一起引風(fēng)機(jī)變頻器跳閘事故分析

馬 瑞

(淮滬煤電有限公司田集發(fā)電廠，安徽 淮南 232098)

0 引言

某電廠采用2臺(tái)660 MW機(jī)組，其鍋爐配套的引風(fēng)機(jī)為成都風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的AN35e6 (V19+4°)型靜葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)由上海電機(jī)廠制造，型號(hào)YKK900-10，額定功率2 900 kW，電機(jī)額定轉(zhuǎn)速597 r/min，額定電流343 A。為減小引風(fēng)機(jī)的不必要裕量，使引風(fēng)機(jī)的實(shí)際工作點(diǎn)位于風(fēng)機(jī)性能高效區(qū)，2014年9月，對(duì)2臺(tái)機(jī)組4臺(tái)引風(fēng)機(jī)電機(jī)增加了高壓變頻器，選用日本東芝-三菱TMEIC系列變頻器，型號(hào)為：TMdrive-MVG2-4 000 kVA-6 kV，輸 出 電 壓：0～6 kV，輸出頻率0～50 Hz，移相變壓器額定容量為4 000 kVA，各項(xiàng)參數(shù)均滿足電機(jī)滿出力時(shí)運(yùn)行工況，運(yùn)行情況一直保持良好。

1 事故過程

2021-07-18T05：13，某電廠2號(hào)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)時(shí)引風(fēng)機(jī)B變頻器運(yùn)行中跳閘。檢查發(fā)現(xiàn)變頻器控制器上顯示柜內(nèi)通風(fēng)風(fēng)扇故障，點(diǎn)擊進(jìn)故障記錄內(nèi)發(fā)現(xiàn)顯示為“換氣風(fēng)扇停止計(jì)時(shí)器”“聯(lián)鎖關(guān)閉”。

對(duì)照故障記錄查詢變頻器說明書可知，設(shè)備通風(fēng)風(fēng)扇停止計(jì)時(shí)的原因?yàn)檫_(dá)到了設(shè)置的冷卻風(fēng)扇的異常狀態(tài)下持續(xù)的時(shí)間。

檢查柜內(nèi)通風(fēng)風(fēng)扇第3只熱偶繼電器動(dòng)作，檢查其接線情況，發(fā)現(xiàn)第3臺(tái)風(fēng)扇C相接線有松動(dòng)，緊固后正常并復(fù)位，報(bào)警消除，重新啟動(dòng)運(yùn)行。

啟動(dòng)后仍跳閘，并發(fā)故障信息“速度檢測(cè)錯(cuò)誤”。現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，因引風(fēng)機(jī)A在運(yùn)行，風(fēng)壓導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)B停運(yùn)后反轉(zhuǎn)，而因引風(fēng)機(jī)B啟動(dòng)時(shí)變頻器設(shè)定的啟動(dòng)轉(zhuǎn)速較低(啟動(dòng)頻率默認(rèn)為5 Hz)，導(dǎo)致啟動(dòng)力矩不夠，故變頻器報(bào)警跳閘。調(diào)整啟動(dòng)頻率后，再次啟動(dòng)成功。

2 事故原因分析

變頻器啟動(dòng)后對(duì)通風(fēng)風(fēng)扇運(yùn)行情況進(jìn)行了檢查，風(fēng)扇額定電流為3.0 A，4只通風(fēng)風(fēng)扇運(yùn)行電流為2.6～2.8 A，考慮到機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，2臺(tái)變頻器基本同時(shí)啟動(dòng)，發(fā)生上述第二次變頻器跳閘情況的可能性較小，故以下只對(duì)引風(fēng)機(jī)B變頻器首次跳閘原因進(jìn)行了分析，分析情況如下。

查閱設(shè)備電路圖可知，變頻器4臺(tái)通風(fēng)風(fēng)扇的熱偶繼電器的接點(diǎn)97/98為常開接點(diǎn)，并聯(lián)后接入4臺(tái)風(fēng)扇過熱檢出繼電器的線圈上，當(dāng)任一個(gè)風(fēng)扇的熱偶繼電器動(dòng)作后，風(fēng)扇過熱檢出繼電器動(dòng)作，導(dǎo)致風(fēng)扇接觸器線圈斷電，4臺(tái)風(fēng)扇全部跳閘，引風(fēng)機(jī)變頻器跳閘。

此次跳閘原因?yàn)榈?臺(tái)風(fēng)扇的熱偶繼電器上C相接觸不良，導(dǎo)致風(fēng)扇三相不平衡運(yùn)行，最終導(dǎo)致熱偶繼電器動(dòng)作，變頻器跳閘。分析懷疑，2號(hào)機(jī)停機(jī)后變頻器小室內(nèi)溫度因空調(diào)關(guān)閉，溫度變化較大，且原該組風(fēng)扇C相螺栓不夠緊密，在溫度變化大后進(jìn)一步松動(dòng)，從而導(dǎo)致變頻器跳閘情況出現(xiàn)。

