现场︱高压给泵变频器的运行与维护
江苏华电戚墅堰发电有限公司的研究人员潘文良，在2015年第10期《电气技术》杂志上撰文指出，厂用系统变频器种类较多，本文仅以高压给泵变频器（西门子罗宾康完美无谐波系列变频器）为标准，从其参数设置、构成原理、运行调整、节能等方面，进行了一定的深入分析，以便了解其实际情况。而相对于其他类型变频器功能各有差异，但变频器基本参数各类型几乎都有，完全可以做到触类旁通。
1 设备配置
1.1 概述
江苏华电戚墅堰燃气蒸汽联合循环机组为“F”级系列、单轴布置，配备了2台高压给水泵。机组正常工作时，由A泵提供高压汽包给水（A泵为变频调节），一台为备用（B泵采用液力耦合器调节）。
1.2 用户I/O
I/O 模块允许用户与机组DCS系统通讯，以满足现场应用需要，故障可通过故障复位清除。
1.3 单元旁路系统
当变频器内部发生单元故障，则要向闭合接触器发出指令，同时，将故障单元处的电路断开，保证相邻的每两个单元都能互相连接，进而将故障隔离出来，使得变频器可以重新启动，但只能降出力运行。另外，中性点漂移技术使得变频器在发生单元旁路后容量的下降最小。
2 参数调整
2.1 合理设置变频器参数
变频器起动的时间不能过长，尽量保证瞬时起动。若是按下起动按键发现电动机无法正常转动，发生堵转，那么就证明负载的转矩远大于起动力矩，进而无法正常启动。这时要立即按停止P按钮，否则时间一长，电动机要烧毁的。
2.2 运行节能措施
变频器运行时，合理使用室内空调，加强房间密闭功能以减少内外换热，避免房间内外空气流通影响室内环境；充分利用变频给泵运行（不低于全年运行时间的90%）；变频器启动前30分钟开辅助油泵；机组正常运行时维持高压给水压差1.5~1.8Mpa，升降负荷时可适当调高高压给水压差。
3 故障案例及采取措施
4月30日#2机组A高压给泵变频器故障跳闸（B高压给泵未联动），值班人员手动起动B给泵成功，期间高压汽包水位最低至-740mm左右。
3.1故障原因分析
变频器跳闸画面显示WAGO通讯报警，没有发现设备中的元器件有异常现象，对WAGO与CPU间连接线进行检查测量，正常。将变频器与高压给泵电动机间的电缆拆除后，变频器送电调试，变频器运行正常，无任何报警显示。恢复送电变频器带部分负荷试运行1小时30分，正常后带全负荷运行正常。
在处理过程中，发现变频装置柜内积灰较多，考虑到以往发生过的变频装置故障情况，初步认为是由于积灰且空气湿度大，引起变频装置故障。以下是曾发生过的三次变频装置故障情况：
第一次：#2机组A高压给泵变频器跳闸，故障代码A4单元通讯不畅，更换通讯调制板一块后，投运正常。
第二次：#2机组A高压给泵变频器跳闸，画面显示，操作面板死机，后由厂家维修人员更换CPU一个，投运后正常。
第三次：#2机组A高压给泵变频器跳闸，画面显示报单元过热故障，经检查发现由于环境灰尘多，滤网积灰严重，通风不好，引起通风量不够，造成设备冷却效果下降而过热，经滤网更换后，设备运行正常。
为此，对#2机组A高压给泵变频器所处开关室窗户进行密封处理，制定高压变频器滤网定期更换制度等一系列措施进行防范。
3.2 B备用泵未联动分析
低水压未联动。根据B给泵联动条件，给水母管压力降低至8.45Mpa联动备用泵的压力信号与备用泵出口电动门开启时允许启动条件的出口压力大于5MPa压力信号取自同一测点。当给水泵变频器输出至零，母管压力低于8.45MPa和5MPa同时发出，但B给水泵在出口压力小于5MPa时不允许起动，造成联动失败。
从DCS 记忆信息发现，A高压给泵出现转速下降，导致给水母管压力持续快速下降，从曲线上可以看出压力从8.92Mpa下降至7.59Mpa只有1秒，而低水压联锁启动备用泵的压力定值为8.45Mpa，给泵允许启动条件中给水压力要大于7.92MPa，由于给水压力下降太快，使得联锁启动备用泵命令无法发出，而压力小于7.92MPa后即使A泵跳闸，B泵由于同样的原因也无法自启。
电气联锁未联动。给泵电联信号取自变频装置隔离变高压侧（6KV）开关辅助接点，目前回路设计为变频器严重故障，信号经6KV开关综保装置非电量保护出口跳6KV开关。由于这次变频器故障为非严重故障只封锁功率模块输出，使变频器输出至零，6KV开关未跳闸，因此备用泵不启动。
