高壓變頻器電流波動(dòng)故障分析處理

曾紹洋

摘要：經(jīng)研究分析高壓變頻器是發(fā)電廠中比較重要的組成部分，之所以重要是因?yàn)楦邏鹤冾l器在轉(zhuǎn)換電力上能夠很好的減少用電功率。但高壓變頻器之所以好用也是因?yàn)樗妮敵霾ㄐ问欠浅２诲e(cuò)的，還有就是不會(huì)造成經(jīng)常異常發(fā)熱和關(guān)于轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)等各種不良問題。如果高壓變頻器的電流異常波動(dòng)會(huì)造成發(fā)電機(jī)在運(yùn)行的時(shí)候產(chǎn)生過熱溫度還會(huì)造成振動(dòng)以及造成轉(zhuǎn)矩極其不穩(wěn)定。所以需要根據(jù)出現(xiàn)問題最多的單元串聯(lián)多電平高壓變頻器尤其是在火電廠中運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的電流異常波動(dòng)問題作出詳細(xì)的分析其出現(xiàn)原因。且在出現(xiàn)原因之后需要作出詳細(xì)針對(duì)原因的解決辦法。

關(guān)鍵詞：高壓變頻器;電流;波動(dòng)異常;出現(xiàn)原因;解決辦法

在火電廠中高壓變頻器是在降低用電功率上發(fā)揮極其重要作用的，尤其是現(xiàn)在多數(shù)增壓風(fēng)機(jī)、凝升泵以及引風(fēng)機(jī)上高壓變頻器都得以應(yīng)用。但在運(yùn)行高壓變頻器的過程中常常會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)異常故障，高壓變頻器的電流異常波動(dòng)會(huì)造成電機(jī)內(nèi)部溫度超過正常溫度值造成過度熱量產(chǎn)生以及振動(dòng)和輸出顯示的轉(zhuǎn)矩不是非常穩(wěn)定等狀況。所以我們需要針對(duì)出現(xiàn)的狀況不同進(jìn)行仔細(xì)研究思考，有效分析高效處理才能得以解決這些問題，最終保障高壓變頻器在長時(shí)間內(nèi)安全穩(wěn)定的工作。

一、高壓變頻器的大概介紹

絕大多數(shù)的單元串聯(lián)多電平式高壓變頻器可以稱之為比較實(shí)用的無諧波變頻器。它的性能參數(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了國際安全系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，所以這種變頻器產(chǎn)生的諧波均有污染極小、輸入端的功率因數(shù)很高，且不用各類補(bǔ)償裝置等非常重要的優(yōu)點(diǎn)。此種高壓變頻器的輸出端波形是非常穩(wěn)定的，也不會(huì)出現(xiàn)各種由諧波產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)時(shí)常發(fā)熱以及轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)不穩(wěn)出現(xiàn)各類噪聲等等各類問題，所以此類高壓變頻器在國內(nèi)得以被廣大供電用戶使用。

1.1高壓變頻器的回路構(gòu)成以及其科學(xué)原理

高壓變頻器的回路構(gòu)成是由輸入端的變壓器以及觸發(fā)功率單元構(gòu)成的。在其中的三相電路中，各相電路都是經(jīng)多個(gè)低電壓功率組成模塊一起累加得到最終的高壓輸出的。拿一個(gè) 五級(jí)高壓式變頻器作為一個(gè)典型的例子，從電網(wǎng)端接觸輸送的三相交流電為 6 kV、50 Hz）途經(jīng)移相式變壓器，會(huì)給十五個(gè)供電模塊供電，若供電模塊的電壓都是 690 V，再將每相鄰的功率模塊的輸出功率全都連接在一起，如單相五個(gè)功率模塊疊加在一起，高壓變頻器的額定功率電壓就為 3 450 V.其中三相顧名思義就是一共十五個(gè)功率模塊共同組成了Y形狀的連接結(jié)構(gòu)促使電壓為6000V，然后直接供給給電動(dòng)機(jī)，詳細(xì)視圖如圖1、圖2所示。

相同的功率模塊承承受的電流承受了五分之一的電壓以及十五分之一輸出功率。舉例中收到不同樣的輸出電壓的串聯(lián)功率模塊數(shù)量不一致但構(gòu)成原理是一樣子的。

