高云龍

（國家電投寧夏能源鋁業(yè)臨河發(fā)電分公司,銀川 750411）

火電廠高壓變頻器故障分析與探討

高云龍

（國家電投寧夏能源鋁業(yè)臨河發(fā)電分公司,銀川 750411）

變頻器作為一種常用并且相對來說比較復(fù)雜的電力設(shè)備，其故障診斷開始受到運(yùn)行單位的重視。本文主要針對火電廠高壓變頻器故障進(jìn)行全面的分析研究，希望能夠?yàn)橥袠I(yè)工作人員提供相應(yīng)的參價(jià)值考。

火電廠；高壓變頻器；故障；分析

1 導(dǎo)言

我國經(jīng)濟(jì)處于轉(zhuǎn)型的主要時(shí)期，節(jié)能損耗也是轉(zhuǎn)型期的重點(diǎn)工作。因此高壓變頻器技術(shù)在電力行業(yè)得到普遍運(yùn)用。變頻器應(yīng)用的時(shí)候可以有效的對火電廠的用電率進(jìn)行降低，此外也是可以對機(jī)組的安全運(yùn)行水平進(jìn)行提升，對其火電廠的高壓變頻器的故障效率可以得到提高，并且也能夠促進(jìn)發(fā)電機(jī)組可以高效穩(wěn)定的運(yùn)行。

2 相關(guān)要求分析

設(shè)備安全可靠性的運(yùn)行主要是企業(yè)安全生產(chǎn)的一個(gè)重要的保障，若是火電廠的大功率電動(dòng)機(jī)因?yàn)樽冾l器存在故障問題進(jìn)而停運(yùn)，那么將會(huì)使其發(fā)電機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)，帶來不必要的經(jīng)濟(jì)損失。所以火電廠對高壓變頻器的安全穩(wěn)定運(yùn)行有較高要求，必須引起足夠重視。

（1）關(guān)于高壓變頻器的工變自動(dòng)互切的分析。對于高壓變頻器的保護(hù)動(dòng)作而言，如果存在著較為嚴(yán)重的故障問題，或者是高壓變頻器需要檢修，但是高壓電動(dòng)機(jī)沒有辦法停運(yùn)，這個(gè)時(shí)候高壓變頻器便能夠完成變頻器運(yùn)行時(shí)切換到工頻運(yùn)行，此外并不會(huì)對其發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行帶來影響。但是如果高壓電機(jī)處于在工頻狀態(tài)下運(yùn)行，要想重新投入到變頻之中，高壓變頻器便能夠自動(dòng)的去完成工頻運(yùn)行狀態(tài)下直接切換到變頻運(yùn)行。

（2）關(guān)于高壓變頻器的功率單元旁通分析。針對于高壓變頻而言，其某一個(gè)功率單元要是存在著故障問題，或者是允許進(jìn)行旁通的時(shí)候，其高壓變頻器便是可以在最短的時(shí)間之內(nèi)做好故障功率單元旁通的工作，也是可以對輸出電壓波的完整性提供相應(yīng)的保障。

（3）關(guān)于高壓變頻器控制電源的冗余配置。為了能夠使其對高壓變頻器的安全運(yùn)行提供相應(yīng)的保障，控制電源必須要采取冗余化的配置，并且高壓變頻器便是可以獨(dú)立的去配備相應(yīng)的UPS電源，如果高壓變頻的控制電源在失去電能后可以直接的切換到UPS系統(tǒng)供電；或者高壓變頻器則能夠配備著雙路控制的電源切換的功能，一般是一路交流和一路直流，如果在交流失去電源之后，那么高壓變頻器則是可以切換到另外的一個(gè)直流控制電源上。

3 火電廠的高壓變頻器比較常見的故障和原因分析

（1）功率單元過壓。功率單元過壓可能會(huì)造成元器件的的損毀。其主要原因是功率單元輸入電壓比較高，超出過電壓報(bào)警點(diǎn)；對其功率的單元進(jìn)行充電或控制板過壓檢測功能具有著異常的問題；同時(shí)其高壓變頻器降低速度的時(shí)間設(shè)置較短。

（2）關(guān)于功率的單元輸入缺相。功率單元缺相運(yùn)行，會(huì)導(dǎo)致移相變壓器繞組發(fā)熱甚至燒損。其原因則是因?yàn)橐葡嘧儔浩鲗τ诶@組異常和熔斷器損壞等功能出現(xiàn)異常。

（3）功率單元過熱。變頻器使用的IGBT模塊對環(huán)境溫度要求較高，如果溫度較高那么將會(huì)導(dǎo)致模塊出現(xiàn)損壞，原因則是因?yàn)楣裆犸L(fēng)機(jī)存在著異常，導(dǎo)致其單元散熱功率受到影響，并且柜濾網(wǎng)也是會(huì)存在著堵塞不通風(fēng)，如果溫度開關(guān)損壞或者是出現(xiàn)連接方面的異常，那么功率單元控制板將會(huì)過熱。

