高壓變頻器在發電廠中的運行與維護

彭永

摘 要：節能降耗是發電廠的一項重要工作，其關系到發電企業的經濟效益及生存能力，從而使高壓變頻器在火力發電廠中應用變得較為廣泛，通過高壓變頻改造可以降低廠用電率和供電煤耗，提高上網電價的競爭力。在實現發電廠高壓變頻器在節能降耗的基礎上，同時確保發電機組安全運行。

關鍵詞：節能降耗；高壓變頻器；運行與維護

中圖分類號：V351 文獻標識碼：A

廣東粵電云河發電股份有限公司總裝機容量：A廠2×125MW；C廠2×300MW。當前電力行業產能過剩，電力市場供過于求，燃煤發電利潤壓力逐年增大，隨著廠網分開、競價上網改革的深入，節能降耗已成為發電廠的一項重要工作，努力降低廠用電率，從而降低發電成本才能提高上網電價的競爭力，提高企業的經濟效益。降低廠用電率是當前發電企業節能降耗的一個重要方向，因而電廠使用高壓變頻器來降低廠用電率。

一、我廠高壓變頻器使用概況

隨著我國市場經濟的不斷發展，對發電企業的要求也越來越高，高壓變頻器的技術也不斷提高，并且不單單只有一種，其類別較多，我廠使用以下四種高壓變頻器（共24臺），其中A、C廠各12臺。分別使用了北京利得華福高壓變頻器共8臺，成都東方日立高壓變頻器共6臺，廣東明陽龍源高壓變頻器共8臺，廣州智光高壓變頻器共2臺。

二、高壓變頻器設計原理

高壓大功率變頻器是由多個功率模塊串聯而成，通過將多個低壓功率模塊的輸出疊加起來得到高壓輸出。

1.圖1為6kV系列高壓變頻器的典型電路原理圖，對于不同的輸出電壓等級，串聯的模塊數目是不一樣的，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，移相變壓器實行多重化設計，以6kV變頻器為例，二次側共18套副邊繞組，采用延邊三角形聯結，每相分為6個不同的相位組，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，不會對電網造成超過國家標準的諧波干擾，高壓變頻器的輸入電壓和電流波形都接近正弦波，對電網的諧波污染小，總體諧波畸變小于4%。同時，輸入側的功率因數高，不必采用功率因數補償裝置。

3.功率模塊

功率模塊主回路原理圖如圖2所示。

三、故障類型及常見故障處理

1.輕故障

不影響變頻器正常運行的故障。輕故障出現時變頻器的處理：

（1）輕故障發生時，變頻器給出“音響報警”報警狀態下，如果發出“報警解除”指令，則系統撤銷“音響報警”信號。

（2）對于輕故障的發生，變頻器人機界面上能看到報警故障情況。

（3）雖然輕故障不會導致變頻器停機，但應及時找出原因。

2.重故障

出現后變頻器立即停機，并切斷輸入側高壓的故障。采用自動旁路系統的變頻器則自動切至工頻運行或跳開6kV開關，采用手動旁路系統的變頻器則跳開6kV開關。重故障出現時變頻器的處理：

（1）重故障發生時，變頻器給出“音響報警”、可以用“報警解除”按鈕清除報警的音響信號。

（2）重故障發生后，應及時查找故障原因，并更具實際情況處理。

（3）變頻器重故障發生后，未經查證及故障，處理禁止再上高壓。

（4）變頻器重故障發生后，故障處理完畢，應對變頻器系統進行復位。

3.驅動故障

處理方法：

（1）確認發生驅動故障模塊。

（2）根據實際情況保留變頻器運行或申請停運變頻器檢修。

（3）變頻器轉檢修后更換故障模塊。

4.光纖（通信故障）

處理方法：

（1）確認發生光纖故障模塊。

（2）變頻器轉檢修后更換故障模塊。

5.單元模塊過熱故障

處理方法：

（1）是否環境溫度時候較高，若是加強變頻器室通風。

（2）檢查變頻器室空調是否有故障或未開。如未開應打開空調。

（3）是否有柜頂風機故障（一般會有輕故障報警），根據實際情況處理。

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

（5）如果是模塊誤報，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）是否環境溫度時候較高，若是加強變頻器室通風。

（2）檢查變頻器室空調是否有故障或未開。如未開應打開空調。

（3）是否有柜頂風機故障（一般會有輕故障報警），根據實際情況處理。

（4）采用紅外測溫儀，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.變頻器輸出過流跳閘

處理方法：

（1）正常情況下風機類變頻器出現。

（2）一般為變頻器啟動時，電機反轉或正傳過快，應聯系機務剎車后再啟動變頻器。

（3）也有可能是變頻器剛啟動后即打開風門，一般應待變頻器運行至一定頻率后自動打開風門，或者待變頻器運行至10Hz后再手動操作風門。

四、變頻器日常運行維護的注意事項

1.變頻器啟動前的檢查工作

（1）確認高壓變頻器進出線刀閘已拉開（小車開關在試驗位置）或者6kV開關在檢修位置，打開變頻器功率柜（模塊柜）門，檢查變頻器功率模塊應無結露，表面應不潮濕，模塊表面完好；打開變壓器柜門檢查變壓器應無結露和其他異?，F象，檢查正常后鎖好柜門。

（2）檢查高壓變頻器控制電源已送電，控制柜所有空開、保險已合上，控制柜UPS已開機，人機界面上無異常信號，所有變壓器柜風機、模塊柜風機電源空開均已合上。

（3）測量移相變壓器高壓側絕緣，（低壓側嚴禁帶模塊側絕緣）。

2.變頻器啟動后的檢查工作

（1）檢查變頻器室空調是否已打開。

（2）檢查變頻器柜頂風機運行正常，空開無跳閘。

（3）檢查變頻器人機界面上變頻器電流、頻率無跳變、無異常信號。

（4）對于安裝有水冷器的變頻器，應檢查冷卻水閥門已打開，增壓風機已投運。

（5）斷開變頻器所有加熱器電源。

3.變頻器日常運行維護的注意事項

（1）變頻器運行后，不定期檢查變頻器室的環境溫度，一般不超過26℃，空調無跳閘。

（2）檢查人機界面應無報警。

（3）對于安裝有水冷器的變頻器，應確保冷卻水壓力及流量充足以及增壓風機已投運。

4.變頻器停運后的維護工作

（1）檢查有加熱器的變頻器的加熱器應投入。

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

（3）如果變頻器停運時間長，應定期檢查變頻器是否有結露，如有應采取相應的措施。

5.變頻器的定檢注意事項

（1）半個月左右清理一次柜門防塵濾網的灰塵，保證冷卻風路的通暢。如果環境灰塵污染嚴重，定期清理的時間還應縮短。

（2）固定螺栓的緊固，隨機組大中小修，對所有螺栓進行一次檢查，看是否發生松動或變色，若松動則應重新緊固。

（3）變頻器柜內衛生清潔，隨機組大小修進行，如時間長也可利用變頻器停運后進行衛生清潔。

（4）自動旁路系統切換試驗，隨機組大小修，必要時應對變頻器進行一次模擬重故障切工頻試驗。

6.其他注意事項

高壓變頻器停運后再啟動，應在合上6kV開關后，待5min～10min后再啟動變頻器運行。從目前來看，能有效地減少變頻器啟動過程故障。

結語

我廠自從將引風機電機、增壓風機、循環水泵、及凝結水泵電機由工頻運行改裝高壓變頻裝置后，其節能降耗效果顯著，實現了降低廠用電率、使得發電成本降低，因而提高發電企業的競爭力及企業的經濟效益。

參考文獻

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