火力发电厂高压变频器运行常见问题探讨

2018-01-03

电力设备管理 2017年9期

关键词：火力发电厂噪音变频

火力发电厂高压变频器运行常见问题探讨

大唐韩城第二发电有限责任公司党铁虎

现今火力发电厂面临清洁能源发展日益强盛的压力，应当从软硬件设施进行升级，以提高企业的综合竞争实力，获得持久的发展。本文对火力发电厂的高压变频器的运行常见问题进行简单的探讨，并从几个方面提出建议以保障高压变频器的高效运行，以供大家参考。

高压变频器；稳定运行；常见问题

1 引言

随着人们对能源需求的增大，电厂作为主要能源供应企业所面临的压力也越来越大。因此，电力企业需要不断地对自身的软硬件进行升级优化，提高使用效率。火力发电厂当前面临的各种压力更大，更加需要采取措施提高竞争实力。高压变频器作为一项重要的设备，其能否正常高效地运作，直接影响着企业的生产活动，企业生产效率的高低。本文对火电厂的高压变频器稳定运行的重要性进行分析，并探讨当前高压变频器运行中存在的问题，提出相应地改善措施，以促进企业的稳定经营发展。

2 高压变频器稳定运行的重要性

变频器的技术是由变频技术和微电子技术两者所支持的，其可以对工作电源的频率进行变频调节，以更好地对使用交流电作为电源的重要设备进行控制。变频器在工作时，对主电路的调节是通过变频控制电路实现的，而变频控制电路的组成为：整流、控制和逆变三个环节。即：在整流环节，交流工频电源转变为直流电源；在控制和逆变环节，直流电源在特定的逆变电路转变为频率、幅度等参数均可控制的交流电源，从而实现其控制设备交流电动机工作状态的目的。已知的电机学中，交流电动机的转速n（r/min）、极对数p、转差率s和交流电源的电源频率f四者满足式：n=60f（1-s）/p，此方程式表明：在电动机极对数p和转差率s为定值时，电动机的转速与电源的频率f成正比，即电源频率越大则电动机转速越大，因此可以通过变频器对交流电源的频率进行调节，从而达到调节电动机转速的目的[1]。火电厂设备使用高压变频器可以起到以下作用：①降低设备的启动电流，从而达到降低设备的机械冲击，延长设备的使用年限。②降低能源消耗，达到节能减排的环保目的[2]，降低发电厂厂用电率。

3 高压变频器运行常见问题

高压变频器在火力发电厂的实际运用中，阻碍其稳定运行的常见问题有电磁干扰和变频器自身故障两个大的方面，以下对两个方面进行简单地探讨分析。

3.1 高压变频器的电磁干扰

图1 变频器工作原理图

高压变频器在工作时，其受到的电磁干扰来源于各种外来电磁信号，当高压变频器受到电磁干扰时，其变频信号可能出现信号的中断、减弱或者消失等问题，导致其无法有效地对设备进行变频调速，造成相关设备的损坏。高压变频器的电磁干扰来源可以分为以下四类：①整流桥，整流桥是由二极管改造后构成的整流电路，可以确保线路的电流能够稳定输出，但是作为非线性负载的整流桥容易对电网造成谐波，从而对电子电气设备引起较强的电磁干扰，影响电子电气设备的正常稳定运行；②谐波，谐波作为最常见的电力系统问题，其可以严重影响电网线路的运行，并阻碍线路间的信号传递，电网中谐波的产生大多因为使用了脉冲宽度调制技术，该技术在使用中易产生多耦合性的噪音，当噪音超标时就对高压变频器引起了较强的电磁干扰；③电网噪音，该类型干扰源于电网自身所存在的噪音，其产生主要是各个设备的运行超过负荷时电力系统中的电压电流发生突变所引起的；④供电电源，高压变频器的供电电源作为设备的动力，当其发生过压、欠压、断电或者外部环境因素的干扰等均会引起高压变频器的电磁干扰。

不同的电磁干扰来源对高压变频器造成电磁干扰主要通过以下三种方式：①辐射，即整流桥所产生的谐波通过电网系统辐射电网内的设备造成影响；②传导，与辐射相比，该方式的电磁干扰的影响具备范围广、强度大的特点，其主要是电磁干扰随着电网传递至各个配电网络中，从而影响配电母线相关的电气设备因电磁干扰导致变频器的信号出现异常；③电磁感应，线路间因耦合产生电磁感应，从而影响电路中的电流电压，引起较大的电磁干扰。

3.2 高压变频器的常见故障

高压变频器作为驱动电厂设备运行的能源供应设备，其在工作时易受到各种因素干扰而引起故障，从而影响高压变频器的稳定运行，给发电厂的稳定运行带来一定的影响。高压变频器常见的故障主要有以下几类：①过电压故障，即高压变频器在工作时其工作电压超过了设备的额定电压，从而影响设备的运作；②运行参数设置不合理，高压变频器的参数设置需要根据设备的实际运行情况和电动机的运行参数进行设定，若参数的设置不合理，则会导致高压变频器出现故障而停止运作；③过流故障，其发生是因高压变频器在运行时，设备的调速过快或负荷发生突变，导致高压变频器的电流超过额定电流，引起设备发生故障；④元器件过热故障，当设备的工作环境温度过高、电动机异常、温度传感器异常时，高压变频器就容易发生过热保护出现停跳，影响相关设备的运行[3]。

4 保证高压变频器稳定运行的策略

4.1 高压变频器的抗电磁干扰措施

火力发电厂需要根据企业生产的实际情况，针对性地对可能产生电磁干扰的问题进行分析，并有计划地对引起电磁干扰的因素进行改造处理，具体可以根据以下几点进行：①屏蔽处理，针对可引起高压变频器产生电磁干扰的干扰源采用屏蔽处理，即在高压变频器的外周加上适当的铁壳屏蔽干扰源的电磁干扰，并适当地缩减信号传输线路的长度；②接地处理，该处理方式可以有效地减弱因线路噪音所引起的电磁干扰，通常工作人员可以根据电力系统运行的实际需求，采用一点或多点接地、母线接地等接地方式，以此控制线路噪音的耦合，提高高压变频器的抗电磁干扰的能力；③滤波处理，交流电动机的控制是由高压变频器控制交流电源的频率所实现的，因此若对输入的变频信号事先对异常的信号进行过滤，可以有效地避免线路中谐波和噪音传导所引起的电磁干扰；④隔离处理，该处理方式是对高压变频器的工作环境进行检测，对周围可引起电磁干扰的线路和设备采取适当的措施，将其与高压变频器隔离开来，从而减少电磁干扰[4]。

4.2 减少高压变频器的常见故障发生

通过以上的高压变频器的常见故障的分析，可以针对性地提出相应的改善措施，以减少变频器故障的发生，具体如下：①对于变频器的过电压和过电流故障，可以使用具备非线性特性的压敏电阻进行保护，当与变频器并联的压敏电阻两端的电压超过设备的额定电压时，压敏电阻可以被击穿而疏导电流，从而降低了变频器两端的电压，从而起到保护作用，避免故障的发生；②高压变频器的运行参数的设定，需要工作人员根据相关电动机的运行情况进行分析，并结合其工作需求，设定合适的工作参数；③高压变频器发生过热故障，通常是因为变频器过载运行或者变压器的冷却风机无法正常运行，或因环境温度高变频器通风滤网积灰引起。因此工作人员需要对高压变频器的工作载荷进行实时的监控，并定期对其冷却风机、通风滤网进行检修、保养、清灰，避免风机的零部件老化和通风滤网积尘过多导致的散热不佳所致的过热故障。