张 锦
（国能榆次热电有限公司， 山西 榆次 030600）
引言高压变频器的生产技术体现在使用的各个环节，如果只片面地考虑高压变频器是否节能，却不重视高压变频器的运行情况，会导致相应的产品问题，不能有效消除高压变频器在工作中出现的异常情况，对变频器及所带负载造成损坏。为了使高压变频器在火力发电厂能良好运行、优化高压变频器的工作状况、降低维修频率，需重视高压变频器的使用方法和日常维修工作。
1 高压变频器散热方案设计不当引起故障由于高压变频器对散热性有着极为严苛的需求，因此，高压变频器的散热水平和所处环境都会影响其运行状况，造成火力发电厂运转不畅，甚至会引发不可估量的事故[1]。
1.1 案例分析以某电厂为例，在改造供热循环泵的变频过程中，对变频器柜出风位置进行相应的风道处理，以保证变频器的热量能被风机以抽风方式输出到室外，并在室内加装空调设备，以控制变频器室内温度。改造完成后，供热期来临，变频器在运行中发生多次变压器超温跳闸的情况。打开柜门，通过采取加装通风机进行散热，并控制变频器出力等相关措施，变频器跳闸次数有所减少。
1.2 故障原因分析变频器工作时间较短，却极易出现超温跳闸，经过多重分析，判断出变频器超温跳闸主要由以下原因造成：
1）在设备日常运转中，风机所产生的风量直接影响了到变频器室内负压力不断增长，降低了热能量的排出，使热气的转换率不能得到及时处理。
2）变频器风口附近的粉尘密度大，粉尘很容易吸附到变频器的室内变频器滤网，并出现粉尘堵塞的现象，降低了变频器的变压器柜进风口的风量和内部传热效率。
3）变频器在额定负载的情况下，如果变频器所散发的热量大于制冷设备的制冷量，导致变频器所散发的热量不能被有效控制。
1.3 案例总结在以上案例中，厂家在设计变频器的同时要充分考虑不同的散热方案，对变频器的散热功能进行多方面评估，要对高压变频器散热问题的进行有效改善，在变频器安全、稳定运行的同时提高火力发电，保证火力发电厂的经济利益最大化。
2 高压变频器用变压器绝缘损坏造成系统故障高压变频器所使用的移相变压器绕组的主绝缘和匝间绝缘是故障易发部位。
2.1 案例分析某发电厂的热网循环泵采用变频运作方式，变频器功率2 500 kW，配套电机2 200 kW，投产多年来运行正常。在2020 年供热期到来后，变频器突然发生重故障跳闸，现场检查变频器报B3模块欠压故障跳闸，现场有明显的焦糊味，打开变压器柜发现B 相绕组有中间有烧焦的痕迹。分析为变压器长时间运行状态，由于B 相绕组通风量不足，造成散热困难，最终发生烧损情况。
2.2 故障原因分析变频器柜中的移相变压器采用顶吸风机进行散热，冷却风通过柜门滤网及隔板对绕组进行散热，由于隔板间隙过小，造成风量不足，尤其是B 相绕组处于变压器中部，散热条件较差，最终导致变压器绝缘老化烧损。
2.3 故障解决措施通过调整变压器间隔内隔板间隙，保证绕组间有足够的通风量，通过2 个月运行，变压器绕组温度在最高在120 ℃左右，未再发生烧损现象。变压器修复后运行中的红外成像，如图1 所示。
2.4 案例总结以上案例是变压器冷却不正常所造成的故障，在变频器运行中，应加强对散热系统进行检查，并定期清理通风滤网，保证变频器通风量充足，使其工作在一个温度较低的环境下，才可以保证设备使用寿命。
3 由于变频器模块选用元件质量问题造成变频器发生停机事件高压变频器功率单元柜是一个复杂的系统，每相由5 个及以上相同的功率模块串接而成，其中任何一个元件发生问题，均会影响整个变频器的安全稳定运行[2]。而电解电容是高压变频器最容易发生故障的部件，由于长期超负荷运行、散热条件差、或使用年限长造成电容器容量下降，变频器滤波效果变差，均会造成直流母线电压因负载的变化造成波动，造成变频器在加速过程中报过流或减速中报过电压故障。