3 事故暴露問題

(1) 該高壓變頻器內(nèi)部風(fēng)扇電氣回路設(shè)計(jì)存在不足。該變頻器內(nèi)部有過熱報(bào)警及過熱跳閘功能，而且風(fēng)扇風(fēng)量設(shè)計(jì)有冗余?，F(xiàn)電氣回路中4臺(tái)通風(fēng)風(fēng)扇共用一個(gè)接觸器，且單臺(tái)通風(fēng)風(fēng)扇熱偶動(dòng)作，4臺(tái)風(fēng)扇全部跳閘這樣的設(shè)計(jì)明顯不合理，會(huì)使事故無端擴(kuò)大，導(dǎo)致變頻器跳閘。應(yīng)設(shè)計(jì)成單臺(tái)風(fēng)扇獨(dú)立電氣回路，當(dāng)某臺(tái)風(fēng)扇跳閘時(shí)只發(fā)報(bào)警，后續(xù)通過變頻器內(nèi)部設(shè)計(jì)的過熱跳閘功能跳變頻器，保證變頻器不會(huì)因發(fā)熱燒毀。

(2) 引風(fēng)機(jī)變頻器通風(fēng)風(fēng)扇設(shè)計(jì)存在不足。廠家稱該通風(fēng)風(fēng)扇的設(shè)計(jì)壽命約為5～7年，但其組裝部分元器件為一次性構(gòu)件，導(dǎo)致其每次機(jī)組停運(yùn)后，只能對(duì)通風(fēng)風(fēng)扇的三相阻值及絕緣進(jìn)行測(cè)量。隨著變頻器長(zhǎng)期運(yùn)行，風(fēng)扇因長(zhǎng)期運(yùn)行磨損且不能及時(shí)檢修，導(dǎo)致在運(yùn)行中可能出現(xiàn)跳閘，從而引起變頻器跳閘、機(jī)組快速甩負(fù)荷(RB)甚至機(jī)組停運(yùn)情況的出現(xiàn)。

(3) 員工責(zé)任心不足。在這起事件中，電氣控制回路邏輯存在隱患的問題一直存在，但由于員工責(zé)任心不夠，長(zhǎng)期未對(duì)各類圖紙進(jìn)行過系統(tǒng)分析、研究，且正常停機(jī)時(shí)也未及時(shí)對(duì)變頻器內(nèi)部元器件進(jìn)行檢查，最終導(dǎo)致該起事件的發(fā)生。

4 防范措施

(1) 由于通風(fēng)風(fēng)扇不能進(jìn)行大修而且運(yùn)行時(shí)間已達(dá)到7年，因此每次機(jī)組停運(yùn)后，應(yīng)對(duì)通風(fēng)風(fēng)扇的三相阻值及絕緣進(jìn)行測(cè)量，緊固變頻器柜內(nèi)所有螺栓； 并在變頻器啟動(dòng)前進(jìn)行送電試驗(yàn)，檢查通風(fēng)風(fēng)扇運(yùn)行情況，對(duì)啟動(dòng)電流、運(yùn)行電流、零序電流進(jìn)行對(duì)比。

(2) 每日對(duì)引風(fēng)機(jī)變頻器柜頂上的通風(fēng)風(fēng)扇零序電流進(jìn)行測(cè)量，如發(fā)現(xiàn)異常變化及時(shí)進(jìn)行檢查。

(3) 提高員工責(zé)任心。按設(shè)備進(jìn)行劃分，定人定設(shè)備，實(shí)行責(zé)任到人，提高員工主觀能動(dòng)性，使其用精益求精的精神去做現(xiàn)場(chǎng)工作。盡最大努力做好事件的事前預(yù)防，而不是被動(dòng)地消除事件所帶來的影響。

(4) 后期機(jī)組停運(yùn)時(shí)，對(duì)變頻器內(nèi)部電氣回路進(jìn)行改造，采用單風(fēng)扇單回路控制，確保單風(fēng)扇故障不會(huì)擴(kuò)大為跳變頻器甚至機(jī)組停運(yùn)事故。

5 結(jié)束語

通過多方面分析可知，本次事件的發(fā)生不僅有設(shè)備設(shè)計(jì)本身的固有缺陷，也存在人為的因素，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行原理分析，深層次挖掘設(shè)備固有缺陷，同時(shí)應(yīng)以專業(yè)化的要求提升人員的責(zé)任心和管理水平，確保設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。