淺談發(fā)電廠高頻電源的應(yīng)用與維護(hù)

發(fā)布時(shí)間: 2019-08-23   來源:本站編輯  作者:沈 暉

【摘要】 本文簡要介紹了江蘇鎮(zhèn)江電廠2*600MW機(jī)組電除塵供電用高頻電源的日常應(yīng)用及運(yùn)行維護(hù),結(jié)合高頻電源啟停等操作,分析自投產(chǎn)以來發(fā)生的異常原因,并提出有效的預(yù)防及處理方法,說明高頻電源具有高效除塵及節(jié)能環(huán)保的作用。

【關(guān)鍵詞】高頻電源;運(yùn)行維護(hù);高效除塵

 

1 江蘇鎮(zhèn)江電廠高頻電源技術(shù)性能參數(shù)

1.1 產(chǎn)品規(guī)格和技術(shù)參數(shù)

產(chǎn)品型號: EHC-II。

額定直流輸出電壓: 80kV,電壓調(diào)節(jié)范圍:0~100%。

額定直流輸出電流:1600mA,輸出電流調(diào)節(jié)范圍:0~100%。

輸入電壓:三相電壓380V,±10%。

輸入電壓頻率:50Hz   ±2%。

電能轉(zhuǎn)換效率≥93%,功率因數(shù)>92%(額定負(fù)載條件)。

變壓器油溫升:≤40℃。

2 工作原理

2.1電源控制原理
   高頻電源將三相工頻交流電通過三相全橋整流濾波形成低壓直流電,再經(jīng)過全橋IGBT等逆變電路形成高頻交流脈沖,經(jīng)過變壓器升壓后形成高頻脈動(dòng)電流送給電除塵器,其工作頻率為35kHz-38kHz,如圖1所示。

圖1 高頻電源原理圖


2.2工作方式說明

2.2.1自動(dòng)跟蹤控制方式

高頻控制器根據(jù)現(xiàn)場工況自動(dòng)控制IGBT逆變器頻率(0-20KHz),從而調(diào)節(jié)輸入到電除塵電廠的功率,提供合適的電暈電壓電流。

2.2.2充電比節(jié)能控制方式

高頻控制器不但調(diào)節(jié)IGBT逆變器頻率,而且對電除塵電廠粉塵荷電時(shí)間進(jìn)行控制,脈沖寬度為電場粉塵荷電時(shí)間,脈沖周期減去脈沖寬度為電場荷電粉塵在陽極板的放電時(shí)間。通過不同充電比脈沖寬度與脈沖周期的組合,可以適應(yīng)各種類型的粉塵比電阻,降低及杜絕反電暈的發(fā)生,同時(shí)極大的降低了電除塵的能耗。

2.2.3變頻控制方式

通過改變高頻電源的工作頻率,改變高頻電源的輸出電流電壓。由于可以輸入任意的頻率(0-30KHz)數(shù)值,從而可以細(xì)微地調(diào)節(jié)輸出功率,達(dá)到最佳的效果。

圖2為工作方式示意圖


圖2 高頻電源原理圖

3 運(yùn)行環(huán)境

3.1環(huán)境溫度

高頻電源的環(huán)境溫度是指高頻電源斷面附近的溫度。由于高頻電源控制電路主要由極易受高溫影響的電力電子元件組成,因此高頻電源的壽命及可靠性等因素很大程度取決于溫度,環(huán)境溫度為最高+40℃,高于此值時(shí),降低二次參數(shù)設(shè)定值的50%繼續(xù)運(yùn)行。

3.2環(huán)境濕度

高頻電源對其周圍環(huán)境相對濕度要求不大于90%(表面無結(jié)露)。

3.3振動(dòng)和沖擊

高頻電源在安裝運(yùn)行的過程中,要避免受到振動(dòng)和沖擊。以防止高頻電源內(nèi)部元件連接焊點(diǎn)及零件松動(dòng),導(dǎo)致電路故障,通常要求安裝場所的振動(dòng)加速度被限制在0.6 g以下,特殊場所可加防震橡膠等耐震措施。

3.4安裝場所

安裝場所保證垂直傾斜不超過5度。而海拔高度超過1000 m,高頻電源的散熱能力將下降,故一般要求安裝在海拔1000 m以下。

圖3為高頻電源安裝布置示意圖  

 

4 高頻電源的操作及使用

隨著高壓整流電源的更新?lián)Q代,目前新一代高頻電源均配備新一代智能操作終端,簡稱“手操器”,具備操作靈活,顯示直觀可靠,就地檢修方便等優(yōu)點(diǎn)。

