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浅议国产变频器的选用与操作注意要点

浏览次数: 日期:2011-8-11 9:50:02

摘要:本文作者结合在进行从事外委实践中,包括合康牌等变频器维护工作安装使用的选用体会,简要介绍了选用合康牌等变频器的基本经验,分析了目前国内变频器市场进口设备与国产设备的异同,根据在变频器操作中发生的几例问题进行剖析,指出操作注意事项。

关键词:合康变频器    节能    调整    设备选型    故障分析

 

一、引言

鉴于目前厂网分家、竞价上网的严峻形势,发电厂辅机电动机变频调速节能的巨大经济潜力,发电厂辅机变频调速节能改造势在必行。通过部分文献参阅,以及对多家电厂实际调查了解,经过总结,就高压变频器的选择、改造方案、技术因素、使用期间对系统的影响等应考虑的问题方面进行阐述,以期与广大用户共同分享实施变频改造的经验体会。

 

二、变频器的应用特点

笔者基于外委企业中合康牌等变频器维护工作的实践,结合变频调速节能改造过程中的设备安装,体会到:在发电厂高压高炉的引、送风机加装变频器改造工程,安装施工简单,即将原来高压开关柜与电动机之间插入安装变频装置,对原有接线改动不大。变频器操作使用方便,变频器操作只有简单的开、停机和频率调整;变频装置能进行无级调速,调速范围广,且调速精度高,适用性强;变频装置保护功能完善,设备故障率低风机启动平稳,启动电流小,可靠性高。电动机不需要长期高速运行,工作电流大幅度降低,节电效果明显,电动机本身的使用寿命也大大延长。由于变频器取代了液力藕合器进行调速,消除了机械和液力藕合器高故障率的缺陷,因长轴距动力传输带来的振动问题消失了,故设备维护费用大大降低。由于电动机启动电流很小,电动机可以频繁启动,电动机运行振动及噪声明显下降,轴承温度也有很大的下降。

 

 三、 国内变频器市场分析与设备选型

3.1   然而,目前市场上变频器厂家及种类繁多,产品更新较快,竞争比较激烈,价格呈走低的趋势,对发电厂变频改造而言是有利的。但是不同变频器制造商、不同用户需求以及不同工况的运行特点,导致各种变频调速方式在性能指标、节能效果、资金投入等方面存在差异,各有其优缺点,因此在采用何种改造方案进行节能改造方面,也没有一个统一的章法可寻。用户对变频器理论知识了解有限,并且对变频器选用和改造方案缺乏理论依据,因此往往由变频器制造商根据用户提供的信息和要求来提供变频器类型,用户处于比较被动状态。有不少制造商选择其主推的、价格占优的变频器型号推荐安装,但综合起来考虑未必是最佳选择,变频器设备系统安装到生产现场,投入实际运行后,时常出现大大小小的问题,系统故障频发,造成设备损害和经济损失,甚至造成人身伤害,维护费用增加等方面的问题。合康牌变频器基本上是可以消除,上述中昔日发电厂的此类诸多忧虑,合康变频器目前已在工业自动化市场,各系列产品针对力矩、损耗、过载、超速运转等不同操作需求而设计,并依据不同的产业机械属性作调整;可提供客户最多元化的选择,并广泛应用在工业自动化控制领域。有适宜发电厂汽轮机汽水系统和精密伺服油电节能系统、有适宜高压锅炉的风机水泵专用型,有专用型还有矢量控制型。十多个类型可供用户针对不同负荷进行甑选。正如一句俗言道:“有选择真好!”。

3.2   另外从目前市场调查统计分析,变频器以国产的为主,首先是合康等国产的便宜很多,其次功率比较小的电机可以选择相对来说比较可靠的、容量较小的国产变频器。若电机功率较大的,必然要选择容量大的变频器,因为容量越大,技术难度越大。在前几年,选择大容量变频器从可靠性和安全性考虑,通常选择进口的变频器,国产的高压大容量变频器可靠性比较差。但是,结合这几年的维护情况来看,外高压变频器生产厂商在服务上不能很好的满足电力用户需要,高压变频器是技术含量很高的产品,对技术服务的要求很高,国外高压变频器生产厂商现行的代理商营销体制使用户得不到满意的服务,由于代理商基本不具备技术服务能力,给用户造成使用上的很大困惑。国外高压变频器生产厂商的服务成本高、维修周期长,有时达到一到两个月甚至更长。近年来,包括合康变频器等国内变频技术发展也有了长足进步,在工作原理、技术性能、可靠性和稳定性等方面可以与国外产品相媲美,并得到了广大用户的认可,特别是在技术服务、技术支持、售后服务时间、售后服务成本、备品备件、软件升级等方面与国外产品比较还具有很大的优势,因此使用合康变频器等国内生产的变频调速器是明智的选择。

