摘要：目前，我国的科学技术在飞速的发展，火力发电厂的各项生产技术也逐渐趋成熟。科技化、节能化、绿色化和高效性的新科学技术是现代电力企业的发展方向。高压变频器在火力发电厂的使用经过多年的发展实践，取得了很大的经济效益，过程中也积累了较多的经验，日渐趋向成熟，但高压变频器在火力发电厂的使用属于高技术设备，国内的生产管理条件还存在很多安全隐患。本文从高压变频器的自身缺陷、设备运行环境和设备控制系统等几方面阐述高压变频器在火力发电厂运行中常出现的问题，并进行分析，给出一些改进建议。
关键词：高压变频器；火力发电；运行问题；变频改造
1 火力发电场的概述和组成配件
1.1 火力发电厂的概述
火力发电厂又简称火电厂，即利用化石燃料煤、石油、天然气作为燃料燃烧释放的热能来发电的工厂，它的基本工作流程就是燃料在锅炉中燃烧加热水，让水变成蒸汽，然后再利用蒸汽的压力推动汽轮机旋转，最后在让汽轮机在带动发电机旋转，即将燃料的化学能转变成热能，热能在转变成机械能，最后，机械能转变成电能。在物理上来说，这叫能量转化。
1.2 火力发电厂的组成配件
时代在进步，现代的火电厂跟过去的的火电厂相比，现在的火电厂有着质的飞跃，现代火电厂是一个复杂而又庞大的生产电能和热能的工厂，它由5个系统组成：燃料系统，燃烧系统，气水系统，电气系统，控制系统，以上几个系统中，最重要的系统便是燃料，电气，控制系统，其主要的设备就是锅炉，发电机，它们安装在火电厂的主机房内，而主变压器和配电装置大都放在独立的建筑内或者户外。锅炉，和发电机的好坏，决定了发电厂的效率。
2 火电厂对高压变频器的配置要求
2.1 变频器容量富裕度要求
在选择变频器的容量时，首先要考虑的是变频器的额定电流，由于变频器传给电机的是脉冲电流，所以工作时脉冲数值会比供电电流要大。此外，还应给变频器留有适量的余量空间。因此在其运行过程中可以按工作的最大电流来选择。
2.2 高压变频器系统设备要求
2.2.1 变频器运行过程检测
火电厂的高压变频器长时间处于运行状态，在设备开机过程中，要做好平时的巡视检查工作，进行细致和有重点地查看，这样才能保证高压变频器的稳定性和安全性。不仅如此，每台变频器工作运行功能不同，只要运转都会存在振动，工作人员要随时注意各台设备的振动频率，尤其是当发电机出现低频振动和较大噪音时，要检查设备运行状况是否正常，以保证设备正常运行。
2.2.2 高压变频器的平时保养和检修问题
火电厂内的高压变频器的工作环境本来就比较苛刻，加上高压变频器维修复杂，价格高昂，电厂发电量巨大，如果不注意平时保养，一旦设备出现故障，就要停下这个工作系统进行检修，由此带来的经济损失是巨大的。所以每隔一段时间都要对设备进行一次彻底地保养。在保养前应先将设备全面停车，然后进行认真仔细彻底地清洁，并检查设备各个部分运行是否正常。
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2.3 温度、湿度监测要求
火电厂高压变频器对环境的温度和湿度都有较高的要求，因为这直接影响到设备的运行效率和使用寿命长短，其使用的环境要求粉尘、温度和湿度必须符合变频器运行条件。高压变频器内部多为大功率电子元件，对温度尤其敏感，通常的工作温度为0℃以上55℃以下。但为了更好地实现安全运行，应尽量限制工作温度在40℃以下最佳，最好能够控制在25℃左右，特定的电子元件温度要求较低的，还应按照电子元件允许的最大温度进行温度控制。至于设备的环境温度则因地而异了，我国南北方气候条件不一样，变频器的工作环境基本要求就是保持干燥，湿度不要超过95%，且无凝结或水雾，湿气太重会起雾气现象，造成短路触电危险。
