火力发电厂高压变频器的故障分析和维护

火力发电厂高压变频器的故障分析和维护
发布时间：2023-02-06T08:10:51.166Z 来源：《中国电业与能源》2022年9月17期作者：杜浩强
[导读] 虽然高压变频技术在节能方面有很好的应用前景
杜浩强
大唐巩义发电有限责任公司河南巩义 451200
摘要：虽然高压变频技术在节能方面有很好的应用前景，但一些厂商在制造过程中只注重其节能效果而忽略了其工作特性，从而使其在生产过程中频繁发生故障，从而对其工作产生不利的影响。

为保证高压变频调速系统能够更好地适应电厂的工作环境，改善其工作性能，对其进行科学的分析与维护，是检修人员需要认真研究和解决的问题。

关键词：火力发电厂；高压变频器；故障；维护措施
1高压变频器的重要作用
高压变频调速装置在电厂中的作用有两个：一是在风机上起到减阻、减损的作用，二是在水泵中起到平衡的作用。

目前大型电厂每小时蒸发量达到100-200吨，需要大量的电力。

根据后台数据的统计，一个发电厂在生产100千瓦时的电力时，会有8千瓦时的电能被用来生产电力，而风机的能耗占了很大的比例。

采用变频器后，可实现风机的变频软起动，降低起动振动和起动电流的影响，保证了起动和停机的平稳运转。

同时，通过对高压变频器的调整，可以将传统的节流阀调整模式调整为变频模式，实现0～100的连续调整，并配有 PLC的调整装置，实现对温度、湿度、负载等参数的实时监控；高压变频调速装置在电厂中的另一重要功能是改善高压供电装置的串联电平，从而提高系统的稳定性和安全性。

电站的水泵在进、出水过程中，负荷存在着很大的差异，对机组的正常运转产生了很大的影响，采用高压变频装置来控制水泵的转速，并实现了对电动机的转速的反馈，使得机组在高流量、高负荷、低负荷的情况下，可以大幅度地减少电动机的能耗。

2火电厂对高压变频器的配置要求
2.1变频器容量富裕度要求
在确定变频调速系统容量时，应首先考虑其额定电流，因为变频调速系统传输的是脉冲电流，其工作时的脉冲值要大于电源。

另外，在变频调速系统中，应该预留适当的调速间隙。

所以它在工作时，可以根据最大工作电流来进行选择。

2.2高压变频器系统设备要求
2.2.1变频器运行过程检测
火力发电厂高压变频调速装置长期处于运行状态，在启动期间应加强日常巡查，认真、有重点地进行检查，确保其稳定、安全运行。

而且，每个变频器的工作和工作方式都不一样，一旦工作起来就会产生振动，操作人员要时刻关注这些设备的振动，特别是发现有低频和噪声的时候，要及时检查设备的工作状态，确保设备的正常工作。

2.2.2高压变频器的平时保养和检修问题
火力发电厂的高压变频器工作条件本就恶劣，再加上高压变频器维护复杂，成本昂贵，发电企业需要大量的电力，如果不好好维护，一旦出现故障，就必须停止运行，造成巨大的经济损失。

因此，需要定期进行一次全面的维护。

在维护之前，应该把所有的设备都停下来，然后进行仔细的、彻底的清扫，并且检查所有的部件的运转情况。

维护后的一项重要工作是检查电路的电流，在未满足工作条件前，不能重新开始。

2.3温度、湿度监测要求
火力发电厂的高压变频器对环境温度、湿度的要求很高，这直接关系到机组的工作效率和使用寿命。

高压变频器采用大功率的电子部件，对温度特别敏感，一般在0-55摄氏度以下工作。

要保证设备的安全使用，应将工作温度控制在40℃以内，最好是25℃，特定的元子件温度要求较低，还应按照电子元件允许的最大温度进行温度控制。

至于设备的环境温度，根据不同的地区不同也有所差异，我国南北方的气候条件不一样，变频器的工作环境基本要求就是保持干燥，湿度不能超过95%，而且不能有结冰和水汽，如果湿度过大，就会产生雾气，从而导致短路。

