【摘要】 本文簡要介紹了江蘇鎮(zhèn)江電廠2*600MW機組電除塵供電用高頻電源的日常應用及運行維護,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。
【關鍵詞】高頻電源；運行維護；高效除塵
1 江蘇鎮(zhèn)江電廠高頻電源技術性能參數(shù)
1.1 產(chǎn)品規(guī)格和技術參數(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自動跟蹤控制方式
高頻控制器根據(jù)現(xiàn)場工況自動控制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間進行控制,脈沖寬度為電場粉塵荷電時間,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間。通過不同充電比脈沖寬度與脈沖周期的組合，可以適應各種類型的粉塵比電阻，降低及杜絕反電暈的發(fā)生，同時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，從而可以細微地調(diào)節(jié)輸出功率，達到最佳的效果。
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,降低二次參數(shù)設定值的50%繼續(xù)運行。
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振動和沖擊
高頻電源在安裝運行的過程中，要避免受到振動和沖擊。以防止高頻電源內(nèi)部元件連接焊點及零件松動，導致電路故障,通常要求安裝場所的振動加速度被限制在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。
當EHC-II硬件設施檢查完畢，通上電后，不能直接點擊【運行】(圖4)來啟動EHC-II，而需要先對EHC-II進行充電，才能運行；同樣的，當需要對EHC-II或電場進行作業(yè)時，需要先對EHC-II停機，然后放電，才能對其進行操作。
圖4
4.1 EHC-II高頻電源開機步驟
點擊手操器上【直流母線】按鈕，進入直流母線操作畫面（如圖5），此時“母線預充電回路”和“直流母線接觸器”都處于【斷開】狀態(tài)，點擊【預充電開啟】按鈕，預充電回路交流接觸器吸合（有輕微響聲），“母線預充電回路”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，當母線電壓達到430V時開始計時，電壓達到520V左右時，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),點擊【運行】,一次電流、二次電壓、二次電流緩慢上升，運行狀態(tài)顯示為“上升”，當U2或I2上升到設定值時，停止上升，運行狀態(tài)顯示為“二次限制”，當頻率升滿時，也會停止上升，EHC-II正常啟動完成。
圖5
4.2 EHC-II高頻電源停機步驟
點擊手操器上的【停止】,運行狀態(tài)顯示為停止。此時EHC-II仍然帶電，只是EHC-II停止輸出,點擊手操器上的【直流母線】按鈕，進入直流母線操作畫面（如圖5），此時“母線預充電回路”和“直流母線接觸器”都處于【閉合】狀態(tài)，點擊【斷開直流母線】按鈕，交流接觸器KM1A和KM2A同時斷開（有較大響聲），“母線預充電回路”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，點擊【停止放電】，放電完成。
圖6為開關機操作示意圖
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
當高頻處在開路狀態(tài)時，實際二次輸出電壓瞬間超過額定電壓，手操器或上位機上不會顯示數(shù)值，高頻電源立即自動停止，并且提示輸出開路故障。需檢查隔離開關是否斷開，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
當高頻處在短路狀態(tài)時,實際二次電壓不顯示,導致該故障可能由于除塵器電場內(nèi)部積灰嚴重,或者陰極線與陽極板搭接,另外應檢查隔離開關是否接地，電場是否短路，取樣回路是否正常。
5.1.3 輸入過流
當三相輸入電源不平衡時,設備會報輸入過流故障,應檢測三相輸入電壓及輸入電流是否平衡。
5.1.4 拉弧保護
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運行溫度高
高溫及散熱系統(tǒng)工作異常會導致高頻電源報警,例如散熱風機運行模式分為溫控、高壓啟停、停止。夏季應選擇高壓啟停模式，同時風機正反轉(zhuǎn)散熱風力不同，保證風機為正轉(zhuǎn)模式。
5.1.6 安全連鎖斷開
隔離開關柜柜門未關緊、刀閘未打運行位置。
5.2高頻電源的內(nèi)部故障。
5.2.1 母線電壓故障
當設備報警為“母線電壓低”時應檢查交流接觸器是否有效吸合，預充電電阻是否斷開，濾波電容是否正常，整流模塊是否正常。當充電過程時間比較長時，會直流電壓低報警，這是由于當母線電壓達到“母線電壓吸合值”時，PLC開始計時，半分鐘內(nèi)母線電壓未充滿，即會報母線電壓低故障，這是正常狀況，解除報警即可。
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，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
6.1 日常維護與檢查
要有專門的設備人員，實時監(jiān)視高頻電源的各種運行參數(shù)，對重要的運行參數(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定期檢查散熱風機出風口風量，有無異響，風機出口無堵塞。
6.3 小修維護和保養(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，不應大于2Ω。
6.3.3檢查確認主動力電纜，電纜接頭是否緊固。
6.3.4檢查確認高頻電源機械安裝是否緊固、可靠。
6.3.5檢查確認高頻電源與高壓隔離開關的安裝是否緊固、可靠，高壓隔離開關與電場、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（特別是主動力回路）的螺絲是否有松動，檢查完畢后關閉逆變箱門及控制箱門。
每次大、小修對設備進行清灰處理，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）進行清灰。
6.3.7每次大、小修對逆變箱風機濾網(wǎng)進行更換。
6.3.8用2500V兆歐表檢查負載（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理論知識、實踐經(jīng)驗與操作水平的結(jié)合的工作，為保證設備能安全穩(wěn)定的工作，務必在工作中及時維護和保養(yǎng)。文中談及的方法都是在學習和實際工作中總結(jié)的，可能有更多好的、簡便的維修方法。要經(jīng)常閱讀一些有關的書報雜志，開拓思路，給維修工作以啟迪，并將這些學到的知識應用于實際工作中，不斷提高，降低高頻電源的故障率。
參考文獻
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