楊洋（大慶油田電力集團(tuán)供電公司）

火力發(fā)電廠中往往都配置高耗能轉(zhuǎn)動設(shè)備，為了滿足輸出功率變動的要求需頻繁改變擋板或閥門的開度，進(jìn)而形成了大量的節(jié)流損失。目前，國內(nèi)普遍采用“一拖一”高壓變頻技術(shù)解決此類問題。實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，隨著變頻裝置的增加而使電動機(jī)拖動系統(tǒng)變得復(fù)雜，增加了一個故障環(huán)節(jié)，致使整個系統(tǒng)的可靠性大幅度降低。大慶地區(qū)某電廠曾多次因變頻器故障引起停爐事故，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。

1 “一拖一”高壓變頻器存在的安全問題

大慶地區(qū)某電廠主要在鍋爐引風(fēng)機(jī)上引用變頻技術(shù)，該類型電動機(jī)因運(yùn)行方式是連續(xù)、不間斷地隨著負(fù)荷變化而頻繁進(jìn)行調(diào)整，因此為了能夠獲得調(diào)速節(jié)能優(yōu)勢，往往采用“一拖一”高壓變頻運(yùn)行方式。該運(yùn)行方式的優(yōu)點(diǎn)是接線簡單，投資少，易于實(shí)現(xiàn)；缺點(diǎn)是一旦變頻器故障便會造成高壓電動機(jī)停止運(yùn)行。

通過現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，“一拖一”高壓變頻運(yùn)行方式存在以下幾個問題：

◇引風(fēng)機(jī)變頻器內(nèi)部多次因粉塵堵塞濾網(wǎng)引起IG B T 溫度升高或元器件擊穿而導(dǎo)致跳閘；

◇多次因外部系統(tǒng)沖擊導(dǎo)致變頻器跳閘；

◇冷卻風(fēng)扇長期運(yùn)行磨損嚴(yán)重，頻繁出現(xiàn)故障，導(dǎo)致變頻器跳閘；

◇因變頻器元器件損壞而無備件，致使引風(fēng)機(jī)短期內(nèi)無法投入運(yùn)行。

上述問題嚴(yán)重影響引風(fēng)機(jī)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。根據(jù)2010年1月—2012年5月的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，引風(fēng)機(jī)變頻器共出現(xiàn)大小故障達(dá)20次之多，引風(fēng)機(jī)運(yùn)行可靠性僅有92.7%，嚴(yán)重時造成鍋爐全停事故，極大地影響大慶地區(qū)居民供熱采暖。

2 提高變頻器安全運(yùn)行的技術(shù)措施

2.1 合理設(shè)置變頻器保護(hù)參數(shù)設(shè)定值

大慶地區(qū)某電廠曾多次因外部系統(tǒng)沖擊造成變頻器失壓跳閘，主要是調(diào)試人員對現(xiàn)場了解不夠，致使變頻器保護(hù)設(shè)定不合理造成的。通過反復(fù)試驗決定：

1）將引風(fēng)機(jī)變頻器設(shè)定值“控制電源失壓跳閘”CS PF 由原值75%設(shè)定為60%。

2）“主電源失壓跳閘”M PS F 設(shè)定值由原值75%設(shè)定為70%。

3）“過載跳閘”O(jiān) L 保護(hù)值由110% 設(shè)定為115%。

4）取消變頻器柜的“門連鎖跳閘”保護(hù)。為了防止變頻器IG B T 單元溫度高或元器件擊穿而導(dǎo)致跳閘，必須定期清洗空氣過濾器。由于清掃中存在觸動“門連鎖跳閘”保護(hù)跳閘的危險，所以決定取消“門連鎖跳閘”保護(hù)，使變頻器的維護(hù)和監(jiān)視更加安全。

變頻器柜頂軸流風(fēng)機(jī)正常對輸入變壓器和IG B T 單元進(jìn)行冷卻降溫，如果出現(xiàn)失電將直接引起變頻器停電跳閘；另外，變頻器控制電源一旦消失也會引起變頻器停電跳閘。根據(jù)現(xiàn)場引風(fēng)機(jī)跳閘原因統(tǒng)計，有62%的故障率來自風(fēng)機(jī)電源和控制電源消失，為此，對風(fēng)機(jī)電源及控制電源進(jìn)行雙電源自動切換設(shè)計。

