摘要：变频器作为一种常用并且相对来说比较复杂的电力设备，其故障诊断开始受到运行单位的重视。本文主要针对电厂高压变频器故障进行全面的分析研究，希望能够为同行业工作人员提供相应的参价值考。
关键词：电厂；高压变频器；故障；分析
1相关要求分析
设备安全可靠性的运行主要是企业安全生产的一个重要的保障，若是电厂的大功率电动机因为变频器存在故障问题进而停运，那么将会使其发电机组非计划停运，带来不必要的经济损失。所以电厂对高压变频器的安全稳定运行有较高要求，必须引起足够重视。
1.1关于高压变频器的工变自动互切的分析。对于高压变频器的保护动作而言，如果存在着较为严重的故障问题，或者是高压变频器需要检修，但是高压电动机没有办法停运，这个时候高压变频器便能够完成变频器运行时切换到工频运行，此外并不会对其发电机正常运行带来影响。但是如果高压电机处于在工频状态下运行，要想重新投入到变频之中，高压变频器便能够自动的去完成工频运行状态下直接切换到变频运行。
1.2关于高压变频器的功率单元旁通分析。针对于高压变频而言，其某一个功率单元要是存在着故障问题，或者是允许进行旁通的时候，其高压变频器便是可以在最短的时间之内做好故障功率单元旁通的工作，也是可以对输出电压波的完整性提供相应的保障。
关于高压变频器控制电源的冗余配置。为了能够使其对高压变频器的安全运行提供相应的保障，控制电源必须要采取冗余化的配置，并且高压变频器便是可以独立的去配备相应的UPS电源，如果高压变频的控制电源在失去电能后可以直接的切换到UPS系统供电；或者高压变频器则能够配备着双路控制的电源切换的功能，一般是一路交流和一路直流，如果在交流失去电源之后，那么高压变频器则是可以切换到另外的一个直流控制电源上。
2电厂的高压变频器比较常见的故障和原因分析
2.1功率单元过压。功率单元过压可能会造成元器件的的损毁。其主要原因是功率单元输入电压比较高，超出过电压报警点；对其功率的单元进行充电或控制板过压检测功能具有着异常的问题；同时其高压变频器降低速度的时间设置较短。
2.2关于功率的单元输入缺相。功率单元缺相运行，会导致移相变压器绕组发热甚至烧损。其原因则是因为移相变压器对于绕组异常和熔断器损坏等功能出现异常。
2.3功率单元过热。变频器使用的IGBT模块对环境温度要求较高，如果温度较高那么将会导致模块出现损坏，原因则是因为柜散热风机存在着异常，导致其单元散热功率受到影响，并且柜滤网也是会存在着堵塞不通风，如果温度开关损坏或者是出现连接方面的异常，那么功率单元控制板将会过热。
2.4对于功率单元驱动的故障分析。该故障原因则是因为IGBT存在着损坏或短路，驱动板出现了损坏或者是驱动板和控制板的连接线位置存在着故障问题。
2.5对于高压变频器的输出过流分析。这个故障的原因则是因为电缆或高压电机绝缘故障问题，负荷也是具有着机械损伤，高压变频器自身的过流参数设定值异常，移相变压器也是具有着异常或绝缘异常、高压变频器主板电流检测出现异常等原因。
2.6关于高压变频器存在的输出过载。此故障原因是因为高压电机的堵转或负超载运行以及高压电机存在着异常，或者是高压变频器过载的参数设定存在着异常问题，此外高压变频器的主板电流检测也是具有着异常情况。
2.7关于高压变频器瞬停失败分析。变频器瞬停功能通过信号检测板检测变压器三相电源和变频器输出残压信号来实现的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此瞬停失败原因则是由于高压变频器的输入信号具有着异常的情况。此外三相电源的信号检测线路也是具有着异常的情况，电机自由停机时间相对来说并不是很长。另外排除参数设置以及通讯类故障外，可能设备自身存在的故障，例如：电机绝缘损坏或者变频器逆变电路损坏导致出现过流故障；甚至变频器内风机故障甚至会出现超温报警和停机故障等。
