火电厂辅机变频器运行事故分析

闫迎

(国网湖南省电力公司电力科学研究院，湖南长沙410007)

火电厂辅机变频器运行事故分析

闫迎

(国网湖南省电力公司电力科学研究院，湖南长沙410007)

介绍几例火电厂辅机变频器故障事故，从多个角度对变频器事故原因进行分析，指出变频器采购验收不严、安装质量差、参数和逻辑设置不合理、检修维护不到位、事故预案不完善等因素是导致变频器事故发生的主要原因，并提出了预防变频器事故的可行性方法。

火电厂；辅机；变频器；故障分析；预控措施

变频器作为火电厂重要设备，对改善电厂辅机的调控性能、降低厂用耗电率发挥了重要作用。但是运行中的变频器发生故障或损坏时，会导致辅机设备运行异常，造成机组功率波动甚至停机脱网，因此对辅机变频器的安全运行应高度重视〔1〕。

1 变频器运行典型事故介绍

2011—2014年间，湖南省共发生5起变频器运行事故，直接影响到火电机组的安全运行。

1)2011年8月15日，A电厂1号机某引风机变频器功率元件引线连接螺栓松动脱落，运行中该连接处过热烧断，变频器功率单元断电跳闸，机组最终降负荷运行。

2)2012年12月1日，B电厂2号机某引风机变频器供电引线线鼻压接处高温熔断，导致变频器断电跳闸，机组降负荷运行。

3)2013年6月18日，C电厂3号机某引风机变频器小室内冷却空调故障停机，室内温度过高引发变频器超高温保护动作跳闸，机组降负荷运行。

4)2013年8月3日，D电厂某6 kV母线电压跌落，造成该段某引风机变频器瞬停重启，重启过程中该变频器出力减小造成同机组另一台引风机负荷增大，其配套变频器功率单元在持续大电流后报“单元高温警告”并跳闸，机组脱网。

5)2014年7月2日，E电厂1号机某凝泵变频器突报故障停机，变频器在切工频供电过程中备用开关拒动，工频备用凝泵未能正常启动，机组被迫降负荷脱网。

2 变频器运行事故原因分析

事故现场调查情况以及湖南省内多数变频器的应用现状分析表明，导致变频器事故频发的原因很多，但最根本的原因主要在于各电厂在变频器的安装、使用和维护等方面未严格遵循并落实国家相关规程标准和反事故预防措施的规定〔2－3〕。

2.1 未按规定要求开展产品采购或入厂检验

目前国内变频器系列繁多，质量参差不齐，某些电厂在变频器的采购过程中为了降低成本，优先选用一些品牌一般、小厂生产、价格便宜的产品，或者在产品入厂验收中为了缩短流程，随意选取个别产品进行抽样替代，检查项目上也只是以目检包装是否良好，配件是否齐全为主，忽视了变频器内部元器件检查、性能参数测试等重要环节，使得某些质量较差的变频器混入电厂使用，为设备后续故障埋下了隐患。据统计，某些型号变频器在运行中故障率高达40%以上，经解体检查，发现故障主要由产品质量原因引起。

2.2 设备安装质量不满足技术条件要求

变频器作为一种电力元器件的集合体，对环境温湿度、空气粉尘、周围振动、弱电屏蔽、外接辅件等内容都有着严格的技术要求，如环境温湿度不超过40℃/80%RH，空气中无粉尘颗粒和腐蚀气体，设备周围无振动源，控制电缆屏蔽层要单端接地且配备单独接地极，变频器输出侧不得装有电容器、电涌抑制器和电磁继电器，等等。但是某些电厂在变频器的安装过程中并未严格遵循这些规定，突出表现在安装区域随意选择，安装环境脏乱差严重，强弱电电缆混合布置，输出乱接保护器件，使变频器在运行过程中过热保护报警、内部器件烧毁、控制系统紊乱、元器件松动脱落等安装遗留问题频繁出现，此类问题占到变频器所有缺陷问题的50%以上，成为影响变频器安全运行的最主要原因。

2.3 参数和保护设置不满足设备应用要求

为保证变频器在运行中能够达到最佳性能，各应用电厂需要根据辅机负载的实际情况对变频器的运行参数、保护定值、逻辑配合等进行具体设置〔4－5〕。但在变频器的实际使用过程中，由于某些电厂对各部分参量了解不清，或者缺乏使用经验等原因，致使各厂在变频器参数和保护设置方面存在一些共性问题:一是参量配置不完善；二是定值设置不正确；三是运行参数和保护参数混淆替代使用；四是保护逻辑配合有误。这些问题的存在直接影响到变频器的运行可靠性，例如，某些变频器加速时间设置过短，当机组负荷大幅变动时过流保护易报警动作；某些变频器载波频率设置过高易造成变频器振动过大；某些变频器在保护逻辑设置上采用 “取单一”而非 “取多量” 方式，某一参数轻微波动易造成保护动作。