3.3   具体选择变频器容量,主要考虑的是过载问题。由于电动机的发热时间常数通常以分钟计,小功率电动机约为几分钟,大功率电动机可达几十分钟甚至若干小时,所以相对于电动机而言的短时间,大多超过1min。变频器虽然也有过载能力(通常为150%),但允许过载的时间只有1min,相对于电动机的发热时间常数,几乎没有什么过载能力。因此选择变频器容量的基本原则是:电动机在运行的全过程中,变频器的额定电流应大于电动机可能出现的最大电流,即IN≥IMmax。IMmax为电动机的最大运行电流(A);IN是变频器的额定电流(A)。此外,对于容量的选择从节能的角度出发,还有其他一些经验标准:变频器功率值与电动机功率值相当时最合适,以利变频器高效率运转。当变频器的功率分级与电动机功率分级不同时,变频器的功率要尽可能接近电动机的功率,但应略大于电动机的功率。当电动机属频繁起动、制动工作或处于重载起动且较频繁工作时,选取大一级的变频器,使变频器长期、安全运行。

 

四、变频器应用故障分析与处理

对于有些变频器运行过程当中难免会常常出现的故障,如通讯信号故障、所发出的故障信号与实际故障不符、模块发热烧坏或控制电路中其它原件损坏、不明原因的跳闸等。

4.1   变频投运后,电流波动大(20Hz)(约20A)/(30Hz)(约30A)。/(>30Hz)(趋于0A)。继续调节观察发现是操作时,调节幅度较大,设备工况反馈不同步所致,后将调节幅度设置为1-2Hz/次,现象消除。

8号炉乙引变频器“变压器温度超高”跳闸,切工频启动“反时限过电流”保护跳,检查保护定值不适应工频启动要求,定值修改后工频运行正常。某日发出“高压掉电”信号。变压器柜显示温度:A相51℃、B相48℃、C相53℃。8号乙引变频器进行检查,C相温控器故障,变频器温控的测控元件故障,将其跳闸回路拆除。更换后恢复正常运行。

4.2   某机组在负荷150MW加至180MW过程中,乙引风机变频调节器不能调整操作,且指令与反馈值均自动缓慢下降到10Hz。投油枪助燃,降负荷至150MW,就地检查乙引风机变频装置无异常。事后专业技术人员到现场对设备进行了检查,并对当时的操作情况进行查看,对异常原因进行了分析,原因分析认为,变频装置接入DCS控制,引风机变频器操作不能调整的原因:运行人员在升负荷时,鼠标点击第一次,在未收到反馈信号时又再次连续快速点击多次,造成指令累积,从而导致DCS发生操作保护,使变频器输出维持原来的状态,但不会造成后果。(说明:为了避免发生误操作,DCS操作器内部设有逻辑保护,在第一次点击“+”或“-”操作时,如果反馈值未变化,第二次点击的指令自动减至原来的二分之一,第三次则减为第二次的二分之一……,直至操作器不动作。如果没有此项保护,就可能发生因多次发出“+”或“-”指令,累积后的指令突然动作将会造成严重后果。)。对于变频器操作下滑的原因:变频操作器不同于风门、阀门等调节器,操作人员将操作器中的状态从“M”切到“L”(就地状态),相当于对操作器进行复位,DCS系统的操作指令将跟踪就地反馈信号,此时由于变频反馈信号变化较大(电流信号),且为下降方向,故造成变频器操作下滑。防范措施:今后在类似操作过程中,应控制点击速度,在下次点击鼠标前一定要确认收到反馈信号,杜绝指令累积现象发生。若需快速加减负荷,可输入数字。在进行“开”操作时如果发现未执行,可先进行“关”操作,再进行“开”操作,反之已然。对变频器类设备操作时,不能使用操作器中就地对位“L”键。制订相关高压变频器操作注意事项并进行培训。

4.3   2011年7月某日,8号炉乙引风机(电动机6kV/1600kW/740n)“变频器重故障”信号发出,乙引风机跳闸。技术人员进厂处理,检查发现“A3功率单元故障”,随机决定启动乙引风机工频运行;启动乙引风机后,6kV侧开关“反时限保护动作”跳闸。检查6kV反时限保护正常,保护动作电流925A,动作时间14S;分析认为是启动负荷太重所致。更换A3功率单元并检查变频装置无异常后,变频启动,启动后变频器又故障跳闸,发“变频器过流”、“主板重故障”信号;联系变频器生产厂家,厂家技术人员认为,变频故障及发上述信号的原因为启动负荷太重,并且变频启动时,频率给定值低,应将频率给定目标值设置为15~20HZ。并告知如给定值频率目标值低,就会出现变频故障,并发上述信号,他们在现场服务时多次遇到这种情况。调整启动负荷,重新启动正常。


五、小结

变频器种类繁多,选择变频器及实施改造方案的制造商时不能盲目选择,应根据工况和需求,仔细分析产品性能、满足的要求和实施方案。在总体满足用户要求的情况下,变频改造以“经济性”为基本原则。选择变频器容量时应考虑电机实际运行工况,选择性能优化的变频器时要保证变频器的绝对可靠性。实施改造方案时不同的改造设备实施不同的改造方案,同时应注意运行过程中加强维护。随着国内变频技术的不断发展成熟和广泛应用,先进的控制策略、试验手段以及科学的节电效果计算等问题会逐渐地被研究并应用到实践中,相信对推动变频节能改造技术、应用与推广起着很大的作用。


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