火電廠輔機變頻器運行事故分析

閆迎

(國網湖南省電力公司電力科學研究院，湖南長沙410007)

火電廠輔機變頻器運行事故分析

閆迎

(國網湖南省電力公司電力科學研究院，湖南長沙410007)

介紹幾例火電廠輔機變頻器故障事故，從多個角度對變頻器事故原因進行分析，指出變頻器采購驗收不嚴、安裝質量差、參數和邏輯設置不合理、檢修維護不到位、事故預案不完善等因素是導致變頻器事故發生的主要原因，并提出了預防變頻器事故的可行性方法。

火電廠；輔機；變頻器；故障分析；預控措施

變頻器作為火電廠重要設備，對改善電廠輔機的調控性能、降低廠用耗電率發揮了重要作用。但是運行中的變頻器發生故障或損壞時，會導致輔機設備運行異常，造成機組功率波動甚至停機脫網，因此對輔機變頻器的安全運行應高度重視〔1〕。

1 變頻器運行典型事故介紹

2011—2014年間，湖南省共發生5起變頻器運行事故，直接影響到火電機組的安全運行。

1)2011年8月15日，A電廠1號機某引風機變頻器功率元件引線連接螺栓松動脫落，運行中該連接處過熱燒斷，變頻器功率單元斷電跳閘，機組最終降負荷運行。

2)2012年12月1日，B電廠2號機某引風機變頻器供電引線線鼻壓接處高溫熔斷，導致變頻器斷電跳閘，機組降負荷運行。

3)2013年6月18日，C電廠3號機某引風機變頻器小室內冷卻空調故障停機，室內溫度過高引發變頻器超高溫保護動作跳閘，機組降負荷運行。

4)2013年8月3日，D電廠某6 kV母線電壓跌落，造成該段某引風機變頻器瞬停重啟，重啟過程中該變頻器出力減小造成同機組另一臺引風機負荷增大，其配套變頻器功率單元在持續大電流后報“單元高溫警告”并跳閘，機組脫網。

5)2014年7月2日，E電廠1號機某凝泵變頻器突報故障停機，變頻器在切工頻供電過程中備用開關拒動，工頻備用凝泵未能正常啟動，機組被迫降負荷脫網。

2 變頻器運行事故原因分析

事故現場調查情況以及湖南省內多數變頻器的應用現狀分析表明，導致變頻器事故頻發的原因很多，但最根本的原因主要在于各電廠在變頻器的安裝、使用和維護等方面未嚴格遵循并落實國家相關規程標準和反事故預防措施的規定〔2－3〕。

2.1 未按規定要求開展產品采購或入廠檢驗

目前國內變頻器系列繁多，質量參差不齊，某些電廠在變頻器的采購過程中為了降低成本，優先選用一些品牌一般、小廠生產、價格便宜的產品，或者在產品入廠驗收中為了縮短流程，隨意選取個別產品進行抽樣替代，檢查項目上也只是以目檢包裝是否良好，配件是否齊全為主，忽視了變頻器內部元器件檢查、性能參數測試等重要環節，使得某些質量較差的變頻器混入電廠使用，為設備后續故障埋下了隱患。據統計，某些型號變頻器在運行中故障率高達40%以上，經解體檢查，發現故障主要由產品質量原因引起。

2.2 設備安裝質量不滿足技術條件要求

變頻器作為一種電力元器件的集合體，對環境溫濕度、空氣粉塵、周圍振動、弱電屏蔽、外接輔件等內容都有著嚴格的技術要求，如環境溫濕度不超過40℃/80%RH，空氣中無粉塵顆粒和腐蝕氣體，設備周圍無振動源，控制電纜屏蔽層要單端接地且配備單獨接地極，變頻器輸出側不得裝有電容器、電涌抑制器和電磁繼電器，等等。但是某些電廠在變頻器的安裝過程中并未嚴格遵循這些規定，突出表現在安裝區域隨意選擇，安裝環境臟亂差嚴重，強弱電電纜混合布置，輸出亂接保護器件，使變頻器在運行過程中過熱保護報警、內部器件燒毀、控制系統紊亂、元器件松動脫落等安裝遺留問題頻繁出現，此類問題占到變頻器所有缺陷問題的50%以上，成為影響變頻器安全運行的最主要原因。

2.3 參數和保護設置不滿足設備應用要求

為保證變頻器在運行中能夠達到最佳性能，各應用電廠需要根據輔機負載的實際情況對變頻器的運行參數、保護定值、邏輯配合等進行具體設置〔4－5〕。但在變頻器的實際使用過程中，由于某些電廠對各部分參量了解不清，或者缺乏使用經驗等原因，致使各廠在變頻器參數和保護設置方面存在一些共性問題:一是參量配置不完善；二是定值設置不正確；三是運行參數和保護參數混淆替代使用；四是保護邏輯配合有誤。這些問題的存在直接影響到變頻器的運行可靠性，例如，某些變頻器加速時間設置過短，當機組負荷大幅變動時過流保護易報警動作；某些變頻器載波頻率設置過高易造成變頻器振動過大；某些變頻器在保護邏輯設置上采用 “取單一”而非 “取多量” 方式，某一參數輕微波動易造成保護動作。