2.4 定期检修和维护工作开展滞后

由于变频器结构复杂、拆装困难等原因，长期以来大部分电厂在变频器的深度检修和维护方面一直没有开展有效工作，日常管理主要以一些简单的卫生清理为主，年度检修也主要是对供电开关、移相变压器等简单附件进行检查，而对变频器故障程度最高的功率单元、控制系统等本体结构则不知如何去修，甚至不想去修，致使电厂对这部分设备模块的真实状态缺乏清晰的认识，无法及时发现设备存在的隐患，造成变频器带病运行，事故高发。

2.5 日常运行缺乏事故预防措施

变频器的故障停机不可避免，为保证辅机设备及发电机组的正常工作，变频器的事故预防措施必不可少。例如，通过设置工频替代旁路，当变频器发生重大故障时将辅机从变频切换至工频运行；增添变频器低电压穿越装置，当设备供电电压降低时确保变频器不会低压保护动作停机。但是某些电厂在变频器的日常运行中忽视了这些事故预防措施的重要性，一直未采取相应的预案，当变频器出现故障或受到外部干扰时，辅机设备只能停机，继而影响发电机组的正常运行〔6〕。

3 防止变频器事故的应对策略

事故原因分析可知，火电厂辅机变频器运行事故涵盖了其验收、安装、使用、维护、检修等多个方面。因此，为了杜绝变频器事故的再次发生，这次提出一些防止变频器事故的全方位策略。

1)严控产品质量和入厂把关。电厂在变频器采购过程中，应综合考虑设备各方面的参数，优先选择一些知名度较高、产品质量过硬、后续服务较好的厂家产品。在入厂验收时要严格遵循相应技术规程或规范的要求，制定严格的验收程序，对检查项目、检查方法、判断依据等内容作出明确说明，杜绝残品次品入厂使用。

2)深化变频器的专项技术管理。各电厂要尽快建立设备专项管理制度，加强专业人员培训，安排专人对变频器的运行维护全面负责，完善变频器巡检、消缺和检修制度，对各类设备隐患做到及时发现、及时处理，同时加强变频器技术台账、历史缺陷分析、大修技改等资料的整理，加强经验积累和总结。

3)开展变频器的隐患排查和综合治理。引发变频器事故的原因，很多是在变频器设计、安装等方面遗留的问题。针对此种现状，要做好变频器的隐患排查工作，重点关注变频器的工作环境、安装质量、参数设置、保护逻辑等是否满足现场运行的需求，对于不满足要求的要及时消缺处理，提高设备运行可靠性。

4 结论

通过对湖南省几例火电厂变频器事故的介绍，分析指出变频器采购验收不严、安装不符要求、参数设置不合理、检修维护不到位、运行缺乏预案是导致变频器事故高发的主要原因。针对这些原因，从产品选型验收、技术管理、隐患治理等方面给出有效的控制策略，保证变频器更好地为发电机组的安全、稳定运行发挥作用。

〔1〕侯庭廷.变频器技术在火电厂节能中的应用 〔J〕.华东科技(学术版)，2012(70):392-392.

〔2〕龚键，陈俊梅，张平军.高压变频器在火电生产中的运维〔J〕.电工技术，2015(4):38-39.

〔3〕杨小言.变频器在火电厂的应用问题与实践 〔J〕.江西电力，2009，33(3):6-8.

〔4〕唐红键，谭茂强.大容量高压电动机变频器继电保护对策探讨〔J〕.电力建设，2010，31(5):81-85.

〔5〕姚远，陆鑫.高压变频器在大型火电厂辅机应用的可靠性分析及控制优化探讨 〔J〕.甘肃电力技术，2014(1):23-25.

〔6〕姜茹，李广正.火电厂高压变频器设计分析及应用研究 〔J〕.电工技术，2013(6):30-32.

Analysis of auxiliary converter accidents in thermal power plant

YAN Ying

(State Grid Hunan Electric Power Corporation Research Institute，Changsha 410007，China)

Based on the simple introductions of some auxiliary converters for thermal power generating units in Hunan province，the possible causes are discussed form different aspects.And it is concluded that unreasonable procurement and acceptance，wrong fixing mode，bad parameter settings，deficient repair and maintenance，imperfect construction design are the major causes for the converter accidents.Moreover，the corresponding countermeasures against the converter accidents are given.

thermal power plant；auxiliary motors；converter；accidents analysis；pre－control measure

TM621.71

B

1008－0198(2016)06－0054－02

10.3969/j.issn.1008－0198.2016.06.015

2016－03－16 改回日期:2016－04－26