帶來部件松動(dòng)或是接線錯(cuò)誤等問題，對(duì)此，當(dāng)結(jié)束安裝工作后應(yīng)當(dāng)進(jìn)行調(diào)試，具體流程如下。

1） 檢查配線。注重對(duì)設(shè)備外部的檢查，此環(huán)節(jié)以電纜接線尤為關(guān)鍵，同時(shí)電源也應(yīng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)；2） 通電。給變頻器通電，看其顯示屏是否出現(xiàn)異常情況，同時(shí)檢查風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)；3） 熟悉鍵盤。當(dāng)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(jìn)行學(xué)習(xí)，通過說明書了解一些基本操作方式；4） 空載試驗(yàn)。做好上述檢查工作后，應(yīng)展開空載試驗(yàn)，此環(huán)節(jié)可以分析電機(jī)的運(yùn)行狀況是否發(fā)生異常。高壓變頻器內(nèi)置有多個(gè)功率模塊，彼此之間通過串聯(lián)的方式連接在一起。為了空載試驗(yàn)的順利進(jìn)行，需要對(duì)各模塊的輸出功率以及波形進(jìn)行檢驗(yàn)，在確保無誤的前提下方可展開空載試驗(yàn)；5） 帶載試驗(yàn)。有時(shí)會(huì)出現(xiàn)負(fù)載與電機(jī)無法獨(dú)立展開空載試驗(yàn)的情況，對(duì)此，可以在帶載的情況下進(jìn)行，但頻率可以適當(dāng)增加一些（以5Hz 較為合適），進(jìn)而分析轉(zhuǎn)動(dòng)方向是否出現(xiàn)異常情況。對(duì)機(jī)械運(yùn)行狀況展開分析，測(cè)定其電流值。如果沒有提出起動(dòng)時(shí)間這一要求，那么起動(dòng)電流應(yīng)盡可能控制在額定范圍之內(nèi)，除此之外諸如電流以及電壓等也是需要重點(diǎn)考慮的對(duì)象。

3 變頻器調(diào)試過程中的問題與處理措施

3.1 遠(yuǎn)程無法正常升降速或升降速不同步

對(duì)遠(yuǎn)程控制方式進(jìn)行分析，看其是否與變頻器設(shè)定達(dá)到相同的狀態(tài)。具體來說，如果遠(yuǎn)程為4～20mA 的控制機(jī)制，但變頻器則為0～10V 控制，這顯然會(huì)帶來升降速異常的情況；此外，如果變頻器為0～20mA，那么將會(huì)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(yùn)行過程中出現(xiàn)過電流現(xiàn)象。當(dāng)出現(xiàn)此故障后，變頻器將會(huì)作出跳閘保護(hù)動(dòng)作。需要對(duì)變頻器進(jìn)行分析，看其輸出側(cè)是否發(fā)生了短路現(xiàn)象，如果未出現(xiàn)異常后，則需要解掉輸出端接線，此后再展開升頻試驗(yàn)，如果跳閘現(xiàn)象依然存在，則可以判定變頻器內(nèi)部出現(xiàn)了短路故障[1]。如果上述檢查均正常，則需要進(jìn)一步分析是否存在負(fù)載過重的問題，之所以會(huì)出現(xiàn)此現(xiàn)象，是因?yàn)轭l率上升到了某一特定值，此時(shí)則會(huì)帶來過載跳閘問題，如果電機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)，則需要對(duì)其負(fù)載機(jī)械部分進(jìn)行檢查。

2） 升降速過程中出現(xiàn)了過電流。這與升降速度異常有著密切的關(guān)聯(lián)，當(dāng)出現(xiàn)此情況后可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)升降速時(shí)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(diǎn)檢查電源電壓，當(dāng)其出現(xiàn)超高的情況時(shí)，則需要采取措施降低測(cè)電壓[2]。受變電所補(bǔ)償電容的影響，極容易帶來干擾過電壓?jiǎn)栴}，此時(shí)可以借助于變頻器重合閘來將該問題解決； 2） 欠電壓。出現(xiàn)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(fā)因素，對(duì)于發(fā)電廠而言，以干擾欠電壓最為典型，當(dāng)變頻器處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，受電機(jī)大功率啟動(dòng)的影響，會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)瞬間欠電壓?jiǎn)栴}，對(duì)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(hù)措施

4.1 物理環(huán)境

變頻器所處的運(yùn)行環(huán)境至關(guān)重要，這是設(shè)備性能與壽命的關(guān)鍵影響因素，為了提升設(shè)備的效益性，必須對(duì)變頻器展開定期維護(hù)工作。

