某电厂一次风机变频器跳闸运行分析

某电厂一次风机变频器跳闸运行分析

董慧宇1,王飞2

新疆华电高昌热电有限公司，新疆 吐鲁番市838000

摘要：某大型火力发电厂一次风机采用变频器控制方式，通过变频器来达到节能降耗的作用，本文通过对某电厂因变频器故障造成一次风机跳闸事故分析，对此后相类似事故有一定的借鉴意义。

关键词：变频器、故障、过热、跳闸、分析

一、设备概况

某新建电厂2×350MW超临界间接空冷燃煤热电联产机组，锅炉为哈尔滨锅炉股份有限公司生产的HG1113/25.4-YM3型锅炉，采用超临界参数变压运行直流炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、紧身封闭布置、固态排渣、全钢构架、四角切圆燃烧方式、全钢架悬吊结构Π型锅炉。为了响应国家节能、降耗号召，锅炉主要辅机设备中，一次风机采用一拖一方式，变频+工频方式运行，正常情况下变频方式运行，在变频器故障的情况下，将一次风机变频切至工频方式运行，大大降低制粉系统单耗及厂用电。

变频器节能工作原理是：利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置来调整电机的功率、实现电机的变速运行，以达到省电的目的。我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机，变频器的作用能在零频零压时逐步启动，这样能最大程度的消除电压下降，发挥更大的优势。

二、事件经过

1号机组运行，AGC、AVC、一次调频投运，负荷232MW，给水流量698t/h，锅炉总风量740Km³/h，1-1、1-2、1-3、1-5磨煤机运行，1-1、1-2送、引、一次风机运行，1-1、1-2汽动给水泵运行，1-2凝结泵运行；1-1凝结泵、电动给水泵备用，1-4磨煤机备用。

2022年03月09日08时27分，运行人员监盘发现1-1一次风机跳闸，RB动作，1-5磨煤机跳闸，立即汇报主值、值长，同时将总煤量由106t/h减至80t/h，快速降低机组负荷，加大1-2一次风机出力，检查上下层等离子投入，检查1-1一次风机跳闸首出：QF1或QF2任一断开且QF3断开延时6秒，DCS报警显示变频器柜重故障，派人就地检查1-1一次风机开关，并通知电气检修班进行检查处理，检查确认为1-1一次风机变频器冷却风扇卡涩故障，造成系统过热，导致1-1一次风机变频器跳闸。

期间通知各值班管理人员及热工、锅炉值班人员到位，配合事故处理，因检修更换变频器冷却风扇需一小时时间左右，待1-1一次风机无倒转后，于09时19分、09时40分启动1-1一次风机工频，启动后，均过流保护动作，工频无法启动。

09时58分，1-1一次风机变频器冷却风扇更换完毕后，启动1-1一次风机变频方式运行，调整至1-2一次风机并列运行，加负荷至210MW，投入AGC、AVC、一次调频，恢复正常运行方式。

三、可能一次风机变频器跳闸的原因分析如下：

1. 1-1一次风机变频器功率柜冷却系统故障，造成变频器系统过热，风机跳闸。
2. 由于供电电压偏高，超过410V以上，会使得变频器控制模块内部发热量加大，变频器过热而发生保护跳闸。供电电压降低，低于360V，会使得VFD工作电流加大，出现过流保护跳闸。
3. 变频器内部的整流模块有一路损坏，造成其它两路工作时处于过流状态。
4. 变频器长期高负荷运行，造成变频器过热，引起变频器跳闸。
5. 变频器内部板块、散热器等地方堆积较多灰尘，大大降低了其散热效果，使得变频器发生过热保护跳闸。
6. 由于风机内部间隙的缘故，由于气体杂质、锈蚀等在鼓风机内部的沉积，会造成转子之间、转子与腔体等部位的间隙减小，从而增大负载阻力，使得变频器过负荷。

四、针对此次一次风机变频器跳闸的原因分析结论如下：

通过电气专业对变频器控制模块报警检查，发现变频器冷却风扇出口滤网堵塞，变频器所产生的热量不能被风扇带走，致使变频器过热，是本次一次风机变频器跳闸的主要原因。检查变频器控制柜，发现变频器控制柜内积灰较多，积灰将风扇滤网堵塞，冷却风扇不能将变频器热量带走，且变频器控制模块积灰较多，造成不能正常散热，造成变频器温度缓慢上升，直至变频器跳闸。

五、防范措施

1. 运行人员加强监视，发现异常情况，及时就地检查确认。
2. 检修人员对一次风机过流保护定值进行核对校验，确保一次风机过流保护定值正确。
3. 彻查变频器内积灰大原因，对变频器室漏点进行封堵，防止大量灰进入变频器室，影响变频器散热效果。
4. 电气检修专业缩短变频器滤网清扫时间，加强对变频器冷却系统检查，发现问题及时处理。
5. 运行专业定期对全厂各变频器室卫生清扫，防止变频器冷却系统故障造成设备跳闸。
6. 运行巡检人员加强对变频器冷却系统检查，发现问题及时通知电气班检查处理。
7. 做好人员培训，学习变频器跳闸事故分析，总结经验，防止同类事故发生。

六、暴露出问题

一次风机设计运行方式为：一次风机变频器运行时，工频正常备用。当变频器故障跳闸时，工频未连锁启动，说明一次风机变频方式与工频方式连锁不合理。经查变频器跳闸后，联锁跳闸变频器进、出线开关QF1、QF2，变频器上级开关QF，当变频器上级开关跳开后，工频属于是失电状态，导致一次风机工频失电，不能正常启动。认为将工频送电后，工频启动一次风机，连续两次均跳闸，无法启动，原因为一次风机过电流跳闸，经查为一次风机出口插板门不严造成漏风量偏大，致使一次风机启动后电流过大。

总结：通过对此次事件认真分析发现对变频器维护、保养及注意事项方面，存在多项问题，暴露出我厂运行、检修人员对变频器重视度不够，造成一次风机变频器连续两次出现跳闸情况，经过此次事件，得到了生产各部门人员的重视，制定多项措施防范此类事故的发生。同时，在此次暴露出的问题中，通过修改保护连锁、利用停机时间对一次风机出口插板门检修，保证出口门关闭严密，防止同类事件发生造成机组限负荷或非停事件的发生。

参考文献：

[1]变频器厂家说明书

[2]苏军玲 变频器频繁跳闸的原因分析[期刊论文]-电世界 2014(7)

[3]李方园. (2009). 变频器的故障排除 第4讲 变频器过热故障及案例分析. 自动化博览, 26(6), 4.

作者简介：

董慧宇（1974—），性别：男，民族：汉族，籍贯：河南兰考，单位：新疆华电高昌热电有限公司，学历：本科，职称：中级工程师，研究方向：电气工程。

王  飞（1986—），性别：男，民族：汉族，籍贯：陕西渭南，单位：新疆华电高昌热电有限公司，学历：本科，职称：中级工程师，研究方向：热能与动力工程。