2.8过热故障分析。过热故障主要指的就是变频器在散热中的温度已经超出规定的整定值，会影响变频器在使用中的寿命，对电容带来严重损坏，而出现过热的主要因素是由于大功率晶体管出现散热不及时的现象，或者变频器使用的环境温度比较高，甚至温度传感器出现故障，散热风扇不工作一系列问题，其处理方式为：某变频器在实际运行一定时间内就出现过热现象，可以对变频器温度高这一因素进行分析，由于变频器在运行的状况下才出现过热现象，因此不用对温度传感器损坏的现象进行考虑，在给变频器通电后风机依然转动，但相对来说比较缓慢，这也不用分析风机损坏现象，所以考虑到是否防护罩比较脏被堵住导致的，对其风尘或者油泥清除后，风机得到正常运行。
2.9短路故障分析。变频器短路故障通常发生在运行过程中，复位再次启动会失败。短路故障发生时变频器速断保护可以迅速动作，因此不会对变频器造成损坏。由于电机内部短路或电缆发生相间短路造成故障跳闸占短路保护中相当大的一部分；变频器自身内部器件也会造成短路故障，如环境温度高或逆变器本身老化等原因，使逆变器的参数发生变化，引起同一个电桥上、下导通，直流正负短路。
3.电厂厂用电率结构分析
作为电厂重要技术和经济指标之一的厂用电率，一般是指发电厂电力生产过程中所必需的自用电量所占发电量的百分比。厂用电的构成中，围绕发电机组的正常运行需要一整套的电气系统，该系统内电机等设备较多，是厂用电消耗的主要来源，主要包括高压电机和低压电机的消耗。其中，风机、水泵等大型主要辅助设备所用的高压大功率电机的用电量约占厂用电率的65%，是电厂的主要耗能设备。所以，要降低厂用电率，主要应从这些设备的节能降耗入手。
风机和水泵类负载属平方转矩负载，即电动机轴上的转矩与其转速的平方成正比。按照流体机械的相似规律，当风机的静压等于零或水泵的静扬程等于零时，风机与水泵的流量与转速成正比，其出口压强与转速的平方成正比，而电动机轴功率则与转速的立方成正比。
4.高压变频器在节能中的应用
高压变频器在技术上主要采用低耐压器件的多重化技术和高耐压器件的多电平技术。一般以第一种使用较多，采用级联扩容方式的高压变频器又称完美无谐波变频器。单元串联多电平技术就是采用多组低电压小功率IGBT，PWM变频单元串联输出为高压变频器，实现大功率集成，其特点是由低压的功率器件所组成的功率单元相串联，从而实现高压的输出。级联型高压变频器的原理是采用移相变压器，该变频器对电网谐波污染小，输入功率因数高，不必采用输入滤波器和功率因数补偿装置。输出的波形好，不存在由谐波引起的电动机附加发热和转矩脉动、噪声和共模电压等问题，可以使用普通的异步电动机。
级联型高压变频器具有高可靠性，每一个功率单元都是一个小型的低压变频器，每相的电压由功率单元的输出电压叠加而成，当一个功率单元出现故障后，只会使相电压降低，通过旁路切除后系统能继续运行，不会出现一个单元损坏而导致其它单元损坏的连环故障。
5.结束语
高压变频器近些年在电力系统得到了广泛的应用，使得泵和风机设备的使用寿命延长，节约大量能源，运行方式的灵活性使得机组的自动化水平得到提高。因此降低高压变频器的故障率须引起足够的重视，促进电厂自身的经济水平的提高
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[2]郑万钧，崔恒胜.大型火力发电厂厂用电动机高压变频器故障分析及反措探讨[J].山东电力技术，2009（03）.
论文作者:于晓涛
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/2/26
标签：变频器论文; 高压论文; 故障论文; 功率论文; 单元论文; 电厂论文; 异常论文; 《基层建设》2018年第35期论文;