2.4 定期檢修和維護工作開展滯后

由于變頻器結構復雜、拆裝困難等原因，長期以來大部分電廠在變頻器的深度檢修和維護方面一直沒有開展有效工作，日常管理主要以一些簡單的衛生清理為主，年度檢修也主要是對供電開關、移相變壓器等簡單附件進行檢查，而對變頻器故障程度最高的功率單元、控制系統等本體結構則不知如何去修，甚至不想去修，致使電廠對這部分設備模塊的真實狀態缺乏清晰的認識，無法及時發現設備存在的隱患，造成變頻器帶病運行，事故高發。

2.5 日常運行缺乏事故預防措施

變頻器的故障停機不可避免，為保證輔機設備及發電機組的正常工作，變頻器的事故預防措施必不可少。例如，通過設置工頻替代旁路，當變頻器發生重大故障時將輔機從變頻切換至工頻運行；增添變頻器低電壓穿越裝置，當設備供電電壓降低時確保變頻器不會低壓保護動作停機。但是某些電廠在變頻器的日常運行中忽視了這些事故預防措施的重要性，一直未采取相應的預案，當變頻器出現故障或受到外部干擾時，輔機設備只能停機，繼而影響發電機組的正常運行〔6〕。

3 防止變頻器事故的應對策略

事故原因分析可知，火電廠輔機變頻器運行事故涵蓋了其驗收、安裝、使用、維護、檢修等多個方面。因此，為了杜絕變頻器事故的再次發生，這次提出一些防止變頻器事故的全方位策略。

1)嚴控產品質量和入廠把關。電廠在變頻器采購過程中，應綜合考慮設備各方面的參數，優先選擇一些知名度較高、產品質量過硬、后續服務較好的廠家產品。在入廠驗收時要嚴格遵循相應技術規程或規范的要求，制定嚴格的驗收程序，對檢查項目、檢查方法、判斷依據等內容作出明確說明，杜絕殘品次品入廠使用。

2)深化變頻器的專項技術管理。各電廠要盡快建立設備專項管理制度，加強專業人員培訓，安排專人對變頻器的運行維護全面負責，完善變頻器巡檢、消缺和檢修制度，對各類設備隱患做到及時發現、及時處理，同時加強變頻器技術臺賬、歷史缺陷分析、大修技改等資料的整理，加強經驗積累和總結。

3)開展變頻器的隱患排查和綜合治理。引發變頻器事故的原因，很多是在變頻器設計、安裝等方面遺留的問題。針對此種現狀，要做好變頻器的隱患排查工作，重點關注變頻器的工作環境、安裝質量、參數設置、保護邏輯等是否滿足現場運行的需求，對于不滿足要求的要及時消缺處理，提高設備運行可靠性。

4 結論

通過對湖南省幾例火電廠變頻器事故的介紹，分析指出變頻器采購驗收不嚴、安裝不符要求、參數設置不合理、檢修維護不到位、運行缺乏預案是導致變頻器事故高發的主要原因。針對這些原因，從產品選型驗收、技術管理、隱患治理等方面給出有效的控制策略，保證變頻器更好地為發電機組的安全、穩定運行發揮作用。

〔1〕侯庭廷.變頻器技術在火電廠節能中的應用 〔J〕.華東科技(學術版)，2012(70):392-392.

〔2〕龔鍵，陳俊梅，張平軍.高壓變頻器在火電生產中的運維〔J〕.電工技術，2015(4):38-39.

〔3〕楊小言.變頻器在火電廠的應用問題與實踐 〔J〕.江西電力，2009，33(3):6-8.

〔4〕唐紅鍵，譚茂強.大容量高壓電動機變頻器繼電保護對策探討〔J〕.電力建設，2010，31(5):81-85.

〔5〕姚遠，陸鑫.高壓變頻器在大型火電廠輔機應用的可靠性分析及控制優化探討 〔J〕.甘肅電力技術，2014(1):23-25.

〔6〕姜茹，李廣正.火電廠高壓變頻器設計分析及應用研究 〔J〕.電工技術，2013(6):30-32.

Analysis of auxiliary converter accidents in thermal power plant

YAN Ying

(State Grid Hunan Electric Power Corporation Research Institute，Changsha 410007，China)

Based on the simple introductions of some auxiliary converters for thermal power generating units in Hunan province，the possible causes are discussed form different aspects.And it is concluded that unreasonable procurement and acceptance，wrong fixing mode，bad parameter settings，deficient repair and maintenance，imperfect construction design are the major causes for the converter accidents.Moreover，the corresponding countermeasures against the converter accidents are given.

thermal power plant；auxiliary motors；converter；accidents analysis；pre－control measure

TM621.71

B

1008－0198(2016)06－0054－02

10.3969/j.issn.1008－0198.2016.06.015

2016－03－16 改回日期:2016－04－26