托电三条输出线路跳闸四期循环水泵变频器跳闸原因及改进

摘要：变频器具有很大的节能效果，在某电厂循环水泵，凝结水泵，给煤机等设备上频繁使用。变频器在使用中会由于晃电等原因造成跳闸，对安全运行造成影响，本文就某电厂1105中循环水泵变频器跳闸原因进行分析并提出了改进意见。

关键字：变频器 循环水泵 节能 晃电

中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1003-9082 （2013）11-0180-02

1. 前言

某电厂为了节能，于2011年年中进行循环水泵改造，加装了变频器，三台循环水泵共用两台变频器，1，2号循环水泵用1号变频器，采用一拖二的方式，2号变频器控制3号循环水泵。运用变频器后，循环水泵耗电大幅度下降，对降低能耗起了很大的作用。

某电厂用的是北京利德华福的变频器，此变频器的型号如下表：

表1-1 循环水泵变频器型号及参数

如下图为某电厂循环水泵变频器，运用此变频器后，循环水泵电流从170A下降至102A，节能效果显著。

2.问题的提出：

此变频器虽然节能效果很好，但是在2012年11月5日源安线路跳闸及试送过程中，由于线路冲击，某电厂四期循泵频繁跳闸，对电厂的安全运行造成了威胁。如图励磁电流电压波动，说明电网有操作，此时循环水泵变频跳闸。在循环水泵跳闸的1分钟内，8号机轴承回油温度已经由正常值上涨到75℃，即将达到停机值，此时如果没有及时发现，启动备用循环水泵恢复循环水，将会导致8号机组发生一次非停。

3.具体循环水泵跳闸全过程为：

06：37：47 四期#3循环水泵跳闸，硬光字#1#2#3循泵跳闸报警，变频器故障报警

06：37：50 四期#2循环水泵工频联启

06：37：52 四期#2循环水泵联启后因出口门未开，跳闸

06：38：28 四期#2循环水泵手动工频启动

06：38：48 四期#2循环水泵出口门未联开循环水泵跳闸

06：38：53 手动变频启动四期#1循环水泵

06：39：23 四期#1循环水泵出口蝶阀全开，出口压力0.28MPa，运行正常

06：55：00 进行#3循泵变频倒工频工作，完成后进行#1循泵变频倒工频工作

07：36：47 四期#1循环水泵变频跳闸

07：36：50 四期#2循环水泵工频联启，出口压力0.28MPa，运行正常

08：01：05 四期#1循环水泵变频器变频倒工频工作结束，启动试运正常

循环水泵切换为工频运行后，在以后的线路试运中循环水泵没有跳闸，应该是由于变频器的问题导致的循环水泵跳闸。经检查循环水泵变频跳闸原因为晃电导致变频器跳闸，为了研究变频器跳闸原因及防止以后类似的事情发生，我们对变频器进行研究：

4.变频器优点：

我们把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作"变频器"。该设备首先要把三相或单相交流电变换为直流电（DC）。然后再把直流电（DC）变换为三相或单相交流电（A C）。变频器具有调压、调频、稳压、调速等基本功能，应用了现代的科学技术，价格昂贵但性能良好，内部结构复杂但使用简单，所以广泛应用于电厂大功率电动机，如凝结水泵，循环水泵，给煤机等。变频器的另外一大特点就是节能，的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输入功率大，且大量的能源消耗在挡板、阀门的截流过程中。当使用变频调速时，如果流量要求减小，通过降低泵或风机的转速即可满足要求，从而达到降低电耗节能的目的。

正因为变频器有如此多的优点，托电给煤机，凝结水泵，循环水泵都在运用变频器调节转速，达到节能的目的。

5.变频器跳闸原因

由于国内某些工厂的电网电压不稳定，导致变频器在使用中产生了新的问题--变频器低压保护跳闸。这种跳闸会因为变频器的保护设置不同而表现为过流保护或低压保护，但其原因都是因为电网低电压引起的。低电压通常都是短时的，主要是因为电源晃电或备自投切换时间过长。引起电源晃电的原因很多，如主电网侧的电压波动、负荷不平衡、雷击、电力切换等原因，负载侧的大型设备启动和应用、线路过载等原因。

变频器是由整流器、逆变器通过中间的直流环节联结组成的。变频器的电压检测元件都设置在直流环节，变频器低电压是指其中间直流回路低电压（即逆变器输入电压过低），变频器都具有过压、失压和瞬间停电的保护功能。

某电厂循环水泵逆变器件采用IGBT，在失压或停电后，将允许变频器继续工作一个短时间td，若失压或停电时间totd，变频器自我保护停止运行。一般td都在15～25ms，只要电源"晃电"较为强烈，to都在几秒钟以上，变频器自我保护停止运行，使电动机停止运行。

在1105事件中，由于电压波动，导致变频器的逆变器前电压过低，低电压时间超过15-25ms，变频器自动保护停止运行，循环水泵停止转动。

6.技术方案及措施

要从根源上杜绝和制止晃电基本上是无法实现的，解决这一问题采取的办法主要有以下几种：

6.1变频器的逆变器件采用GTR，此时一旦失压或停电，控制电路将停止向驱动电路输出信号，使驱动电路和GTR全部停止工作，电动机将处于自由制动状态，在电压恢复后，变频器会继续恢复正常运行，不会由于瞬间低电压而使循环水泵停止运行。

6.2配置高速切换的静态电子开关，当然这还需和上级厂用电源的厂用电快切装置配合使用。这样可避免因电源切换造成跳闸这类问题的发生，但是如果是整个电源（包括备用电源）系统的长时间大幅度波动，这种办法仍无法避免跳闸。

6.3用直流电源做为变频器的备用电源。变频器的雏形是直流变频器，交流变频器只是在直流变频器的前端加上了整流器。变频器的控制电源和作功电源都来自于变频器内部的直流母线。将循环水泵的主、备用电源通过开关分别接入变频器交流输入端和直流母线上，正常工作时将两路电源同时投入，正常工作时交流电源提供变频器驱动电机的能量，同时为直流电源的蓄电池充电。一旦交流电源中断或电压下降，直流电源将会给变频器直流母线供电，维持变频器的正常运行，在变频器故障或收到相关保护信号时又能快速断开直流电源，确保系统的安全可靠工作。

6.4为变频器接入在线UPS。变频器的控制电源由UPS提供已有成熟的使用经验，但采用大型UPS为变频器提供动力电源的方案目前使用不多，因为动力用UPS容量大、转换效率低、保护级别高、投资成本高。随着大型UPS价格的降低，以及UPS具有成熟的电源管理的软硬件系统，这种方式的使用会越来越多。

结束语

总的来说，变频器有很多优点，节能显著，而且随着时间的推移，技术的先进，变频器会越来越便宜，我们应该广泛的应用，但是变频器在其不稳定这方面还需要改进。本文提出的这几种方法都可以从根本上解决电压波动后循环水泵跳闸，从而影响电厂的安全运行，我们可以从经济上考虑来选取合适的方法对循环水泵变频器进行改造。

参考文献

[1] 倚鹏.高压大功率变频器技术原理与应用.北京：人民邮电出版社，2008.

[2] 利德华福电气.高压变频器调速系统技术手册.

[3] 内蒙古大唐托克托发电有限责任公司三、四期集控运行规程.

[4] 火电厂风机水泵用高压变频器.中国电力出版社，2006

[5] 三（四）期循环水泵变频器运行规程.

作者简介：李锐，20 08年毕业于东北电力大学热能与动力工程专业，助理工程师，托电公司发电部机组长。