如一下圖 3 所示內(nèi)容，功率模塊瑜功率模塊之間的結(jié)構(gòu)類型是一致的，其中具有很強(qiáng)的互換性。同樣的功率模塊也是由三相、單相的電壓逆變機(jī)構(gòu)類型，其中包含熔斷器、逆變橋、整流橋以及濾波電容等的實(shí)現(xiàn)了保護(hù)、通訊、以及檢測(cè)等各類控制模塊且同樣模塊都需要光纖的介入控制系統(tǒng)發(fā)送。

1.2 控制系統(tǒng)

高壓變頻器的主控的構(gòu)成是由光纖信號(hào)板和電源信號(hào)板的共同構(gòu)造組成的。主控系統(tǒng)由主控板、光纖板、信號(hào)板及電源板等主要部件組成，其主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間的開關(guān)和模擬量的輸入輸出以及功率模塊在其所在各個(gè)模塊中的信號(hào)生成、控制、編碼以及解碼等任務(wù)。其中控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)視圖如圖4所示：

二、高壓變頻器電流波動(dòng)的研究及解決辦法

目前高壓變頻器的結(jié)構(gòu)以及其傳動(dòng)裝置共同組成的一個(gè)整體的系統(tǒng)還是比較復(fù)雜的。但大可具體分為內(nèi)部和外部兩個(gè)部分分析研究所出現(xiàn)的問題以及根據(jù)出現(xiàn)的問題進(jìn)行尋找具體的解決辦法。

2.1 外部造成以及解決辦法

在研究電流異常波動(dòng)的時(shí)候我們第一步就要在外部找問題，外部的主要問題是在光纖系統(tǒng)的首發(fā)指令模塊出現(xiàn)異常波動(dòng)、以及電源電壓不穩(wěn)造成的波動(dòng)和整套設(shè)備結(jié)構(gòu)需要檢查問題所在，主要就是這幾點(diǎn)問題

2.1.1指令收發(fā)模塊出現(xiàn)異常波動(dòng)

市面上大部分的高壓變頻器都是用4 mA ～ 20 mA 之間的模擬量對(duì)照頻率段的，如果這時(shí)候定量出現(xiàn)異常波動(dòng)那么機(jī)械的運(yùn)行振動(dòng)也會(huì)隨著增加。

2.1.2供電電源的電壓的異常波動(dòng)

如果高壓變頻器的電壓異常波動(dòng)時(shí)其中的輸出電流的擺幅比較明顯，那么這種現(xiàn)象就可以根據(jù)觀察其所在的電源的開關(guān)處的母線測(cè)得電壓是否是曲線來確認(rèn)出。

2.1.3由于設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題導(dǎo)致

這類故障其實(shí)多半是由于電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了問題，那么我們就可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部構(gòu)成來確認(rèn)是否是由電動(dòng)機(jī)的問題還是由高壓變頻器的問題所致，這時(shí)候我們可以拆開電動(dòng)機(jī)看一下空載下的電流波動(dòng)是不是在正常值范圍內(nèi)，如果不是就是電動(dòng)機(jī)的問題，反之就是高壓變頻器的問題。

2.2內(nèi)部原因的造成以及解決辦法

高壓變頻器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題導(dǎo)致電流異常波動(dòng)狀況其實(shí)大多數(shù)是因功率模塊出現(xiàn)問題影響到輸出電流的異常波動(dòng)和信號(hào)板出現(xiàn)問題以及初始值的參數(shù)沒有設(shè)置正確的原因。

2.2.1功率模塊出現(xiàn)問題

如果是功率模塊化單元出現(xiàn)了問題那么這時(shí)候需要我們把連接模塊和模塊之間的那個(gè)銅板拆下再試一試是不是銅板的問題以及啟動(dòng)變頻器測(cè)一下輸出電壓是不是在正常范圍之內(nèi)或者調(diào)解一下看一下是不是跟輸出模塊所處頻率能否保持一致。

2.2.2初始值參數(shù)設(shè)置出現(xiàn)問題

如果是初始值設(shè)置參數(shù)上出現(xiàn)問題那么這類情況基本上是在剛開始高壓變頻器運(yùn)行調(diào)試的時(shí)候出現(xiàn)，這類問題需要我們重新把參數(shù)都還原到初始值，然后根據(jù)正確連接各模塊以及系統(tǒng)的設(shè)置參數(shù)重新設(shè)置。

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（作者單位：寧夏回族自治區(qū)紅寺堡揚(yáng)水管理處）