变频器冷却水泵控制电路改造

付建忠

（国网新源控股有限公司潘家口蓄能电厂，河北唐山064309）

变频器冷却水泵控制电路改造

付建忠

（国网新源控股有限公司潘家口蓄能电厂，河北唐山064309）

简要分析了潘家口蓄能电厂变频器抽水工况启动过程中，由于经常出现因水管老化脱落或断裂造成跑水现象，为了弥补因去离子水少时冷却水泵存在泵烧毁的危险，因此提出相关回路改造的处理措施。

抽水蓄能；变频器；去离子水；水泵

0 引言

潘家口电厂坐落在河北省迁西县境内滦河干流的中上游，是国内最早的大型蓄能电站之一。由于华北电网主要以火电为主，受地区水力资源限制，可供开发的水电十分有限，电网缺乏经济的调峰手段，电网缺电局面由电量缺乏转变为调峰容量的缺乏，所以，潘家口电厂在建厂之初便担负着华北电网的调峰、调频和紧急事故备用的艰巨任务。电厂有3台90 MW蓄能机组，总装机容量270 MW，于l991年投入运行，由此拉开抽水蓄能电站建设快速发展时期的序幕。抽水蓄能机组静止启动变频器（SFC）系统是抽水蓄能机组水泵工况启动的主设备，负责在水泵工况下将机组拖动到额定转速并同期，是大型抽水蓄能机组辅助设备的重要组成部分，变频器系统能否稳定运行直接影响蓄能机组的启动成功率。潘家口变频器系统为ABB公司提供的60 MW的变频器系统，实现机组的软启动和变速运行功能。

1 潘家口电厂变频器组成

抽水蓄能机组静止启动变频器采用交—直—交电流源型晶闸管变频启动方式实现负载换相式变频调速，用于完成抽水蓄能发电电动机抽水工况的启动。潘家口电厂变频器系统采用高-高6脉波型式，系统配置如图1所示。电气一次主回路系统由隔离开关、整流桥、平波电抗器、逆变桥组成。两个阀串之间接直流平波电抗器，用于抑制谐波和续流作用。整流桥和逆变桥阀串以及平波电抗器采用去离子冷却水强制水冷却方式，整流桥和逆变桥阀串是变频器的重要核心部件，而整流桥和逆变桥阀串在工作中会产生大量热量，所以去离子冷却水循环系统又是阀桥重要组成部分。冷却水循环是否正常直接影响可控硅、电阻、电容以及电抗器等元件的使用寿命，是保证变频器安全稳定运行的关键。

图1 变频器主接线图

2 冷却水泵控制回路改造问题的提出

潘家口变频器去离子冷却水泵的正常运行对变频器阀桥的冷却效果非常重要，直接影响变频器元件使用寿命以及变频器的正常运行，进而影响机组的启动成功率。电厂变频器投入运行近20年，去离子水管已老化严重且无法进行更换，经常出现因水管老化脱落或断裂造成跑水现象。由于变频器冷却水泵运行靠去离子水冷却，如果冷却水泵运行时冷却水少而未及时发现，水泵就会因为失去冷却而烧毁（泵的启动方式有两种：①手动启动；②变频器抽水启动时泵自动启动；泵的停止运行方式只有1种：就是变频器本体手动现地停止运行）。冷却水泵控制示意如图2所示。为了防止因去离子水少时冷却水泵持续运行导致水泵被烧毁，因此提出此次变频器冷却水泵控制回路改造。

图2 改造前冷却水泵主接线图

3 总体设计思路

此次改造利用变频器去离子水箱浮筒，将用于中控室变频器水位低报警的行程开关电路（图3）加以改造，新增两条变频器冷却水泵控制回路（如图4所示）。自动监视变频器去离子水箱的水位信号，并判断是否达到冷却水泵的停泵水位，以实现去离子水少时自动停泵的功能。

图3 变频器去离子水箱（改造前）示意图

4 系统功能实现

（1）水位低报警行程开关带动一个型号为KC22E的继电器1K1，此继电器有两对开接点两对闭接点（如图5）。

（2）第1对接点（11、12）接在冷却水泵1的控制回路中。

图4 冷却水泵控制（改造后）图

（3）第2对接点（21、22）接在冷却水泵2的控制回路中。

（4）第3对接点（13、14）接原来的中控室变频器水位报警回路中。

在变频器本体盘内取220 V直流，作为继电器1K1的工作电源，变频器去离子水箱浮筒带动行程开关，当水箱水位下降到水位低报警时，行程开关接点接通，继电器1K1励磁，继电器1K1第1对闭接点和第2对闭接点打开，此时冷却水泵如果在运行态，也会因接触器K17、K18失磁而停泵，如果此时泵在停泵态，人为也无法使泵启动；继电器1K1的第3对接点同时会向中控室发变频器水位低报警信号。及时与运维人员联系解决处理

图5 改造后冷却水泵主接线图

5 结束语

通过此次变频器冷却器水泵控制回路的改造，实现了变频器冷却水量减少时，发出报警信号并自动停止水泵运行的功能；而且水泵在停止态时出现冷却水量减少情况，还会将冷却水泵闭锁，无法手动起泵。此次改造减轻了我厂运维人员的工作量，提升了设备运行的自动化程度，确保了变频器的安全稳定运行，保证了机组的启动成功率。在加强安全生产，消除设备隐患，提升工作效率等方面均具有积极意义，对其他抽水蓄能机组具有很好的借鉴作用。

TV734.4

B

1672-5387（2017）12-0010-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.12.004

2017-11-01

付建忠（1973-），男，技师，从事机电设备运维工作。