高壓變頻器事故分析與防范措施

1 引言

　　大唐淮北發(fā)電廠目前2臺引風(fēng)機(jī)、2臺送風(fēng)機(jī)和2臺凝結(jié)水泵已有工頻運(yùn)行改造為變頻器運(yùn)行，由于是單機(jī)運(yùn)行風(fēng)險比較大，因此對變頻器運(yùn)行的可靠性要求非常高。下面就通過2起事故案例，來分析高壓功率變頻器出現(xiàn)故障對機(jī)組的正常運(yùn)行所帶來的影響。

　　2 變頻器調(diào)速節(jié)能應(yīng)用實(shí)例

　　以某發(fā)電廠#8爐的4臺高壓電機(jī)(2臺引風(fēng)機(jī)、2臺送風(fēng)機(jī))改為變頻調(diào)速運(yùn)行為例。6kv高壓電動機(jī)型號：ykk710-8型，1600kw，186a，746r/min，cosφ=0.861，y型接線。所配置的高壓變頻器型號：dhvectol- di02000/型，容量為sn2000kva，輸入：電壓6kv電流192.5a，輸出：電壓0~6kv;電流0~192.5a;頻率0~50hz。

　　由于變頻器功率大，發(fā)熱量較大，為保證足夠的通風(fēng)冷卻效果，在變頻器功率柜和變壓器柜在柜頂分別獨(dú)立安裝了一套整體風(fēng)扇，再經(jīng)過室內(nèi)空調(diào)，把熱風(fēng)置換到室外，保證變頻器的整體冷卻通風(fēng)要求。

　　2.1 電動機(jī)與風(fēng)機(jī)之間的聯(lián)接

　　如圖1所示，拆除原來電機(jī)與風(fēng)機(jī)之間的液力耦合器，電機(jī)與風(fēng)機(jī)之間加裝連接鋼軸，連接軸采用空心鋼軸。送風(fēng)機(jī)傳動方式改為中間軸直連傳動，將原來彈性柱銷聯(lián)軸器，改為膜片式聯(lián)軸器，在兩副膜片式聯(lián)軸器中間，加裝一根中空的連接軸，膜片聯(lián)軸器的型號為form01-2501，中間軸型號為x430.10，其長度為1572mm，傳動部件總重為539kg。引風(fēng)機(jī)傳動方式改為中間軸直連傳動，本次改造將原來彈性柱銷聯(lián)軸器，也改為膜片式聯(lián)軸器，在兩副膜片式聯(lián)軸器中間，加裝一根中空連接軸，膜片聯(lián)軸器的型號為form11，中間軸型號為x429.10，其長度為1750mm，傳動部件總重為649kg。并將引風(fēng)機(jī)入口擋板門由手動控制改為電動控制，以滿足工頻狀況調(diào)節(jié)需要。這樣省略了電機(jī)移位、制作基礎(chǔ)的費(fèi)用，節(jié)約改造資金。

　　圖1 高壓變頻器現(xiàn)場電氣接線圖

　　加裝引、送風(fēng)入口擋板執(zhí)行器4臺。在dcs系統(tǒng)中增加引、送風(fēng)機(jī)變頻控制邏輯、入口擋板控制邏輯，并修改操作畫面。根據(jù)技術(shù)管理部門要求，完善并修改引、送風(fēng)機(jī)、入口擋板相關(guān)聯(lián)鎖、保護(hù)、順控等邏輯。

　　2.2 改造前后系統(tǒng)對比

　　(1)dhvect-di02000/06型變頻器調(diào)速范圍為0～100%;液力耦合器的調(diào)速范圍一般為40～95%，即高速段造成約5%的速度損失，影響機(jī)組出力。液力耦合器最低一般只能到額定速度的40%。

　　(2)dhvect-di02000/06型變頻器在整個調(diào)速范圍內(nèi)都具有較高的效率(大于97%)，而液力耦合器越是在低速時效率越低。本身帶來不小的損耗，調(diào)速的節(jié)能效果大打折扣。

　　(3)dhvect-di02000/06型變頻器對電機(jī)及負(fù)載機(jī)械實(shí)現(xiàn)真正的軟啟動，徹底解決了啟動沖擊問題，如果工作需要，電機(jī)可以在短時間內(nèi)多次重復(fù)啟動。液力耦合器不能解決電機(jī)啟動問題，電機(jī)仍然為直接啟動，啟動電流大，并且不能頻繁啟動。

　　(4)用dhvect-di02000/06型變頻器對電機(jī)調(diào)速時，只需脫開原來的開關(guān)和電機(jī)的連接電纜，加入變頻器即可，改造方案簡單。

　　(5)dhvect-di0200/06型變頻器是高科技設(shè)備，可靠性高，基本免維護(hù)。而液力耦合器是機(jī)械設(shè)備，本身包含油路、水路等多套系統(tǒng)，故障率高，維修工作量大，造成了有效生產(chǎn)時間的縮短。

　　本次變頻改造費(fèi)用總投資445萬元，4臺變頻器投運(yùn)后，經(jīng)運(yùn)行人員抄表統(tǒng)計，相對未改造前同等發(fā)電量情況下，每日可節(jié)約2.79萬kw/h，僅節(jié)約電費(fèi)一項(xiàng)，在一年半內(nèi)就可以將變頻器改造投資收回，節(jié)能效益很可觀。因此，高壓變頻裝置改造是節(jié)能降耗、挖潛增效、提高綜合經(jīng)濟(jì)效益最直接有效的措施。高壓變頻器優(yōu)越的調(diào)速性能和顯著的節(jié)能效果已經(jīng)得驗(yàn)證和認(rèn)可。

　　2.3 施工改造的經(jīng)驗(yàn)體會

　　(1)8號機(jī)引、送風(fēng)機(jī)加裝變頻器改造工程，安裝施工簡單，即將原來高壓開關(guān)柜與電動機(jī)之間插入安裝變頻裝置，對原有接線改動不大;

　　(2)變頻器操作使用方便，變頻器操作只有簡單的開、停機(jī)和頻率調(diào)整;

　　(3)變頻裝置能進(jìn)行無級調(diào)速，調(diào)速范圍廣，且調(diào)速精度高，適用性強(qiáng);

　　(4)變頻裝置保護(hù)功能完善，設(shè)備故障率低風(fēng)機(jī)啟動平穩(wěn)，啟動電流小，可靠性高;

　　(5)電動機(jī)不需要長期高速運(yùn)行，工作電流大幅度降低，節(jié)電效果明顯，電動機(jī)本身的使用壽命也大大延長;

　　(6)由于變頻器取代了液力藕合器進(jìn)行調(diào)速，消除了機(jī)械和液力藕合器高故障率的缺陷，設(shè)備維護(hù)費(fèi)用大大降低;

　　(7)由于電動機(jī)啟動電流很小，電動機(jī)可以頻繁啟動，電動機(jī)運(yùn)行振動及噪聲明顯下降，軸承溫度也有很大的下降。