高壓變頻器在運行中常見的故障及相應(yīng)對策的研究

武海風

摘要：隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的蓬勃發(fā)展，目前高壓變頻器以節(jié)能顯著而被應(yīng)用于各大發(fā)電企業(yè)中，但高壓變頻器火力發(fā)電廠中相關(guān)應(yīng)用故障造成的設(shè)備驅(qū)動異常、輸出過載等潛伏的安全隱患，將會嚴重威脅火力電廠生命財產(chǎn)及生產(chǎn)的安全，因此，提高高壓變頻器的可靠性是各大發(fā)電力企業(yè)正在努力進行研究的方向。

關(guān)鍵詞：高壓變頻器；運行；常見故障；相應(yīng)對策；研究

1導言

目前，各燃煤發(fā)電廠由于受國家節(jié)能減排政策和市場煤炭行情的影響，為了挖掘自身盈利能力，提高競爭力，紛紛進行節(jié)能改造。對于日常運行中調(diào)節(jié)范圍較廣的大功率的電動機，變頻改造是首選方式，例如我公司鍋爐的一次風機、脫硫系統(tǒng)的增壓風機以及汽機的凝結(jié)水泵等，均通過改造使用了高壓變頻器。

2環(huán)境對高壓變頻器運行性能的影響及相應(yīng)對策

高壓變頻器內(nèi)部的大多數(shù)元件對環(huán)境溫度、濕度敏感，為了更好實現(xiàn)安全運行，應(yīng)盡量將溫度和濕度控制在其所允許的范圍內(nèi)。高壓變頻器在一次運行過程中跳閘，其故障報告顯示為重故障跳閘。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)：高壓變頻器停止運行的原因為其室中的空調(diào)發(fā)生故障，故障原因是因為內(nèi)部電路出現(xiàn)了問題，從而導致高壓變頻器室內(nèi)的溫度、濕度增高，溫度、濕度的升高導致高壓變頻器中對溫度、濕度敏感元件的損壞，最終導致高壓變頻器停止正常的運行。措施：在變頻器室安裝空水冷卻器裝置。通過該裝置的結(jié)構(gòu)進行有效水、氣交換循壞，進而實現(xiàn)了高壓變頻器室溫度的有效降低與控制，安裝排風通風管道設(shè)備，保持其室內(nèi)環(huán)境干燥。最大限度地控制室內(nèi)環(huán)境的影響，使高壓變頻器能過長期的處在干燥、規(guī)定溫度的狀態(tài)中。

3系統(tǒng)控制電源的性能對高壓變頻器的影響及相應(yīng)對策

高壓變頻器設(shè)備內(nèi)部大部分為電子元件，在高低壓或短路過載時極其容易被損壞，所以控制系統(tǒng)電源的可靠性對高壓變頻器的正常運行至關(guān)重要。變頻器在一次正常的運行過程發(fā)生了跳閘，故障的原因是因為控制系統(tǒng)控制電源電壓欠壓。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)：控制系統(tǒng)電路一切正常，在檢測電源及相應(yīng)的設(shè)備元件時發(fā)現(xiàn)，電源接線中的一路相線接頭接觸不良，導致控制電源故障發(fā)生的原因為相線接觸不良。措施：維修或更換相應(yīng)缺陷部件，購買可靠性高的部件，提高控制電源的可靠性。