（4）對于功率單元驅(qū)動(dòng)的故障分析。該故障原因則是因?yàn)镮GBT存在著損壞或短路，驅(qū)動(dòng)板出現(xiàn)了損壞或者是驅(qū)動(dòng)板和控制板的連接線位置存在著故障問題。

（5）對于高壓變頻器的輸出過流分析。這個(gè)故障的原因則是因?yàn)殡娎|或高壓電機(jī)絕緣故障問題，負(fù)荷也是具有著機(jī)械損傷，高壓變頻器自身的過流參數(shù)設(shè)定值異常，移相變壓器也是具有著異?；蚪^緣異常、高壓變頻器主板電流檢測出現(xiàn)異常等原因。

（6）關(guān)于高壓變頻器存在的輸出過載。此故障原因是因?yàn)楦邏弘姍C(jī)的堵轉(zhuǎn)或負(fù)超載運(yùn)行以及高壓電機(jī)存在著異常，或者是高壓變頻器過載的參數(shù)設(shè)定存在著異常問題，此外高壓變頻器的主板電流檢測也是具有著異常情況。

（7）關(guān)于高壓變頻器瞬停失敗分析。變頻器瞬停功能通過信號檢測板檢測變壓器三相電源和變頻器輸出殘壓信號來實(shí)現(xiàn)的。因此瞬停失敗原因則是由于高壓變頻器的輸入信號具有著異常的情況。此外三相電源的信號檢測線路也是具有著異常的情況，電機(jī)自由停機(jī)時(shí)間相對來說并不是很長。

另外排除參數(shù)設(shè)置以及通訊類故障外，可能設(shè)備自身存在的故障，例如：電機(jī)絕緣損壞或者變頻器逆變電路損壞導(dǎo)致出現(xiàn)過流故障；甚至變頻器內(nèi)風(fēng)機(jī)故障甚至?xí)霈F(xiàn)超溫報(bào)警和停機(jī)故障等。

（8）過熱故障分析。過熱故障主要指的就是變頻器在散熱中的溫度已經(jīng)超出規(guī)定的整定值，會(huì)影響變頻器在使用中的壽命，對電容帶來嚴(yán)重?fù)p壞，而出現(xiàn)過熱的主要因素是由于大功率晶體管出現(xiàn)散熱不及時(shí)的現(xiàn)象，或者變頻器使用的環(huán)境溫度比較高，甚至溫度傳感器出現(xiàn)故障，散熱風(fēng)扇不工作一系列問題，其處理方式為：某變頻器在實(shí)際運(yùn)行一定時(shí)間內(nèi)就出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，可以對變頻器溫度高這一因素進(jìn)行分析，由于變頻器在運(yùn)行的狀況下才出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，因此不用對溫度傳感器損壞的現(xiàn)象進(jìn)行考慮，在給變頻器通電后風(fēng)機(jī)依然轉(zhuǎn)動(dòng)，但相對來說比較緩慢，這也不用分析風(fēng)機(jī)損壞現(xiàn)象，所以考慮到是否防護(hù)罩比較臟被堵住導(dǎo)致的，對其風(fēng)塵或者油泥清除后，風(fēng)機(jī)得到正常運(yùn)行。

（9）短路故障分析。變頻器短路故障通常發(fā)生在運(yùn)行過程中，復(fù)位再次啟動(dòng)會(huì)失敗。短路故障發(fā)生時(shí)變頻器速斷保護(hù)可以迅速動(dòng)作，因此不會(huì)對變頻器造成損壞。由于電機(jī)內(nèi)部短路或電纜發(fā)生相間短路造成故障跳閘占短路保護(hù)中相當(dāng)大的一部分；變頻器自身內(nèi)部器件也會(huì)造成短路故障，如環(huán)境溫度高或逆變器本身老化等原因，使逆變器的參數(shù)發(fā)生變化，引起同一個(gè)電橋上、下導(dǎo)通，直流正負(fù)短路。

4 結(jié)論

高壓變頻器近些年在電力系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，使得泵和風(fēng)機(jī)設(shè)備的使用壽命延長，節(jié)約大量能源，運(yùn)行方式的靈活性使得機(jī)組的自動(dòng)化水平得到提高。

因此降低高壓變頻器的故障率須引起足夠的重視，促進(jìn)電廠自身的經(jīng)濟(jì)水平的提高。

[1]姜茹,解險(xiǎn)峰.火電廠高壓變頻器控制與保護(hù)設(shè)計(jì)分析[J].電氣應(yīng)用,2014,33(06):59-63+81.

[2]鄭萬鈞,崔恒勝.大型火力發(fā)電廠廠用電動(dòng)機(jī)高壓變頻器故障分析及反措探討[J].山東電力技術(shù),2009(03).

[3]姜茹,李廣正.火電廠高壓變頻器設(shè)計(jì)分析及應(yīng)用研究[J].電工技術(shù),2013(06):30-32.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.01.149

高云龍（1970-）,本科,工程師,研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)。