风机高压变频调速系统故障研究和解决措施

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1、风机高压变频调速系统故障研究和解决措施　　摘要：云浮发电厂一次风机变频器投运后多次出现故障，长时间不能正常投入运行，严重影响机组的安全经济操作，通过对风机变频器的常用故障进行归纳及总结分析，找出了故障产生原因，并制定了相应的整改措施，整改完成后变频器恢复正常运行。关键词：高压变频调速系统；故障；原因分析；整改措施中图分类号：TN74文献标识码：A1概述云浮发电厂C厂为两台300MW循环流化床机组，每台锅炉装设两台一次风机，一次风机电机额定功率为2800kW，安装了中山明阳公司的MLVERT-D06/3550.B型

2、高压变频器，变频器配置手动旁路柜。投运以来，一次风机变频器在带风机启动以及运行过程中多次发生过载、功率模块通讯故障、功率模块烧毁、控制电源中断等故障，造成一次风机跳闸停运，导致锅炉炉膛压力波动大或灭火，给机组安全运行带来较大风险。2原因分析7经过对变频器的重故障总结、归纳，造成变频器跳闸原因主要有以下几种。2.1变频器过载变频器过载主要原因为：（1）变频器启动时，由于风门不能关闭严闭，电机在反转，造成启动时电机电流超定值。（2）变频器未设置具有电流限制的软启动程序。2.2变频器功率模块通讯故障从对故障检查情况看，

3、通讯故障均是在运行一定时间后报出，对故障模块进行检查分析，发现故障均是软故障，并不是简单的可稳定的重复，判断为环境原因引起：（1）变频器在电厂基建安装期间曾严重受潮而导致部分控制板件性能不稳定。（2）变频器室设计的冷却方式为空调冷却+开放式循环空冷，变频室内除配置六台10匹空调以外，还在变频器顶部安装风道，通过变频器顶部的抽风机将热风通过风道排出至室外，室外的空气通过变频器室墙壁下部的通风口补充至室内，通过空气循环的方式来给变频器制冷。但本厂循环流化床锅炉为正压锅炉，经常会出现漏灰，变频器室因建在两台锅炉中间而导

4、致大量的灰尘进入室内，灰尘随着空气进去变频器内部，致部分元件性能不稳定，在运行过程中故障导致模块故障。2.3变频器功率模块烧毁7变频器生产厂家中山明阳公司对未明显损坏的功率模块进行了小电流电压保护功能测试及带负载测试，未发现异常，将损坏的IGBT模块送到德国赛米控公司亚太技术中心（珠海）进行失效分析，经过对多个模块的解剖分析，根据器件失效专家的经验，认为IGBT失效的原因为瞬态过电压。云浮电厂的6kV辅机开关均采用真空断路器，真空断路器的操作过电压是由于电路中存在电感电容储能元件，在开关操作瞬间释放出能量，在电路

5、中产生电磁振荡而引发的。而真空断路器由于具有高速灭弧能力，在切断电路时，往往在电流过零前被强行开断，在断弧瞬间储藏在负载内的电感与电容之间的电磁能量转换将在负载上产生过电压，这比一般断路器要突出，尤其在最先断开相触头间，有可能因过电压引起电弧重燃，而产生更大的过电压。在感性负载中，这种过电压幅值高，上升陡度快，频率也高，这种截流过电压及电弧重燃过电压会通过高压变频器的移相隔离变压器耦合到每个功率模块的交流侧，又同过整流回路送到功率模块的直流母线上，直流母线电压的大幅升高直接可能将功率模块开关器件击穿。2.4变频器

6、控制电源中断7变频器控制电源中断导致锅炉MFT后现场检查情况如下：风机变频器控制柜直流控制电源开关QF2在合闸状态，流控制电源开关QF1跳闸，控制面板失电，UPS已关机，QF4开关已跳闸，T3变压器已烧毁。用万用表检测直流控制电源开关下侧电压正常，但逆变电源UPS1输出侧无电压。变频器的控制电源原理图如图1所示。结合现场检查情况及控制电源原理图分析事件经过如下：风机变频器控制柜模块检测电源变压器T3运行中发生线圈闸间短路，短路电流冲击导致逆变电源装置UPS1故障截止其电源输出，K1继电器失电返回，控制电源由220

7、kV交流电源经K1常闭接点供电，短路电流跳开交流控制电源空开QF1，同时跳开T3的交流输入开关QF4切除短路故障。UPS向变频器提供控制电源约20分钟蓄电池电能耗尽，变频器完全失去控制电源，变频器各功率模块的IGBT因无触发脉冲而立刻截止输出，导致风机电机因失电而停运。变频器完全失去控制电源后，不能向DCS发出重故障信号以及跳开6kV开关。约1分钟左右，因炉膛负压高，MFT跳风机6kV开关。事件暴露以下问题：（1）设备元器件质量差，检查电源变压器T3和逆变电源UPS1的均出现质量问题。（2）控制电源回路设计不合理

8、，重要的变频器控制电源与其它不重要的负荷共用一路开关供电，未将其分开。（3）虽然设置交流旁路，但交流旁路与交流输入共用一个空气开关，当输入侧空气开关跳闸，交流旁路也失电。3整改措施通过归纳分析，已将变频器发生重故障的原因找到，针对暴露的问题制定了以下整改措施。3.1变频器本体的整改措施73.1.1功率模块的整改将所有的变频器功率模块返厂进行以下修理：（1）将IGBT从FF