1） 工作溫度。從構(gòu)成上考慮，設(shè)備內(nèi)部有豐富的大功率電子元件，在運(yùn)行過程中極容易受到工作溫度的影響，為了元器件的穩(wěn)定運(yùn)行，要求工作溫度介于0～55℃范圍內(nèi)，但為了進(jìn)一步延長(zhǎng)設(shè)備的壽命，并提升其運(yùn)行可靠性，應(yīng)采取措施將工作溫度降低到40℃以內(nèi)。通常來說，變頻器安裝在控制箱的上部區(qū)域，在實(shí)際安裝過程中應(yīng)嚴(yán)格遵循說明書的要求而進(jìn)行，禁止出現(xiàn)易發(fā)熱元件安裝于變頻器底部的現(xiàn)象。

2） 環(huán)境溫度。如果變頻器所處的溫度出現(xiàn)了過高或是過低的現(xiàn)象，那么則會(huì)引發(fā)設(shè)備結(jié)露等問題，此時(shí)會(huì)對(duì)設(shè)備的絕緣性能造成直接影響，甚至?xí)l(fā)短路故障。對(duì)此，應(yīng)當(dāng)在箱體中增設(shè)干燥劑與加熱器，如果所處南方，則需要增設(shè)一個(gè)加熱器，在其作用下可以將潮氣驅(qū)趕出去。當(dāng)遇到通風(fēng)狀況欠佳的情況時(shí)，則需要在變頻器內(nèi)部增設(shè)軸流風(fēng)機(jī)，顯著降低環(huán)境溫度，在短時(shí)間內(nèi)將變頻器熱量快速排出。

3） 振動(dòng)和沖擊。當(dāng)控制柜遇到機(jī)械沖擊等不良影響時(shí)，則會(huì)進(jìn)一步引發(fā)電氣接觸不良問題，對(duì)此，應(yīng)當(dāng)盡可能提升控制柜的強(qiáng)度，將其設(shè)置在與沖擊源較遠(yuǎn)的區(qū)域，同時(shí)增設(shè)抗震橡皮墊[3]。設(shè)備每運(yùn)行一段時(shí)間后，均需要對(duì)其接線情況進(jìn)行分析與維護(hù)?？刂乒袢鐖D1 所示。

4.2 變頻器啟動(dòng)前的檢查工作

1） 對(duì)高壓變頻器狀態(tài)進(jìn)行分析，確保進(jìn)出線刀閘處于拉開的狀態(tài)，此后方可將變頻器的功率柜門打開，對(duì)內(nèi)部的各模塊進(jìn)行檢查，看其是否出現(xiàn)了結(jié)露現(xiàn)象，需要做好表面不潮濕且完好，做好上述檢查工作后應(yīng)當(dāng)將柜門鎖好；2）確保變頻器已經(jīng)處于通電的狀態(tài)，檢查控制柜的各個(gè)保險(xiǎn)是否已經(jīng)合上，控制柜UPS 是否處于開機(jī)狀態(tài)，同時(shí)界面是否發(fā)出異常信號(hào)提醒；3） 對(duì)高壓側(cè)進(jìn)行分析，要求其達(dá)到絕緣狀態(tài)。

圖1 變頻器控制柜

4.3 變頻器啟動(dòng)后的檢查工作

1） 看變頻器空調(diào)的開啟狀態(tài)；2） 分析頂風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)達(dá)到空開無跳閘的基本要求；3） 對(duì)人機(jī)界面上的變頻器電流進(jìn)行分析，不允許出現(xiàn)異常信號(hào)，且頻率應(yīng)足夠穩(wěn)定；4） 若變頻器設(shè)置有水冷裝置，此時(shí)應(yīng)當(dāng)確保冷卻水閥門處于開啟狀態(tài)；5） 要求加熱器電源均處于斷開狀態(tài)。

4.4 變頻器停運(yùn)后的維護(hù)工作

1） 對(duì)加熱器的運(yùn)行狀況進(jìn)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(dāng)僅存在兩路時(shí)要求保持一路；3） 當(dāng)變頻器停運(yùn)時(shí)間偏長(zhǎng)時(shí)，則需要進(jìn)行定期檢查，重點(diǎn)圍繞變頻器的結(jié)露現(xiàn)象而展開，當(dāng)出現(xiàn)此問題時(shí)則需要隨即采取可行措施。

4.5 變頻器的定檢注意事項(xiàng)

1） 做好對(duì)柜門防塵濾網(wǎng)的清理工作，通常以半個(gè)月一次為宜，要求將其中的灰塵清理干凈，且冷卻風(fēng)路應(yīng)達(dá)到暢通的狀態(tài)；2） 做好對(duì)固定螺栓的檢修工作，不允許出現(xiàn)松動(dòng)或是變色問題；3） 注重對(duì)變頻器柜內(nèi)的清潔；4） 展開自動(dòng)旁路系統(tǒng)切換試驗(yàn)，圍繞變頻器展開模擬分析。

5 結(jié)語(yǔ)

為了推動(dòng)火力發(fā)電廠的穩(wěn)定發(fā)展，就必須做好高壓變頻器的運(yùn)維工作，這既是火力發(fā)電的基本保障，又是提升經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。對(duì)此，工程人員在日常工作中應(yīng)當(dāng)加大研究力度，提出一些更為可行的運(yùn)維措施。