一次风机变频器故障分析

一次风机变频器故障分析

发表时间：2017-11-30T08:53:09.113Z 来源：《电力设备》2017年第21期作者：张小锋1 瞿丽莉2 赵广勋1 党龙1

[导读] 摘要：某电厂一次风机运行信号正常，风机却失去出力，处理故障中机组因为全炉膛灭火而跳闸，经对一次风机故障后的操作过程和故障变频器的现场检查分析认为

（1 陕西华电（蒲城）发电有限责任公司陕西渭南 715501；

2 西安热工研究院有限公司陕西西安 710043）

摘要：某电厂一次风机运行信号正常，风机却失去出力，处理故障中机组因为全炉膛灭火而跳闸，经对一次风机故障后的操作过程和故障变频器的现场检查分析认为，变频器出现故障的原因为变频装置内双电源切换回路中一电源线端子松动，导致主控电源瞬时丢失；电源失去后由于UPS拆除后，变频装置电源无法切换到备用电源，失去控制电源的变频装置无法发出“重故障”信号，导致一次风机电气开关处在合位，但风机未运行的状况。

关键词：一次风机；变频器；故障分析；建议

0 前言

风机是火电厂运行的主要设备，耗电量占厂用电的30%左右[1]，通过挡板或者静叶调节改变风机出力，使大量的电能消耗在节流损失中，近些年随着变频器技术的发展，大量的变频器应用于火电厂风机上[2]，用于控制交流电动机的转速，从而控制风机出力，节能效果明显。但是，也出现了很多由于变频器故障而引起的机组异常事件[3，4]，通过各种案例，归纳变频器的故障，有助于提高风机可靠性和机组可靠性。某机组因为变频器故障导致了非停，文章对此进行了分析。

1 系统及事件简介

某电厂机组容量为300MW，每台锅炉配有两台一次风机，一次风机由变频电机驱动，变频装置为高压变频装置。

事件前，机组负荷198MW，C、D、E层给煤机运行。事件发生时，B一次风机变频方式运行，变频装置在无任何故障报警及进、出线开关变位的情况下，输出电流突降为0A；B一次风机虽然运行信号在，但实际已不出力，运行人员在处置过程中锅炉全炉失火MFT发出，机组跳闸。

2 运行操作调整情况

事件发生时，B一次风机变频方式运行，变频装置在无任何故障报警及进、出线开关变位的情况下，输出电流从55.89A突降为0A （DCS显示为坏质量）；13：39：08，一次风风压低报警，检查发现B一次风机有运行信号，但一次风机电流、转速均显示坏质量，B侧一次风压低至1.5kPa，炉膛负压持续下降低至-560Pa。经运行人员综合分析，B一次风机虽然运行信号在，但实际已不出力。遂立即关B一次风机出口电动门，因B一次风机电机6kV母线侧开关在合闸状态，风机运行信号在，保护逻辑不允许关B一次风机出口电动门；13：39：46，运行人员立即手动停运B一次风机，触发机组RB保护动作，同时投入DE3油枪；13：39：48，RB发出；13：39：54，自动投入BC层油枪；13：39：55，锅炉全炉失火MFT发出，机组跳闸。

3 变频器检查情况

就地检查B一次风机变频装置无烧损，输入输出信号电缆绝缘及通断无异常；B一次风机电机的6kV电源开关分合闸试验、测动静触头通断及6kV电缆绝缘均正常；查DCS的历史记录，13：39：03，B一次风机变频装置在变频方式下运行，在无重故障报警以及变频装置的进线开关QF3、出线开关QF4无变位的情况下，B一次风机变频器输出电流从55.89A突降为51.5A，以后该控制柜的控制器采样板再无电流信号送到DCS（即：DCS显示为坏点）。此刻B一次风机电机运行电流实际降到了0A；13：39：18，变频装置重新显示变频输出电流为0A；13：39：40，“主电源故障”轻故障报警信号发出。几乎同时，在无任何操作及状态变化的情况下，DCS再次显示该电流值变为坏点；13：45：32，该点又变为好点并显示为0A。

机组调停备用后，对电源切换回路中的K1，K2继电源的动作值和返回值进行了检测无异常；模拟变频装置内部的主控电源供电回路中的380V/220V电源变压器T3副边单点接地故障，变频装置工作正常；检查变频器内部各元件的工作电压均正常；检查变频装置内部接线时发现双电源切换回路中空开QF11出线侧一相电源线端子有松动，其余接线端子排及回路接线紧固无松动、过热迹象

4 原因分析

1）全炉失火原因

B一次风机变频装置故障后输出电流降为0A，变频装置未发出“重故障信号”，B一次风机无法由变频切换到工频运行，DCS上仍显示B 一次风机为运行状态（B一次风机电机6kV母线侧开关仍处于合闸状态），而就地B一次风机实际没有出力。尽管运行人员及时发现了B一次风机电流、转速显示坏质量，此时由于风机运行状态信号在，保护逻辑不允许关B一次风机出口电动门和A、B一次风机之间联络门，导致A 一次风机的风量通过B一次风机出口排出，一次风压持续下降，最终因一次风压低无力携带煤粉进锅炉[5]。

2）变频装置未发出“重故障”信号的原因

变频装置有主、备用两路控制电源，当主电源失去后，系统会自动切换到备用电源切换期间需靠回路中的UPS电源使变频器保持正常运行，同时，变频装置会发出轻故障信号提醒运行人员。当主、备电源同时失去后，变频装置PLC发出“重故障”信号，一次风机由变频切换到工频，保证一次风机仍处于正常运行。

此次在变频装置主电源丢失后，B一次风机变频装置未发“重故障”（或变频未切换到工频）的主要原因是UPS被拆除。当UPS拆除后，一旦变频装置主电源丢失，变频装置电源无法切换到备用电源，失去控制电源的变频装置无法发出“重故障”信号。

4）变频装置主电源丢失的原因

变频装置内双电源切换回路中空开QF11下方一相电源线端子松动，导致主控电源瞬时丢失。

5）UPS被拆除的原因

事件机组B一次风机变频装置UPS在实际运行中，故障频率较高[4]，由于检修人员未认识到UPS在系统中的重要性，因而在未履行设备异动手续的情况下短接了UPS。

5 采取措施

1）加强定期工作的执行力度，一是做好运行机组电气、热工重要端子的测温监视工作；二是做好停备机组电气、热工重要端子的紧