通过排风管道设备替换室内热气和湿气，所处的房间尽可能不要使用湿布拖地，以保证室内长久的干燥。

2.4电源侧开关柜保护要求
高压变频器的主要部件是电气部件，在低压、高压、短路、过载时，很容易发生烧毁和损坏。

因此，在电源开关柜中应配备由 PLC控制的变频调速报警接触器。

在供电端必须设定快关，在保护柜中设有保险丝电路开关、隔离保护开关、紧急使用开关，可实现各种保护，如过流、过电压、瞬时断电、短路、欠电压、缺相等，同时保持原有工频回路和变频回路的联锁，特别是高压变频器要选用快速保险丝，以实现保护功能。

3高压变频器故障分析
3.1高压变频器散热方案设计不当
对电厂来说，在使用高压变频设备的过程中，往往会遇到较为复杂、恶劣的工作环境，而高压变频设备对环境的洁净、散热性的要求也越来越高。

所以，从整体上来看，要充分考虑其散热设计和安装环境，稍有差池，就会对其工作产生巨大的影响，从而对电厂的经济效益产生难以估计的影响。

3.2高压变频器元器件稳定性不佳
高压变频器一般包括功率单元、变压器单元、 UPS单元和控制单元。

其中，电力系统和控制系统是高压变频器的核心部件，它的功能是将工频输入模式转换成频率输出模式；另外，控制电源系统的变频调速系统，其变频器的变频输出由控制和电源两部分构成，它们是高压变频器的“心脏”，其工作性能好坏将直接关系到其工作的效率与效果。

另外，电厂所采用的高压辅助设备在保证其长期稳定的工作中起着举足轻重的作用。

因此，在变频器的改造过程中，必须充分考虑变频器的稳定性，从而从根本上解决变频器的故障，保证电厂的稳定、可靠的运行。

3.3控制系统与电厂控制系统配合不佳
目前，控制系统已经广泛地用于电厂，而作为常规设备的高压辅助装置，其在日常工作中都要受控制系统的监控。

在这种情况下，高压变频技术若用于高压辅助设备，则由控制系统发出相应的控制命令，从而达到自动控制高压变频器的目的。

然而，由于各厂家的控制系统各有特点，所以，在设计高压变频器的有关程序时，必须充分地考虑到各控制装置的功能差别，并根据需要选择适当的信号处理方法，以保证高压变频器与控制系统的协调一致，从而保证高压变频器与控制系统的工作协调，防止出现故障，造成设备的故障。

4高压变频器故障维护措施
4.1高压变频器散热方案设计不当引起故障
对火力发电厂来说，在使用高压变频设备的过程中，往往会遇到较为复杂、恶劣的工作环境，而高压变频设备对环境的洁净、散热性的要求也越来越高。

所以，从整体上来看，要充分考虑其散热设计和安装环境，稍有不慎就会对其工作产生直接的影响，从而对电厂的正常生产产生难以估量的影响。

主要的解决措施为，首先将风管和变频器柜上的抽气扇移走，然后在变频箱内安装两台28 kW的空调机，并将空调机的位置与变频柜门相对，另外，将整台变频器室完全关掉，只通过空调机来进行室内的降温。

经过对变频器室内结构的改造，重新启用了两个高压变频器，结果表明该变频器工作稳定，无模块过热。

4.2高压变频器元器件稳定性不佳造成系统故障
一旦发现了问题，维护人员只要更换新的控制模块，就可以从根本上解决上述问题，从而保证了高压变频设备的稳定、可靠和安全运行。

4.3控制系统与电厂控制系统配合不佳造成系统故障
目前，控制系统已经广泛地用于电厂，而作为常规设备的高压辅助装置，其在日常工作中都要受控制系统的监控。

在这种情况下，高压变频技术若用于高压辅助设备，则由控制系统发出相应的控制命令，从而达到自动控制高压变频器的目的。

但是，由于不同厂家设计制造的控制系统存在着信号处理不一致的问题，因此，高压变频器在设计控制单元的相关程序时，必须充分考虑控制系统在功能上的差异，然后选择合适的信号处理方式，以保证控制系统与控制系统之间的协调，防止高压变频器与控制系统不能很好地匹配，从而对设备的正常运行造成影响。

通过对其故障原因的分析，认为造成上述问题的根源在于工控机的通讯软件更新不够及时，因此，有关部门应定期更新和优化工业控制计算机的通信程序。

结语
综上所述，高压变频器是火力发电厂的关键设备，如果发生故障，不仅会对电力系统的稳定和可靠性产生很大的影响，而且还会对用户的生活、工作、生产带来很大的不便。

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