當(dāng)EHC-II硬件設(shè)施檢查完畢,通上電后,不能直接點(diǎn)擊【運(yùn)行】(圖4)來啟動(dòng)EHC-II,而需要先對EHC-II進(jìn)行充電,才能運(yùn)行;同樣的,當(dāng)需要對EHC-II或電場進(jìn)行作業(yè)時(shí),需要先對EHC-II停機(jī),然后放電,才能對其進(jìn)行操作。

 

圖4

4.1 EHC-II高頻電源開機(jī)步驟

點(diǎn)擊手操器上【直流母線】按鈕,進(jìn)入直流母線操作畫面(如圖5),此時(shí)“母線預(yù)充電回路”和“直流母線接觸器”都處于【斷開】狀態(tài),點(diǎn)擊【預(yù)充電開啟】按鈕,預(yù)充電回路交流接觸器吸合(有輕微響聲),“母線預(yù)充電回路”由【斷開】變?yōu)椤鹃]合】,EHC-II母線開始充電,在圖5可看到母線充電曲線,當(dāng)母線電壓達(dá)到430V時(shí)開始計(jì)時(shí),電壓達(dá)到520V左右時(shí),主交流接觸器吸合(有較大響聲),母線電壓直接到570V,“直流母線接觸器”由【斷開】變?yōu)椤鹃]合】,充電完成,觸摸屏上顯示【母線充滿正?!繝顟B(tài),點(diǎn)擊【運(yùn)行】,一次電流、二次電壓、二次電流緩慢上升,運(yùn)行狀態(tài)顯示為“上升”,當(dāng)U2或I2上升到設(shè)定值時(shí),停止上升,運(yùn)行狀態(tài)顯示為“二次限制”,當(dāng)頻率升滿時(shí),也會(huì)停止上升,EHC-II正常啟動(dòng)完成。

   

圖5

4.2 EHC-II高頻電源停機(jī)步驟

點(diǎn)擊手操器上的【停止】,運(yùn)行狀態(tài)顯示為停止。此時(shí)EHC-II仍然帶電,只是EHC-II停止輸出,點(diǎn)擊手操器上的【直流母線】按鈕,進(jìn)入直流母線操作畫面(如圖5),此時(shí)“母線預(yù)充電回路”和“直流母線接觸器”都處于【閉合】狀態(tài),點(diǎn)擊【斷開直流母線】按鈕,交流接觸器KM1A和KM2A同時(shí)斷開(有較大響聲),“母線預(yù)充電回路”由【閉合】變?yōu)椤緮嚅_】,“直流母線接觸器”由【閉合】變?yōu)椤緮嚅_】,點(diǎn)擊【開啟放電】按鈕,母線開始放電,直至母線電壓降到20V以下,點(diǎn)擊【停止放電】,放電完成。

圖6為開關(guān)機(jī)操作示意圖

圖6

5高頻電源的故障及分析

5.1高頻電源的外部故障

5.1.1 輸出開路

當(dāng)高頻處在開路狀態(tài)時(shí),實(shí)際二次輸出電壓瞬間超過額定電壓,手操器或上位機(jī)上不會(huì)顯示數(shù)值,高頻電源立即自動(dòng)停止,并且提示輸出開路故障。需檢查隔離開關(guān)是否斷開,電場連接線緊不緊,取樣回路及高壓硅堆斷開等原因。

5.1.2 輸出短路

當(dāng)高頻處在短路狀態(tài)時(shí),實(shí)際二次電壓不顯示,導(dǎo)致該故障可能由于除塵器電場內(nèi)部積灰嚴(yán)重,或者陰極線與陽極板搭接,另外應(yīng)檢查隔離開關(guān)是否接地,電場是否短路,取樣回路是否正常。

5.1.3 輸入過流

當(dāng)三相輸入電源不平衡時(shí),設(shè)備會(huì)報(bào)輸入過流故障,應(yīng)檢測三相輸入電壓及輸入電流是否平衡。

5.1.4 拉弧保護(hù)

除塵器電場內(nèi)部局部頻繁擊穿或者絕緣瓷瓶純在爬電現(xiàn)象。

5.1.5運(yùn)行溫度高

高溫及散熱系統(tǒng)工作異常會(huì)導(dǎo)致高頻電源報(bào)警,例如散熱風(fēng)機(jī)運(yùn)行模式分為溫控、高壓啟停、停止。夏季應(yīng)選擇高壓啟停模式,同時(shí)風(fēng)機(jī)正反轉(zhuǎn)散熱風(fēng)力不同,保證風(fēng)機(jī)為正轉(zhuǎn)模式。

