锅炉空气预热器运行中电流至0的故障分析

许 震，马剑宇

（中国国电集团公司谏壁发电厂，江苏 镇江 212006）

锅炉空气预热器运行中电流至0的故障分析

许 震，马剑宇

（中国国电集团公司谏壁发电厂，江苏 镇江 212006）

介绍了某电厂1 000 MW机组空气预热器运行故障的现象及处理情况，通过分析空气预热器的控制逻辑，找出故障的原因为空气预热器主电机变频器在运行中程序瞬间混乱，并提出了运行、检修技改中的防范措施。

锅炉；空气预热器；变频器；控制逻辑

0　引言

某厂1 000 MW机组锅炉空气预热器采用的变频传动控制装置（transducer transm ission control device，简称TTCD），是针对空气预热器这类大惯性负载而设计的，其启动平稳、对电机冲击小、运行可靠、结构简单并具有调速功能。锅炉每侧空气预热器变频传动控制装置配备1台控制柜，控制柜中配置2个同型号变频器分别控制主、备用电机，1用1备，各电机电源独立。当主电机或是主变频器发生故障时，可以切换到备用变频器控制备用电机运行。控制装置具有过电流保护功能，当变频器正常工作时，如果电机出现过电流，可以通过自动降低电机转速来降低电机电流。

1　故障过程

2015-09-09T23：16，A空气预热器主电机跳闸，辅电机未联动，手动抢合辅电机未成功；23：17，主电机自启，电流正常；23：20，A空气预热器主电机再次跳闸，辅电机未联动，手动抢合辅电机未成功，之后抢合主电机也未成功，1 m in后空气预热器RB动作正常；23：23，主电机再次自启；23：31，主电机电流大幅晃动，最大至72 A；23：33，手动停运主电机，联系检修处理。次日03：30，启动A空气预热器辅电机正常，主电机投联动。

异常情况出现时，无主电机变频器故障信号发出；无主电机变频器电源故障信号发出，有变频器运行反馈信号丢失及电流至0信号。

2　空气预热器控制方式

2.1空气预热器至DCS 信号

（1） 变频器故障信号反馈：主（辅）电机或主（辅）变频器故障时，此信号通；

（2） 电机电源开关合闸信号反馈：主（辅）回路的空气开关合闸后，此信号通；

（3） 电机电源故障信号反馈：主（辅）电源回路有故障时，此信号通；主（辅）电源回路得电时，此信号不通；

（4） 变频器运行信号反馈：主（辅）变频器运行（有速度输出）时，此信号通；

（5） 变频器运行电流反馈：主（辅）变频器运行（有电流输出）时，此信号通。

当主电机或主变频器故障时，柜门上主回路报警灯亮，并发送主回路报警信号至DCS，辅回路同理。当主回路和辅回路同时故障时，自动切换到空气马达运行。空气预热器主电机额定电流为23-35 A，高报警值为67.1 A，高跳闸值大于77.2 A（反时限）。当空气预热器停运（主辅电机停运60 s），会触发空气预热器RB动作。

2.2空气预热器主辅电机联动逻辑

主电机变频联动辅电机变频回路要具备以下几个条件：

（1） 要有主电机变频器故障信号；

（2） 辅电机变频器无故障，具备投运条件；

（3） 主电机变频器电源开关接触器断开；

（4） 辅电机变频器处于停止状态（电源开关接触器断开）；

（5） 联动开关投入“自动”位置。

2.3变频器运行状态丢失信号分析

DCS热工逻辑中，空气预热器运转信号为空气预热器电机电源开关合闸反馈信号与变频器运行反馈信号组成与门发出，只要其中一个信号丢失，便认为变频器未运转，从而报运行状态丢失信号。若此时空气预热器电机电源未跳而只是变频器无速度、无电流输出，也会报空气预热器运行状态丢失，造成运行人员误判断认为变频器已跳闸。

3　空气预热器故障原因分析

3.1历史曲线分析

调阅相关曲线得知，当A主电机变频器电流至0时，其变频器运行反馈也消失，但无A主电机变频器故障和电源故障信号。此时A主电机电源开关合闸信号未消失，说明空气预热器A主电机电源回路未失电，变频器还处于得电状态，只是变频器输出至0（电流至0）。约18 s后变频器自动恢复电流输出。再经过4 m in，A主电机变频器电流至0时，其A主电机变频器运行反馈消失，发出空气预热器停转信号。

3.2辅电机不联动原因分析

辅电机不联动的原因如下：当时无主电机变频器故障信号发出；无主电机变频器电源故障信号；主电机电源开关合闸信号未消失，不具备联动条件。

3.3辅电机抢合不成功原因分析

同辅电机不联动的原因一样，由于当时主电机变频器有电机电源开关合闸信号，也不具备联动条件（主电机运行时闭锁辅电机），故无法抢合成功。

3.4空气马达无法启动原因分析

空气马达启动是在主/辅电机变频器有故障信号输出时，才具备启动条件；而当时变频器无故障信号输出，故也无法启动。

3.5故障原因综合分析

判断此次异常情况是由空气预热器主电机变频器在运行中程序瞬间混乱引起的，原因如下。

（1） A空气预热器主电机自启，从硬接线控制回路分析，在DCS没有发出合闸指令时是无法实现预热器主电机自启的，且查阅DCS实时记录曲线，自启动时DCS没有发出合闸指令。

（2） A空气预热器主电机自启后，DCS实时记录曲线电流存在突变，变频器频率自动从0升至50 HZ，其频率的升降不是由DCS控制，而是由变频器存储的程序控制。

（3） 从检修检查情况分析，在未进行任何修理的情况下，在就地手动方式及远控方式下，变频器启停试验均正常。

4　防范措施

（1） 机组正常运行时，空气预热器主电机停运后（主电机变频器电流至0），如果辅电机联动成功则按规程相应规定处理；未联动则按规程要求进行抢合。若抢合不成功，可先将主电机变频器进行急停，再去抢合辅电机，此时应可以成功；若急停不成功，可迅速将主电机变频器控制电源开关停用，再去抢合辅电机，为确保启动辅电机创造条件。

（2） 机组正常运行时，空气预热器如果出现主回路故障，需立即到现场查看变频器显示面板上故障代码；若辅电机联动成功，则迅速根据故障代码情况决定是否对主电机变频回路进行隔离检修。

（3） 定期查看控制柜内部元器件，并清理控制柜内部灰尘。只要系统运行，就应打开控制柜内部冷却风扇，确保变频器在良好运行环境下运行。

（4） 在机组检修技改时，考虑增加变频器转速至0或变频器无运行反馈时，经延时跳变频器电源接触器逻辑，以确保联动成功；考虑增加变频启动方式，待启动正常频率达到设定值时，自动无扰切至工频旁路运行方式，以杜绝变频器在运行中出现异常而影响空预器正常运行的情况。

2015-09-15；

2016-03-15。

许 震（1976-），男，高级技师，主要从事发电厂机组运行维护工作，email：x ly030930@163.com。

马剑宇（1979-），男，工程师，主要从事发电厂锅炉运行工作。