2.2 “一拖一”高壓變頻器旁路電源技術(shù)

圖1 “一拖一”工頻旁路電源技術(shù)

考慮每臺鍋爐都配置2臺引風(fēng)機(jī)運(yùn)行，如果1臺引風(fēng)機(jī)變頻器故障，可讓另1臺引風(fēng)機(jī)暫時全負(fù)荷運(yùn)行，短時降低鍋爐負(fù)荷；當(dāng)引風(fēng)機(jī)由變頻轉(zhuǎn)換為工頻運(yùn)行后，再調(diào)整回原來負(fù)荷情況，這種短時調(diào)整可以滿足現(xiàn)場實(shí)際的要求。在鍋爐引風(fēng)機(jī)上引用“一拖一”高壓變頻器加裝工頻旁路電源技術(shù)（圖1）的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)變頻器故障停機(jī)時可切換到旁路工頻運(yùn)行，投資少，容易實(shí)現(xiàn)；缺點(diǎn)是必須短時降低鍋爐出力，暫時停止風(fēng)機(jī)運(yùn)行，進(jìn)行工頻、變頻切換，切換后再啟動引風(fēng)機(jī)運(yùn)行。2011年夏季檢修期間，分別在1#～3#爐共計6臺引風(fēng)機(jī)上采用“一拖一”高壓變頻器加裝工頻旁路電源技術(shù)。

2.3 工頻、變頻回路閉鎖技術(shù)

在電源斷路器的D CS 程序中設(shè)計了刀閘狀態(tài)閉鎖邏輯回路（圖2）。程序閉鎖條件為：

1）取3G S 刀閘和2G S 刀閘的常開輔助接點(diǎn)作為邏輯判據(jù)條件。

2）當(dāng)3G S 刀閘和2G S 刀閘位置不對應(yīng)時，即3G S 刀閘輔助接點(diǎn)為常開接點(diǎn)而2G S 刀閘輔助接點(diǎn)為常閉接點(diǎn)時，或者2G S 刀閘輔助接點(diǎn)為常開接點(diǎn)而3G S 刀閘輔助接點(diǎn)為常閉接點(diǎn)時，允許操作引風(fēng)機(jī)電源開關(guān)。

3）當(dāng)3G S 刀閘和2G S 刀閘位置對應(yīng)時，即全為閉接點(diǎn)或全為開接點(diǎn)時，不允許操作斷路器。

圖2 工頻、變頻操作閉鎖邏輯圖

“一拖一”高壓變頻器加裝手動工頻旁路電源技術(shù)應(yīng)用后，風(fēng)機(jī)工頻運(yùn)行時，必須分開1G S 刀閘和2G S 刀閘，以及變頻器控制電源停電后才可進(jìn)行工頻操作，所以變頻器此時會給電源斷路器發(fā)出跳閘信號，造成電源斷路器無法合閘，風(fēng)機(jī)無法工頻運(yùn)行。為此，設(shè)計了2G S 隔離開關(guān)電氣閉鎖回路。選取2G S 刀閘常開輔助接點(diǎn)作為閉鎖條件有兩個好處：當(dāng)工頻運(yùn)行時2G S 刀閘是斷開的，這樣變頻停電時故障信號雖然接通，但2G S 輔助接點(diǎn)是斷開的，不能造成斷路器跳閘，保證了風(fēng)機(jī)工頻運(yùn)行；選擇2G S 刀閘常開輔助接點(diǎn)還可以提高變頻運(yùn)行的可靠性，因為2G S 刀閘是變頻器負(fù)荷側(cè)刀閘，其輔助觸點(diǎn)會隨變頻器運(yùn)行狀態(tài)而自動變化，減少人為誤操作概率[1]。

3 結(jié)束語

為保障高壓變頻器安全運(yùn)行，采取了諸多技術(shù)措施。從實(shí)際運(yùn)行效果來看，引風(fēng)機(jī)“一拖一”高壓變頻技術(shù)運(yùn)行方式可靠性從改造前的92.7%提高到目前的100%，保證了鍋爐平穩(wěn)運(yùn)行，達(dá)到了改造的預(yù)期效果，能夠滿足電力系統(tǒng)對發(fā)電廠高標(biāo)準(zhǔn)的要求，安全效益顯著。

[1]李瑞.保證一拖一變頻運(yùn)行方式可靠性分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2013（1）:79.