3.3 防范措施及改进建议
加强日常巡查，检查室内温度和通风情况，室内温度最好保持在25℃左右，最高不得高于40℃；保持室内清洁卫生；检查变频器是否有异声，异味，柜体是否发热。由于变频器整个装置采取的是冷却风扇向外排风，滤网进风防尘的冷却方式，环境中粉尘较多，影响冷却风量，因此在巡检中要经常性用Ａ4纸测试滤网进风量，并且检查变频器风扇是否有问题。
做好定期维护，每半个月对变频器的所有滤网进行一次清洗。确保滤网干燥无积灰；每月根据日常机组投运情况，择日对变频器内部器件，功率单元进行清扫，用吸尘器将柜内的灰尘清除干净；每半年检查所有进出线电缆，功率单元进出线，控制线，控制柜端子排，若有松动现象，应将其紧固；每半年根据日常机组投运情况，组织专门人员对变频器内部电子线路板以及光纤进行检查与清扫。由于印刷线路板上有许多元件对静电很敏感，因此当作业人员接触时须佩戴接地防静电措施；或者在接触中通过不断的触摸接地金属片消除静电。
电联改进意见。将变频器内部非严重故障只封锁功率模块输出，改为变频器输出至零信号接入6KV开关非电量保护，跳6KV开关。
但由于本机组高压给泵是后续技改项目，受原DCS逻辑限制，A高压给泵DCS操作启停取点在6KV开关处，启泵时先合6KV开关，过几秒延时启用变频器，停泵时相反。若将变频器非严重故障接入6KV非电量保护，每次正常停用保护都会动作，给变频器判断是高压侧电源异常引起跳泵故障，对变频器长期运行是一种危害，且再次启动都要对变频器检查一下看是否是真的有故障发生，检查动作原因，复位保护。
低水压联动（热联）改进意见。按照联动可靠、投资节省、改进方便原则，将高压给水泵允许启动条件出口压力≥5MPa 改为出口压力≥5MPa（出口压力消失后）且能自保持5至10秒，即运行泵失去5至10秒内，备用给水泵应联动正常。
4 运行注意事项
变频器投运必须先合上变频器控制电源，系统初始化（约1分钟）正常，确认风机转动正常，才可以将高压侧开关转热备用，将变频器控制柜“就地/远程”切换开关打到“远程”位置；在DCS发变频器启动指令，DCS在收到变频器准备就绪信号后自动发出启动信号，合高压侧开关，启动变频器，如果此时DCS没有转速设定信号给变频器,则变频器按变频器控制器预设的最小转速（1200转/分）启动，然后可以再通过DCS画面按钮，调节变频器的输出。
运行中若发现变频器输出下降或输出已直接至零，应尽快检查备用泵自启情况，或直接手动启动备用泵；变频器出现异常情况时，即会发出信号，就地键盘上故障灯若是长时间发亮，则表示产生了故障；若是故障灯一闪一闪发生闪烁，则表示正在报警，但是变频器仍然能够正常运行。
发生故障主要包括两种类型，其中一种就是跳高压侧开关（其表现主要包括：柜门直接打开，按下急停按键，风机出现故障无法正常运行，变压器温度急速上升，变频器的损耗极速增大，另外，变压器还会发生次级短路）。
另一种不跳高压侧开关，两种故障都会使变频器停止输出，电机自由滑行至停转；做好巡查工作，听变频器柜中是否出现了比较异常的声响，有没有出现发热现象，排风口的位置是否出现了异样的味道，变频器柜顶风机应运转情况，柜内不允许结露受潮进水。
另外，对电机进行绝缘处理期间，要保证变频器和电机二者之间是分离开来的，变频器输出端没有进行高压加持；变频器中存在一些线路板，工作人员绝对不能直接用手触碰，主要是因为手上带有的静电很容易引发短路，进而将线路板直接烧坏。
变频器运行的过程中，其柜门一定要保持始终关闭的状态，工作人员也不能在柜子周围活动，避免造成人身危险。运行巡检中要注意检查油泵站内油压、油温、滤网压差、油位及渗漏情况是否正常，务必保持油泵站柜门关闭良好，以防雨天受潮积水发生不安全情况，并确保润滑油泵联锁投入有效；变频器运行时节能参数控制。
5 结束语
变频泵运行时（负荷280~400MW），变频器高压侧电流在104~152A范围变化，而若采用B泵定速运行，其高压侧电流基本为154A；根据年度机组利用小时统计，全年A泵（变频泵）耗电657万千瓦时，占厂用电耗0.423%；若采用B泵运行，全年耗电766万千瓦时，暂厂用电耗0.493%，比A泵多耗电109万千瓦时，变频泵运行节能效果明显。
关注电气工程技术、聚焦学科前沿发展