4回路接線故障對高壓變頻器的影響及相應(yīng)對策

高壓變頻器控制系統(tǒng)由信號板、主控板、電源、接口板和觸摸屏等部分組成，任意一個部件的損壞都將影響其正常的運行工作。風機變頻器在一次正常的運行過程當中因為外部發(fā)生故障，從而導致電壓短時消失，在其恢復過程中，電源發(fā)生了跳閘，最終的報告顯示為失壓重啟跳閘。經(jīng)檢查及測試相應(yīng)的電路發(fā)現(xiàn)：在高壓變頻器及電機電源接線正確的情況下，風機變頻柜內(nèi)高壓相線交叉接線出現(xiàn)錯位，該錯誤最終導致了高壓變頻器的短時失壓后重啟后又跳閘。在實際使用的高壓變壓器實中，一部分是不具備短時失壓后再重啟功能，因此對該類高壓變頻器而言，在電源短時失壓后再回復電壓后是不會重啟的。而本次研究的高壓變頻器雖具備失壓后重啟的功能，但因為其內(nèi)部電路接線的錯誤而致使其功能不能實現(xiàn)，即該高壓變頻器不能實現(xiàn)有效的重啟。措施：與購買廠家協(xié)商、溝通，讓其技術(shù)人員對內(nèi)部電路的接線進行全面檢查，并將內(nèi)部接錯的線路進行糾正。風扇故障對高壓變頻器正常運行影響及相應(yīng)對策高壓變頻器在一次正常運行過程中出現(xiàn)了跳閘現(xiàn)象，跳閘報告顯示為重故障。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)：高壓變頻器內(nèi)冷卻風扇發(fā)生了故障，導致柜內(nèi)環(huán)境溫度上升，進而使高壓變頻器停止運行而跳閘。廠家的設(shè)計是：冷卻風扇發(fā)生了故障，此時應(yīng)該報“輕故障”，且高壓變頻器不應(yīng)該有跳閘的現(xiàn)象發(fā)生；高壓變頻器柜、功率單元柜發(fā)生了故障，此時才報為“重故障”，且高壓變頻器在正常運行時有跳閘現(xiàn)象發(fā)生。在進行使用觀察后，相關(guān)的維護技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，即使高壓變頻器柜中任一個冷卻風機出現(xiàn)故障，高壓變頻器柜中的環(huán)境溫度在短時內(nèi)不會發(fā)生較大的變化，同時該變頻器仍然可以正常的運行工作。如果將故障改為“變頻輕故障”，檢修人員及時進行維修，則高壓變頻器不會發(fā)生跳閘；功率單元模塊柜中任意一個冷卻風扇發(fā)生故障，在短時間內(nèi)功率單元模塊的溫度迅速升高，這時如果再將故障改為“變頻器輕故障”，不會給檢修人員多余的時間進行相應(yīng)的維修處理，所以將該故障改為“輕故障”。措施：第一，將冷卻風扇故障改為“輕故障”，減少跳閘故障發(fā)生的次數(shù)；第二，將濾網(wǎng)定期清洗；第三，定期檢查、維護。

5高壓變頻器在電廠的應(yīng)用

5.1節(jié)能降耗

在電動機的泵、風機等相關(guān)設(shè)備上采用高壓變頻器，較之過去所采用的節(jié)流擋板、液力耦合器等方式來說，表現(xiàn)出非常明顯的節(jié)能降耗效果。以風機為例，較之過去所采用的風門調(diào)節(jié)方式和擋板調(diào)節(jié)方式來說，高壓變頻調(diào)節(jié)能夠?qū)崿F(xiàn)的節(jié)能降耗水平在30%～50%；而就水泵來說，如果采取高壓變頻調(diào)節(jié)，通常情況下其節(jié)能水平可達到20%～30%。

5.2提升系統(tǒng)穩(wěn)定性

通常情況下，高壓變頻器都是靠近設(shè)備就地安裝，且由于高壓變頻器都存在著大容量的電容器，從而減少了電動機系統(tǒng)的無功需求，這就在減少線路損耗、增強系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時，有效提升了系統(tǒng)的電能質(zhì)量。

5.3削弱系統(tǒng)沖擊

在政府政策的大力引導、相關(guān)技術(shù)進步的影響下，我國陸續(xù)投產(chǎn)了大量參數(shù)性能優(yōu)秀、容量高的發(fā)電機組，所配套上馬的循環(huán)水泵、給水泵、凝結(jié)水泵、一次風機、引風機等主要輔機，所配置的高壓電動機容量也持續(xù)提升。在現(xiàn)實生產(chǎn)過程中，它們的啟動電流倍數(shù)相對較大，若采取直接工頻啟動的方式，有可能會造成電網(wǎng)電壓瞬時大幅波動情況的出現(xiàn)，導致嚴重的后果。

5.4降低設(shè)備故障概率

現(xiàn)實研究表明，設(shè)備的過電流、過電壓、電動力沖擊、發(fā)熱、磨損和振動是導致調(diào)節(jié)擋板、電動機、水泵、風機等出現(xiàn)故障的最為主要的原因；就軸承的使用年限來說，同機械轉(zhuǎn)速有著直接的關(guān)聯(lián)。因為現(xiàn)階段機組負荷率相對較低，如果對低工況狀態(tài)下的設(shè)備采用變頻調(diào)節(jié)方式，可有效減少噪音、振動和設(shè)備磨損情況的出現(xiàn)，延長設(shè)備的使用年限，降低維護工作所帶來的成本費用。

6結(jié)語

高壓變頻器在現(xiàn)實應(yīng)用過程中會遇到各式各樣的問題，必須結(jié)合現(xiàn)實情況來有針對性地分析和解決。首先，必須基于負載要求來綜合性地考慮變頻器的控制電源，以便最大限度地提升供電可靠性；其次，對于現(xiàn)實應(yīng)用活動來說，在設(shè)計變頻切換工頻的過程中，不僅需要保證用電安全性，而且還要盡可能地提升生產(chǎn)工藝水平。

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（作者單位：山西華鑫電氣有限公司）