高压变频器在发电厂中的运行与维护

彭永

摘 要：节能降耗是发电厂的一项重要工作，其关系到发电企业的经济效益及生存能力，从而使高压变频器在火力发电厂中应用变得较为广泛，通过高压变频改造可以降低厂用电率和供电煤耗，提高上网电价的竞争力。在实现发电厂高压变频器在节能降耗的基础上，同时确保发电机组安全运行。

关键词：节能降耗；高压变频器；运行与维护

中图分类号：V351 文献标识码：A

广东粤电云河发电股份有限公司总装机容量：A厂2×125MW；C厂2×300MW。当前电力行业产能过剩，电力市场供过于求，燃煤发电利润压力逐年增大，随着厂网分开、竞价上网改革的深入，节能降耗已成为发电厂的一项重要工作，努力降低厂用电率，从而降低发电成本才能提高上网电价的竞争力，提高企业的经济效益。降低厂用电率是当前发电企业节能降耗的一个重要方向，因而电厂使用高压变频器来降低厂用电率。

一、我厂高压变频器使用概况

随着我国市场经济的不断发展，对发电企业的要求也越来越高，高压变频器的技术也不断提高，并且不单单只有一种，其类别较多，我厂使用以下四种高压变频器（共24台），其中A、C厂各12台。分别使用了北京利得华福高压变频器共8台，成都东方日立高压变频器共6台，广东明阳龙源高压变频器共8台，广州智光高压变频器共2台。

二、高压变频器设计原理

高压大功率变频器是由多个功率模块串联而成，通过将多个低压功率模块的输出叠加起来得到高压输出。

1.图1为6kV系列高压变频器的典型电路原理图，对于不同的输出电压等级，串联的模块数目是不一样的，但是其基本原理是一样的。

2.移相变压器

移相变压器输出给功率模块供电，为了降低输入谐波电流，移相变压器实行多重化设计，以6kV变频器为例，二次侧共18套副边绕组，采用延边三角形联结，每相分为6个不同的相位组，互差10°电角度。分别有±5°、±15°、±25°等移相角度，这种移相接法可以有效地消除35次以下的谐波，不会对电网造成超过国家标准的谐波干扰，高压变频器的输入电压和电流波形都接近正弦波，对电网的谐波污染小，总体谐波畸变小于4%。同时，输入侧的功率因数高，不必采用功率因数补偿装置。

3.功率模块

功率模块主回路原理图如图2所示。

三、故障类型及常见故障处理

1.轻故障

不影响变频器正常运行的故障。轻故障出现时变频器的处理：

（1）轻故障发生时，变频器给出“音响报警”报警状态下，如果发出“报警解除”指令，则系统撤销“音响报警”信号。

（2）对于轻故障的发生，变频器人机界面上能看到报警故障情况。

（3）虽然轻故障不会导致变频器停机，但应及时找出原因。

2.重故障

出现后变频器立即停机，并切断输入侧高压的故障。采用自动旁路系统的变频器则自动切至工频运行或跳开6kV开关，采用手动旁路系统的变频器则跳开6kV开关。重故障出现时变频器的处理：

