摘要：近年来，高压变频器已在电力系统中得到广泛使用，这样可以延长泵和风扇设备的使用寿命，节省大量能量，并提升操作模式的灵活性。同时，熟练的操作提高了设备的自动化水平。因此，应充分注意降低高压逆变器的故障率，以促进电厂经济水平的提高。作为一种常见且相对复杂的功率设备，操作单元已开始评估变频器的故障诊断。本文着重对火电厂高压逆变器的故障进行详细的分析和调查，以期为同行业的人员提供相应的参考。
关键词：火电厂；高压变频器；故障；分析
引言：变频器是现代科学发展的产物。它是计算机，现代控制和互联网技术的有机结合。具有速度覆盖范围广，精度高，动态响应迅速，效率高等优点。它在能源工业，机械和工业制造中发挥着重要作用。为了提高逆变器的稳定性和可靠性，应在使用过程中必须采取必要的措施，目的是减少甚至避免运行期间外围设备与变频器之间的相互干扰。
1火电厂对高压变频器的特殊要求
设备运行的安全性和可靠性是企业安全生产的重要保证。如果火力发电厂的大功率电动机由于逆变器故障而关闭，则发电机将关闭，从而造成不必要的经济损失。因此，火电厂对高压逆变器的安全性和稳定运行有很高的要求，应给予足够的重视。
（1）高压逆变器的电源变压器会自动相互分析。为了保护高压变频器，如果出现更严重的故障问题，或者需要维修高压变频器，但高压电机无法停止，此时可以完成变频器的开关工作。变频器的运行以及变频器的变频不会影响发电机的正常运行。但是，如果高压电动机在工频状态下运行，则要重新输入变频器，高压变频器可以自动完成工频运行状态并直接执行变频运行。
（2）高压变频器功率单元的旁路分析。对于高压逆变器，如果功率单元发生故障或被允许超驰，则高压逆变器可以在最短的时间内超驰故障功率，还可以为输出电压波的完整性提供相应的保证。
（3）高压逆变器控制电源的冗余配置。为了使其能够为高压逆变器的安全运行提供相应的保证，控制电源必须采用冗余配置，并且高压逆变器可以独立地配备相应的UPS电源。停电后，可以直接切换到UPS系统供电，或者高压逆变器可以配备双控制电源切换功能，通常是AC和DC。如果关闭交流电源，则高压逆变器可以切换到另一个直流控制电源。
2火电厂的高压变频器比较常见的故障和原因分析
（1）功率单元过电压。功率单元的过电压可能会损坏组件。主要原因是功率单元的输入电压较高，超过了过压报警点。功率单元的负载或控制板的过压检测功能有异常问题；同时，高压变频器降低速度的时间设置很短。
（2）电源上的设备输入已过期。功率单元的缺相操作将导致相变变压器的绕组变热甚至烧毁。原因是因为相变变压器具有异常功能，例如异常绕组和保险丝损坏。
（3）功率单元过热。逆变器使用的IGBT模块需要更高的环境温度。如果温度很高，则将损坏模块。原因是机柜冷却风扇异常，这会影响设备的冷却功率，并且机柜过滤器也会受到影响。如果温度开关损坏或连接异常，会导致功率单元的控制面板会过热。
（4）功率单元驱动器故障分析。发生故障的原因是因为IGBT损坏或短路，单元板损坏或单元板和控制板之间的连接线位置存在问题。
（5）高压逆变器的输出过电流分析。发生这种故障的原因是由于电缆或高压电动机的绝缘故障，负载也有机械损坏。高压逆变器本身具有异常的过电流参数设置，相变变压器还具有异常或隔离异常、电流检测异常等原因。
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（6）高压变频器的输出过载。该故障的原因是由于高压电动机的停滞或负过载操作以及高压电动机的异常，或者是高压逆变器过载的异常参数的设置。另外，高压逆变器主板的电流检测也有异常情况。
（7）高压逆变器瞬时停电的故障分析。逆变器的瞬时停止功能由信号检测板执行，该信号检测板检测变压器的三相电源和逆变器发出的剩余电压信号。因此，瞬时停电的原因是高压逆变器的输入信号处于异常状态。另外，三相电源的信号检测电路也存在异常情况，发动机的自由停机时间不长。
除了参数的配置和通讯故障外，设备本身还可能存在故障，例如：由电动机或逆变器电路的绝缘损坏引起的过电流故障；即使变频器中的风扇出现故障，也可能引起过热警报，以及停机时间等。
（8）过热引起的故障分析。过热故障主要是指变频器散热中的温度超过设定值，会减少变频器的使用寿命，严重损坏冷凝器。过热的主要原因是高功率晶体管的散热，出现异常现象，或者逆变器使用的环境温度相对较高，甚至温度传感器出现故障，冷却风扇无法正常工作，还有很多问题，处理方法如下：某个逆变器内部过热一定时期的实际运行。分析了变频器的高温。由于变频器仅在运行时才过热，因此无需考虑温度传感器损坏的现象。打开变频器后，风扇继续转动，但是速度相对较慢。不必分析风扇的损坏，因此，考虑到防护罩相对较脏且被阻塞，在去除灰尘或泥土后风扇将正常运行。
（9）短路故障分析。变频器短路故障通常在执行过程中发生，重启后将失败。发生短路故障时，变频器的速断保护功能可以快速动作而不会损坏变频器。由于电动机内部短路或电缆之间的相间短路，故障跳闸是短路保护的重要组成部分。逆变器的内部组件也会引起短路故障，例如环境温度过高或逆变器老化。参数的变化会导致同一桥的导通和关断，以及正负直流短路。
3火电厂高压变频器故障案例分析与探讨
2016年2月27日，炉＃4 4A的初级风扇的变频器关闭，并切换到本地频率运行。变频器的三个功率单元A1，B1和C1被不同程度地燃烧。其中，动力单元A1的损坏最为严重。电解电容器，输入保险丝，整流桥，单元控制板和传输板严重烧毁。功率单元B1的输入保险丝烧断，某些组件烧毁。功率单元C1的控制板和单元板被烧毁。
原因分析：功率单元A1的电解电容器有明显的泄漏痕迹，这是电解电容器老化的个别原因。逆变器运行时，功率单元A1的电解电容器损坏，导致输入保险丝烧断大电流。保险丝中的电解质和导电材料会散开，这会导致功率单元B1和C1的控制组件发生不同程度的燃烧。
注意事项：更换有故障和损坏的电源单元，并同时修理和测试其他电源单元；检查所有变频器控制卡和机柜风扇是否正常，更换并测试是否有问题；定期更换电源设备内部的电解电容器。
结束语：中国经济正处于过渡期，节能减排也是过渡期的关键任务。因此，高压逆变器技术被广泛应用于能源行业，应用逆变器可以有效降低火力发电厂的能耗。此外，还可以提高设备的安全操作水平。可以提高火力发电厂高压逆变器的故障效率，并且还可以促进发电。最终使该单元可以高效稳定地运行。
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论文作者:李世倬
论文发表刊物:《电力设备》2019年第21期
论文发表时间:2020/3/16
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