高压变频器事故分析与防范措施（上） 高压电机, 变频器, 发电厂, 引风机

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1 引言
　　大唐淮北发电厂目前2台引风机、2台送风机和2台凝结水泵已有工频运行改造为变频器运行，由于是单机运行风险比较大，因此对变频器运行的可靠性要求非常高。下面就通过2起事故案例，来分析高压功率变频器出现故障对机组的正常运行所带来的影响。
　　2 变频器调速节能应用实例
　　以某发电厂#8炉的4台高压电机(2台引风机、2台送风机)改为变频调速运行为例。6kv高压电动机型号：ykk710-8型，1600kw，186a，746r/min，cosφ=0.861，y型接线。所配置的高压变频器型号：dhvectol- di02000/型，容量为sn2000kva，输入：电压6kv电流192.5a，输出：电压0~6kv;电流0~192.5a;频率0~50hz。
　　由于变频器功率大，发热量较大，为保证足够的通风冷却效果，在变频器功率柜和变压器柜在柜顶分别独立安装了一套整体风扇，再经过室内空调，把热风置换到室外，保证变频器的整体冷却通风要求。
　　2.1 电动机与风机之间的联接
　　如图1所示，拆除原来电机与风机之间的液力耦合器，电机与风机之间加装连接钢轴，连接轴采用空心钢轴。送风机传动方式改为中间轴直连传动，将原来弹性柱销联轴器，改为膜片式联轴器，在两副膜片式联轴器中间，加装一根中空的连接轴，膜片联轴器的型号为form01-2501，中间轴型号为x430.10，其长度为1572mm，传动部件总重为539kg。引风机传动方式改为中间轴直连传动，本次改造将原来弹性柱销联轴器，也改为膜片式联轴器，在两副膜片式联轴器中间，加装一根中空连接轴，膜片联轴器的型号为form11，中间轴型号为x429.10，其长度为1750mm，传动部件总重为649kg。并将引风机入口挡板门由手动控制改为电动控制，以满足工频状况调节需要。这样省略了电机移位、制作基础的费用，节约改造资金。


　　图1 高压变频器现场电气接线图
　　加装引、送风入口挡板执行器4台。在dcs系统中增加引、送风机变频控制逻辑、入口挡板控制逻辑，并修改操作画面。根据技术管理部门要求，完善并修改引、送风机、入口挡板相关联锁、保护、顺控等逻辑。
　　2.2 改造前后系统对比
　　(1)dhvect-di02000/06型变频器调速范围为0～100%;液力耦合器的调速范围一般为40～95%，即高速段造成约5%的速度损失，影响机组出力。液力耦合器最低一般只能到额定速度的40%。
　　(2)dhvect-di02000/06型变频器在整个调速范围内都具有较高的效率(大于97%)，而液力耦合器越是在低速时效率越低。本身带来不小的损耗，调速的节能效果大打折扣。
　　(3)dhvect-di02000/06型变频器对电机及负载机械实现真正的软启动，彻底解决了启动冲击问题，如果工作需要，电机可以在短时间内多次重复启动。液力耦合器不能解决电机启动问题，电机仍然为直接启动，启动电流大，并且不能频繁启动。
　　(4)用dhvect-di02000/06型变频器对电机调速时，只需脱开原来的开关和电机的连接电缆，加入变频器即可，改造方案简单。
　　(5)dhvect-di0200/06型变频器是高科技设备，可靠性高，基本免维护。而液力耦合器是机械设备，本身包含油路、水路等多套系统，故障率高，维修工作量大，造成了有效生产时间的缩短。
　　本次变频改造费用总投资445万元，4台变频器投运后，经运行人员抄表统计，相对未改造前同等发电量情况下，每日可节约2.79万kw/h，仅节约电费一项，在一年半内就可以将变频器改造投资收回，节能效益很可观。因此，高压变频装置改造是节能降耗、挖潜增效、提高综合经济效益最直接有效的措施。高压变频器优越的调速性能和显著的节能效果已经得验证和认可。
　　2.3 施工改造的经验体会
　　(1)8号机引、送风机加装变频器改造工程，安装施工简单，即将原来高压开关柜与电动机之间插入安装变频装置，对原有接线改动不大;
　　(2)变频器操作使用方便，变频器操作只有简单的开、停机和频率调整;
　　(3)变频装置能进行无级调速，调速范围广，且调速精度高，适用性强;
　　(4)变频装置保护功能完善，设备故障率低风机启动平稳，启动电流小，可靠性高;
　　(5)电动机不需要长期高速运行，工作电流大幅度降低，节电效果明显，电动机本身的使用寿命也大大延长;
　　(6)由于变频器取代了液力藕合器进行调速，消除了机械和液力藕合器高故障率的缺陷，设备维护费用大大降低;
　　(7)由于电动机启动电流很小，电动机可以频繁启动，电动机运行振动及噪声明显下降，轴承温度也有很大的下降。