（1）重故障发生时，变頻器给出“音响报警”、可以用“报警解除”按钮清除报警的音响信号。

（2）重故障发生后，应及时查找故障原因，并更具实际情况处理。

（3）变频器重故障发生后，未经查证及故障，处理禁止再上高压。

（4）变频器重故障发生后，故障处理完毕，应对变频器系统进行复位。

3.驱动故障

处理方法：

（1）确认发生驱动故障模块。

（2）根据实际情况保留变频器运行或申请停运变频器检修。

（3）变频器转检修后更换故障模块。

4.光纤（通信故障）

处理方法：

（1）确认发生光纤故障模块。

（2）变频器转检修后更换故障模块。

5.单元模块过热故障

处理方法：

（1）是否环境温度时候较高，若是加强变频器室通风。

（2）检查变频器室空调是否有故障或未开。如未开应打开空调。

（3）是否有柜顶风机故障（一般会有轻故障报警），根据实际情况处理。

（4）如果是外部原因引起的模块过热，一般不需要更换模块处理，只需处理好外部引起温度高问题，停运变频器，待变频器冷却20min以上，重新上电运行即可。

（5）如果是模块误报，一般需要更换模块（或控制板）处理。

6.变压器温度高故障

处理方法：

（1）是否环境温度时候较高，若是加强变频器室通风。

（2）检查变频器室空调是否有故障或未开。如未开应打开空调。

（3）是否有柜顶风机故障（一般会有轻故障报警），根据实际情况处理。

（4）采用红外测温仪，检查变压器温度。

（5）如果以上均正常，则一般考虑温控器故障，更换温控器。

7.变频器输出过流跳闸

处理方法：

（1）正常情况下风机类变频器出现。

（2）一般为变频器启动时，电机反转或正传过快，应联系机务刹车后再启动变频器。

（3）也有可能是变频器刚启动后即打开风门，一般应待变频器运行至一定频率后自动打开风门，或者待变频器运行至10Hz后再手动操作风门。

四、变频器日常运行维护的注意事项

1.变频器启动前的检查工作

（1）确认高压变频器进出线刀闸已拉开（小车开关在试验位置）或者6kV开关在检修位置，打开变频器功率柜（模块柜）门，检查变频器功率模块应无结露，表面应不潮湿，模块表面完好；打开变压器柜门检查变压器应无结露和其他异常现象，检查正常后锁好柜门。

（2）检查高压变频器控制电源已送电，控制柜所有空开、保险已合上，控制柜UPS已开机，人机界面上无异常信号，所有变压器柜风机、模块柜风机电源空开均已合上。

（3）测量移相变压器高压侧绝缘，（低压侧严禁带模块侧绝缘）。

2.变频器启动后的检查工作

（1）检查变频器室空调是否已打开。

（2）检查变频器柜顶风机运行正常，空开无跳闸。

（3）检查变频器人机界面上变频器电流、频率无跳变、无异常信号。

（4）对于安装有水冷器的变频器，应检查冷却水阀门已打开，增压风机已投运。

（5）断开变频器所有加热器电源。

3.变频器日常运行维护的注意事项

（1）变频器运行后，不定期检查变频器室的环境温度，一般不超过26℃，空调无跳闸。

（2）检查人机界面应无报警。

（3）对于安装有水冷器的变频器，应确保冷却水压力及流量充足以及增压风机已投运。

4.变频器停运后的维护工作

（1）检查有加热器的变频器的加热器应投入。

（2）变频器停运非检修需要一般不能断开变频器所有控制电源（如果两路至少保持一路），若检修需要断开变频器控制电源，则检修任务完成后，应尽快送上控制电源。

（3）如果变频器停运时间长，应定期检查变频器是否有结露，如有应采取相应的措施。

5.变频器的定检注意事项

（1）半个月左右清理一次柜门防尘滤網的灰尘，保证冷却风路的通畅。如果环境灰尘污染严重，定期清理的时间还应缩短。

（2）固定螺栓的紧固，随机组大中小修，对所有螺栓进行一次检查，看是否发生松动或变色，若松动则应重新紧固。

（3）变频器柜内卫生清洁，随机组大小修进行，如时间长也可利用变频器停运后进行卫生清洁。

（4）自动旁路系统切换试验，随机组大小修，必要时应对变频器进行一次模拟重故障切工频试验。

6.其他注意事项

高压变频器停运后再启动，应在合上6kV开关后，待5min～10min后再启动变频器运行。从目前来看，能有效地减少变频器启动过程故障。

结语

我厂自从将引风机电机、增压风机、循环水泵、及凝结水泵电机由工频运行改装高压变频装置后，其节能降耗效果显著，实现了降低厂用电率、使得发电成本降低，因而提高发电企业的竞争力及企业的经济效益。

参考文献

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