3 造成高压变频器运行问题的主要原因
3.1 自身设计缺陷
高压变频器的功率单元谐波不能相互抵消，当设备处于低于额定负载运行时，谐波的增加速度会很快，输出额定波形失真，增加了电机的重复峰值电压，绝缘效果减弱，由此会使得电机在启动时转矩减小，抖动和发热都增加，随之噪声也会相应的大起来，对工作人员在管理设备时带来一定影响。
3.2 高压变频器运行环境
当工作温度太低或者温度变化过大时，变频器内部会出现小水珠贴附在设备内外表面，这种情况下就会很大程度上降低变频器的绝缘性能，从而可能致使电路发生短路。这里可以通过加快排风力度，增加干燥剂和加热器的使用以革除水雾的产生源头。还有就是电气环境的影响，可分为静电耦合干扰、静电感应干扰和线路接触不良干扰三个主要方面。所谓静电耦合干扰指的就是控制电缆或通讯总线和它们周围的电气回路发生静电耦合，从而生成的电势产生的干扰，这种情况下我们可以把电缆或者总线远离变频器和接触器，各种不同功能的电源线路分开收放，当然也可以在这些线路之间放置绝缘体，或者也可以放置导电装置（比如接地线）将静电吸走；静电感应是由磁通量变化产生的，磁通量越大，产生的感应电势就越大，同时电缆在连接过程中无意间形成的闭环面积大小也会影响磁通量的大小，这里还是同样的方法，把形成回路的电缆能分开的就分开放置，保持距离在30cm以上。如果实在分不开，又会形成闭环圈，那就将这些缆线穿过镀锌管敷设，从而切断通过闭环线圈磁通量变化产生感应电动势的条件。
3.3 高压变频器的控制系统
高压变频器的控制系统一般由控制器、I/O接口板和人机互动界面所组成，其中控制器是由三块光纤板、一块信号板、一块主控板和一块电源板组成。各板之间通过总线底板连接，一块光纤版控制一相的所有单元，通过信号传送（PWM），工作模拟的方式进行。当出现故障时，单元给光纤板发出形成的故障代码信号。问题一般就出在这个过程中，变频器在运行过程中出现了故障，比如出现“单元过热故障”时，变频器会发出相应的警报，并在人机互动界面上做出提示，或者通过指示灯的常亮或频闪来发出警报，此时如果工作人员在设定时间内没来解决问题或没解决好故障，那么功率单元故障将全部切除，变频器在系统预设程序下控制变频器跳闸。
4 结语
高压变频器属于高科技产品，国内各种设备与变频器搭配使用的情况很多，近几年国内关于变频器的生产使用技术也日趋成熟。高压变频器的使用虽然多，但在国内这种设备的生产技术却不及国外，所以好多厂商都引进国外的大设备投入国内使用，因此在平时维护保养和修理费用的投入也不少。为了设备能更长时间地工作，我们就需要安全、规范、正确地使用。所有管理和监管人员都必须懂得变频器的工作原理，懂得故障查找。如果没有专业工作人员，也应该派出员工到相关技术部门培训学习，掌握高频变频器的工作原理、运行流程和维护保养知识和技能之后方能持证上岗。对于火电厂，应该建立健全变频器使用流程，每天都做好运行状态记录，保养记录及故障排检记录。同时也重视变频器的工作环境监测，使高压变频器在一个适合的温度、湿度物理环境中工作，如此便可延迟设备的使用寿命，提高工作效率。
参考文献：
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[2]张永鹏，王平.火力发电厂高压变频器运行常见问题分析[J].2011.05.
论文作者:许丽飞,赵宏宇
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/8/16
标签：变频器论文; 高压论文; 设备论文; 火电厂论文; 火力发电厂论文; 工作论文; 磁通量论文; 《电力设备》2018年第14期论文;