付建忠

（國網(wǎng)新源控股有限公司潘家口蓄能電廠，河北唐山064309）

變頻器冷卻水泵控制電路改造

付建忠

（國網(wǎng)新源控股有限公司潘家口蓄能電廠，河北唐山064309）

簡要分析了潘家口蓄能電廠變頻器抽水工況啟動過程中，由于經(jīng)常出現(xiàn)因水管老化脫落或斷裂造成跑水現(xiàn)象，為了彌補因去離子水少時冷卻水泵存在泵燒毀的危險，因此提出相關回路改造的處理措施。

抽水蓄能；變頻器；去離子水；水泵

0 引言

潘家口電廠坐落在河北省遷西縣境內(nèi)灤河干流的中上游，是國內(nèi)最早的大型蓄能電站之一。由于華北電網(wǎng)主要以火電為主，受地區(qū)水力資源限制，可供開發(fā)的水電十分有限，電網(wǎng)缺乏經(jīng)濟的調(diào)峰手段，電網(wǎng)缺電局面由電量缺乏轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)峰容量的缺乏，所以，潘家口電廠在建廠之初便擔負著華北電網(wǎng)的調(diào)峰、調(diào)頻和緊急事故備用的艱巨任務。電廠有3臺90 MW蓄能機組，總裝機容量270 MW，于l991年投入運行，由此拉開抽水蓄能電站建設快速發(fā)展時期的序幕。抽水蓄能機組靜止啟動變頻器（SFC）系統(tǒng)是抽水蓄能機組水泵工況啟動的主設備，負責在水泵工況下將機組拖動到額定轉(zhuǎn)速并同期，是大型抽水蓄能機組輔助設備的重要組成部分，變頻器系統(tǒng)能否穩(wěn)定運行直接影響蓄能機組的啟動成功率。潘家口變頻器系統(tǒng)為ABB公司提供的60 MW的變頻器系統(tǒng)，實現(xiàn)機組的軟啟動和變速運行功能。

1 潘家口電廠變頻器組成

抽水蓄能機組靜止啟動變頻器采用交—直—交電流源型晶閘管變頻啟動方式實現(xiàn)負載換相式變頻調(diào)速，用于完成抽水蓄能發(fā)電電動機抽水工況的啟動。潘家口電廠變頻器系統(tǒng)采用高-高6脈波型式，系統(tǒng)配置如圖1所示。電氣一次主回路系統(tǒng)由隔離開關、整流橋、平波電抗器、逆變橋組成。兩個閥串之間接直流平波電抗器，用于抑制諧波和續(xù)流作用。整流橋和逆變橋閥串以及平波電抗器采用去離子冷卻水強制水冷卻方式，整流橋和逆變橋閥串是變頻器的重要核心部件，而整流橋和逆變橋閥串在工作中會產(chǎn)生大量熱量，所以去離子冷卻水循環(huán)系統(tǒng)又是閥橋重要組成部分。冷卻水循環(huán)是否正常直接影響可控硅、電阻、電容以及電抗器等元件的使用壽命，是保證變頻器安全穩(wěn)定運行的關鍵。

圖1 變頻器主接線圖

2 冷卻水泵控制回路改造問題的提出

潘家口變頻器去離子冷卻水泵的正常運行對變頻器閥橋的冷卻效果非常重要，直接影響變頻器元件使用壽命以及變頻器的正常運行，進而影響機組的啟動成功率。電廠變頻器投入運行近20年，去離子水管已老化嚴重且無法進行更換，經(jīng)常出現(xiàn)因水管老化脫落或斷裂造成跑水現(xiàn)象。由于變頻器冷卻水泵運行靠去離子水冷卻，如果冷卻水泵運行時冷卻水少而未及時發(fā)現(xiàn)，水泵就會因為失去冷卻而燒毀（泵的啟動方式有兩種：①手動啟動；②變頻器抽水啟動時泵自動啟動；泵的停止運行方式只有1種：就是變頻器本體手動現(xiàn)地停止運行）。冷卻水泵控制示意如圖2所示。為了防止因去離子水少時冷卻水泵持續(xù)運行導致水泵被燒毀，因此提出此次變頻器冷卻水泵控制回路改造。

圖2 改造前冷卻水泵主接線圖

3 總體設計思路

此次改造利用變頻器去離子水箱浮筒，將用于中控室變頻器水位低報警的行程開關電路（圖3）加以改造，新增兩條變頻器冷卻水泵控制回路（如圖4所示）。自動監(jiān)視變頻器去離子水箱的水位信號，并判斷是否達到冷卻水泵的停泵水位，以實現(xiàn)去離子水少時自動停泵的功能。

圖3 變頻器去離子水箱（改造前）示意圖

4 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

（1）水位低報警行程開關帶動一個型號為KC22E的繼電器1K1，此繼電器有兩對開接點兩對閉接點（如圖5）。

（2）第1對接點（11、12）接在冷卻水泵1的控制回路中。

圖4 冷卻水泵控制（改造后）圖

（3）第2對接點（21、22）接在冷卻水泵2的控制回路中。

（4）第3對接點（13、14）接原來的中控室變頻器水位報警回路中。

在變頻器本體盤內(nèi)取220 V直流，作為繼電器1K1的工作電源，變頻器去離子水箱浮筒帶動行程開關，當水箱水位下降到水位低報警時，行程開關接點接通，繼電器1K1勵磁，繼電器1K1第1對閉接點和第2對閉接點打開，此時冷卻水泵如果在運行態(tài)，也會因接觸器K17、K18失磁而停泵，如果此時泵在停泵態(tài)，人為也無法使泵啟動；繼電器1K1的第3對接點同時會向中控室發(fā)變頻器水位低報警信號。及時與運維人員聯(lián)系解決處理

圖5 改造后冷卻水泵主接線圖

5 結(jié)束語

通過此次變頻器冷卻器水泵控制回路的改造，實現(xiàn)了變頻器冷卻水量減少時，發(fā)出報警信號并自動停止水泵運行的功能；而且水泵在停止態(tài)時出現(xiàn)冷卻水量減少情況，還會將冷卻水泵閉鎖，無法手動起泵。此次改造減輕了我廠運維人員的工作量，提升了設備運行的自動化程度，確保了變頻器的安全穩(wěn)定運行，保證了機組的啟動成功率。在加強安全生產(chǎn)，消除設備隱患，提升工作效率等方面均具有積極意義，對其他抽水蓄能機組具有很好的借鑒作用。

TV734.4

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1672-5387（2017）12-0010-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.12.004

2017-11-01

付建忠（1973-），男，技師，從事機電設備運維工作。