5.1.6 安全連鎖斷開

隔離開關(guān)柜柜門未關(guān)緊、刀閘未打運(yùn)行位置。

5.2高頻電源的內(nèi)部故障。

5.2.1 母線電壓故障

當(dāng)設(shè)備報(bào)警為“母線電壓低”時(shí)應(yīng)檢查交流接觸器是否有效吸合,預(yù)充電電阻是否斷開,濾波電容是否正常,整流模塊是否正常。當(dāng)充電過程時(shí)間比較長時(shí),會(huì)直流電壓低報(bào)警,這是由于當(dāng)母線電壓達(dá)到“母線電壓吸合值”時(shí),PLC開始計(jì)時(shí),半分鐘內(nèi)母線電壓未充滿,即會(huì)報(bào)母線電壓低故障,這是正常狀況,解除報(bào)警即可。

5.2.2 主回路故障

通常為IGBT模塊損壞,變壓器損壞,硅堆擊穿。

5.2.3 IGBT故障

IGBT模塊、IGBT接口板、IGBT驅(qū)動(dòng)板損壞。

5.2.4 信號采樣故障

例如:高頻電源一次電壓、一次電流、二次電壓、二次電流等采樣模塊接線松動(dòng),采樣模塊24V工作電源缺失或模塊本身故障。

6 高頻電源的保養(yǎng)與維護(hù)

6.1 日常維護(hù)與檢查
       要有專門的設(shè)備人員,實(shí)時(shí)監(jiān)視高頻電源的各種運(yùn)行參數(shù),對重要的運(yùn)行參數(shù)如一次電壓、一次電流、二次電壓、二次電流、IGBT溫度、變壓器溫度等,至少每小時(shí)做一次記錄。

6.2 定期巡檢
  利用定期檢修、大型檢修、年度檢修等較長時(shí)間的檢修工作中來檢查高頻電源在日常檢查中不能檢查的元器件,重要部件如下:

6.2.1定期檢查高頻電源外殼有無破損,密封件是否完好。

6.2.2定期檢查高頻電源周圍有無漏油。

6.2.3定期檢查高頻電源有無異常聲音,高壓輸出端有無異常放電。

6.2.4定期檢查散熱風(fēng)機(jī)出風(fēng)口風(fēng)量,有無異響,風(fēng)機(jī)出口無堵塞。

6.3 小修維護(hù)和保養(yǎng)。

6.3.1變壓器油無須檢測,建議九年后,更換整體變壓器。

6.3.2每次大修測量一次接地電阻,不應(yīng)大于2Ω。

6.3.3檢查確認(rèn)主動(dòng)力電纜,電纜接頭是否緊固。

6.3.4檢查確認(rèn)高頻電源機(jī)械安裝是否緊固、可靠。

6.3.5檢查確認(rèn)高頻電源與高壓隔離開關(guān)的安裝是否緊固、可靠,高壓隔離開關(guān)與電場、高頻電源等所有連接線是否正確,符合規(guī)范。

6.3.6拆除高頻電源的防護(hù)罩,打開逆變箱及控制箱門,檢查配電箱、控制箱及逆變箱內(nèi)各回路上(特別是主動(dòng)力回路)的螺絲是否有松動(dòng),檢查完畢后關(guān)閉逆變箱門及控制箱門。

每次大、小修對設(shè)備進(jìn)行清灰處理,特別是對散熱片、諧振電容以及二次取樣板(二次取樣板安裝在變壓器油箱蓋上)進(jìn)行清灰。

6.3.7每次大、小修對逆變箱風(fēng)機(jī)濾網(wǎng)進(jìn)行更換。

6.3.8用2500V兆歐表檢查負(fù)載(電除塵器電場)絕緣,阻值一般在100MΩ以上。用2500V兆歐表檢查高頻電源輸出電阻,阻值在150MΩ左右

7 結(jié)束語

高頻電源的維修工作是一項(xiàng)理論知識、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與操作水平的結(jié)合的工作,為保證設(shè)備能安全穩(wěn)定的工作,務(wù)必在工作中及時(shí)維護(hù)和保養(yǎng)。文中談及的方法都是在學(xué)習(xí)和實(shí)際工作中總結(jié)的,可能有更多好的、簡便的維修方法。要經(jīng)常閱讀一些有關(guān)的書報(bào)雜志,開拓思路,給維修工作以啟迪,并將這些學(xué)到的知識應(yīng)用于實(shí)際工作中,不斷提高,降低高頻電源的故障率。

 

參考文獻(xiàn)

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      關(guān)鍵詞: 鎮(zhèn)江發(fā)電

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