3.1 案例分析1某发电厂的一次风机采用利德华福品牌变频器作为驱动。在变频器停机过程中，B2C5模块常报出过压故障，通过外观检查该变频器，多个功率模块内部电容器上部有溢出的电解液及风干后的残留物，检查发现部分电容出现开路现象，由于该变频器投产9 年以来，虽然对室内温度、模块的定期吹扫工作有严格要求，但从未进行电容器更换工作，导致变频器由于电容使用时间过长，多个模块电容内部发生损坏，造成该变频器模块电容容量不足，报过压故障。
3.2 故障原因分析经分析，该批次电容器为同一国产品牌，由于使用时间过长，电容器内部电解液对电容器内部导电铝排长时间腐蚀，造成电容器开路，使整个模块内部电容量减少，在减速过程中，由于电机的能量回馈，造成直流母线电压升高，而电容总容量不足，无法抑制电压上升，造成该模块报过压故障。
3.3 故障解决措施在高压变频器检修过程中，应定期对电容器进行容量检查，必要时要抽检一个批次的电容器，并进行设备健康分析，以确定下一步的维护计划。
3.4 案例分析2某发电厂的凝结水泵采用合康品牌变频器作为驱动。在一次对功率柜进行吹扫维护后，变频启动过程A1 模块报出光纤通讯故障，对模块进行更换后仍未解决问题，对更换下的模块进行测试，可以正常进行触发及带载，在更换备用光纤后变频器恢复正常运行。
3.5 故障原因分析经分析，在检修过程中，检修人员对模块进行了拆装工作，在拆装模块的过程中，检修人员尝试过手拉光纤纤芯的方式取下光纤，造成光纤纤芯与插头分离，虽然可以正常插入变频器模块，但由于光纤纤芯与光纤发射接口存在一定距离，造成该模块的状态反馈无法正确传到控制系统后台，而变频器在上电后，控制系统会检测所有模块与触发板通讯情况，由于A1 模块光纤接头损坏，造成通讯不良，变频器报光纤通讯故障。
3.6 故障解决措施在高压变频器模块拆装的过程中，应对注意对光纤接头进行保护工作，不能发生光纤弯折、受力等情况。安装前，检查光纤接头是否有灰尘，纤芯是否与接头平齐[3]。变频器模块拆下后，也应注意加强光纤接口的保护工作。
3.7 案例分析3某发电厂采用合康品牌变频器一拖一方式驱动凝结水泵，运行人员在巡检中发现，变频器显示面板报单元旁路故障，但该模块为使用不到2 年新模块，更换备用模块后变频器恢复正常。
3.8 故障原因分析经分析，变频器模块报出旁路故障为驱动故障，如图2 所示，在驱动转接板上一个TVS 管存在击穿情况，更换后正常。
3.9 案例分析4某发电厂采用合康品牌变频器一拖一方式驱动循环泵。设备在使用6 个月后，在一次变频器高压开关合闸后，变频器报A3模块光纤通讯重故障跳闸，更换备用模块后恢复正常。对损坏的模块进行测试，发现输入保险熔断，整流桥短路烧损。
3.10 故障原因分析通过联系厂家进行分析，厂家告知，本次采购的2 台变频器使用的整流模块为同一批次产品，由于模块质量问题，在变频器充电过程中，整流桥在大电流的冲击下，容易发生短路烧损的安全隐患，本次故障属于产品质量问题。
3.11 故障解决措施通过与生家厂家进行沟通，厂家对2 台变频器共记30 个模块全部进行换新处理，原模块返厂进行维修。
3.12 案例总结以上多个案例都是由变频器采用不合格的元器件造成的故障，经排查，属于零件参数不稳定所造成的故障，制造厂应对元件质量进行严格把控，确保电力系统安全、稳定、可靠运行。
4 结语通过对某电厂高压变频器常见故障进行分析，总结了变频器在运行及检修中需要进行必要的定期检查及维护工作，并且在源头对高压变频器通风设计及内部元件器要严把质量关，确保高压变频器能长期安全、可靠运行，促进火力发电厂持续平稳发展，取得良好的社会效益和经济效益。